1. 下列电路故障中可能造成熔丝熔断的有
(a)开关内两线相碰;(b)插座内两线相碰;(c)灯座内两线相碰;(d)插头内两线相碰。
(b)(c)(d)
(填序号)。(a)开关内两线相碰;(b)插座内两线相碰;(c)灯座内两线相碰;(d)插头内两线相碰。
答案:(b)(c)(d)
解析:
【分析】
要判断哪些故障会造成熔丝熔断,需先明确熔丝熔断的根本原因是电路中电流过大,而家庭电路中电流过大的常见原因是短路(本题不涉及总功率过大的情况)。接下来逐个分析选项:
1. 对于(a)开关内两线相碰:开关的作用是控制电路通断,两线相碰仅相当于开关始终闭合,电路保持通路,不会发生短路,电流不会异常增大,因此不会导致熔丝熔断。
2. 对于(b)插座内两线相碰:插座的火线与零线直接接触,会造成电源短路,电路中瞬间产生极大电流,会使熔丝熔断。
3. 对于(c)灯座内两线相碰:灯座的火线与零线直接连通,形成短路,电路电流过大,会导致熔丝熔断。
4. 对于(d)插头内两线相碰:当插头插入插座时,火线与零线通过插头直接相连,造成电源短路,电流过大,会使熔丝熔断。
综上,(b)(c)(d)的故障会造成熔丝熔断。
【解析】
熔丝熔断的原因是电路中电流过大,家庭电路中电流过大的常见原因是短路。对各选项分析如下:
(a)开关内两线相碰:开关失去控制作用,电路始终通路,无短路现象,电流正常,熔丝不会熔断;
(b)插座内两线相碰:火线与零线直接短路,电流过大,熔丝熔断;
(c)灯座内两线相碰:火线与零线直接短路,电流过大,熔丝熔断;
(d)插头内两线相碰:插入插座后火线与零线短路,电流过大,熔丝熔断。
因此,可能造成熔丝熔断的是(b)(c)(d)。
【答案】
(b)(c)(d)
【知识点】
家庭电路短路故障、熔丝熔断原因
【点评】
本题聚焦家庭电路中熔丝熔断的故障分析,核心是理解“短路会导致电路电流过大”这一关键知识点。解题时需准确区分不同部件故障的影响,易错点是误将开关内两线相碰判定为短路,需明确开关的控制作用,避免混淆。
【难度系数】
0.6
要判断哪些故障会造成熔丝熔断,需先明确熔丝熔断的根本原因是电路中电流过大,而家庭电路中电流过大的常见原因是短路(本题不涉及总功率过大的情况)。接下来逐个分析选项:
1. 对于(a)开关内两线相碰:开关的作用是控制电路通断,两线相碰仅相当于开关始终闭合,电路保持通路,不会发生短路,电流不会异常增大,因此不会导致熔丝熔断。
2. 对于(b)插座内两线相碰:插座的火线与零线直接接触,会造成电源短路,电路中瞬间产生极大电流,会使熔丝熔断。
3. 对于(c)灯座内两线相碰:灯座的火线与零线直接连通,形成短路,电路电流过大,会导致熔丝熔断。
4. 对于(d)插头内两线相碰:当插头插入插座时,火线与零线通过插头直接相连,造成电源短路,电流过大,会使熔丝熔断。
综上,(b)(c)(d)的故障会造成熔丝熔断。
【解析】
熔丝熔断的原因是电路中电流过大,家庭电路中电流过大的常见原因是短路。对各选项分析如下:
(a)开关内两线相碰:开关失去控制作用,电路始终通路,无短路现象,电流正常,熔丝不会熔断;
(b)插座内两线相碰:火线与零线直接短路,电流过大,熔丝熔断;
(c)灯座内两线相碰:火线与零线直接短路,电流过大,熔丝熔断;
(d)插头内两线相碰:插入插座后火线与零线短路,电流过大,熔丝熔断。
因此,可能造成熔丝熔断的是(b)(c)(d)。
【答案】
(b)(c)(d)
【知识点】
家庭电路短路故障、熔丝熔断原因
【点评】
本题聚焦家庭电路中熔丝熔断的故障分析,核心是理解“短路会导致电路电流过大”这一关键知识点。解题时需准确区分不同部件故障的影响,易错点是误将开关内两线相碰判定为短路,需明确开关的控制作用,避免混淆。
【难度系数】
0.6
2. 某物理兴趣小组做了这样的实验:在电水壶中装适量的水,用温度计测得其水温为$20°C$,接入电压为$220\mathrm{V}$的家庭电路中,通电$11.2\mathrm{min}$水开始沸腾。观察发现,电水壶的铭牌上标有“$220\mathrm{V}\ 1000\mathrm{W}$”字样。水吸收的热量为
$6.72×10^{5}$
