电能专项训练 -2024-2025学年浙教版九年级上册科学

九上科学 第十讲 电能 3.6.1 电能——电能与电功的测量 1.电流做功的实质 (1)电功：电能转化为其他形式能量的过程就是电流做功的过程。电流所做的功叫做电功。 电流对用电器做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能。 (2)电功的单位：电能、电功的单位和机械能的单位一样，也是焦耳。电能的单位还有千瓦时(kW·h)，俗称“度”1kW·h=3.6×106J。 (3)电功的计算公式：W=UIt=Pt。 电流在某段电路上做的功，等于这段电路两端的电压与通过这段电路的电流，以及通电时间的乘积。 根据欧姆定律可推导出：W＝I2Rt＝(只适用于纯电阻电路)。公式中出现的电压值、电流值和电阻值都具有同时性(某一瞬间通过导体的电流值和该时刻加在导体两端的电压值)和同体性(针对同一导体中的电流值、该导体两端的电压和该导体的电阻值)。 2.电能表：测量用电器在一段时间里消耗的电能。 (1)电能表上的符号、数字的含义： 220V：表示电能表应该接在220V电路上使用。 kw·h：表示电能的数字以千瓦时为单位，平时常称为“度”。 “50 Hz”表示该电能表在频率为50 Hz的交流电路中使用。 600r/(kW·h)：表示每消耗1度电，电能表的转盘转过600转。 10(20)A：表示电能表的额定电流为10A，在短时间内使用时电流可允许大一些，但不能超过20A。 ②读数方法：某段时间电能表的计数器上前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。 【注意】常见电能表有感应式电能表和电子式电能表，一般会通过转盘在1 min内转动的圈数或指示灯在1 min内闪烁的次数来计算用电器在一段时间内消耗的电能。 【重点提示】 电能表的计算 电能表上标有千瓦时的转数。如：“600r/(kW·h)”表示每消耗1度电，电能表上的转盘转过600转。根据这个数据可进行如下计算： 计算某个时间内消耗的电能：电能表上的转盘每转一转消耗的电能为 kW·h，若家庭电路中某一用电器单独工作时， 3min内电能表上的转盘转过15r， 那么， 用电器在这段时间内消耗的电能为 kW·h×15=0.025kW·h。 3.6.2 电能——电器的电功率 1.电器的电功率 (1)电功率的意义：表示电流做功的快慢。 (2)电功率的定义：电流在单位时间内做的功，叫做电功率。 (3)电功率的定义式：。 (4)电功率的单位：瓦(或千瓦)。1 W＝1 J/s＝1 V•A。 电功率是表示电流做功快慢的物理量，与电流做功的多少及做功所用时间有关。单独使用节能灯时电能表的转盘转得慢；单独使用电暖器时电能表的转盘转得快。 节能灯与电暖器消耗电能的快慢不同，也就是说，电流做功的快慢不同。电流做功的快慢用电功率描述。 (5)额定电压和额定功率 额定电压：用电器正常工作时的电压(用电器上标明的电压值)就是额定电压。 额定功率：用电器在额定电压下正常工作时的功率(用电器上标明的功率)就是额定功率。 实际电压：用电器实际工作时的电压。 实际功率：用电器在实际电压下消耗的功率。 输入功率：用电器消耗的总电功率。 输出功率：电动机(或发电机)输出的有用功率。 用电器铭牌上标有的电压值叫作额定电压，标有的电功率值叫作额定功率。额定电压是用电器正常工作时的电压，额定功率是用电器在额定电压下消耗的电功率。每一个用电器都有确定且唯一的额定电压、额定功率。 【注意】 当U实＝U额时，P实＝P额，用电器能正常工作；当U实<U额时，P实<P额，用电器不能正常工作；当U实>U额时，P实>P额，用电器可能被烧坏。 2. 灯泡的亮度与电功率的关系 灯泡的实际电功率越大，灯泡越亮。 【重点提示】 1.比较电功率大小的方法： (1)电流做功相同时，用时短的电功率大； (2)相同时间，电流做功多的电功率大。科学上把电流在单位时间内做的功，叫作电功率。如果用字母P表示电功率，W表示电功，t表示时间，那么：P＝。 2.巧用电能表测算用电器的功率 当某用电器的功率未知时，可以关掉其他用电器，单独使用这一个用电器，记录通电时间t和电能表上的转盘转过的转数n，然后求出电功率。测量步骤如下： ①将其他用电器关闭，只让待测用电器工作。 ②用秒表或手表记下电能表转盘转过一定转数n时所用的时间t。(转盘边缘有个红点) ③根据电能表上标出的“千瓦时的转数”，计算出用电器在时间t内消耗的电能W。 ④根据公式P=W/t计算出电功率。 3.6.3 电能——电功率和电功的计算 1.电功率的计算 (1)电功率的大小等于通过这个用电器的电流与这个用电器两端电压的乘积。 (2)公式：P＝UI。U的单位为伏，I的单位为安，P的单位为瓦。 [说明] 根据欧姆定律可推导出：P＝＝I2R(只适用于纯电阻电路)。 2.探究：小灯泡的电功率跟哪些因素有关 灯泡的亮度越大，灯泡的实际功率越大。 灯泡两端的电压越大，电流越大，灯泡越亮，也就是说，电压越大，电流越大，灯泡的实际功率越大。 3.电功和电功率的综合计算 (1)几个基本公式 ①欧姆定律：I＝。 ②电功公式：W＝UIt＝Pt。纯电阻电路计算：W＝I2Rt＝。 ③电功率公式：P＝UI＝。纯电阻电路计算：P＝I2R＝。 (2)电路特点 串联电路的特点： ①电流关系：I总＝I1＝I2。 ②电压关系：U总＝U1＋U2。 ③电阻关系：R总＝R1＋R2。 ④电功关系：W总＝W1＋W2。 ⑤电功率关系：P总＝P1＋P2。 并联电路的特点： ①电流关系：I总＝I1＋I2。 ②电压关系：U总＝U1＝U2。 ③电阻关系：R总＝。 ④电功关系：W总＝W1＋W2。 ⑤电功率关系：P总＝P1＋P2。 【重点提示】 1.用电器铭牌在计算中的作用 用电器的铭牌上提供的数据有额定电压和额定功率。这两个量在计算中非常重要。 (1) 在计算时，我们认为用电器在不同电压下工作时的电阻不变，因此电阻是计算中的“桥梁”量。而电阻就能通过额定电压和额定功率计算出来：得 (2)求正常工作时的电流I= (3)如果知道实际电压，可求出实际功率 2.电功和电功率的计算 (1)若干个导体无论是串联还是并联，电流通过它们所做的功都等于电流通过每个导体所做的功之和，即W＝W1＋W2＋……＋Wn。 (2)对于串联的纯电阻用电器，各用电器消耗的电功与电阻成正比，即＝；对于并联电路的纯电阻，各用电器消耗的电功与电阻成反比，即＝。 (3)不论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率都等于各用电器的电功率之和， 即P总＝P1＋P2＋……＋Pn。 1、 甲、乙、丙三只白炽灯，规格分别为“220V 40W”“110V 40W”“36V 40W”，当它们均正常发光时，其 亮度 ( ) A.甲灯最亮 B.乙灯最亮 C.丙灯最亮 D.三灯一样亮 2、关于额定电压和额定功率，下列说法中正确的是 ( ) A.用电器工作时的实际功率总等于它的额定功率 B.用电器工作时它两端的电压总等于它的额定电压 C.用电器两端的实际电压大于其额定电压时，它的实际功率小于额定功率 D.用电器两端的实际电压小于其额定电压时，它的实际功率小于额定功率 3、如图所示的家用电器中，其正常工作时的功率最接近1000W的是 (　 　) A　　　 B 　　　　　 C　　　 　 D 4、有两个额定电压相同的电热水壶甲和乙，甲的额定功率为1800W，乙的额定功率为1200W。两个电热水壶都正常工作时，下列说法中正确的是 (　 　) A．甲电热水壶两端的电压较高 B．电流通过甲电热水壶做功较快 C．通过两个电热水壶的电流相等 D．相同时间内，两个电热水壶消耗的电能一样多 5、灯泡L上标有“2.5V”的字样，它的电阻随它两端电压的变化关系如图所示，下列说法中正确的是(　　) A．灯泡L的额定电流是0.2A B．灯泡L正常发光时的电阻是10Ω C．灯泡L的额定功率是6.25W D．灯泡L的电阻随电压的增大而减小 6、小明家有额定电压相同的微波炉和电视机各一台，按照每度电0.55元的计费标准，将这两个用电器正常工作1h所用的电费绘制成了如图所示的柱状图。对小明家的这两个用电器，下列判断正确的是(　　) A．微波炉正常工作时的电压大于电视机正常工作时的电压 B．微波炉正常工作时的电流等于电视机正常工作时的电流 C．微波炉正常工作时的电功率大于电视机正常工作时的电功率 D．每月在微波炉上用的电费一定比在电视机上用的电费多 7、电灯正常工作时会发热发光，这是电流 使电能转化为内能和光能。如果电灯在一段时间内消耗的电能为E1，电流做的功为W，转化的内能为E2，转化的光能为E3，那么E1、E2和E3三者的等量关系是 ，功与能的关系是W＝ 。 