7. 如图所示,电源电压为$6\ \mathrm{V}$,当小灯泡正常发光时,电压表的示数为$2\ \mathrm{V}$,
电流表的示数为$0.5\ \mathrm{A}$,则小灯泡的额定功率是
(
A.$8\ \mathrm{W}$
B.$4\ \mathrm{W}$
C.$3\ \mathrm{W}$
D.$2\ \mathrm{W}$
电流表的示数为$0.5\ \mathrm{A}$,则小灯泡的额定功率是
(
D
)A.$8\ \mathrm{W}$
B.$4\ \mathrm{W}$
C.$3\ \mathrm{W}$
D.$2\ \mathrm{W}$
答案
D
解析
【分析】
首先判断电路连接方式:灯泡L与滑动变阻器R串联,电流表测电路中的电流,电压表测滑动变阻器两端的电压。
解题思路:根据串联电路的电压规律,电源电压等于各用电器两端电压之和,可求出小灯泡正常发光时的额定电压;已知此时电路中的电流(即小灯泡的额定电流),再利用电功率公式$P=UI$即可计算出小灯泡的额定功率。
【解析】
1. 分析电路:由电路图可知,灯泡$\mathrm{L}$与滑动变阻器$R$串联,电流表测电路中的电流,电压表测$R$两端的电压。
2. 求小灯泡的额定电压:
根据串联电路的电压特点$U = U_{\mathrm{L}} + U_{R}$,已知电源电压$U=6\ \mathrm{V}$,滑动变阻器两端电压$U_{R}=2\ \mathrm{V}$,则小灯泡正常发光时的额定电压:
$U_{\mathrm{L}} = U - U_{R} = 6\ \mathrm{V} - 2\ \mathrm{V} = 4\ \mathrm{V}$
3. 计算小灯泡的额定功率:
小灯泡正常发光时,电路中的电流$I=0.5\ \mathrm{A}$为小灯泡的额定电流,根据电功率公式$P_{\mathrm{额}}=U_{\mathrm{L}}I$,代入数据得:
$P_{\mathrm{额}}=4\ \mathrm{V} × 0.5\ \mathrm{A} = 2\ \mathrm{W}$
【答案】
D
【知识点】
串联电路电压规律;电功率计算
【点评】
本题考查串联电路的电压特点和电功率公式的应用,关键是明确灯泡正常发光时的电压、电流为额定电压、额定电流,只需找准对应数据代入公式计算即可,属于基础题。
【难度系数】
0.8
首先判断电路连接方式:灯泡L与滑动变阻器R串联,电流表测电路中的电流,电压表测滑动变阻器两端的电压。
解题思路:根据串联电路的电压规律,电源电压等于各用电器两端电压之和,可求出小灯泡正常发光时的额定电压;已知此时电路中的电流(即小灯泡的额定电流),再利用电功率公式$P=UI$即可计算出小灯泡的额定功率。
【解析】
1. 分析电路:由电路图可知,灯泡$\mathrm{L}$与滑动变阻器$R$串联,电流表测电路中的电流,电压表测$R$两端的电压。
2. 求小灯泡的额定电压:
根据串联电路的电压特点$U = U_{\mathrm{L}} + U_{R}$,已知电源电压$U=6\ \mathrm{V}$,滑动变阻器两端电压$U_{R}=2\ \mathrm{V}$,则小灯泡正常发光时的额定电压:
$U_{\mathrm{L}} = U - U_{R} = 6\ \mathrm{V} - 2\ \mathrm{V} = 4\ \mathrm{V}$
3. 计算小灯泡的额定功率:
小灯泡正常发光时,电路中的电流$I=0.5\ \mathrm{A}$为小灯泡的额定电流,根据电功率公式$P_{\mathrm{额}}=U_{\mathrm{L}}I$,代入数据得:
$P_{\mathrm{额}}=4\ \mathrm{V} × 0.5\ \mathrm{A} = 2\ \mathrm{W}$
【答案】
D
【知识点】
串联电路电压规律;电功率计算
【点评】
本题考查串联电路的电压特点和电功率公式的应用,关键是明确灯泡正常发光时的电压、电流为额定电压、额定电流,只需找准对应数据代入公式计算即可,属于基础题。
【难度系数】
0.8