$\mathrm{J}$,水的质量大约为2
$\mathrm{kg}$。(不计热量损失)答案:${6.72×10^5}$
2
2
解析:
【分析】
本题解题的关键是利用“不计热量损失”这一条件,得出水吸收的热量等于电水壶消耗的电能。首先,根据电水壶的额定功率和通电时间,利用电功率公式$W=Pt$计算出消耗的电能,也就是水吸收的热量;然后,已知水的初温、末温(标准大气压下沸点为$100°\mathrm{C}$)和比热容,再利用吸热公式$Q_{\mathrm{吸}}=cm\Delta t$变形求出水的质量。
【解析】
1. 计算水吸收的热量:
已知电水壶的额定功率$P=1000\mathrm{W}$,通电时间$t=11.2\mathrm{min}=11.2×60\mathrm{s}=672\mathrm{s}$。
因为不计热量损失,所以水吸收的热量等于电水壶消耗的电能,即$Q_{\mathrm{吸}}=W=Pt$。
代入数据得:$Q_{\mathrm{吸}}=1000\mathrm{W}×672\mathrm{s}=6.72×10^5\mathrm{J}$。
2. 计算水的质量:
标准大气压下,水的沸点为$100°\mathrm{C}$,则水升高的温度$\Delta t=100°\mathrm{C}-20°\mathrm{C}=80°\mathrm{C}$。
由吸热公式$Q_{\mathrm{吸}}=cm\Delta t$变形得$m=\frac{Q_{\mathrm{吸}}}{c\Delta t}$,水的比热容$c=4.2×10^3\mathrm{J/(kg·° C)}$。
代入数据得:$m=\frac{6.72×10^5\mathrm{J}}{4.2×10^3\mathrm{J/(kg·° C)}×80°\mathrm{C}}=2\mathrm{kg}$。
【答案】
$6.72×10^5$;2
【知识点】
电能与热量的转化;吸热公式应用;电功率计算
【点评】
本题属于电功与热量的综合计算题,难度适中,解题的核心是抓住“不计热量损失时$Q_{\mathrm{吸}}=W$”的等量关系,同时要牢记标准大气压下水的沸点为$100°\mathrm{C}$,熟练运用电功率公式和吸热公式是解题的关键。
【难度系数】
0.7
本题解题的关键是利用“不计热量损失”这一条件,得出水吸收的热量等于电水壶消耗的电能。首先,根据电水壶的额定功率和通电时间,利用电功率公式$W=Pt$计算出消耗的电能,也就是水吸收的热量;然后,已知水的初温、末温(标准大气压下沸点为$100°\mathrm{C}$)和比热容,再利用吸热公式$Q_{\mathrm{吸}}=cm\Delta t$变形求出水的质量。
【解析】
1. 计算水吸收的热量:
已知电水壶的额定功率$P=1000\mathrm{W}$,通电时间$t=11.2\mathrm{min}=11.2×60\mathrm{s}=672\mathrm{s}$。
因为不计热量损失,所以水吸收的热量等于电水壶消耗的电能,即$Q_{\mathrm{吸}}=W=Pt$。
代入数据得:$Q_{\mathrm{吸}}=1000\mathrm{W}×672\mathrm{s}=6.72×10^5\mathrm{J}$。
2. 计算水的质量:
标准大气压下,水的沸点为$100°\mathrm{C}$,则水升高的温度$\Delta t=100°\mathrm{C}-20°\mathrm{C}=80°\mathrm{C}$。
由吸热公式$Q_{\mathrm{吸}}=cm\Delta t$变形得$m=\frac{Q_{\mathrm{吸}}}{c\Delta t}$,水的比热容$c=4.2×10^3\mathrm{J/(kg·° C)}$。
代入数据得:$m=\frac{6.72×10^5\mathrm{J}}{4.2×10^3\mathrm{J/(kg·° C)}×80°\mathrm{C}}=2\mathrm{kg}$。
【答案】
$6.72×10^5$;2
【知识点】
电能与热量的转化;吸热公式应用;电功率计算
【点评】
