内容正文:
18.2 电功率
一、选择题
1.下列家用电器中,功率最接近1kW的是( )
A. 台灯 B. 液晶电视
C. 笔记本电脑 D. 空调
2.关于电功和电功率,下列说法正确的是( )
A.用电器消耗电能越快,电功率越大
B.电功率是表示电流做功多少的物理量
C.用电器将电能转化为其他形式的能越多,电功率越大
D.用电器的电功率越大,电流通过用电器所做的功越多
3.如图是小明家的电能表表盘示意图,表盘上“3000r/(kW·h)”表示用电器每消耗1kW·h的电能,电能表上的转盘转动3000r。断开其他用电器,只让热水壶单独工作2min,转盘转动了100r。下列选项正确的是( )
A.电能表是用来测量用电器消耗电能快慢的仪器
B.若接在该电能表上的用电器再消耗5kW·h的电能,显示示数将为782kW·h
C.该电热水壶在1min内消耗电能6000J
D.该电热水壶的实际功率为1000W
4.图甲是某酒精测试仪的简化电路图,R0为定值电阻,R为酒精气体传感器,其阻值随酒精浓度变化的图像如图乙所示。若电源电压不变,闭合开关,当R周围酒精浓度增加时,下列判断正确的是( )
A.电流表示数变小 B.电压表示数变大
C.电压表与电流表示数的比值不变 D.电路消耗的总功率变大
5.甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示(设小灯泡电阻不变),下列说法中正确的是( )
A.甲灯的实际功率一定是40W
B.将乙灯接入110V电路,它的实际功率为30W
C.若两灯串联在220V的电路中,则甲灯较亮
D.两灯均正常发光时,甲灯消耗的电能较少
6.如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S,当滑片P在某一端点时,电流表示数为0.2A,R2的电功率为2W;当滑片P移动至某一位置C时,电流表示数为0.6A,R2的电功率为3.6W。下列分析与计算正确的是( )
A.电压表测量电源电压
B.电源电压为10V
C.滑片P向左移动过程中,R1两端的电压变小
D.滑片P在A端时,定值电阻R1的电功率为14.4W
7.如图所示,电源两端电压恒为6V,灯泡规格“2.5V 0.25A”,滑动变阻器规格“”。闭合开关,调节滑片P,不考虑灯丝阻值随温度的变化,灯泡两端电压不允许超过额定电压,各元件安全工作。下列说法正确的是( )
A.电压表的示数变化范围是0V~2.5V
B.电流表的示数变化范围是0.25A~0.6A
C.电路总功率的最大值是3.6W
D.滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是
8.如图甲所示电路的电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,图乙是小灯泡的I--U图像.闭合开关S后,下列判断正确的是( )
A.滑动变阻器的滑片P向左滑动时,灯泡变暗
B.电流表示数为0.4A时,灯泡的电阻是25Ω
C.电压表示数为2.5V时,小灯泡的功率是1.25W
D.小灯泡正常发光时,滑动变阻器的电功率是0.25W
二、填空题
9.如图所示电路,灯L1“6V,6W”,灯L2“6V,3W”,把它们串联接在9V的电源两端(不考虑灯丝电阻的变化),闭合开关,在保证电路安全的情况下,只有一个灯正常发光,则正常发光的小灯泡为灯 ,此时 灯更亮。(以上两空均选填“L1”或“L2”)
10.如图所示是小聪家的电能表表盘,该电能表的示数为 kW·h,他家同时工作的用电器的总功率不能超过 W。小聪发现当电路中只有电饭锅工作时,指示灯闪烁了160次用时3min,则电饭锅工作时的电功率为 W。
11.如图,甲、乙均为电压表或电流表,当闭合时,甲、乙两表示数之比为;同时更换两电表种类,调整开关状态,使两表均有正常示数,则此时与的电功率之比为 。
12.某一温度下,两个电路元件甲和乙中的电流与电压的关系如图I-U图象所示。由图可知,元件甲的电阻是 Ω,若将元件甲、乙并联后接在电压为2V的电源两端,则干路的电流是 A;将元件甲、乙串联后接在电压为3V的电源两端,则电路的总功率为 W。
13.如图甲所示,电源电压为6V不变,为定值电阻,闭合开关后,滑动变阻器R2的滑片从一端滑到另一瑞的过程中,R2的电功率P随电压表示数U的变化关系如图乙所示,则R2的最大值为 Ω,该电路消耗的最大电功率为 W。
三、综合题
14.如图所示电路,电源电压保持不变,灯泡L上标有“6V 3W”的字样(不考虑温度对电阻的影响)。闭合开关S,灯泡正常发光,此时电流表的示数为1.5A,求:
(1)灯泡正常发光的电流;
(2)定值电阻R的电阻;
(3)电路消耗的总功率。
15.如图所示的电路中,当滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中,电压表V1示数从11.5V变化到9V,电压表V2示数从1.5V变化到9V,电流表示数从0.5A变化到3A。求:
(1)电源电压和电阻r的阻值;
(2)当滑动变阻器的滑片滑到中点位置时,滑动变阻器消耗的电功率。(保留1位小数)
16.小华将滑动变阻器和小灯泡串联组成了如图甲所示的调光电路,其电源电压为6V,灯泡的额定电压为2.5V。调节滑动变阻器的滑片,从a端开始向b端移动到某一位置的过程中,测出了多组电流和电压值,并绘制了如图乙所示的图象。求:(不考虑其他因素影响)求:
(1)滑动变阻器的最大阻值;
(2)小灯泡的额定功率;
(3)小灯泡正常发光10min所消耗的电能。
17.如图甲所示,滑动变阻器的规格为“100Ω,1A”,温度对灯丝电阻的影响忽略不计,在保证电路安全且能使小灯泡刚好达到正常发光的前提下移动变阻器的滑片,得到电流表示数I随滑动变阻器的电阻R的变化关系图像如图乙所示。请计算:
(1)电压表有0~3V和0~15V两个量程,为保证电路安全,请确定图甲中电压表所选用的量程;
(2)电源电压U和小灯泡的电阻R1;
(3)小灯泡正常发光时的额定功率P1。
参考答案
1.D
2.A
3.D
4.D
5.C
6.D
7.D
8.D
9.L2;L2
10.2017.6;8800;1000
11.3∶1
12.10;0.3;0.3
13.50;3.6
14.解:(1)灯泡正常发光的电流:;
答:灯泡正常发光的电流为0.5A;
(2)闭合开关S,灯L与电阻R并联工作,此时灯泡正常发光,电源电压等于灯两端的电压为6V。则通过灯的电流为0.5A,电流表测干路电流,示数为1.5A,通过R的电流:;R的阻值为:;
答:定值电阻R的电阻为6Ω;
(3)电路消耗的总功率:
答:电路消耗的总功率为9W。
15.解:(1)由图可知,开关闭合后,电阻r、R0和变阻器R串联,电压表V1测量R0和R两端的总电压,电压表V2测量R0两端的电压,电流表测量电路中的电流。变阻器的滑片在右端时,变阻器接入电阻最大,电路的总电阻最大,电路中的电流最小:I小=0.5A,电压表V2的示 数最小;U02=1.5V,电压表V1的示数最大 :U01=11.5V,
根据欧姆定律可得;
由串联电路电压规律可得,变阻器R两端电UR=U01-U02=11.5V-1.5V=10V;
则变阻器的最大电阻;
由串联电路规律规律和欧姆定律可得,
电源电压U=U01+rI小;
即U=11.5V+r×0.5A…… ①
变阻器的滑片在左端时,变阻器接入电阻为0,电路的总电阻最小,电路中的电流最大:I大=3A,电压表V2的示数最大: U'02=9V,电压表V1的示数最小:U01=9V,
根据串联电路规律和欧姆定律可得,电源电压U=U'01+rI大;
即U=11.5V+r×0.5A…… ②
联立①②解得:U=l2V,r=1Ω。
答:(1)电源电压为12V,电阻r的阻值是1Ω;
(2)当变阻器的滑片在中点时,变阻器接入电阻为其最大阻值的则;
根据串联电路规律和欧姆定律可得。
此时电路中的电流;
变阻器消耗的电功率。
答:当滑动变阻器的滑片滑到中点位置时,滑动变阻器消耗的电功率为7.3W。
16.解:(1)两电阻串联,根据串联分压规律可知,电阻增大,电压也增大,从图乙可知,滑动变阻器的最大电压为4.8V,此时电流为0.24A,则此时滑动变阻器的大小为
(2)其电源电压为6V,灯泡的额定电压为2.5V,则此时滑动变阻器的电压
根据图乙可知,电流为0.4A,故小灯泡的额定功率
(3)小灯泡正常发光10min所消耗的电能
答:(1)滑动变阻器的最大阻值为;
(2)小灯泡的额定功率为1W;
(3)小灯泡正常发光10min所消耗的电能为600J。
17.解:(1)由图乙知当滑动变阻器的电阻为R小=20Ω时,通过滑动变阻器的电流为I大=0.3A,由欧姆定律可知,此时滑动变阻器两端的最小电压为U小=I大R小=0.3A×20Ω=6V;
当滑动变阻器的电阻为100Ω时,通过滑动变阻器的电流为I小=0.1A,此时滑动变阻器两端的最小电压为U大=I小R大=0.1A×100Ω=10V;
所以图甲中电压表所选用的量程为0~15V。
(2)由甲图可知,开关闭合时,灯泡L与变阻器R串联,电压表测量变阻器两端电压,电流表测量电路中的电流;根据图乙可知,当变阻器的接入电阻R滑=20Ω时,电路中的电流为I1=0.3A,根据串联电路规律和欧姆定律可得,电源电压U=I1(R滑1+R1),
即U=0.3A×(20Ω+R1) ①
当变阻器的接入电阻R滑2=40Ω时,电路中的电流I2=0.2A,电源电压U=I2(R滑2+R1),
即U=0.2A×(40Ω+R1) ②
联立①②解得U=12V,R1=20Ω;
(3)灯泡正常工作时,是在保证安全的情况下电路中的电流最大,由乙图可知灯泡的额定电流
I额=0.3A,
根据P=UI=I2R,
小灯泡的额定功率P额=I2额×R1=(0.3A)2×20Ω=1.8W。
答:(1)电压表选用0~15V量程;
(2)电源电压U为12V、小灯泡的电阻R1为20Ω;
(3)小灯泡正常发光时的额定功率P1为1.8W。
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