2019秋浙教版九年級科學(xué)上冊同步測試：第四章專題五有關(guān)電學(xué)的實(shí)驗(yàn)探究和計(jì)算/專題五有關(guān)電學(xué)的實(shí)驗(yàn)探究與計(jì)算[學(xué)生用書A48]類型之一掌握電功、電功率的分析計(jì)算1．[2018·衢州]小柯家新添了一臺變頻空調(diào)，部分參數(shù)如表所示。當(dāng)室溫和空調(diào)的設(shè)定溫度相差較大時，變頻空調(diào)一開機(jī)，即以最大功率工作，使室溫迅速達(dá)到設(shè)定溫度；當(dāng)室溫達(dá)到設(shè)定溫度后，空調(diào)的制冷(熱)功率隨之減小，以維持室溫基本不變。該空調(diào)另設(shè)電輔熱功能，可以輔助制熱，以彌補(bǔ)單靠空調(diào)壓縮機(jī)工作制熱不足的問題。型號×××功能冷暖(輔助電加熱)制冷功率P冷(W)變化范圍180～1600制熱功率P熱(W)變化范圍200～1900電輔熱功率P輔熱(W)1000電源電壓(V)220(1)空調(diào)接入家庭電路后，與其他用電器__并__聯(lián)。(2)假設(shè)該空調(diào)開機(jī)后以最大制冷功率工作0.5h，使室溫降至設(shè)定溫度。然后，空調(diào)又以某一恒定的功率工作了2.5h，全過程空調(diào)消耗的電能為1.9kW·h，求：①前0.5h空調(diào)消耗的電能。②后2.5h通過空調(diào)的電流?！敬鸢浮?2)①由表格數(shù)據(jù)可知，最大制冷功率為1600W，所以前0.5h消耗的電能W1＝P最大制冷t1＝1.6kW×0.5h＝0.8kW·h。②全過程空調(diào)消耗的電能為1.9kW·h，所以后2.5h消耗電能W2＝W－W1＝1.9kW·h－0.8kW·h＝1.1kW·h，功率P2＝eq\f(W2,t2)＝eq\f(1.1kW·h,2.5h)＝0.44kW＝440W，由P＝UI，I＝eq\f(P,U)可得，后2.5h通過空調(diào)的電流I2＝eq\f(P2,U)＝eq\f(440W,220V)＝2A。2．隨著生活水平的提高，掃地機(jī)器人逐步進(jìn)入普通家庭。掃地機(jī)器人具有主動躲避障礙物、自動吸塵、自動返回充電座充電等諸多智能功能。某款掃地機(jī)器人及銘牌上的部分參數(shù)如圖、表。請回答下列有關(guān)問題：圖1(1)機(jī)器人吸塵的工作原理是通過電機(jī)轉(zhuǎn)動使內(nèi)部壓強(qiáng)__減小(或降低)__，從而使雜物進(jìn)入吸塵器。(2)電池容量“2000mAh”是指當(dāng)工作電流為2000mA時，電池能持續(xù)供電1h。若充滿電后所有電量用于掃地，則可供機(jī)器人持續(xù)正常工作多少時間？(3)機(jī)器人的供電系統(tǒng)設(shè)有自動充電功能，當(dāng)檢測到電池容量低至10%時會自動返回充電。若返回過程中受到的阻力為20N，為確保機(jī)器人能順利返回充電，需要充電時離充電座最遠(yuǎn)為多少米？(剩余電池容量的40%用于克服阻力做功)【答案】(2)電池的容量W＝UIt＝15V×2A×3600s＝1.08×105J，則可供機(jī)器人持續(xù)正常工作的時間t＝eq\f(W,P)＝eq\f(1.08×105J,30W)＝3600s＝1h。(3)克服摩擦力做功W＝UIt＝15V×2A×3600s×10%×40%＝4320J，則離充電座最遠(yuǎn)s＝eq\f(W,F)＝eq\f(4320J,20N)＝216m。類型之二測定小燈泡的功率3.[2018·金華麗水]小科想知道標(biāo)有“3.8V”字樣的小燈泡正常工作時的電功率，于是連接了如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路。電源電壓6V恒定不變，滑動變阻器規(guī)格為“50Ω1A”。圖2(1)請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將電路連接完整。(2)正確連接電路，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，小科觀察到兩電表的示數(shù)情況是__電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)(或電壓表示數(shù)為6V，電流表示數(shù)為0)__，由此判斷故障是小燈泡斷路。(3)排除故障后，小科進(jìn)行了正確操作，觀察到的現(xiàn)象和測得的數(shù)據(jù)見表：實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345發(fā)光情況很暗較暗較亮亮很亮電壓U(V)1233.84.5電流I(A)0.20.220.250.300.34由表中數(shù)據(jù)可得，小燈泡的額定功率是__1.14__W。(4)小科根據(jù)表中數(shù)據(jù)，計(jì)算了各次實(shí)驗(yàn)的燈絲電阻，分析后認(rèn)為，閉合開關(guān)前燈絲的阻值小于5Ω，小科的理由是__小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大，實(shí)驗(yàn)中很暗時燈絲電阻為5Ω，沒有通電時，溫度更低，所以電阻會更小__?！敬鸢浮?1)如答圖所示。第3(1)題答圖4．[2018·南京]兩只銘牌模糊的小燈泡L1、L2，僅能看清分別標(biāo)有“0.3A”和“0.5A”字樣。圖3(1)圖甲是小明測量小燈泡L1額定功率時連接的實(shí)物圖。