本题属于电功与热量的综合计算题,难度适中,解题的核心是抓住“不计热量损失时$Q_{\mathrm{吸}}=W$”的等量关系,同时要牢记标准大气压下水的沸点为$100°\mathrm{C}$,熟练运用电功率公式和吸热公式是解题的关键。
【难度系数】
0.7
3. 小明到早餐店吃早餐,发现店内电能表铭牌上所标的额定电压为$220\mathrm{V}$,正常运行的最大电流值为$20\mathrm{A}$。他观察到电能表示数在$20\mathrm{min}$内增加了$1.1\mathrm{kW}·\mathrm{h}$,且脉冲指示灯闪烁稳定。店内正在使用的用电器实际功率为

3300
$\mathrm{W}$,通过电能表的电流为15
$\mathrm{A}$。此时店主正拿出电饼铛,准备烙饼,小明注意到电饼铛的铭牌信息如表格中所示,于是提醒店主不要使用。小明这样做的理由是:再接入1350W的电饼铛后的总电功率大于电能表允许接入用电器的最大总电功率
。答案:3300
15
再接入1350W的电饼铛后的总电功率大于电能表允许接入
用电器的最大总电功率
15
再接入1350W的电饼铛后的总电功率大于电能表允许接入
用电器的最大总电功率
解析:
【分析】
要解决这道题,我们可以分三步思考:
1. 计算店内用电器的实际功率:已知电能表消耗的电能和时间,根据公式$P=\frac{W}{t}$即可求出实际功率,注意要统一单位;
2. 计算通过电能表的电流:根据电功率公式$P=UI$的变形式$I=\frac{P}{U}$,代入实际功率和额定电压即可求出电流;
3. 分析不能使用电饼铛的理由:先算出电能表允许的最大总功率,再计算接入电饼铛后的总功率,比较两者大小,若总功率超过最大允许值,就会存在安全隐患。
【解析】
1. 计算店内用电器的实际功率:
已知消耗的电能$W=1.1\mathrm{kW·h}$,时间$t=20\mathrm{min}=\frac{20}{60}\mathrm{h}=\frac{1}{3}\mathrm{h}$,
根据公式$P=\frac{W}{t}$,代入数据得:
$P=\frac{1.1\mathrm{kW·h}}{\frac{1}{3}\mathrm{h}}=3.3\mathrm{kW}=3300\mathrm{W}$。
2. 计算通过电能表的电流:
根据公式$P=UI$,变形得$I=\frac{P}{U}$,
代入$P=3300\mathrm{W}$,$U=220\mathrm{V}$,得:
$I=\frac{3300\mathrm{W}}{220\mathrm{V}}=15\mathrm{A}$。
3. 分析不能使用电饼铛的理由:
首先计算电能表允许的最大总功率:
$P_{\mathrm{最大}}=UI_{\mathrm{最大}}=220\mathrm{V}×20\mathrm{A}=4400\mathrm{W}$,
接入电饼铛后的总功率:
$P_{\mathrm{总}}=3300\mathrm{W}+1350\mathrm{W}=4650\mathrm{W}$,
因为$4650\mathrm{W}>4400\mathrm{W}$,即总功率超过了电能表允许的最大总功率,会导致电路过载,可能烧坏电能表或引发安全事故,所以不能使用电饼铛。
【答案】
3300;15;再接入1350W的电饼铛后的总电功率大于电能表允许接入用电器的最大总电功率
【知识点】
电功率的计算;电能表参数应用;电路总功率限制
【点评】
本题结合生活场景考查电能和电功率的相关计算,核心是掌握电能与电功率的计算公式,理解电能表参数的物理意义,同时要明确电路总功率不能超过电能表允许的最大值,培养安全用电的意识。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,我们可以分三步思考:
1. 计算店内用电器的实际功率:已知电能表消耗的电能和时间,根据公式$P=\frac{W}{t}$即可求出实际功率,注意要统一单位;
2. 计算通过电能表的电流:根据电功率公式$P=UI$的变形式$I=\frac{P}{U}$,代入实际功率和额定电压即可求出电流;
3. 分析不能使用电饼铛的理由:先算出电能表允许的最大总功率,再计算接入电饼铛后的总功率,比较两者大小,若总功率超过最大允许值,就会存在安全隐患。
