解：
(1) 电能表参数为$1200\,\mathrm{imp/(kW·h)}，$表示每消耗$1\,\mathrm{kW·h}$电能，指示灯闪烁1200次，
3min内闪烁120次，消耗的电能$W=\frac{120}{1200}\,\mathrm{kW·h}=0.1\,\mathrm{kW·h}。$
(2) 时间$t=3\,\mathrm{min}=0.05\,\mathrm{h}，$
实际电功率$P=\frac{W}{t}=\frac{0.1\,\mathrm{kW·h}}{0.05\,\mathrm{h}}=2000\,\mathrm{W}。$
(3) 大于；原因是家庭电路中其他用电器仍在工作。
解：
(1) 灯泡的电阻$R_\mathrm{L}=\frac{U_\mathrm{额}^2}{P_\mathrm{额}}=\frac{(6\,\mathrm{V})^2}{3\,\mathrm{W}}=12\,\Omega。$
(2) 当$\mathrm{S}_1$闭合、$\mathrm{S}_2$拨至$a$点时，灯泡正常发光，电源电压$U=U_\mathrm{额}=6\,\mathrm{V}。$
(3) 当$\mathrm{S}_1$闭合、$\mathrm{S}_2$拨至$b$点时，灯泡$\mathrm{L}$与电阻$R$串联，
总电阻$R_\mathrm{总}=R_\mathrm{L}+R=12\,\Omega+12\,\Omega=24\,\Omega，$
电路中的电流$I=\frac{U}{R_\mathrm{总}}=\frac{6\,\mathrm{V}}{24\,\Omega}=0.25\,\mathrm{A}，$
灯泡的功率$P=I^2R_\mathrm{L}=(0.25\,\mathrm{A})^2×12\,\Omega=0.75\,\mathrm{W}。$
【分析】
1. 对于问题（1），首先明确电能表参数“1200imp/(kW·h)”的含义：每消耗1kW·h的电能，电能表脉冲指示灯闪烁1200次。已知3min内闪烁120次，可通过比例关系计算出这段时间内电路消耗的电能。
2. 对于问题（2），根据电功率的计算公式$P=\frac{W}{t}$，将消耗的电能和对应的时间（注意单位统一）代入公式，即可求出电路的实际电功率。
3. 对于问题（3），将计算出的实际电功率与电水壶的额定功率“1100W”比较大小，结合家庭电路中用电器并联的特点，分析实际功率大于额定功率的原因：家庭电路中可能还有其他用电器同时工作，导致总功率大于电水壶的额定功率。
【解析】
(1) 电能表参数$1200\mathrm{imp/(kW·h)}$表示：每消耗$1\mathrm{kW·h}$的电能，电能表脉冲指示灯闪烁1200次。
则3min内电路消耗的电能：
$W=\frac{120}{1200}\mathrm{kW·h}=0.1\mathrm{kW·h}$
(2) 工作时间$t=3\mathrm{min}=\frac{3}{60}\mathrm{h}=0.05\mathrm{h}$，
根据电功率公式$P=\frac{W}{t}$，可得电路的实际电功率：
$P=\frac{W}{t}=\frac{0.1\mathrm{kW·h}}{0.05\mathrm{h}}=2000\mathrm{W}$
(3) 已知电水壶的额定功率为1100W，实际电功率为2000W，故实际电功率大于额定功率。
原因：家庭电路中其他用电器仍在工作，此时电路的总功率为所有工作用电器的功率之和，因此大于电水壶的额定功率。
【答案】
(1) $\boldsymbol{0.1\mathrm{kW·h}}$
(2) $\boldsymbol{2000\mathrm{W}}$
(3) $\boldsymbol{大于}$；家庭电路中其他用电器仍在工作
【知识点】
电能表参数理解，电功率计算，家庭电路特点
【点评】