8、科技小组用标有“1600imp/(kW·h)”(表示每消耗1kW·h的电能，电能表上的指示灯闪烁1600次)的电能表测量电视机的功率；他们把电视机单独接入电路且使其正常工作6min，指示灯闪烁16次，该电视机的功率为 kW。 9、小刚早上8：00出门前查看了他家的电能表示数如图甲所示，然后关闭家中其他用电器，只让电冰箱工作。下午18：00回家后再次查看电能表，显示的数字如图乙所示。则小刚家的电冰箱在这段时间内消耗的电能为 kW·h，电冰箱的实际电功率为 W。 10、如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片从b点滑到a点过程中，两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。 (1)图乙中____(选填“dc”或“ec”)表示电压表V2的示数随电流表 示数变化的图像。 (2)该过程中电路消耗的总功率最大值为____W。 11、随着生活水平的提高，扫地机器人逐步进入普通家庭。扫地机器人具有主动躲避障碍物、自动吸尘、自动返回充电座充电等诸多智能功能。右下表是某款扫地机器人铭牌上的部分参数，请回答下列问题： (1)机器人吸尘的工作原理是通过电机转动使内部压强 ，从而使杂物进入吸尘器。 (2)电池容量“2000mA·h”是指当工作电流为2000mA时，能持续供电1h。若充满电后所有电量用于扫地，则可供机器人持续正常工作多长时间? (3)机器人的供电系统设有自动充电功能，当检测到电池容量低至10％时会自动返回充电。若返回过程中受到的阻力为20N，为确保机器人能顺利返回充电，需要充电时离充电座最远为多少米?(剩余电池容量的40％用于提供克服阻力做功) 1．如图所示，闭合开关，将滑动变阻器的滑片向上滑动时，观察到的现象是 (　 　) A．灯泡变暗，电压表示数变大 B．灯泡变亮，电压表示数不变 C．电路消耗的总功率变小，电压表示数不变 D．电路消耗的总功率变大，电压表示数变大 2.如图所示，导体A、B是由同种材料做成的，A和B等长，但A比B的横截面积大。当S闭合后，在相同时间内，下列叙述中，正确的是 ( ) A.电流通过A、B所做的功：WA>WB B.电流通过A、B所做的功：WA<WB C.电流通过A、B所做的功：WA=WB D.无法比较电流通过A、B时做功的大小 3．有两盏普通照明灯泡，甲灯标有“PZ220—40”，乙灯标有“PZ220—100”，关于甲、乙两盏灯，下列说法正确的是 (　 　) A．甲灯的实际功率一定是40W B．将乙灯接入110V电路中，它的实际功率为50W C．两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多 D．两灯均正常发光时，乙灯一定比甲灯亮 4．如图所示，A、B为两盏白炽灯，A灯型号是“110V　25W”，B灯型号是“110V　100W”，R是一个未知电阻。若把它们接到电压为220V的电路上，下面四种接法中可能让两盏灯都正常发光的电路是(　 　) A　　　　 　B　　 C　　　　　　 　　D 5．如图是检测酒精浓度的测试仪原理图，图中电源电压恒定为8V，R1为定值电阻，酒精气体传感器R2的阻值随酒精气体浓度的增大而减小。当酒精浓度为0时，R2＝60Ω，此时电压表示数为2V。以下说法错误的是 (　 　) A．若酒精气体浓度越大，电压表和电流表示数都越大 B．定值电阻R1的阻值为20Ω C．酒精浓度为0时，电路消耗的总功率为0.6W D．若电流表示数达到0.2A时，表示酒驾，此时R2消耗的电功率为0.8W 6．两个额定电压相同的小灯泡，串联起来接到电源上，亮度不同。对两个灯泡的额定功率比较大小时，做以下分析，其中最合理的顺序是 (　 　) ①从关系式P＝I2R可以知道 ②比较亮的灯泡的电阻较大 ③在相同电压下工作时，灯泡的电功率和它的电阻成反比 ④从关系式P＝U2/R可以知道 ⑤串联时流过两个灯泡的电流相同 ⑥所以，串联时较暗的那个灯泡的额定功率较大 A．②①③④⑤⑥ B．⑥②①③④⑤ C．①③④②⑥⑤ D．⑤①②④③⑥ 7．如图所示的电路中，电源电压恒为3V，灯泡L的电阻为10Ω且保持不变。闭合开关S后，滑片P由b端向a端滑动的过程中，下列判断正确的是 (　 　) A．灯泡L亮度变暗 B．