【解析】
1. 计算店内用电器的实际功率:
已知消耗的电能$W=1.1\mathrm{kW·h}$,时间$t=20\mathrm{min}=\frac{20}{60}\mathrm{h}=\frac{1}{3}\mathrm{h}$,
根据公式$P=\frac{W}{t}$,代入数据得:
$P=\frac{1.1\mathrm{kW·h}}{\frac{1}{3}\mathrm{h}}=3.3\mathrm{kW}=3300\mathrm{W}$。
2. 计算通过电能表的电流:
根据公式$P=UI$,变形得$I=\frac{P}{U}$,
代入$P=3300\mathrm{W}$,$U=220\mathrm{V}$,得:
$I=\frac{3300\mathrm{W}}{220\mathrm{V}}=15\mathrm{A}$。
3. 分析不能使用电饼铛的理由:
首先计算电能表允许的最大总功率:
$P_{\mathrm{最大}}=UI_{\mathrm{最大}}=220\mathrm{V}×20\mathrm{A}=4400\mathrm{W}$,
接入电饼铛后的总功率:
$P_{\mathrm{总}}=3300\mathrm{W}+1350\mathrm{W}=4650\mathrm{W}$,
因为$4650\mathrm{W}>4400\mathrm{W}$,即总功率超过了电能表允许的最大总功率,会导致电路过载,可能烧坏电能表或引发安全事故,所以不能使用电饼铛。
【答案】
3300;15;再接入1350W的电饼铛后的总电功率大于电能表允许接入用电器的最大总电功率
【知识点】
电功率的计算;电能表参数应用;电路总功率限制
【点评】
本题结合生活场景考查电能和电功率的相关计算,核心是掌握电能与电功率的计算公式,理解电能表参数的物理意义,同时要明确电路总功率不能超过电能表允许的最大值,培养安全用电的意识。
【难度系数】
0.6
4. 如图所示,有居民将电线插座从窗口悬挂至室外,给电动车充电,这样做存在以下安全隐患:
① 夜晚气温下降,空气中的水蒸气

(a)
(b)
① 夜晚气温下降,空气中的水蒸气
液化
(物态变化名)成小水珠附着在插座内部,含有杂质的液态水会导致电路短路
;② 悬挂于室外的电线与窗台、外墙等摩擦,会导致绝缘皮破损,人体接触火
线绝缘皮破损处,导致触电事故。(a)
(b)
答案:液化
短路
火
短路
火
解析:
【分析】
首先分析第一空:夜晚气温降低,气态的水蒸气变成液态小水珠,根据物态变化定义,气态变为液态是液化现象。接着第二空:含有杂质的水是导体,附着在插座内部会让火线和零线直接连通,造成电路短路。然后第三空:当电线绝缘皮破损,人体接触火线时,火线、人体、大地形成电流通路,会引发触电事故,所以是火线。
【解析】
① 夜晚气温下降,空气中的水蒸气由气态变为液态的小水珠,属于液化现象;含有杂质的液态水是导体,会使插座内部的火线和零线直接连通,导致电路短路。
② 悬挂的电线绝缘皮破损后,人体接触火线的破损处时,人体与大地形成通路,电流通过人体,会造成触电事故。
【答案】
液化;短路;火
【知识点】
液化现象、电路短路、安全用电
【点评】
本题结合生活中的危险用电场景,考查物态变化、电路故障和安全用电的相关知识,引导学生将物理知识与生活实际相结合,增强安全用电意识。
【难度系数】
0.8
首先分析第一空:夜晚气温降低,气态的水蒸气变成液态小水珠,根据物态变化定义,气态变为液态是液化现象。接着第二空:含有杂质的水是导体,附着在插座内部会让火线和零线直接连通,造成电路短路。然后第三空:当电线绝缘皮破损,人体接触火线时,火线、人体、大地形成电流通路,会引发触电事故,所以是火线。
【解析】
① 夜晚气温下降,空气中的水蒸气由气态变为液态的小水珠,属于液化现象;含有杂质的液态水是导体,会使插座内部的火线和零线直接连通,导致电路短路。
② 悬挂的电线绝缘皮破损后,人体接触火线的破损处时,人体与大地形成通路,电流通过人体,会造成触电事故。
【答案】
液化;短路;火
【知识点】
液化现象、电路短路、安全用电
【点评】
