内容正文:
第十五章 电能与电功率
考点一 电能与电功
典例1 如图所示分别是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知,下列选项中正确的是 ( )
A. 小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A
B. 小英家上个月消耗的电能为1011kW·h
C. 电能表上指示灯闪烁320次,表示家庭电路消耗电能0.2J
D. 电能表上指示灯闪烁的次数越多,说明电路中消耗的电能越多
解析:由图可知:电能表允许通过的最大电流为40A,所以小英家干路中的电流不得超过40A,故选项A错误;小英家上月消耗的电能为5647.8kW·h-5546.7kW·h=101.1kW·h,故选项B错误;表盘上1600imp/(kW·h)表示用电器每消耗1kW·h的电能指示灯闪烁1600次,所以指示灯闪烁320次消耗的电能W==0.2kW·h,故选项C错误;电能表上指示灯闪烁的次数越多,说明电路消耗的电能越多,故选项D正确。
答案:D
1. 小奇家电能表在5月底的示数为 ,6月底的示数如图所示,他家在6月份消耗
电能 kW·h。小奇家的某用电器工作10min内电能表的指示灯闪烁了32次,则该用电器消耗电能 J。
100.5
3.6×104
考点二 电功率
典例2 如图所示,将灯L1、L2按图甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中,在图甲中灯L1的功率为9W,在图乙中灯L1的功率为16W。设灯丝电阻不变,下列说法中正确的是 ( )
A. 图甲中灯L1、L2的功率之比是3∶1
B. L1、L2两灯灯丝电阻之比是3∶4
C. 甲、乙两图中灯L1两端的电压之比是1∶3
D. 甲、乙两图电路消耗的总功率之比是9∶16
解析:由P=UI=可得,U=。由题意可知,图甲中灯L1的功率为9W,图乙中灯L1的功率为16W,所以甲、乙两图中灯L1两端的电压比====,由于并联电路各支路两端电压相等且等于电源电压,所以U1'为电源电压U,故选项C错误;在图甲中,灯L1两端的电压是电源电压的,所以灯L2两端的电压是电源电压的,因此,图甲中灯L1两端电压是灯L2两端电压的3倍,由串联电路特点可知,灯L1的电阻是L2的3倍,RL1=3RL2,即L1、L2两灯灯丝电阻之比为3∶1,故选项B错误;图甲中,两灯泡以串联方式接入电路,由P=I2R可知,此时灯L1、L2的功率之比==3∶1,故选项A正确;由题意可知,甲电路的总电阻R串联=RL1+RL2=3RL2+RL2=4RL2,乙电路的总电阻R并联==RL2。由于两电路的电源电压均为U,则甲、乙两图中,电路消耗的总功率之比===,故选项D错误。
答案:A
2. (2022·鄂尔多斯)在图甲电路中,电源电压恒定,R1为滑动变阻器,R2为定值电阻。
开关闭合后,将滑动变阻器的滑片从一端移至另一端的过程中,变阻器的电功率P随其阻值R1的变化关系如图乙所示。下列对电路的表述中,正确的是 ( )
A. R2的阻值为5Ω
B. 电源电压为6V
C. 滑动变阻器的最大功率为9W
D. 电流表示数的变化范围是0.75~1.5A
B
[解析]由图甲可知,R1、R2串联,电压表测量R1两端的电压,电流表测量电路中的电流。由图乙可知,当R1接入电路的阻值为2Ω时,滑动变阻器的电功率为2W,由P=UI=I2R可知,此时电路中的电流I1===1A,电源电压U=I1(R1+R2)=1A×(2Ω+R2);当R1接入电路的阻值为8Ω时,滑动变阻器的电功率为2W,此时电路中的电流I2===
0.5A,电源电压U=I2(R1'+R2)=0.5A×(8Ω+R2);综上可得,R2=4Ω,U=6V,故选项A错误,
B正确;由图乙可知,滑动变阻器的最大阻值为8Ω,滑动变阻器消耗的电功率P=I2R1=
R1===,当R1=R2=4Ω时,滑动变阻器消耗的
电功率最大,所以滑动变阻器消耗电功率的最大值P最大===2.25W,故选项C错误;当变阻器接入电路的电阻为0时,电路中的电流最大,I最大===1.5A;当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路中的电流最小,I最小=I2=0.5A,所以电流表示数的变化范围是0.5~1.5A,故选项D错误。
考点三 测量电功率
典例3 (2022·鄂尔多斯)物理实验小组利用图甲所示器材来测量小灯泡的额定功率,小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压为3V。
(1) 图甲中缺少一根导线,请你用笔画线代替导线将实物图补充完整。
(2) 电路连接正确后,滑动变阻器的滑片P从阻值最大处开始移动,逐渐改变小灯泡两端的电压,利用测得的数据绘制出小灯泡的I-U图像,如图乙。由图像可知,小灯泡的额定功率为 W,该电路所选的滑动变阻器为 。
A. 10Ω 1.5A B. 15Ω 1A
C. 25Ω 0.5A D. 30