电压表示数变大，电流表示数变小 C．电压表与电流表示数的比值变小 D．灯泡L的最大功率为0.9W 8.把滑动变阻器R和定值电阻R1连接成如图所示的电路，滑动变阻器的最大阻值为2R1。闭合 开关S，当滑动变阻器的滑片向左移动时，下列叙述中正确的是 ( ) A.电路总功率逐渐减小 B.滑动变阻器的功率逐渐减小 C.滑动变阻器的滑片在左端与右端时的电路总功率之比为9∶1 D.电阻R1的功率与电路总功率的比值逐渐增大 9．USB电热水杯垫是一种新型时尚的产品，由于其设计精美、外观新颖、使用方便而备受办公室人员的青睐(如图所示)。使用时把它接在电脑的USB电源上，打开加热开关，常温下可将咖啡、茶、牛奶等饮料保持45～60℃温度。电脑上的USB为它提供5V电压，加热时工作电流为500mA，则此时它的功率为 W，工作10min消耗的电能为 J；若把它接在另一个电源上，它的功率变成1.6W，则该电源的电压为 V。 10．在探究小灯泡的电功率与哪些因素有关的实验中，小组同学猜想：小灯泡的电功率可能与电压、电流有关，于是他们设计了如图所示的三个电路图： (1)你认为图 电路可以研究小灯泡的电功率与电压的关系，理由是 。 (2)小组同学经过分析讨论，选择正确的电路进行实验，得出了小灯泡的电功率与电压关系的正确实验结论。支持该结论的实验现象是 。 11．如图所示是某种型号电饭煲的简化电路。当温控开关S闭合时，电饭煲处于加热状态，此时若它两端的电压为220V，它的功率为1100W(不考虑温度对电阻值的影响)。则： (1)电饭煲在加热状态下工作0.1h，消耗的电能为多少千瓦时？ (2)R0的电阻为多少欧？ (3)当温控开关S断开时，电饭煲的总功率与加热状态时相比，将如何变化？请说明原因。 1．如图所示的家用电器中，其正常工作时的功率最接近1000W的是(　 　) A　　　 B 　　　　　 C　　　　 D 【答案】D 【解析】根据常见家庭用电器的额定功率进行选择，电功率为1kW以上的用电器属于大功率用电器．电扇的功率约为50W，电视机的功率约为150W，笔记本电脑的功率约为70W，家用微波炉的功率约为1kW。 2．有两个额定电压相同的电热水壶甲和乙，甲的额定功率为1800W，乙的额定功率为1200W。两个电热水壶都正常工作时，下列说法中正确的是(　　) A．甲电热水壶两端的电压较高 B．电流通过甲电热水壶做功较快 C．通过两个电热水壶的电流相等 D．相同时间内，两个电热水壶消耗的电能一样多 【答案】B 【解析】A、两电热水壶的额定电压相同，且都正常工作，所以它们两端的电压相等，故A错误；B、甲的额定功率大于乙的额定功率，且都正常工作，根据电功率的物理意义可知，电流通过甲电热水壶做功较快，故B正确；C、两个电热水壶都正常工作时，甲的额定功率大，根据P＝UI可知，通过甲的电流大，故C错误；D、两个电热水壶都正常工作时，通电时间相同，甲的额定功率大，根据W＝Pt可知，甲消耗的电能多，故D错误。 3．灯泡L上标有“2.5V”的字样，它的电阻随它两端电压的变化关系如图所示，下列说法中正确的是(　　) A．灯泡L的额定电流是0.2A B．灯泡L正常发光时的电阻是10Ω C．灯泡L的额定功率是6.25W D．灯泡L的电阻随电压的增大而减小 【答案】B 【解析】闭合开关S，灯泡L恰好正常发光，则灯泡两端的电压UL＝2.5V，由图可知，此时灯泡的电阻RL＝10Ω，故B正确；所以，电路中的电流：I＝UL/RL＝2.5V/10Ω＝0.25A，故A错误；灯泡的额定功率：PL＝ULIL＝2.5V×0.25A＝0.625W，故C错误；由曲线图可知，小灯泡的电阻随电压的增大而增大，故D错误。故选：B。 4. 小明家有额定电压相同的微波炉和电视机各一台，按照每度电0.55元的计费标准，将这两个用电器正常工作1h所用的电费绘制成了如图所示的柱状图。对小明家的这两个用电器，下列判断正确的是(　　) A．微波炉正常工作时的电压大于电视机正常工作时的电压 B．微波炉正常工作时的电流等于电视机正常工作时的电流 C．微波炉正常工作时的电功率大于电视机正常工作时的电功率 D．