本题结合生活中的危险用电场景,考查物态变化、电路故障和安全用电的相关知识,引导学生将物理知识与生活实际相结合,增强安全用电意识。
【难度系数】
0.8
5. 图(a)所示电路中,电源电压恒定,灯泡L的额定电流为$0.25\mathrm{A}$,其电流与电压关系如图(b)所示,滑动变阻器R规格为“$50\Omega\ 1\mathrm{A}$”,电流表量程为$0∼0.6\mathrm{A}$,电压表量程为$0∼3\mathrm{V}$。闭合开关S,调节滑片P,当电压表的示数为$1.5\mathrm{V}$时,L恰好正常发光,则L正常发光时的阻值为

10
$\Omega$,电源电压为4
$\mathrm{V}$;为保证电路安全,R的调节范围为6∼20$\Omega$
,L的最小电功率为0.15
$\mathrm{W}$。答案:10
4
${6∼20 \ \mathrm {Ω}}$
0.15
4
${6∼20 \ \mathrm {Ω}}$
0.15
解析:
【分析】
1. 求L正常发光时的阻值:已知灯泡额定电流,从电流-电压图像中找到对应电压,利用欧姆定律$R=\frac{U}{I}$计算阻值。
2. 求电源电压:电路中灯泡L与滑动变阻器R串联,根据串联电路电压规律,电源电压等于灯泡正常发光时的电压与滑动变阻器两端电压之和。
3. 求R的调节范围:需结合电路安全限制条件分析:
最小阻值:电路允许的最大电流为灯泡额定电流(灯泡额定电流小于电流表量程和滑动变阻器允许的最大电流),此时滑动变阻器电压已知,用$R=\frac{U}{I}$计算最小阻值;
最大阻值:当滑动变阻器两端电压达到电压表量程最大值时,灯泡电压最小,从图像找到对应最小电流,再计算滑动变阻器的最大阻值,从而得到调节范围。
4. 求L的最小电功率:灯泡的电功率随电流减小而减小,找到电路最小电流及对应灯泡电压,用$P=UI$计算最小功率。
【解析】
1. 计算L正常发光时的阻值:
由图(b)可知,当灯泡正常发光(电流$I_{\mathrm{额}}=0.25\mathrm{A}$)时,灯泡两端电压$U_{\mathrm{L}}=2.5\mathrm{V}$,
根据欧姆定律$R=\frac{U}{I}$,可得L正常发光时的阻值:
$R_{\mathrm{L}}=\frac{U_{\mathrm{L}}}{I_{\mathrm{额}}}=\frac{2.5\mathrm{V}}{0.25\mathrm{A}}=10\Omega$。
2. 计算电源电压:
电路中L与R串联,电压表测R两端电压,当L正常发光时,$U_{\mathrm{R}}=1.5\mathrm{V}$,
根据串联电路电压规律,电源电压:
$U=U_{\mathrm{L}}+U_{\mathrm{R}}=2.5\mathrm{V}+1.5\mathrm{V}=4\mathrm{V}$。
3. 确定滑动变阻器R的调节范围:
最小阻值:电路允许的最大电流为灯泡额定电流$I_{\mathrm{大}}=0.25\mathrm{A}$($I_{\mathrm{额}}<0.6\mathrm{A}$且$I_{\mathrm{额}}<1\mathrm{A}$),此时滑动变阻器两端电压$U_{\mathrm{R}}=1.5\mathrm{V}$,
则滑动变阻器最小阻值:
$R_{\mathrm{小}}=\frac{U_{\mathrm{R}}}{I_{\mathrm{大}}}=\frac{1.5\mathrm{V}}{0.25\mathrm{A}}=6\Omega$。
最大阻值:当电压表达到量程最大值$U_{\mathrm{R大}}=3\mathrm{V}$时,灯泡两端电压:
$U_{\mathrm{L小}}=U-U_{\mathrm{R大}}=4\mathrm{V}-3\mathrm{V}=1\mathrm{V}$,
由图(b)可知,此时电路电流$I_{\mathrm{小}}=0.15\mathrm{A}$,
则滑动变阻器最大阻值:
$R_{\mathrm{大}}=\frac{U_{\mathrm{R大}}}{I_{\mathrm{小}}}=\frac{3\mathrm{V}}{0.15\mathrm{A}}=20\Omega$。