8. 如图所示为某电能表的表盘,小明利用该电能表检测一只标识为“$220\ \mathrm{V}\ 10\ \mathrm{W}$”节能灯的额定功率.他关闭其他用电器,将该节能灯接入$220\ \mathrm{V}$的测量电路中,设计了四种测量方案,你认为最可行的是
(

A.测量出电能表显示消耗$1\ \mathrm{kW}· \mathrm{h}$电能所用时间$t$
B.测量出电能表显示消耗$1\ \mathrm{W}$电功率所用时间$t$
C.测量出$1\ \mathrm{min}$时间内电能表表盘转过的圈数$n$
D.测量出电能表转盘转过$1$圈所用时间$t$
(
D
)A.测量出电能表显示消耗$1\ \mathrm{kW}· \mathrm{h}$电能所用时间$t$
B.测量出电能表显示消耗$1\ \mathrm{W}$电功率所用时间$t$
C.测量出$1\ \mathrm{min}$时间内电能表表盘转过的圈数$n$
D.测量出电能表转盘转过$1$圈所用时间$t$
答案
D
解析
【分析】
要判断哪种方案可行,需结合电能表参数和节能灯的额定功率,分析各方案的可操作性:
1. 明确电能表参数“$2000\ \mathrm{r/(kW·h)}$”的含义:每消耗$1\ \mathrm{kW·h}$的电能,电能表转盘转2000圈。
2. 逐一分析选项:
A选项:计算消耗$1\ \mathrm{kW·h}$电能的时间,时间过长,不现实;
B选项:表述错误,不存在“消耗$1\ \mathrm{W}$电功率”的说法,电功率是表示电流做功快慢的物理量,不是消耗的能量;
C选项:计算$1\ \mathrm{min}$内节能灯消耗的电能对应的转盘转数,转数不足1圈,无法准确测量;
D选项:测量转盘转1圈的时间,结合电能表参数算出对应消耗的电能,再利用$P=\frac{W}{t}$计算功率,该时间可准确测量,方案可行。
【解析】
逐一分析各选项:
选项A:节能灯额定功率$P=10\ \mathrm{W}=0.01\ \mathrm{kW}$,根据$t=\frac{W}{P}$,消耗$1\ \mathrm{kW·h}$电能的时间$t=\frac{1\ \mathrm{kW·h}}{0.01\ \mathrm{kW}}=100\ \mathrm{h}$,时间过长,不具备可操作性,A错误。
选项B:“消耗$1\ \mathrm{W}$电功率”表述错误,电功率是表示电流做功快慢的物理量,不是消耗的能量,B错误。
选项C:$1\ \mathrm{min}$内节能灯消耗的电能$W=Pt=10\ \mathrm{W}×60\ \mathrm{s}=600\ \mathrm{J}=\frac{600}{3.6×10^6}\ \mathrm{kW·h}=\frac{1}{6000}\ \mathrm{kW·h}$,对应电能表转盘转数$n=2000\ \mathrm{r/(kW·h)}×\frac{1}{6000}\ \mathrm{kW·h}=\frac{1}{3}\ \mathrm{r}$,转盘转不到1圈,无法准确测量圈数,C错误。
选项D:电能表转盘转1圈消耗的电能$W_0=\frac{1}{2000}\ \mathrm{kW·h}$,测量出转1圈的时间$t$,根据$P=\frac{W_0}{t}$可计算出节能灯的功率,且转1圈的时间$t=\frac{W_0}{P}=\frac{\frac{1}{2000}×3.6×10^6\ \mathrm{J}}{10\ \mathrm{W}}=180\ \mathrm{s}$,时间可准确测量,方案可行,D正确。
【答案】
D
【知识点】
电能表参数理解;电功率计算
【点评】
本题考查电能表的应用和电功率的计算,关键是结合实际分析各方案的可操作性,注意小功率用电器消耗电能少,需选择能准确测量的方案。
【难度系数】
0.6
要判断哪种方案可行,需结合电能表参数和节能灯的额定功率,分析各方案的可操作性:
1. 明确电能表参数“$2000\ \mathrm{r/(kW·h)}$”的含义:每消耗$1\ \mathrm{kW·h}$的电能,电能表转盘转2000圈。
2. 逐一分析选项:
A选项:计算消耗$1\ \mathrm{kW·h}$电能的时间,时间过长,不现实;
B选项:表述错误,不存在“消耗$1\ \mathrm{W}$电功率”的说法,电功率是表示电流做功快慢的物理量,不是消耗的能量;