每月在微波炉上用的电费一定比在电视机上用的电费多 【答案】C 【解析】A、用电器正常工作时的电压等于额定电压，由于微波炉和电视机的额定电压相同，所以这两个用电器正常工作时的电压相等，故A错误；BC、由柱状图可知，微波炉正常工作1小时的电费比电视机高，而单价是一定的，所以微波炉消耗电能多，根据P＝W/t可知，微波炉电功率大于电视机的电功率，故C正确；电压相同，由P＝UI可知，微波炉正常工作时的电流大，故B错误；D、虽然微波炉电功率大，由于不知道一个月内它们的实际工作时间，根据W＝Pt知无法判断微波炉和电视机消耗的电能的多少，所以无法比较电费的多少，故D错误。 5.灯泡L上标有“2.5V”的字样，它的电阻随其两端电压的变化关系如图所示。下列说法中，正确的是( )。 A.灯泡L的额定电流是0.2A B.灯泡L正常发光时的电阻是10Ω C.灯泡L的额定功率是6.25W D.灯丝的电阻随电压的增大而减小 【答案】B 【解析】闭合开关S，灯泡L恰好正常发光，则灯泡两端的电压UL＝2.5V，由图可知，此时灯泡的电阻RL＝10Ω，故B正确；所以，电路中的电流：I＝UL/RL＝2.5V/10Ω＝0.25A，故A错误；灯泡的额定功率：PL＝ULIL＝2.5V×0.25A＝0.625W，故C错误；由曲线图可知，小灯泡的电阻随电压的增大而增大，故D错误。故选：B。 6．电灯正常工作时会发热发光，这是电流 使电能转化为内能和光能。如果电灯在一段时间内消耗的电能为E1，电流做的功为W，转化的内能为E2，转化的光能为E3，那么E1、E2和E3三者的等量关系是 ，功与能的关系是W＝ 。 【答案】做功；E1＝E2＋E3；E1。 【解析】电灯正常工作时，电流做功，消耗电能转化为内能和光能，使得电灯发热、发光；电流做了多少功，就有多少电能转化为多少形式能。所以如果电灯在一段时间内消耗的电能为E1，转化的内能为E2，转化的光能为E3，则E1、E2和E3三者的等量关系是E1＝E2＋E3；电流做的功为W，消耗的电能为E1，数值相同，功与能的关系是W＝E1。 7．科技小组用标有“1600imp/(kW·h)”(表示每消耗1kW·h的电能，电能表上的指示灯闪烁1600次)的电能表测量电视机的功率；他们把电视机单独接入电路且使其正常工作6min，指示灯闪烁16次，该电视机的功率为 kW。 【答案】0.1 【解析】因为1600imp/(kW•h)表示每消耗1kW•h的电能，电能表的指示灯闪烁1600次，指示灯闪烁16次消耗的电能：，t＝6min＝0.1h，电视机的电功率：P＝W/t＝0.01kW•h/0.1h＝0.1kW。 8．如图是四种家用电器各自消耗1度电可持续正常工作的时间柱状图，其中额定功率最大的电器是 ，节能灯正常工作5h消耗的电能是 kW·h。 【答案】电视机；0.1。 【解析】由图可知，1度电可供电视机持续工作的时间最少，由P＝W/t可知，电视机的额定功最大；节能灯的额定功率不变，所以W1/t1＝W2/t2，1kW•h/50h＝W2/5h，解得W2＝0.1kW•h。 9．小刚早上8：00出门前查看了他家的电能表示数如图甲所示，然后关闭家中其他用电器，只让电冰箱工作。下午18：00回家后再次查看电能表，显示的数字如图乙所示。则小刚家的电冰箱在这段时间内消耗的电能为 kW·h，电冰箱的实际电功率为 W。 【答案】0.5；50。 【解析】(1)由图知，小刚家的电冰箱在这段时间内消耗的电能：W＝10124.1kW•h−10123.6kW•h＝0.5kW•h；(2)t＝18：00−8：00＝10h，电冰箱的实际电功率： P＝W/t＝0.5kW•h/10h＝0.05kW＝50W。 10．如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片从b点滑到a点过程中，两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。 (1)图乙中____(选填“dc”或“ec”)表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图像。 (2)该过程中电路消耗的总功率最大值为____W。 【答案】dc 36 【解析】 由图甲可知，滑动变阻器R和电阻R0串联，电压表V1测R0两端电压，V2测R两端电压，电流表测电路中电流。