内容正文:
6
二、
电 功 率
第1课时 电 功 率 ▶ “答案与解析”见P3
1.
甲灯在1s内耗电600J,通过乙灯的电流在
1h内做功0.5kW·h,甲灯的电功率是
W,乙灯的电功率是 kW,
灯的电功率大,电流通过
灯做功快.
2.
关于电功率,下列说法中正确的是 ( )
A.
用电器消耗的电能越多,它的电功率越大
B.
用电器工作时所用的时间越短,它的电功
率越大
C.
消耗的电能一定时,所用的时间越长,它
的电功率越大
D.
用电器工作的时间一定时,消耗的电能越
多,它的电功率越大
3.
已知甲导体的电阻是乙导体的3倍,若分别
对甲、乙两导体通电,通过甲、乙两导体的电
流之比为2∶3,则甲、乙两导体的功率之
比为 ( )
A.
2∶1 B.
2∶3
C.
4∶3 D.
9∶2
4.
(2024·兰州)如图所示的电路中,电源电压
保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器R2
的滑片P 从最右端向左移动到中点的过程
中,下列说法中,正确的是 ( )
(第4题)
A.
滑动变阻器R2消耗的功率变大
B.
电流表A的示数变小
C.
电压表V的示数变大
D.
电压表V与电流表A的示数之比变大
5.
如图甲所示,电源电压恒定不变,定值电阻
R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2的最大阻
值为50Ω.开关闭合后,当滑动变阻器的滑片
P移到某一位置时,电压表V1的示数如图乙
所示,此时R2的功率为0.8W,则电流表的
示数为 A,电源电压为 V.
(第5题)
6.
某人习惯晚上睡觉前开始为手机充电,第二
天早晨拔掉充电器插头.手机充满电后,会自
动停止充电并处于待机状态,当电能消耗到
一定程度后,又会自动充满……在待机和自
动充电的循环过程中,待机时间为自动充电
时间的50倍.已知手机在待机状态下消耗电
能的功率为0.2W,充电器的充电电流为
2.0A,则充电器的充电电压为 ( )
A.
2V B.
3V C.
4V D.
5V
7.
★为使某导体的电功率减小为原来的一半,下
列方法中,可行的是 ( )
A.
两端电压不变,使电阻减小为原来的一半
B.
电阻不变,使两端的电压减小为原来的一半
C.
使两端的电压、电阻各减小为原来的一半
D.
电阻不变,使电流减小为原来的一半
8.
★如果加在某定值电阻两端的电压
从6V增加到10V,通过该电阻的
电流变化了0.2A,那么该电阻的阻
值和电功率的变化量分别是 ( )
A.
30Ω 0.8
W B.
20Ω 3.2
W
C.
50Ω 1.6
W D.
20Ω 0.8
W
物理(苏科版)九年级下
知
识
讲
解
7
9.
(2024·广元)如图所示的电路中,电源两端
电压U恒为6V.只闭合开关S和S2,电压表
V1、V2的示数分别为U1、U2,电流表的示数
为I1,电路的功率为P1;只闭合开关S、S1和
S3,电流表的示数为I2,电路的功率为P2.已
知R2=10Ω,U1∶U2=1∶2,I1∶I2=1∶9,
下列关系式中,正确的是 ( )
(第9题)
A.
I2=0.8A B.
U1=1V
C.
R1∶R3=2∶3 D.
P1∶P2=1∶6
10.
★如图所示的电路中,电源电压不变,R1为
定值电阻,R2为滑动变阻器,闭合开关,将
滑片P 移到最右端时,R2 两端的电压为
5V,电路中的电流为0.1A;将滑片P移到
另一位置时,R1两端的电压为6V,R2的功
率为0.4W.求:
(1)
滑动变阻器R2的最大阻值.
(2)
电源电压.
(第10题)
11.
★如图所示的电路中,电源电压恒定不变,电
阻R1 的阻值为30Ω,小灯泡L标有“9V
4.5W”字样(小灯泡的电阻不变).只闭合
开关S,滑动变阻器的滑片P 移至最右端
时,小灯泡L恰好正常发光,则电源电压为
V;闭合开关S、S1、S2,滑片P移至
最左端时,电路消耗的总功率为
8.1W;只
闭合开关S,移动滑片
P,当滑动变阻器消
耗的电功率为1W时,小灯泡消耗的电功率
为 W.