因此,R的调节范围为$6\Omega ∼ 20\Omega$。
4. 计算L的最小电功率:
当灯泡电流最小时,功率最小,此时$U_{\mathrm{L小}}=1\mathrm{V}$,$I_{\mathrm{小}}=0.15\mathrm{A}$,
则最小电功率:
$P_{\mathrm{L小}}=U_{\mathrm{L小}}I_{\mathrm{小}}=1\mathrm{V} × 0.15\mathrm{A}=0.15\mathrm{W}$。
【答案】
10;4;$6\Omega ∼ 20\Omega$;0.15
【知识点】
串联电路规律;欧姆定律;电功率计算
【点评】
本题综合考查串联电路的规律、欧姆定律和电功率的计算,关键是从图像中准确获取灯泡的电流与电压对应值,同时需全面考虑电流表、电压表、灯泡额定电流等多个电路安全限制条件,分析电路的极值情况。
【难度系数】
0.6
1. 求L正常发光时的阻值:已知灯泡额定电流,从电流-电压图像中找到对应电压,利用欧姆定律$R=\frac{U}{I}$计算阻值。
2. 求电源电压:电路中灯泡L与滑动变阻器R串联,根据串联电路电压规律,电源电压等于灯泡正常发光时的电压与滑动变阻器两端电压之和。
3. 求R的调节范围:需结合电路安全限制条件分析:
最小阻值:电路允许的最大电流为灯泡额定电流(灯泡额定电流小于电流表量程和滑动变阻器允许的最大电流),此时滑动变阻器电压已知,用$R=\frac{U}{I}$计算最小阻值;
最大阻值:当滑动变阻器两端电压达到电压表量程最大值时,灯泡电压最小,从图像找到对应最小电流,再计算滑动变阻器的最大阻值,从而得到调节范围。
4. 求L的最小电功率:灯泡的电功率随电流减小而减小,找到电路最小电流及对应灯泡电压,用$P=UI$计算最小功率。
【解析】
1. 计算L正常发光时的阻值:
由图(b)可知,当灯泡正常发光(电流$I_{\mathrm{额}}=0.25\mathrm{A}$)时,灯泡两端电压$U_{\mathrm{L}}=2.5\mathrm{V}$,
根据欧姆定律$R=\frac{U}{I}$,可得L正常发光时的阻值:
$R_{\mathrm{L}}=\frac{U_{\mathrm{L}}}{I_{\mathrm{额}}}=\frac{2.5\mathrm{V}}{0.25\mathrm{A}}=10\Omega$。
2. 计算电源电压:
电路中L与R串联,电压表测R两端电压,当L正常发光时,$U_{\mathrm{R}}=1.5\mathrm{V}$,
根据串联电路电压规律,电源电压:
$U=U_{\mathrm{L}}+U_{\mathrm{R}}=2.5\mathrm{V}+1.5\mathrm{V}=4\mathrm{V}$。
3. 确定滑动变阻器R的调节范围:
最小阻值:电路允许的最大电流为灯泡额定电流$I_{\mathrm{大}}=0.25\mathrm{A}$($I_{\mathrm{额}}<0.6\mathrm{A}$且$I_{\mathrm{额}}<1\mathrm{A}$),此时滑动变阻器两端电压$U_{\mathrm{R}}=1.5\mathrm{V}$,
则滑动变阻器最小阻值:
$R_{\mathrm{小}}=\frac{U_{\mathrm{R}}}{I_{\mathrm{大}}}=\frac{1.5\mathrm{V}}{0.25\mathrm{A}}=6\Omega$。
最大阻值:当电压表达到量程最大值$U_{\mathrm{R大}}=3\mathrm{V}$时,灯泡两端电压:
$U_{\mathrm{L小}}=U-U_{\mathrm{R大}}=4\mathrm{V}-3\mathrm{V}=1\mathrm{V}$,
由图(b)可知,此时电路电流$I_{\mathrm{小}}=0.15\mathrm{A}$,
则滑动变阻器最大阻值:
$R_{\mathrm{大}}=\frac{U_{\mathrm{R大}}}{I_{\mathrm{小}}}=\frac{3\mathrm{V}}{0.15\mathrm{A}}=20\Omega$。