(1)滑动变阻器的滑片P从b点滑到a点的过程中，滑动变阻器R连入电路的电阻变小，电路中的电流变大，根据串联电路的分压原理可知：滑动变阻器两端的电压变小，R2两端的电压变大，且此过程中电流表示数变大，所以图乙中dc是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图像，ec是表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图像。(2)由图乙可知，电源电压为U＝U1＋U2＝12V，当电路中电流取最大值3A时，电路消耗的总功率为最大值P＝12V×3A＝36W。 11.随着生活水平的提高，扫地机器人逐步进入普通家庭。扫地机器人具有主动躲避障碍物、自动吸尘、自动返回充电座充电等诸多智能功能。右下表是某款扫地机器人铭牌上的部分参数，请回答下列问题： (1)机器人吸尘的工作原理是通过电机转动使内部压强 ，从而使杂物进入吸尘器。 (2)电池容量“2000mA·h”是指当工作电流为2000mA时，能持续供电1h。若充满电后所有电量用于扫地，则可供机器人持续正常工作多长时间? (3)机器人的供电系统设有自动充电功能，当检测到电池容量低至10％时会自动返回充电。若返回过程中受到的阻力为20N，为确保机器人能顺利返回充电，需要充电时离充电座最远为多少米?(剩余电池容量的40％用于提供克服阻力做功) 【答案】(1)减小； (2)可供机器人持续正常工作1h； (3)需要充电时离充电座最远为216米。 【解析】(1)高速旋转的叶轮把空气排出风机，同时使外部空气和灰尘不断地补充进风机，吸尘器就能“吸尘”了，其原理利用了流体流速大的地方压强小。 (2)根据P＝UI得：I＝P/U＝30W/15V＝2A＝2000mA；由I＝Q/t得：t＝Q/I＝2000mAh/2000mA＝1h； (3)克服摩擦力做到功为：W＝UIt＝15V×2A×3600s×10%×40%＝4320J； 根据W＝Fs得：s＝W/F＝4320J/20N＝216m； 1．如图所示，闭合开关，将滑动变阻器的滑片向上滑动时，观察到的现象是(　　) A．灯泡变暗，电压表示数变大 B．灯泡变亮，电压表示数不变 C．电路消耗的总功率变小，电压表示数不变 D．电路消耗的总功率变大，电压表示数变大 【答案】C 【解析】这个电路为串联电路，滑动变阻器的滑片向上滑动，其阻值增大，电路总阻值R总＝R滑＋R灯，R总阻值也增大，根据欧姆定律I＝U/R总可以知道I减小，据公式P＝UI以及U＝IR可得P灯＝I2R灯，若I减小则灯泡实际功率P灯减小，灯泡变暗据此可以排除答案B，该电路中电压表测的是总电压，即电源电压，所以示数不变，据此可以排除A和D。故选：C。 2.如图所示，导体A、B是由同种材料做成的，A和B等长，但A比B的横截面积大。当S闭合后，在相同时间内，下列叙述中，正确的是( )。 A.电流通过A、B所做的功：WA>WB B.电流通过A、B所做的功：WA<WB C.电流通过A、B所做的功：WA=WB D.无法比较电流通过A、B时做功的大小 【答案】B 【解析】(1)导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关，在其他条件相同时，导体的横截面积越大，其电阻越小；(2)两电阻串联时通过它们的电流相等，根据W＝UIt＝I2Rt可知，相同时间内电阻大的导体电流做的功较多。因导体A、B的材料、长度相同，但A比B的横截面积大，所以，导体A的电阻小于导体B的电阻，由因串联电路中各处的电流相等，所以，由W＝UIt＝I2Rt可知，相同时间内，B的电阻大，电流做的功较多，即WA＜WB。 3．有两盏普通照明灯泡，甲灯标有“PZ220—40”，乙灯标有“PZ220—100”，关于甲、乙两盏灯，下列说法正确的是(　　) A．甲灯的实际功率一定是40W B．将乙灯接入110V电路中，它的实际功率为50W C．两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多 D．两灯均正常发光时，乙灯一定比甲灯亮 【答案】D 【解析】A、由灯泡铭牌可知，甲的额定电压是220V，额定功率是40W，只有当灯泡电压为额定电压时，灯泡功率才是40W，否则灯泡功率不是40W，故A错误；B、由灯泡铭牌可知，乙灯的额定电压是220V，额定功率是110W，灯泡实际电压110V是额定电压的1/2，由电功率公式P＝U2/R可知，灯泡实际功率为额定功率的1/4，即P实＝P额＝×100W＝25W，故B错误；C、由W＝Pt可知，灯泡消耗的电能与电功率P及发光时间t有关，灯泡正常发光时乙的功率大于甲的功率，但不知道它们的发光时间，因此无法比较它们消耗电能的多少，故C错误；D、两灯均正常发光时，灯泡实际功率等于额定功率，乙的功率大于甲的功率，因此乙灯比甲灯亮，故D正确. 4．