①圖中有一根線連接錯誤，請?jiān)谶@根線上打“×”，并在圖中改正。②閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)位于__B__(選填“A”或“B”)端。③閉合開關(guān)，電流表示數(shù)為0.1A，移動滑片P，通過觀察__電流__表的示數(shù)來判斷小燈泡是否正常發(fā)光，小燈泡正常發(fā)光時，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡L1的額定功率為__0.75__W。(2)小華利用圖丙所示的電路測出了小燈泡L2的額定功率，請?jiān)谔摼€框內(nèi)補(bǔ)上小燈泡、電壓表和定值電阻R(阻值已知)這三個元件的符號，使電路完整，實(shí)驗(yàn)操作方便。【答案】(1)①如答圖所示。第4(1)題答圖(2)如答圖所示。第4(2)題答圖類型之三關(guān)于焦耳定律的理解和應(yīng)用5.[2018·棗莊]如圖所示，是某種電熱器的電路圖，電源電壓220V，R1、R2的阻值分別為11Ω、22Ω，通過旋轉(zhuǎn)扇形開關(guān)S，接觸不同觸點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)高、中、低三個擋位的轉(zhuǎn)換，電熱器在低溫?fù)豕ぷ鲿r的電功率是__2200__W，在高溫?fù)豕ぷ?min產(chǎn)生的熱量是__3.96×105__J。圖46．[2018·懷化]探究“電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)。圖5如圖甲和乙所示，兩個透明容器中密閉著等質(zhì)量的空氣，兩容器中的電阻絲串聯(lián)起來，連接到電源兩端，通電一定時間后，比較兩個U形管中液面高度差的變化。(1)在圖甲中，通過兩電熱絲的電流__相等__；該實(shí)驗(yàn)是探究電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體__電阻__的關(guān)系。(2)圖乙是探究電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體__電流__的關(guān)系。(3)在該實(shí)驗(yàn)中，我們是通過觀察U形管中液面的__高度差__來比較各容器中電熱絲產(chǎn)生熱量的多少的。(4)英國物理學(xué)家焦耳通過大量實(shí)驗(yàn)，最先精確地確定了電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的__電阻__成正比，跟__通電時間__成正比。這個規(guī)律叫做焦耳定律，其表達(dá)式為__Q＝I2Rt__。7．如圖所示，電源電壓為12V且保持不變，小燈泡L的規(guī)格為“6V3W”，滑動變阻器的最大阻值為12Ω，電流表的量程為0～3A。圖6(1)當(dāng)開關(guān)S1、S2都斷開時，小燈泡L恰能正常發(fā)光，R1的阻值為多大？在10min內(nèi)電流通過R1所產(chǎn)生的熱量是多少？(2)當(dāng)開關(guān)S1、S2均閉合時，要使電流表安全使用，變阻器接入電路的阻值不得小于多少？R2消耗的最大電功率是多少？【答案】(1)當(dāng)開關(guān)S1、S2都斷開時，R1與小燈泡L串聯(lián)；小燈泡L恰能正常發(fā)光，則說明燈泡兩端電壓為額定電壓6V，電路中電流I＝eq\f(PL,UL)＝eq\f(3W,6V)＝0.5A，R1兩端電壓U1＝U－UL＝12V－6V＝6V，R1阻值R1＝eq\f(U1,I)＝eq\f(6V,0.5A)＝12Ω，則R1所產(chǎn)生的熱量Q1＝I2R1t＝(0.5A)2×12Ω×10×60s＝1800J。(2)當(dāng)開關(guān)S1、S2均閉合時，R1與R2并聯(lián)，L被短路，電流表測干路電流，電流表的量程為0～3A，要使電流表安全使用，即干路電流最大為3A。通過R1的電流I1＝eq\f(U,R1)＝eq\f(12V,12Ω)＝1A，通過R2的最大電流I2＝I－I1＝3A－1A＝2A，R2的最小值R2＝eq\f(U,I2)＝eq\f(12V,2A)＝6Ω，R2消耗的最大電功率P2＝UI2＝12V×2A＝24W。8．如圖甲所示的電加熱恒溫箱電路圖，由控制電路和加熱電路兩部分構(gòu)成，其中控制電路由U1＝6V的電源、電磁繼電器(線圈電阻忽略不計(jì))、熱敏電阻R1和滑動變阻器R2串接而成。加熱電路由U2＝220V的電源和R0＝48.4Ω的電熱絲串接而成。恒溫箱內(nèi)包含了圖中虛線框內(nèi)的電熱絲R0和熱敏電阻R1，圖乙是熱敏電阻R1的阻值隨溫度變化的圖像。當(dāng)控制電路中的電流達(dá)到0.05A時，銜鐵被吸下來，觸點(diǎn)處斷開，加熱電路停止工作，當(dāng)控制電路中的電流小于0.05A時，銜鐵被彈回，觸點(diǎn)處接通，加熱電路正常工作。根據(jù)以上信息回答下列問題：圖7(1)當(dāng)恒溫箱中溫度保持在60℃時，在圖乙中讀出對應(yīng)的熱敏電阻的阻值為__70__Ω。(2)加熱電路正常工作1min，電流通過電熱絲R0做的功是多少？(3)通過調(diào)節(jié)控制電路中滑動變阻器R2接入電路的電阻，就能調(diào)節(jié)恒溫箱中需要設(shè)定的不同溫度。如果滑動變阻器R2的最大電阻為90Ω，該恒溫箱能夠設(shè)定的溫度范圍是多少？【答案】(2)電流通過電熱絲R0做的功W＝eq\f(U2,R0)t＝eq\f(（220V）2,48.4Ω)×1×60s＝6×104J。(3)由題意