C选项:计算$1\ \mathrm{min}$内节能灯消耗的电能对应的转盘转数,转数不足1圈,无法准确测量;
D选项:测量转盘转1圈的时间,结合电能表参数算出对应消耗的电能,再利用$P=\frac{W}{t}$计算功率,该时间可准确测量,方案可行。
【解析】
逐一分析各选项:
选项A:节能灯额定功率$P=10\ \mathrm{W}=0.01\ \mathrm{kW}$,根据$t=\frac{W}{P}$,消耗$1\ \mathrm{kW·h}$电能的时间$t=\frac{1\ \mathrm{kW·h}}{0.01\ \mathrm{kW}}=100\ \mathrm{h}$,时间过长,不具备可操作性,A错误。
选项B:“消耗$1\ \mathrm{W}$电功率”表述错误,电功率是表示电流做功快慢的物理量,不是消耗的能量,B错误。
选项C:$1\ \mathrm{min}$内节能灯消耗的电能$W=Pt=10\ \mathrm{W}×60\ \mathrm{s}=600\ \mathrm{J}=\frac{600}{3.6×10^6}\ \mathrm{kW·h}=\frac{1}{6000}\ \mathrm{kW·h}$,对应电能表转盘转数$n=2000\ \mathrm{r/(kW·h)}×\frac{1}{6000}\ \mathrm{kW·h}=\frac{1}{3}\ \mathrm{r}$,转盘转不到1圈,无法准确测量圈数,C错误。
选项D:电能表转盘转1圈消耗的电能$W_0=\frac{1}{2000}\ \mathrm{kW·h}$,测量出转1圈的时间$t$,根据$P=\frac{W_0}{t}$可计算出节能灯的功率,且转1圈的时间$t=\frac{W_0}{P}=\frac{\frac{1}{2000}×3.6×10^6\ \mathrm{J}}{10\ \mathrm{W}}=180\ \mathrm{s}$,时间可准确测量,方案可行,D正确。
【答案】
D
【知识点】
电能表参数理解;电功率计算
【点评】
本题考查电能表的应用和电功率的计算,关键是结合实际分析各方案的可操作性,注意小功率用电器消耗电能少,需选择能准确测量的方案。
【难度系数】
0.6
9. 甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法正确的是
(

A.乙灯的实际功率一定是$25\ \mathrm{W}$
B.将甲灯接入$110\ \mathrm{V}$电路中,它的实际功率为$50\ \mathrm{W}$
C.两灯均正常发光时,甲灯灯丝电阻较小
D.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较少
(
C
)A.乙灯的实际功率一定是$25\ \mathrm{W}$
B.将甲灯接入$110\ \mathrm{V}$电路中,它的实际功率为$50\ \mathrm{W}$
C.两灯均正常发光时,甲灯灯丝电阻较小
D.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较少
答案
C
解析
【分析】
要解决这道题,我们需要结合额定功率、实际功率、电阻计算、电能计算的相关知识,逐一分析每个选项:
1. 实际功率的大小取决于实际电压,只有在额定电压下,实际功率才等于额定功率,以此判断A选项;
2. 对于B选项,先根据额定电压和额定功率计算甲灯的电阻,再利用公式$P=\frac{U^2}{R}$计算实际电压下的实际功率;
3. 正常发光时,灯泡的电压为额定电压,根据$R=\frac{U_{额}^2}{P_{额}}$,结合额定功率大小判断电阻大小,分析C选项;
4. 电能的计算公式为$W=Pt$,消耗的电能不仅和功率有关,还和工作时间有关,以此判断D选项。
【解析】
我们对每个选项逐一分析:
选项A:乙灯的额定功率是25W,只有当乙灯两端电压为额定电压220V时,实际功率才等于25W,若实际电压改变,实际功率也会变化,因此乙灯的实际功率不一定是25W,A错误。
选项B:先计算甲灯的电阻:
根据公式$R=\frac{U_{额}^2}{P_{额}}$,甲灯的额定电压$U_{额甲}=220V$,额定功率$P_{额甲}=100W$,则
$R_{甲}=\frac{(220V)^2}{100W}=484\Omega$
当甲灯接入110V电路中,实际功率:
$P_{实甲}=\frac{U_{实}^2}{R_{甲}}=\frac{(110V)^2}{484\Omega}=25W≠50W$,B错误。
选项C:两灯正常发光时,电压均为额定电压220V,根据$R=\frac{U_{额}^2}{P_{额}}$,额定电压相同,额定功率越大,电阻越小。
甲灯额定功率100W大于乙灯的25W,因此甲灯灯丝电阻较小,C正确。
选项D:电能的计算公式为$W=Pt$,两灯正常发光时,功率分别为100W和25W,但工作时间未知,无法比较消耗电能的多少,D错误。
综上,正确答案是C。
【答案】
C
【知识点】
额定功率与实际功率、电阻的计算、电能的计算
【点评】
本题考查了额定功率、实际功率、电阻和电能的相关计算,关键是理解额定功率的含义,以及灵活运用电功率和电能的计算公式,注意电能的多少由功率和时间共同决定,不能仅通过功率判断。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,我们需要结合额定功率、实际功率、电阻计算、电能计算的相关知识,逐一分析每个选项:
1. 实际功率的大小取决于实际电压,只有在额定电压下,实际功率才等于额定功率,以此判断A选项;
2. 对于B选项,先根据额定电压和额定功率计算甲灯的电阻,再利用公式$P=\frac{U^2}{R}$计算实际电压下的实际功率;
3. 正常发光时,灯泡的电压为额定电压,根据$R=\frac{U_{额}^2}{P_{额}}$,结合额定功率大小判断电阻大小,分析C选项;
4. 电能的计算公式为$W=Pt$,消耗的电能不仅和功率有关,还和工作时间有关,以此判断D选项。
【解析】
我们对每个选项逐一分析:
选项A:乙灯的额定功率是25W,只有当乙灯两端电压为额定电压220V时,实际功率才等于25W,若实际电压改变,实际功率也会变化,因此乙灯的实际功率不一定是25W,A错误。
选项B:先计算甲灯的电阻:
根据公式$R=\frac{U_{额}^2}{P_{额}}$,甲灯的额定电压$U_{额甲}=220V$,额定功率$P_{额甲}=100W$,则
$R_{甲}=\frac{(220V)^2}{100W}=484\Omega$
当甲灯接入110V电路中,实际功率:
$P_{实甲}=\frac{U_{实}^2}{R_{甲}}=\frac{(110V)^2}{484\Omega}=25W≠50W$,B错误。
选项C:两灯正常发光时,电压均为额定电压220V,根据$R=\frac{U_{额}^2}{P_{额}}$,额定电压相同,额定功率越大,电阻越小。
甲灯额定功率100W大于乙灯的25W,因此甲灯灯丝电阻较小,C正确。
选项D:电能的计算公式为$W=Pt$,两灯正常发光时,功率分别为100W和25W,但工作时间未知,无法比较消耗电能的多少,D错误。
综上,正确答案是C。
【答案】
C
【知识点】
额定功率与实际功率、电阻的计算、电能的计算
【点评】
本题考查了额定功率、实际功率、电阻和电能的相关计算,关键是理解额定功率的含义,以及灵活运用电功率和电能的计算公式,注意电能的多少由功率和时间共同决定,不能仅通过功率判断。
【难度系数】
0.6
10. 如图所示,已知电阻$R_1 = 10\ \Omega$、$R_2 = 5\ \Omega$,当开关闭合后,下列说法正确的是
(

A.通过$R_1$与$R_2$的电流之比为$2:1$
B.$R_1$与$R_2$两端的电压之比为$1:1$
C.$R_1$与$R_2$消耗的电功之比为$1:2$
D.$R_1$与$R_2$的电功率之比为$2:1$
(
D
)A.通过$R_1$与$R_2$的电流之比为$2:1$
B.$R_1$与$R_2$两端的电压之比为$1:1$
C.$R_1$与$R_2$消耗的电功之比为$1:2$
D.$R_1$与$R_2$的电功率之比为$2:1$
答案
D
解析
【分析】