如图所示，A、B为两盏白炽灯，A灯型号是“110V　25W”，B灯型号是“110V　100W”，R是一个未知电阻。若把它们接到电压为220V的电路上，下面四种接法中可能让两盏灯都正常发光的电路是(　　) A　　　　 　B　　 C　　　　　　 　　D 【答案】C 【解析】根据公式可知，灯泡A的电阻，灯泡B的电阻。A、图中灯泡A和B的并联，电压为220V，则A、B两端电压均为220V，大于其额定电压，故两盏灯都不正常发光，故A不符合题意；B、图中灯泡A和B的串联在电压为220V的电路中，由于两灯泡电阻不同，所以两灯泡两端的电压都不是其额定电压110V，则两盏灯都不正常发光，故B不符合题意；C、图是灯泡A和可变电阻并联后又和灯泡B串联，灯泡要想正常工作，必须满足灯泡A与可变电阻R并联后和灯泡B的电阻相等；但并联电路中，电阻越并越小，小于任何一个分电阻，所以此电路中灯泡A和灯泡B能正常工作，故C符合题意；D、图是灯泡B和可变电阻并联后又和灯泡A串联，灯泡要想正常工作，必须满足灯泡B与可变电阻并联后和灯泡A的电阻相等；并联电路，电阻更小；故灯泡A和灯泡B不能正常工作时，故D不符合题意。 5．如图是检测酒精浓度的测试仪原理图，图中电源电压恒定为8V，R1为定值电阻，酒精气体传感器R2的阻值随酒精气体浓度的增大而减小。当酒精浓度为0时，R2＝60Ω，此时电压表示数为2V。以下说法错误的是(　　) A．若酒精气体浓度越大，电压表和电流表示数都越大 B．定值电阻R1的阻值为20Ω C．酒精浓度为0时，电路消耗的总功率为0.6W D．若电流表示数达到0.2A时，表示酒驾，此时R2消耗的电功率为0.8W 【答案】C 【解析】A、两电阻串联，电压表测R1的电压，电流表测电路中的电流，若酒精气体浓度越大，则R2减小，根据电阻的串联，总电阻减小，由欧姆定律，电流变大，由U＝IR，电压表示数变大，A正确；BC、当酒精浓度为0时，R2＝60Ω，此时电压表示数为2V，根据串联电路电压的规律，R2的电压为：8V−2V＝6V，电压表示数为R2电压的2V/6V＝1/3倍，根据分压原理，定值电阻R1的阻值为×60Ω＝20Ω，B正确；根据电路的串联，此时总阻为：R＝R1＋R2＝20Ω＋60Ω＝80Ω，电路消耗的总功率为：，C错误；D、若电流表示数达到0.2A时，根据串联电路的规律和欧姆定律，R2′＝U/I−R1＝8V/0.2A−20Ω＝20Ω，此时R2消耗的电功率为：P′＝I2R2′＝(0.2A)2×20Ω＝0.8W，D正确。 6．两个额定电压相同的小灯泡，串联起来接到电源上，亮度不同。对两个灯泡的额定功率比较大小时，做以下分析，其中最合理的顺序是(　　) ①从关系式P＝I2R可以知道 ②比较亮的灯泡的电阻较大 ③在相同电压下工作时，灯泡的电功率和它的电阻成反比 ④从关系式P＝U2/R可以知道 ⑤串联时流过两个灯泡的电流相同 ⑥所以，串联时较暗的那个灯泡的额定功率较大 A．②①③④⑤⑥ B．⑥②①③④⑤ C．①③④②⑥⑤ D．⑤①②④③⑥ 【答案】 【分析】在串联时，假若甲灯比乙灯亮，说明甲的实际功率大于乙的实际功率，而串联电路中功率之比等于电阻之比，故甲的电阻大于乙的电阻，在并联时，由P＝U2/R知，当额定电压相等时，功率与电阻成反比，故甲的额定功率小于乙的额定功率。即串联时较亮的额定功率反而小。 【解答】串联时流过两个灯泡的电流相同，由功率的推导公式P＝I2R可以知道，较亮灯泡的电阻较大，从功率的推导公式P＝U2/R可以知道，在相同电压下工作时，灯泡的电功率和它的电阻成反比，所以，串联时那个较亮灯泡的额定功率较小。故选D。 7．如图所示的电路中，电源电压恒为3V，灯泡L的电阻为10Ω且保持不变。闭合开关S后，滑片P由b端向a端滑动的过程中，下列判断正确的是(　　) A．灯泡L亮度变暗 B．电压表示数变大，电流表示数变小 C．电压表与电流表示数的比值变小 D．