【知识点】
1. 物理量单位:功率的单位是瓦特(Watt),由科学家詹姆斯·瓦特的名字命名。
2. 控制变量法:在科学实验中,研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关时,通常会采用控制变量法来确保只有一个变量变化,而其他条件保持一致。
3. 电学元件:气敏电阻(R)在气体浓度增加时,其阻值会变化,这种特性可用于检测气体泄漏。电路中电源电压恒定不变,根据欧姆定律,电阻的变化会影响电流和电压的读数。
4. 电功率与做功:电功率(P)表示单位时间内所做的功,与功率的大小有关,而不是做功的多少。功率相同时,做同样多的功,功率大的用电器所需时间更短。
5. 电阻的U-I图线:图线斜率代表电阻值,斜率越大,电阻值越大。根据图线比较,甲的斜率小于乙,所以甲的电阻小于乙的电阻。串联电路中电流相等,电压与电阻成正比,所以甲两端电压较小,功率是电压和电流的乘积,因此甲的功率也小于乙的。
6. 电热转换:不同用电器在额定电压下工作,电烙铁主要将电能转化为热能,而电风扇和电视机的电能转换效率较低,大部分电能并非转化为热能。所以,通电时间相同的情况下,电烙铁产生的热量最多。
7. 滑动变阻器的应用:在电路中,滑动变阻器可以改变电路的总电阻。当滑片向右滑动时,如果滑动变阻器与灯泡串联,灯泡的电压和功率会发生变化,具体影响取决于滑动变阻器连接方式。
8. 节能措施:更换低功率灯泡、使用节能灯以及避免不必要的照明可以有效节省电能。提高发光效率意味着在消耗同样电能的情况下,发出更多的光。
【填空题答案】
9. 电能表转30转表示消耗0.03KW·h的电能,因此灯泡的实际功率是0.03KW·h ÷ (10/60)小时 = 0.18W。
10. 房卡的作用相当于开关,房间内的灯泡并联连接,少开灯会使总电阻变大。500盏灯熄灭1小时可节约电能500 * 0.04千瓦时 = 20千瓦时。
11. 测试中只有d点不发光,可能是灯泡本身故障或者连接到d点的导线断路。
12. LED灯和白炽灯电能消耗之比为12W:100W=3:25。白炽灯发光效率为100W/(100W+100W)=50%。LED灯亮度与白炽灯相当,可能是因为LED灯能量转化效率高,大部分电能转化为光能。
13. 当S1闭合,S2断开时,L1两端电压为3V;当S1断开,S2闭合时,L1和L2串联,总电压为4.5V。L1两端电压为4.5V * (3V/4.5V) = 3V,L1和L2两灯实际功率之比P1:P2等于电阻之比,即R1:R2=3V:(4.5V-3V)=2:1。
这些题目涉及了物理学中的电学知识,包括电功率、电阻、电能、电流、电压、电热转换、电路分析以及节能措施等概念。解答这些问题需要理解基本的物理定律和实验方法,同时具备解决实际问题的能力。