题目内容
16．如图甲是某品牌电压力锅，图乙所示是它的简化电路图．R1、R2是定值电阻，闭合开关S1，开关S2与触点b接通，电压力锅处于加热状态，此时电压力锅的功率P1=1100W，通过R1的电流为I1，当锅内的气压达到设定值时，S2自动与触点b断开并与触电a接通，S1仍闭合．电压力锅处于保压状态，此时电压力锅的功率为P2，通过R2的电流为I2．图丙是表示做好某次饭的过程中，电压力锅从加热到保压消耗的电功率与时间的关系．已知I1=5I2．求：
（1）电压力锅处于加热状态时，通过电阻R1的电流．
（2）电压力锅处于保压状态时的功率P2．
（3）做好这次饭总共消耗的电能．
（4）用电高峰期，电路的实际电压为198V，电压力锅做好同样一次饭，处于加热过程实际需要的时间．（不考虑能量损失，结果保留整数）
分析 （1）闭合开关S1，开关S2与触点b接通时，电路为R1的简单电路，电压力锅处于加热状态，根据P=UI求出通过电阻R1的电流；
（2）当锅内的气压达到设定值时，S2自动与触点b断开并与触电a接通，此时电路为R2的简单电路，根据I1=5I2求出电路中的电流，根据P=UI求出保压状态时的功率；
（3）由图丙可知加热和保压时的通电时间，根据W=Pt求出两种状态下消耗的电能，两者之和即为做好这次饭总共消耗的电能；
（4）不考虑能量损失，做好同样一次饭需要消耗的电能相等，根据W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t得出等式即可求出处于加热过程实际需要的时间．
解答 解：
（1）闭合开关S1，开关S2与触点b接通时，电路为R1的简单电路，电压力锅处于加热状态，
由P=UI可得，通过电阻R1的电流：
I1=$\frac{{P}_{1}}{U}$=$\frac{1100W}{220V}$=5A；
（2）当锅内的气压达到设定值时，S2自动与触点b断开并与触电a接通，此时电路为R2的简单电路，电压力锅处于保压状态，
由I1=5I2可得，此时电路中的电流：
I2=$\frac{1}{5}$I1=$\frac{1}{5}$×5A=1A，
则保压状态时的功率：
P2=UI2=220V×1A=220W；
（3）由图丙可知，加热时间t1=10min=600s，保压时间t2=20min-10min=10min=600s，
由P=$\frac{W}{t}$可得，做好这次饭总共消耗的电能：
W=W1+W2=P1t1+P2t2=1100W×600s+220W×600s=7.92×105J；
（4）不考虑能量损失，做好同样一次饭在加热状态下消耗的电能相等，即W1=W1实，
所以，根据W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t可得：$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$t1=$\frac{{{U}_{实}}^{2}}{{R}_{1}}$t1实，
解得：t1实=$\frac{{U}^{2}}{{{U}_{实}}^{2}}$t1=$\frac{（220V）^{2}}{（198V）^{2}}$×600s≈741s．
答：（1）电压力锅处于加热状态时，通过电阻R1的电流为5A；
（2）电压力锅处于保压状态时的功率为220W；
（3）做好这次饭总共消耗的电能为7.92×105J；
（4）用电高峰期，电路的实际电压为198V，电压力锅做好同样一次饭，处于加热过程实际需要的时间为741s．
点评 本题考查了电功率公式、电功公式的灵活运用，根据题意分清电路的连接方式和图丙中获取有用的信息是关键．
用如图所示装置测量动滑轮的机械效率．（1）实验时，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下面的钩码缓缓上升．
实验数据如下表．
| 序 号 | 动滑轮重力G动/N | 钩码重力G/N | 钩码上升高度h/m | 绳的拉力 F/N | 绳端移动 距离s/m | 机械效率 η |
| ① | 0.1 | 1 | 0.2 | 0.6 | 0.4 | 83.3% |
| ② | 0.1 | 2 | 0.2 | 1.1 | 0.4 | |
| ③ | 0.2 | 2 | 0.2 | 1.2 | 0.4 | 83.3% |
（3）分析表中①②组数据可知，对于同一动滑轮，所提升钩码的重力增大，机械效率将增大．
（4）分析表中的数据可知，提升相同重力的钩码时，动滑轮的重力增大，其机械效率将减小．（选填“增大”、“减小”或“不变”）
| 第一次 | 第二次 | 第三次 | 第四次 | 第五次 | |
| R（Ω） | 5 | 10 | 20 | 30 | 40 |
| I（A） | 0.4 | 0.2 | 0.1 | 0.08 | 0.05 |
（1）在连接电路的过程中，开关应该是断开．开关闭合前，变阻器的滑片应处于b（选填“a”或“b”）．
（2）实验中应该控制定值电阻两端的电压不变不变．
（3）小明分别利用五个定值电阻做了实验，上表是小明的实验记录．
a．小明在实验中电压表所用的量程为0-3V．
b．小明有一次实验是错误的．试分析数据，错误的是第四次，错误的原因是没有控制电阻两端的电压不变．
（4）该同学利用五个定值电阻要完成此实验，变阻器的最大阻值至少50Ω．
（5）实验中变阻器的功率变化范围是1W～0.125W．
（6）图2是小明根据正确的实验数据画出的I-R或I-1/R图象，正确的是丙．
小明要把重l00N的沙子运到6m高的三楼上，手拉绳子的功率为80W，拉动时间为10s（忽略口袋的重力，绳重和绳与轮间的摩擦）．此过程中小明对沙子做的有用功是600J，滑轮组的机械效率75%．| A． | 学校足球课上，踢出去的足球，继续向前运动，是因为受到惯性力的作用 | |
| B． | 包饺子时捏出漂亮的花边，是力改变了物体的形状 | |
| C． | 哈尔滨地铁台上设置有安全线，主要目的是为了给旅客排队上车用的 | |
| D． | 书本静止在课桌上，是因为书本受到的重力与书本对桌面的压力相互平衡 |
在“测量小灯泡的电功率”的实验中，已知电源电压为5V，小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡的电阻约为10Ω，滑动变阻器上标有“50Ω 1A”字样．（1）请你用笔画线代替导线，将图示电路连接完整；| A． | 太阳能和可燃冰都属于可再生能源 | |
| B． | 电磁波不能在真空中传播 | |
| C． | 核电站是利用核聚变释放的能量发电的 | |
| D． | 手机是利用电磁波来传递信号的 |