本题围绕电能表和电功率的计算展开，既考查了电能表参数的物理意义，又考查了电功率公式的应用，同时结合家庭电路的并联特点分析实际功率与额定功率的关系，注重基础知识的综合应用，有助于提升学生对电学基本概念和公式的掌握程度。
【难度系数】
0.7
【分析】
1. 第(1)问：已知灯泡的额定电压和额定功率，可利用电功率公式$P=\frac{U^2}{R}$的变形公式$R=\frac{U^2}{P}$计算灯泡电阻。
2. 第(2)问：当开关$S_1$闭合、$S_2$拨至a点时，电路为灯泡的简单电路，灯泡正常发光，电源电压等于灯泡的额定电压。
3. 第(3)问：当开关$S_1$闭合、$S_2$拨至b点时，灯泡与电阻R串联，先根据串联电路电阻规律求总电阻，再用欧姆定律求电路电流，最后利用$P=I^2R$计算灯泡的实际功率。
【解析】
(1) 已知灯泡的额定电压$U_\mathrm{额}=6\,\mathrm{V}$，额定功率$P_\mathrm{额}=3\,\mathrm{W}$，根据$P=\frac{U^2}{R}$变形得灯泡的电阻：
$R_\mathrm{L}=\frac{U_\mathrm{额}^2}{P_\mathrm{额}}=\frac{(6\,\mathrm{V})^2}{3\,\mathrm{W}}=12\,\Omega$
(2) 当开关$S_1$闭合、$S_2$拨至a点时，电路为灯泡L的简单电路，灯泡恰好正常发光，因此电源电压等于灯泡的额定电压，即：
$U=U_\mathrm{额}=6\,\mathrm{V}$
(3) 当开关$S_1$闭合、$S_2$拨至b点时，灯泡L与电阻R串联，
串联电路总电阻：$R_\mathrm{总}=R_\mathrm{L}+R=12\,\Omega+12\,\Omega=24\,\Omega$
根据欧姆定律，电路中的电流：
$I=\frac{U}{R_\mathrm{总}}=\frac{6\,\mathrm{V}}{24\,\Omega}=0.25\,\mathrm{A}$
灯泡的实际功率：
$P=I^2R_\mathrm{L}=(0.25\,\mathrm{A})^2×12\,\Omega=0.75\,\mathrm{W}$
【答案】
(1) 灯泡的电阻为$12\,\Omega$；
(2) 电源电压为$6\,\mathrm{V}$；
(3) 灯泡的功率是$0.75\,\mathrm{W}$。
【知识点】
电功率的计算；欧姆定律的应用；串联电路电阻规律
【点评】
本题综合考查了电功率公式、欧姆定律及串联电路规律的应用，关键是明确不同开关状态下的电路连接方式，牢记用电器正常工作时两端电压等于额定电压。
【难度系数】
0.6
【分析】
要测量灯泡的额定功率，根据额定功率的定义，需让灯泡在额定电压下工作。已知灯泡的额定电压，实验中移动滑动变阻器滑片的目的是调节灯泡两端的电压，使其等于额定电压，因此移动滑片时，需要同时观察电压表的示数，确保其等于灯泡的额定电压，这样才能保证灯泡正常发光，进而测量出额定功率。
【解析】
测灯泡额定功率的实验原理是 $ P=UI $，额定功率是灯泡在额定电压下的电功率。在实验操作中：
1. 因为灯泡的额定电压已知，我们需要通过移动滑动变阻器滑片，调节灯泡两端的电压；
2. 移动滑片时，需同时观察电压表的示数，当电压表的示数等于灯泡的额定电压时，灯泡正常发光，此时记录电流表的示数，即可计算出灯泡的额定功率。
选项A观察滑片位置无法判断灯泡是否达到额定电压；选项B观察灯泡是否发光，不能确定灯泡是否在额定电压下工作；选项D观察电流表示数，电流随电压变化，只有电压达到额定值时的电流才对应额定功率，因此均不符合要求。故正确答案为C。
【答案】
C
【知识点】
额定功率测量，实验操作要点
【点评】
本题聚焦测灯泡额定功率的实验关键操作，核心是理解额定功率的定义，明确实验中需先使灯泡两端电压达到额定值这一核心要求，帮助学生掌握该实验的操作逻辑。
【难度系数】
0.7
|
|