灯泡L的最大功率为0.9W 【答案】D 【解析】AB、由图知，灯泡与变阻器串联，电压表测灯泡的电压，电流表测电路的电流；滑片P由b端向a端滑动的过程中，变阻器连入电路的电阻变小，根据电阻的串联，总电阻变小，由欧姆定律可知，电路中的电流变大，即电流表示数变大，故B错误；根据P＝I2R可知，灯泡的实际功率变大，灯泡变亮，故A错误；C、由欧姆定律可知，电压表与电流表示数的比值等于灯泡的电阻(且灯泡电阻不变)，则该比值不变，故C错误；D、当变阻器连入电路中的电阻为0时，灯泡的电压最大(等于电源电压3V)，灯泡L的最大功率：，故D正确。 8.把滑动变阻器R和定值电阻R1连接成如图所示的电路，滑动变阻器的最大阻值为2R1。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片向左移动时，下列叙述中正确的是( )。 A.电路总功率逐渐减小 B.滑动变阻器的功率逐渐减小 C.滑动变阻器的滑片在左端与右端时的电路总功率之比为9∶1 D.电阻R1的功率与电路总功率的比值逐渐增大 【答案】D 【解析】由图示电路图可知，两电阻串联，当滑片从右向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小； A、滑动变阻器接入电路的阻值减小，电路总电阻减小，电源电压不变，由P＝U2/R可知，电路总功率增大，故A错误；B、当变阻器阻值与定值电阻阻值相等时，变阻器消耗的功率最大，滑片从右向左移动过程中，变阻器消耗的功率先增大后减小，故B错误；C、变阻器最大电阻R＝2R1，变阻器滑片在左端时，电路总电阻为R1，滑片在右端时电路总电阻为3R1，电源电压U不变，由P＝U2/R可知，变阻器滑片在左端与右端时的电路总功率之比为3：1，故C错误；D、两电阻串联，通过他们的电流I相等，电阻R1的功率与电路总功率的比值：，滑片向左移动过程，电阻R1不变，R变小，则电阻R1的功率与电路总功率的比值逐渐增加，故D正确。 9．USB电热水杯垫是一种新型时尚的产品，由于其设计精美、外观新颖、使用方便而备受办公室人员的青睐(如图所示)。使用时把它接在电脑的USB电源上，打开加热开关，常温下可将咖啡、茶、牛奶等饮料保持45～60℃温度。电脑上的USB为它提供5V电压，加热时工作电流为500mA，则此时它的功率为 W，工作10min消耗的电能为 J；若把它接在另一个电源上，它的功率变成1.6W，则该电源的电压为 V。 【答案】2.5 1500 4 【解析】当电热水杯两端的电压U＝5V，通过的电流I＝500mA＝0.5A时，其电功率：P＝UI＝5V×0.5A＝2.5W，工作10min消耗的电能为：W=Pt=2.5W×10×60s=1500J。由可得，其电阻：，由可得，当P′＝1.6W时，其两端的电压：。 10．在探究小灯泡的电功率与哪些因素有关的实验中，小组同学猜想：小灯泡的电功率可能与电压、电流有关，于是他们设计了如图所示的三个电路图： (1)你认为图 电路可以研究小灯泡的电功率与电压的关系，理由是 。 (2)小组同学经过分析讨论，选择正确的电路进行实验，得出了小灯泡的电功率与电压关系的正确实验结论。支持该结论的实验现象是 。 【答案】(1)乙； 乙是串联电路，能控制电流相等； (2)电压表示数大的灯泡比示数小的灯泡亮 【解析】(1)研究小灯泡的电功率与电压的关系，要控制电流相等，因串联电路各处的电流相等，故图乙电路可以研究小灯泡的电功率与电压的关系； (2)灯的亮度由灯的实际功率决定，电压表示数大的灯泡更亮一些，说明其功率比甲灯大。 11．如图所示是某种型号电饭煲的简化电路。当温控开关S闭合时，电饭煲处于加热状态，此时若它两端的电压为220V，它的功率为1100W(不考虑温度对电阻值的影响)。则： (1)电饭煲在加热状态下工作0.1h，消耗的电能为多少千瓦时？ (2)R0的电阻为多少欧？ (3)当温控开关S断开时，电饭煲的总功率与加热状态时相比，将如何变化？请说明原因。 【答案】(1)0.11kW·h (2)44Ω (3)见解析 【解析】(1)消耗的电能W＝Pt＝1.1kW×0.1h＝0.11kW·h。 (2)电阻R0＝＝＝44Ω。 (3)当温控开关S断开时，电饭煲的总功率与加热状态时相比，将变小。因为当S断开时，电阻R0与电阻R串联，由欧姆定律可知，电饭煲的工作电流减小；根据P＝UI可知，此时电饭煲的电功率也减小。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$