首先判断电路连接方式:$R_1$与$R_2$串联。根据串联电路“电流处处相等”的核心特点,结合欧姆定律、电功公式、电功率公式,逐一推导各物理量的比例关系,分析选项:
1. 串联电路电流处处相等,可直接判断电流之比,分析A选项;
2. 根据欧姆定律$U=IR$,电流相同时电压与电阻成正比,结合电阻阻值求电压比,分析B选项;
3. 电功$W=UIt$,串联时电流和通电时间相同,电功与电压成正比,结合电压比分析C选项;
4. 电功率$P=UI$,串联时电流相同,电功率与电压成正比,结合电压比分析D选项。
【解析】
由图可知,$R_1$与$R_2$串联:
1. 电流之比分析:
串联电路中各处电流相等,因此通过$R_1$与$R_2$的电流之比$I_1:I_2=1:1$,故A选项错误。
2. 电压之比分析:
根据欧姆定律$U=IR$,电流$I$相同,电压与电阻成正比,即:
$\frac{U_1}{U_2}=\frac{I_1R_1}{I_2R_2}=\frac{R_1}{R_2}=\frac{10\ \Omega}{5\ \Omega}=\frac{2}{1}$,故B选项错误。
3. 电功之比分析:
根据电功公式$W=UIt$,通电时间$t$相同、电流$I$相同,电功与电压成正比,即:
$\frac{W_1}{W_2}=\frac{U_1It}{U_2It}=\frac{U_1}{U_2}=\frac{2}{1}$,故C选项错误。
4. 电功率之比分析:
根据电功率公式$P=UI$,电流$I$相同,电功率与电压成正比,即:
$\frac{P_1}{P_2}=\frac{U_1I}{U_2I}=\frac{U_1}{U_2}=\frac{2}{1}$,故D选项正确。
【答案】
D
【知识点】
串联电路的特点;欧姆定律;电功率计算
【点评】
本题考查串联电路基本规律与电学公式的综合应用,解题核心是抓住串联电路电流处处相等的特点,结合相关公式推导各物理量的比例关系,属于基础题型。
【难度系数】
0.6
首先判断电路连接方式:$R_1$与$R_2$串联。根据串联电路“电流处处相等”的核心特点,结合欧姆定律、电功公式、电功率公式,逐一推导各物理量的比例关系,分析选项:
1. 串联电路电流处处相等,可直接判断电流之比,分析A选项;
2. 根据欧姆定律$U=IR$,电流相同时电压与电阻成正比,结合电阻阻值求电压比,分析B选项;
3. 电功$W=UIt$,串联时电流和通电时间相同,电功与电压成正比,结合电压比分析C选项;
4. 电功率$P=UI$,串联时电流相同,电功率与电压成正比,结合电压比分析D选项。
【解析】
由图可知,$R_1$与$R_2$串联:
1. 电流之比分析:
串联电路中各处电流相等,因此通过$R_1$与$R_2$的电流之比$I_1:I_2=1:1$,故A选项错误。
2. 电压之比分析:
根据欧姆定律$U=IR$,电流$I$相同,电压与电阻成正比,即:
$\frac{U_1}{U_2}=\frac{I_1R_1}{I_2R_2}=\frac{R_1}{R_2}=\frac{10\ \Omega}{5\ \Omega}=\frac{2}{1}$,故B选项错误。
3. 电功之比分析:
根据电功公式$W=UIt$,通电时间$t$相同、电流$I$相同,电功与电压成正比,即:
$\frac{W_1}{W_2}=\frac{U_1It}{U_2It}=\frac{U_1}{U_2}=\frac{2}{1}$,故C选项错误。
4. 电功率之比分析:
根据电功率公式$P=UI$,电流$I$相同,电功率与电压成正比,即:
$\frac{P_1}{P_2}=\frac{U_1I}{U_2I}=\frac{U_1}{U_2}=\frac{2}{1}$,故D选项正确。
【答案】
D
【知识点】
串联电路的特点;欧姆定律;电功率计算
【点评】
本题考查串联电路基本规律与电学公式的综合应用,解题核心是抓住串联电路电流处处相等的特点,结合相关公式推导各物理量的比例关系,属于基础题型。
【难度系数】
0.6
11. 某灯泡标有“$220\ \mathrm{V}\ 40\ \mathrm{W}$”的字样. 该灯泡正常发光时,问:
(1)通过灯丝的电流是多大? (结果保留两位小数)
(2)灯丝的电阻是多少?
