【分析】(1)根据W=UIt求出处于“大火”加热状态15min消耗的电能;
(2)开关S2断开、S1仍闭合时,R1与R2串联,电热锅处于“小火”炖煮状态,根据电阻的串联和P=
求出电功率; (3)2000r/kW•h表示每消耗1kW•h的电能,电能表上的转盘转动2000r,据此求出6分钟内转了100转消耗的电能,根据W=
t求出电热锅的实际电压.
【解答】解:(1)闭合开关S1、S2,电热锅处于加热状态,
由图可知,只有R1 接入电路,此时电路中的电流I=
=
=2.75A,
电热锅在额定电压下,处于加热状态15min消耗的电能:
W=UIt=220V×2.75A×15×60s=5.445×105J;
(2)开关S2断开、S1仍闭合时,R1与R2串联,电热锅处于保温状态,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电热锅在保温状态的电功率:
P保=
=
=100W;
(3)电能表的表盘在6min内转了100转,则电热锅在加热状态下实际消耗的电能:
W′=
=0.05kW•h=1.8×105J,
电热锅的实际功率:
P实=
=
=500W,由P=
可得实际电压: U实=
=
=200V.
答:(1)电热锅在额定电压下,处于加热状态15分钟,消耗的电能是5.445×105J;
(2)电热锅在额定电压下,处于炖煮状态时,电功率为100W;
(3)电热锅的实际电压是200V.
【点评】本题考查了欧姆定律、电功公式、电功率公式的应用,要注意额定电压下用电器的实际功率和额定功率相等.
5.(2017•个旧市一模)有两只灯泡,灯L1标有“6V6W”,灯L2标有“6V3W”,L1和L2中电流随两端电压变化关系的图象如图甲所示.
(1)求L1正常发光的电阻是多少?
(2)将L1、L2串联接在某电源两端,使L2灯恰好正常发光,求此时L1灯电阻.
(3)将L1与一个滑动变阻器(50Ω2A)串联接在6V的电源两端,如图乙所示,调节滑动变阻器,当滑动变阻器的功率和灯L1功率相等时,求滑动变阻器的功率.
【分析】(1)灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,根据图甲读出通过的电流,根据欧姆定律求出L1正常发光的电阻;
(2)将L1、L2串联接在某电源两端时通过它们的电流相等,根据图象读出L2正常发光时的电流以及L1两端的电压,根据欧姆定律求出此时L1灯电阻;
(3)将L1与一个滑动变阻器串联接在6V的电源两端,通过它们的电流相等,根据P=UI可知,两者电压之间的关系,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器和灯L1两端的电压,根据图象读出电路中的电流,利用P=UI求出滑动变阻器的功率.
【解答】解:(1)L1正常发光的电压U1=6V,由图甲可知通过的电流I1=1A,
由I=
可得,L1正常发光的电阻: R1=
=
=6Ω;
(2)将L1、L2串联接在某电源两端时,通过它们的电流相等,
由图甲可知,L2正常发光时电路中的电流I=0.5A,L1两端的电压U1′=2V,
则此时L1灯电阻;
R1=
=
=4Ω;
(3)将L1与一个滑动变阻器串联接在6V的电源两端,通过它们的电流相等,
因滑动变阻器的功率和灯L1功率相等,
所以,由P=UI可知,灯泡与滑动变阻器两端的电压相等,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,滑动变阻器两端的电压UR=U1″=
=
=3V,
由图甲可知,此时电路中的电流I′=0.7A,
则滑动变阻器的功率:
PR=URI′=3V×0.7A=2.1W.
答:(1)L1正常发光的电阻是6Ω;
(2)将L1、L2串联接在某电源两端,使L2灯恰好正常发光,此时L1灯电阻为4Ω;
(3)当滑动变阻器的功率和灯L1功率相等时,滑动变阻器的功率为2.1W.
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,从图象读出电压对应的电流是关键.
6.(2017•吴中区一模)在如图甲所示的电路中,电源电压为6V且保持不变,闭合开关S后,滑片P从b端移动到a端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系图象如图乙所示,则:
(1)R1的电阻为为多少?
(2)电路消耗的最小功率为多少?
(3)滑动变阻器消耗的最大功率为多少?
【分析】由图甲可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流.
(1)当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,根据图2读出电路中的最大电流,根据欧姆定律求出R1的电阻;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电路消耗的电功率最小,根据图乙读出电路中的电流最小时电表的示数,根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值,根据P=UI求出电路消耗的最小电功率;
(3)根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出滑动变阻器两端的电压,根据P=UI表示出滑动变阻器消耗的电功率,然后整理得出答案.
【解答】解:由图甲可知,两电阻串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流.
(1)当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,由图乙可知I1=0.6A,