题目内容

17．家庭电路示意图及原理图如图所示，用电压表测得进入某用户的电压为U2=220V，如果该用户在某日18：00～19：00这个时间段有三个用电器同时工作，其中白炽灯标有“220V 100W”、电烙铁标有“220V 800W”，家中的电能表记录了这1h的用电情况（见图）．请解答以下问题：

（1）该用户在这1h内消耗的电能有多少？
（2）空调器消耗的电功率有多大？
（3）通过用户保险丝的电流有多大？
（4）如果输电线路的总电阻（配电室到进户处）约为1.5Ω，假设配电室仅向该用户供电，要保证用户家里这三个用电器同时正常工作，配电室向线路输出的电压U1约为多少伏？

分析 （1）电能表两次示数差就是该段时间内该用户在这1h内消耗的电能；
（2）计算空调消耗的电能，由P=$\frac{W}{t}$计算其电功率；
（3）计算三种用电器的总功率，由P=UI计算通过保险丝的电流；
（4）输电导线与用电器是串联的，根据串联电路特点和欧姆定律计算导线分压，从而得到配电室向线路输出的电压U1．

解答 解：
（1）由图18：00时，电能表示数为132.1kW•h，19：00电能表示数为136.6kW•h，
所以该用户在这1h内消耗的电能：W=136.6kW•h-132.1kW•h=4.5kW•h；
（2）由题电源电压220V，家庭电路各用电器并联，所以三种用电器都正常工作，
由P=$\frac{W}{t}$，空调消耗电能：
W空调=W-W灯-W电烙铁=4.5kW•h-0.1kW×1h-0.8kW×1h=3.6kW•h，
所以空调的电功率：P空调=$\frac{{W}_{空调}}{t}$=$\frac{3.6kW•h}{1h}$=3.6kW；
（3）此时用电器的总功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{4.5kW•h}{1h}$=4.5kW，
由P=UI可得通过保险丝的电流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{4500W}{220V}$≈20.5A；
（4）输电导线与用电器是串联的，由I=$\frac{U}{R}$所以要保证用户家里这三个用电器同时正常工作（即用电器两端电压为220V），
导线电压：U线=IR线=20.5A×1.5Ω=30.75V，
根据串联电路的电压特点，所以配电室向线路输出的电压：
U1=U额+U线=220V+30.75V=250.75V．
答：（1）该用户在这1h内消耗的电能4.5kW•h；
（2）空调器消耗的电功率3.6kW；
（3）通过用户保险丝的电流20.5A；
（4）要保证用户家里这三个用电器同时正常工作，配电室向线路输出的电压U1约为250.75V．

点评 本题考查了串、并联电路特点、电功率和欧姆定律公式的灵活应用，第（4）问知道输电导线与用电器之间是串联的是关键．

练习册系列答案
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2．阅读下面文字，回答问题．
                                         小轮车
小轮车是指车轮半径为20英寸的自行车．车身一般采用合金材料制成，可以承受从几米高的地方快速落下的冲力．车把可以转动360度，前后轮都装有供脚踩的“火箭筒”等．
小轮车运动是近年来兴起的一项极富挑战性的新型体育运动．常见的比赛平地花式赛最基本的动作有后轮点地跳、前轮点地跳、擦轮、定车、飘、过桥等．赛场上，运动员首先用力蹬车加速上升，越过最高坡道，而后又疾驰而下，跨过不同坡道，不断上升、下降，最终冲向终点．比赛过程中，优秀运动员一次可跨越几个坡道．车手们的精彩表现给观众带来了速度、力量与美的享受．
（1）小轮车的车身一般采用韧性好、硬度大的合金材料制成，这样做的目的是：可以承受从几米高的地方快速落下的冲力．
（2）运动员用力蹬车可加速上升，表明力可以改变物体的运动状态，到达坡道最高点时自行车仍要继续向前运动，这是因为自行车具有惯性．
（3）运动员骑车离地飞跃到最高空时，如果不考虑空气阻力，小轮车只受到重力，下落过程中，重力势能逐渐变小，动能变大．
8．在进行光学实验的探究过程中：
（1）小明同学用如图甲所示的装置（光屏可沿图中虚线转折），研究光的反射规律，可转折的光屏是为了探究：光反射时，反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内．
（2）如图乙所示为光的色散实验的示意图．
①实验中观察到白屏从上到下依次分布的是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光．
②若在三棱镜与白屏之间插一块无色玻璃，发现白屏上的各种色光的分布没有（选填“有”或“没有”）变化；若在三棱镜与白屏之间插一块红玻璃，则白屏上将只有红色光带．
5．为探究影响导体电阻大小的因素，小明找到了不同规格的导线，如表所示．
导线材料长度横截面积
A镍铬L0S0
B镍铬2L0S0
C镍铬2L02S0
D锰钢2L02S0
（1）探究电阻大小与导体长度的关系：应选择A 和B 两根导线进行实验．
（2）探究电阻大小与横截面积的关系：应选择B 和C两根导线进行实验．
（3）探究电阻大小与导体材料的关系：应选择C 和D两根导线进行实验．
12．探究小孔成像规律选用的实验器材：针、不透明纸、白纸、白炽灯、桌子．
（1）如图所示，抓在手上的不透明纸上用针扎一个直径约1mm的小孔，让白炽灯发出的光穿过小孔射到桌面上的白纸上，在白纸上可看到一个清晰的灯丝（选填“灯丝”或“小孔”）的像，这种现象叫做小孔成像，这种现象是由于光的直线传播形成的．
（2）保持灯和白纸的位置不动，向上移动小孔，像的大小将变大；保持灯和小孔的位置不动，向上移动白纸，像的大小将变小；保持小孔和白纸的位置不动，向上移动白炽灯，像的大小将变小．以上三种实验方法是物理学中常用的方法，叫做控制变量法． （此题1、2、3空，选填“变大”、“变小”、“不变”）
2．如图所示，闭合开关S，灯泡L1、L2都能正常发光，两只电表都有示数，工作一段时间后，灯泡L1突然熄灭，L2仍正常发光，两只电表均无示数，则故障可能是（　　）
A．L1断路B．L2短路C．电压表短路D．电流表断路
9．小明学习了热学的有关知识后，知道水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）．问：
（1）在标准大气压下，1kg初温30℃的水吸收了3.78×105J的热量后，其温度升高了多少℃？
（2）若将3kg初温20℃的水烧开，水需要吸收多少热量？若普通煤的热值为3×107J/kg，小明家煤炉的效率只有16%，那么他将3kg初温20℃的水烧开需要多少kg的煤？
（3）家用煤炉除热效率低浪费能源外，另一个主要缺点是什么？
6．如图甲所示装置，在口香糖塑料盒的底部钻一个孔，把电子式火花发生器的放电针紧紧地塞进孔中，打开塑料盒盖，向盒内滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后揿动电火花发生器的按钮，看到的现象是盒盖飞出，在此过程中，酒精燃烧后的燃气的内能转化为塞子的机械能．图丙中（选填“乙”或“丙”）汽油机的工作过程与该实验过程中能量的转化是一致的．如果该机飞轮转速是3600r/min，则它每秒钟内对外做功30次．
7．液体温度计是根据液体热胀冷缩的规律制成的，所用的单位摄氏度（℃）．

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