(练习)19 核心素养提升(六) 电功率的应用-【提分教练】2022-2023学年九年级物理全一册同步(人教版)

核心素养提升(六) (电功率的应用) 炎热的夏天，空调给人们带来了习习凉风。小明家新安装了一台空调，但是小明发现这台空调根本用不了，只要空调一开马上就会跳闸，这是怎么回事呢？安装空调的师傅说，空调功率太大，你家的电表和漏电保护器都得换了。为什么要更换它们呢？下面我们就来具体了解一下电功率的相关计算。 探究1　节能灯上标着“220 V　40 W”的字样，表示额定电压是220 V，额定功率是40 W。 (1)它正常工作时，电流是多少？ I＝＝≈0.182 A。 (2)正常工作时电阻是多少？ R＝＝＝1 210 Ω。 (3)假如电路中的电压降低到200 V，电阻丝的电阻不变，这时节能灯的实际电功率有多大？ P实＝＝≈33.06 W。 探究2　60 W的灯泡一定比40 W的灯泡亮吗？ 不一定。 探究3　同一个灯泡的亮度一定不变吗？灯泡的亮度是由什么决定的？ 不一定；灯泡的亮度是由实际功率决定的。 探究4　根据欧姆定律I＝和电功率的计算式P＝UI可以推导出电功率的公式是什么？公式的适用范围是什么？ P＝I2R＝；仅适用于纯电阻电路。 探究5　在运用电功率的公式P＝UI＝I2R＝时，各物理量的单位是什么？ P、U、I、R的单位分别是瓦(W)、伏(V)、安(A)、欧(Ω)。 【类型1】　　图象与比例问题 1. 小明利用实验室的两个电阻进行实验，两电阻R1和R2上都标有“6 V”的字样，它们的电压随电流变化的关系图象如图所示，下列说法不正确的是(　D　) 第1题图 A. R1和R2的阻值不随温度的变化而变化 B. R1∶R2＝2∶1 C. R1和R2并联在2 V的电源上，通过R1、R2的电流之比I1∶I2＝1∶2 D. R1和R2串联在6 V的电源上，R1、R2消耗的总功率为6 W 2. 如图甲所示，R1＝R2，断开开关S时，电路消耗的总功率为P1，若将开关S与电源的位置对换后，闭合开关S，电路消耗的总功率为P2，则P1∶P2＝ 1∶4 。将图甲所示的电路改变为图乙所示的电路，若R1＝4 Ω，电源电压为8 V，小灯泡的额定功率为4 W，闭合开关S，小灯泡正常发光，则小灯泡的额定电压是　4　V。 第2题图 3. 如图所示是灯L和定值电阻R的I­U图象，当灯L和定值电阻R串联在电压恒定的电源上时，灯L的功率为0.3 W。当灯L和定值电阻R并联在同一电源上时，干路中的电流是0.9 A，此时，灯L阻值为 8 Ω，定值电阻R工作1 min产生的热量是　96　J。 第3题图 4. 在如图甲所示的电路中，电源电压恒为9 V，灯泡L的额定电压为6 V，通过灯泡L的电流I与灯泡L两端的电压U的关系如图乙所示，求： (1)灯泡L的额定功率； (2)当电压表的示数是5 V时，灯泡L的实际功率。 第4题图 解：由题图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测滑动变阻器R两端的电压。 (1)由题图乙可知，当灯泡L两端的电压为额定电压6 V时，电路电流为0.5 A，则灯泡L的额定功率 PL＝ULIL＝6 V×0.5 A＝3 W。 (2)当电压表的示数是5 V时，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以灯泡L两端的电压 U′L＝U－UR＝9 V－5 V＝4 V， 由题图乙可知，此时通过灯泡L的电流为0.4 A，则灯泡L的实际功率 P′L＝U′LI′L＝4 V×0.4 A＝1.6 W。 【类型2】　　灯泡亮暗问题 5. 甲、乙两只节能灯的铭牌如图所示，下列说法正确的是(　C　) 第5题图 A. 甲灯的实际功率一定是100 W B. 两灯均正常发光时，甲灯消耗的电能较多 C. 两灯均正常发光时，乙灯灯丝的电阻较大 D. 将甲灯接入110 V的电路中，它的实际功率为50 W 6. 有一个标有“8 V　2 W”字样的小灯泡，如果接到12 V的电源上，必须如何连接一个阻值多大的电阻才能使小灯泡正常发光？此时这个电阻的电功率是多少？ 解：已知小灯泡正常发光时的电压U＝8 V，所以当把小灯泡接到12 V的电源上时，要在电路中串联一个电阻分压才能使小灯泡正常发光。根据串联电路中电压的规律可得，分压电阻两端的电压 U′＝12 V－8 V＝4 V， 由P＝UI可得，此时电路中的电流 I＝IR＝IL＝＝＝0.25 A 串联电阻的阻值 R＝＝＝16 Ω 这个电阻的电功率 P＝U′IR＝4 V×0.25 A＝1 W。 【类型3】　　动态电路问题 7. 在如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关，将滑动变阻器的滑片由最右端 第7题图 向左移动至中点的过程中(　D　) A. 灯泡的亮度变大 B. 电流表的示数不变 C. 电压表的示数变小 D. 电路的总功率变大 解析：灯泡与滑动变阻器并联，电压表测它们两端的电压，电流表测干路中的电流。因为并联电路各支路互不影响，所以灯泡的亮度不变，故A