【分析】(1)根據(jù)W=UIt求出處于“大火”加熱狀態(tài)15min消耗的電能;
(2)開關S2斷開、S1仍閉合時,R1與R2串聯(lián),電熱鍋處于“小火”燉煮狀態(tài),根據(jù)電阻的串聯(lián)和P=
求出電功率; (3)2000r/kW•h表示每消耗1kW•h的電能,電能表上的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動2000r,據(jù)此求出6分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)了100轉(zhuǎn)消耗的電能,根據(jù)W=
t求出電熱鍋的實際電壓.
【解答】解:(1)閉合開關S1、S2,電熱鍋處于加熱狀態(tài),
由圖可知,只有R1 接入電路,此時電路中的電流I=
=
=2.75A,
電熱鍋在額定電壓下,處于加熱狀態(tài)15min消耗的電能:
W=UIt=220V×2.75A×15×60s=5.445×105J;
(2)開關S2斷開、S1仍閉合時,R1與R2串聯(lián),電熱鍋處于保溫狀態(tài),
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,
所以,電熱鍋在保溫狀態(tài)的電功率:
P保=
=
=100W;
(3)電能表的表盤在6min內(nèi)轉(zhuǎn)了100轉(zhuǎn),則電熱鍋在加熱狀態(tài)下實際消耗的電能:
W′=
=0.05kW•h=1.8×105J,
電熱鍋的實際功率:
P實=
=
=500W,由P=
可得實際電壓: U實=
=
=200V.
答:(1)電熱鍋在額定電壓下,處于加熱狀態(tài)15分鐘,消耗的電能是5.445×105J;
(2)電熱鍋在額定電壓下,處于燉煮狀態(tài)時,電功率為100W;
(3)電熱鍋的實際電壓是200V.
【點評】本題考查了歐姆定律、電功公式、電功率公式的應用,要注意額定電壓下用電器的實際功率和額定功率相等.
5.(2017•個舊市一模)有兩只燈泡,燈L1標有“6V6W”,燈L2標有“6V3W”,L1和L2中電流隨兩端電壓變化關系的圖象如圖甲所示.
(1)求L1正常發(fā)光的電阻是多少?
(2)將L1、L2串聯(lián)接在某電源兩端,使L2燈恰好正常發(fā)光,求此時L1燈電阻.
(3)將L1與一個滑動變阻器(50Ω2A)串聯(lián)接在6V的電源兩端,如圖乙所示,調(diào)節(jié)滑動變阻器,當滑動變阻器的功率和燈L1功率相等時,求滑動變阻器的功率.
【分析】(1)燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等,根據(jù)圖甲讀出通過的電流,根據(jù)歐姆定律求出L1正常發(fā)光的電阻;
(2)將L1、L2串聯(lián)接在某電源兩端時通過它們的電流相等,根據(jù)圖象讀出L2正常發(fā)光時的電流以及L1兩端的電壓,根據(jù)歐姆定律求出此時L1燈電阻;
(3)將L1與一個滑動變阻器串聯(lián)接在6V的電源兩端,通過它們的電流相等,根據(jù)P=UI可知,兩者電壓之間的關系,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出滑動變阻器和燈L1兩端的電壓,根據(jù)圖象讀出電路中的電流,利用P=UI求出滑動變阻器的功率.
【解答】解:(1)L1正常發(fā)光的電壓U1=6V,由圖甲可知通過的電流I1=1A,
由I=
可得,L1正常發(fā)光的電阻: R1=
=
=6Ω;
(2)將L1、L2串聯(lián)接在某電源兩端時,通過它們的電流相等,
由圖甲可知,L2正常發(fā)光時電路中的電流I=0.5A,L1兩端的電壓U1′=2V,
則此時L1燈電阻;
R1=
=
=4Ω;
(3)將L1與一個滑動變阻器串聯(lián)接在6V的電源兩端,通過它們的電流相等,
因滑動變阻器的功率和燈L1功率相等,
所以,由P=UI可知,燈泡與滑動變阻器兩端的電壓相等,
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,
所以,滑動變阻器兩端的電壓UR=U1″=
=
=3V,
由圖甲可知,此時電路中的電流I′=0.7A,
則滑動變阻器的功率:
PR=URI′=3V×0.7A=2.1W.
答:(1)L1正常發(fā)光的電阻是6Ω;
(2)將L1、L2串聯(lián)接在某電源兩端,使L2燈恰好正常發(fā)光,此時L1燈電阻為4Ω;
(3)當滑動變阻器的功率和燈L1功率相等時,滑動變阻器的功率為2.1W.
【點評】本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用,從圖象讀出電壓對應的電流是關鍵.
6.(2017•吳中區(qū)一模)在如圖甲所示的電路中,電源電壓為6V且保持不變,閉合開關S后,滑片P從b端移動到a端的過程中,電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I的關系圖象如圖乙所示,則:
(1)R1的電阻為為多少?
(2)電路消耗的最小功率為多少?
(3)滑動變阻器消耗的最大功率為多少?
【分析】由圖甲可知,R1與R2串聯(lián),電壓表測R2兩端的電壓,電流表測電路中的電流.
(1)當滑動變阻器接入電路中的電阻為0時,電路中的電流最大,根據(jù)圖2讀出電路中的最大電流,根據(jù)歐姆定律求出R1的電阻;
(2)當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時,電路中的電流最小,電路消耗的電功率最小,根據(jù)圖乙讀出電路中的電流最小時電表的示數(shù),根據(jù)歐姆定律求出滑動變阻器的最大阻值,根據(jù)P=UI求出電路消耗的最小電功率;
(3)根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律表示出滑動變阻器兩端的電壓,根據(jù)P=UI表示出滑動變阻器消耗的電功率,然后整理得出答案.
【解答】解:由圖甲可知,兩電阻串聯(lián),電壓表測R2兩端的電壓,電流表測電路中的電流.
(1)當滑動變阻器接入電路中的電阻為0時,電路中的電流最大,由圖乙可知I1=0.6A,