因此,R的调节范围为$6\Omega ∼ 20\Omega$。
4. 计算L的最小电功率:
当灯泡电流最小时,功率最小,此时$U_{\mathrm{L小}}=1\mathrm{V}$,$I_{\mathrm{小}}=0.15\mathrm{A}$,
则最小电功率:
$P_{\mathrm{L小}}=U_{\mathrm{L小}}I_{\mathrm{小}}=1\mathrm{V} × 0.15\mathrm{A}=0.15\mathrm{W}$。
【答案】
10;4;$6\Omega ∼ 20\Omega$;0.15
【知识点】
串联电路规律;欧姆定律;电功率计算
【点评】
本题综合考查串联电路的规律、欧姆定律和电功率的计算,关键是从图像中准确获取灯泡的电流与电压对应值,同时需全面考虑电流表、电压表、灯泡额定电流等多个电路安全限制条件,分析电路的极值情况。
【难度系数】
0.6
6. 下列用电器均标有“$220\mathrm{V}\ 100\mathrm{W}$”字样,它们正常工作时,释放热量最多的是(
A.电烙铁
B.灯泡
C.电视机
D.电扇
A
)。A.电烙铁
B.灯泡
C.电视机
D.电扇
答案:A
解析:
【分析】
要解决这道题,需明确以下思路:
1. 首先,各用电器均标有“$220\mathrm{V}\ 100\mathrm{W}$”,正常工作时实际功率等于额定功率,根据公式$W=Pt$,在相同工作时间内,它们消耗的总电能相同。
2. 接下来分析不同用电器的能量转化情况:纯电阻用电器的电能会全部转化为内能(热量);非纯电阻用电器的电能会转化为多种形式的能量,只有部分转化为内能。
3. 对比各选项:灯泡将电能转化为内能和光能,电视机转化为内能、光能、声能等,电扇主要转化为机械能,仅少量转化为内能;只有电烙铁的电能全部转化为热量,因此正常工作时释放热量最多。
【解析】
1. 各用电器正常工作时,实际功率$P=P_{额}=100\mathrm{W}$,根据$W=Pt$,相同工作时间内,消耗的电能$W$相同。
2. 分析能量转化:
A. 电烙铁:属于纯电阻用电器,电能全部转化为内能(热量);
B. 灯泡:电能转化为内能和光能,只有部分转化为热量;
C. 电视机:电能转化为内能、光能、声能等,转化为热量的部分较少;
D. 电扇:电能主要转化为机械能,仅有少量转化为内能。
3. 综上,相同时间内电烙铁释放的热量最多,故选A。
【答案】
A
【知识点】
电能的转化形式、纯电阻用电器特点
【点评】
本题考查不同用电器的能量转化差异,核心是区分纯电阻与非纯电阻用电器的能量转化规律,需结合生活实际理解各类用电器的工作原理,属于基础概念应用题。
【难度系数】
0.8
要解决这道题,需明确以下思路:
1. 首先,各用电器均标有“$220\mathrm{V}\ 100\mathrm{W}$”,正常工作时实际功率等于额定功率,根据公式$W=Pt$,在相同工作时间内,它们消耗的总电能相同。
2. 接下来分析不同用电器的能量转化情况:纯电阻用电器的电能会全部转化为内能(热量);非纯电阻用电器的电能会转化为多种形式的能量,只有部分转化为内能。
3. 对比各选项:灯泡将电能转化为内能和光能,电视机转化为内能、光能、声能等,电扇主要转化为机械能,仅少量转化为内能;只有电烙铁的电能全部转化为热量,因此正常工作时释放热量最多。
【解析】
1. 各用电器正常工作时,实际功率$P=P_{额}=100\mathrm{W}$,根据$W=Pt$,相同工作时间内,消耗的电能$W$相同。
2. 分析能量转化:
A. 电烙铁:属于纯电阻用电器,电能全部转化为内能(热量);
B. 灯泡:电能转化为内能和光能,只有部分转化为热量;
C. 电视机:电能转化为内能、光能、声能等,转化为热量的部分较少;
D. 电扇:电能主要转化为机械能,仅有少量转化为内能。
3. 综上,相同时间内电烙铁释放的热量最多,故选A。
【答案】
A
【知识点】
电能的转化形式、纯电阻用电器特点
【点评】
本题考查不同用电器的能量转化差异,核心是区分纯电阻与非纯电阻用电器的能量转化规律,需结合生活实际理解各类用电器的工作原理,属于基础概念应用题。
【难度系数】
0.8