(3)工作$10\ \mathrm{min}$,灯泡消耗多少电能?
(4)$1\ \mathrm{kW}· \mathrm{h}$的电能可供该灯泡正常发光多少小时?
(1)通过灯丝的电流是多大? (结果保留两位小数)
(2)灯丝的电阻是多少?
(3)工作$10\ \mathrm{min}$,灯泡消耗多少电能?
(4)$1\ \mathrm{kW}· \mathrm{h}$的电能可供该灯泡正常发光多少小时?
答案
解:
$ (1) I=\dfrac{P}{U}=\dfrac{40\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}=\dfrac{2}{11}\ \mathrm{A}\approx0.18\ \mathrm{A}$
$ (2) R=\dfrac{U}{I}=\dfrac{220\ \mathrm{V}}{\dfrac{2}{11}\ \mathrm{A}}=1210\ \Omega$
$ (3) W=Pt=40\ \mathrm{W}×10×60\ \mathrm{s}=2.4×10^{4}\ \mathrm{J}$
$ (4) t'=\dfrac{W'}{P}=\dfrac{1\ \mathrm{kW·h}}{0.04\ \mathrm{kW}}=25\ \mathrm{h}$
$ (1) I=\dfrac{P}{U}=\dfrac{40\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}=\dfrac{2}{11}\ \mathrm{A}\approx0.18\ \mathrm{A}$
$ (2) R=\dfrac{U}{I}=\dfrac{220\ \mathrm{V}}{\dfrac{2}{11}\ \mathrm{A}}=1210\ \Omega$
$ (3) W=Pt=40\ \mathrm{W}×10×60\ \mathrm{s}=2.4×10^{4}\ \mathrm{J}$
$ (4) t'=\dfrac{W'}{P}=\dfrac{1\ \mathrm{kW·h}}{0.04\ \mathrm{kW}}=25\ \mathrm{h}$
解析
【分析】
本题是关于电功率、欧姆定律和电能计算的基础电学题,解题核心是利用灯泡正常发光时的额定电压和额定功率来进行相关计算:
1. 第(1)问:已知灯泡正常发光时的额定电压和额定功率,根据电功率公式$P=UI$变形得到$I=\frac{P}{U}$,代入数值计算即可,注意结果保留两位小数;
2. 第(2)问:可利用欧姆定律$R=\frac{U}{I}$,代入额定电压和第(1)问求出的电流计算电阻,也可通过$P=\frac{U^2}{R}$变形直接计算;
3. 第(3)问:计算消耗的电能,利用公式$W=Pt$,需先将时间单位换算为秒,再代入额定功率和时间计算;
4. 第(4)问:先将灯泡额定功率换算为$\mathrm{kW}$,再根据$t'=\frac{W'}{P}$,代入已知的电能和换算后的功率计算发光时间。
【解析】
(1) 灯泡正常发光时,额定电压$U=220\ \mathrm{V}$,额定功率$P=40\ \mathrm{W}$,根据$P=UI$可得通过灯丝的电流:
$I=\dfrac{P}{U}=\dfrac{40\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}=\dfrac{2}{11}\ \mathrm{A}\approx0.18\ \mathrm{A}$
(2) 根据欧姆定律$I=\dfrac{U}{R}$,可得灯丝的电阻:
$R=\dfrac{U}{I}=\dfrac{220\ \mathrm{V}}{\dfrac{2}{11}\ \mathrm{A}}=1210\ \Omega$
(3) 工作时间$t=10\ \mathrm{min}=10×60\ \mathrm{s}=600\ \mathrm{s}$,根据$W=Pt$可得灯泡消耗的电能:
$W=Pt=40\ \mathrm{W}×600\ \mathrm{s}=2.4×10^{4}\ \mathrm{J}$
(4) 灯泡额定功率$P=40\ \mathrm{W}=0.04\ \mathrm{kW}$,已知电能$W'=1\ \mathrm{kW·h}$,根据$t'=\dfrac{W'}{P}$可得发光时间:
$t'=\dfrac{W'}{P}=\dfrac{1\ \mathrm{kW·h}}{0.04\ \mathrm{kW}}=25\ \mathrm{h}$
【答案】
(1) 通过灯丝的电流约为$\boldsymbol{0.18\ \mathrm{A}}$;
(2) 灯丝的电阻为$\boldsymbol{1210\ \Omega}$;
(3) 工作$10\ \mathrm{min}$,灯泡消耗的电能为$\boldsymbol{2.4×10^{4}\ \mathrm{J}}$;
(4) $1\ \mathrm{kW·h}$的电能可供该灯泡正常发光$\boldsymbol{25\ \mathrm{h}}$。
【知识点】
电功率的计算、欧姆定律、电能的计算
【点评】
本题是电学基础计算题,重点考查额定状态下电功率、电阻、电能的相关计算,解题关键是牢记相关公式,注意单位的统一与换算,是对电学基本公式的综合应用,属于常考基础题型。
【难度系数】
0.8
本题是关于电功率、欧姆定律和电能计算的基础电学题,解题核心是利用灯泡正常发光时的额定电压和额定功率来进行相关计算:
1. 第(1)问:已知灯泡正常发光时的额定电压和额定功率,根据电功率公式$P=UI$变形得到$I=\frac{P}{U}$,代入数值计算即可,注意结果保留两位小数;
2. 第(2)问:可利用欧姆定律$R=\frac{U}{I}$,代入额定电压和第(1)问求出的电流计算电阻,也可通过$P=\frac{U^2}{R}$变形直接计算;
3. 第(3)问:计算消耗的电能,利用公式$W=Pt$,需先将时间单位换算为秒,再代入额定功率和时间计算;
4. 第(4)问:先将灯泡额定功率换算为$\mathrm{kW}$,再根据$t'=\frac{W'}{P}$,代入已知的电能和换算后的功率计算发光时间。
【解析】
(1) 灯泡正常发光时,额定电压$U=220\ \mathrm{V}$,额定功率$P=40\ \mathrm{W}$,根据$P=UI$可得通过灯丝的电流:
$I=\dfrac{P}{U}=\dfrac{40\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}=\dfrac{2}{11}\ \mathrm{A}\approx0.18\ \mathrm{A}$
(2) 根据欧姆定律$I=\dfrac{U}{R}$,可得灯丝的电阻:
$R=\dfrac{U}{I}=\dfrac{220\ \mathrm{V}}{\dfrac{2}{11}\ \mathrm{A}}=1210\ \Omega$
(3) 工作时间$t=10\ \mathrm{min}=10×60\ \mathrm{s}=600\ \mathrm{s}$,根据$W=Pt$可得灯泡消耗的电能:
$W=Pt=40\ \mathrm{W}×600\ \mathrm{s}=2.4×10^{4}\ \mathrm{J}$
(4) 灯泡额定功率$P=40\ \mathrm{W}=0.04\ \mathrm{kW}$,已知电能$W'=1\ \mathrm{kW·h}$,根据$t'=\dfrac{W'}{P}$可得发光时间:
$t'=\dfrac{W'}{P}=\dfrac{1\ \mathrm{kW·h}}{0.04\ \mathrm{kW}}=25\ \mathrm{h}$
【答案】
(1) 通过灯丝的电流约为$\boldsymbol{0.18\ \mathrm{A}}$;
(2) 灯丝的电阻为$\boldsymbol{1210\ \Omega}$;
(3) 工作$10\ \mathrm{min}$,灯泡消耗的电能为$\boldsymbol{2.4×10^{4}\ \mathrm{J}}$;
(4) $1\ \mathrm{kW·h}$的电能可供该灯泡正常发光$\boldsymbol{25\ \mathrm{h}}$。
【知识点】
电功率的计算、欧姆定律、电能的计算
【点评】
本题是电学基础计算题,重点考查额定状态下电功率、电阻、电能的相关计算,解题关键是牢记相关公式,注意单位的统一与换算,是对电学基本公式的综合应用,属于常考基础题型。
【难度系数】
0.8
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