(第11题)
12.
小王的手机电池的铭牌上标有 “5V
4000mA·h”的字样,手机正常使用时功
率为2W.如果他在电池电量剩余30%时,
立刻插上30W 的充电器,并持续正常使
用,直到电量充满,那么他这次给手机充电
的时间是 ( )
A.
0.2hB.
0.47hC.
0.5h D.
0.67h
13.
★如图所示的电路中,电源电压保
持不变,滑动变阻器
R1、R2 的滑
片可移动的最大距离相等.开始
时,R1、R2的滑片均位于变阻器的正中间,
开关闭合后,电路的总功率为0.4W.若将
R1的滑片向左移动
3cm,R2的滑片向右移
动3cm,电路的总功率变为0.3W;若将
R1、R2的滑片从正中间均向右移动3cm,
电路的总功率变为0.5W.已知滑动变阻器
电阻丝的阻值与其长度成正比,则滑动变阻
器R1的最大阻值与R2的最大阻值之比为
( )
(第13题)
A.
3∶1B.
4∶1 C.
5∶1 D.
6∶1
第十五章 电功和电热
W1'=Imin2R1t'=(0.3A)2×10Ω×
60s=54J,所以R1 的电功在1min
内的变化范围是54~150J.
二、
电 功 率
第1课时 电 功 率
1.
600 0.5 甲 甲
2.
D 3.
C 4.
A
5.
0.4 6 [解析]由电路图可知,开
关闭合后,R1 和R2 串联,电压表V1
测量R1两端的电压,电压表V2测量
R2两端的电压,电流表测量电路中的
电流.若电压表V1的量程为0~3V,
则电压表V1 的示数为0.8V,通过
R1的电流I=
U1
R1
=0.8V10Ω=0.08A
,
根据串联电路电流的特点可知,通过
R2的电流也为0.08A,则R2接入电
路的电阻R2=
P2
I2
= 0.8W(0.08A)2=
125Ω,大于R2 的最大阻值,不符合
题意;则电压表V1 的量程应选0~
15V,电压表V1 的示数为4V,通过
R1的电流I'=
U1'
R1
=4V10Ω=0.4A
,通
过R2的电流也为0.4A,则R2接入电
路的电阻R2'=
P2
I'2
= 0.8W(0.4A)2=5Ω
,
符合题意;电源电压U=I'(R1+
R2')=0.4A×(10Ω+5Ω)=6V.
6.
D [解析]根据题意可知,充电功
率P'=50P=50×0.2W=10W,由
P=UI可知,充电器的充电电压U=
P'
I=
10W
2.0A=5V
,故D正确.
7.
C [解析]由公式P=U
2
R
可知,要
使电功率减小到原来的一半,如果U
不变,就要使电阻增大为原来的2倍,
故A错误;当电阻不变,使导体两端
的电压减小为原来的一半时,P'=
U'2
R =
U
2
2
R =
1
4P
,故B错误;当导
体两端的电压、电阻各减小为原来的
一半时,P″=U'
2
R'=
U
2
2
R
2
=12P
,故
C正确;当电阻不变,电流减小为原来
的一半时,P‴=I'2R= I2
2
R=
1
4P
,故D错误.
公式分析法在分析和判断
电功率问题中的应用
根据题意,选用相关物理公式
或运用相关物理知识,先推导出待
求量与已知量之间的关系式,再利
用选用的物理公式或推导出的关
系式进行分析、判断、验证与求解,
这是解决初中物理选择题和填空
题中定性分析与定量计算问题最
基本、最常用的方法.
8.
B [解析]定值电阻的阻值不变,
当电阻两端的电压为6V时,通过电
阻的电流I1=
6V
R
,该电阻的电功率
P1=
(6V)2
R
;当电阻两端的电压为
10V时,通过电阻的电流I2=
10V
R
,
该电阻的电功率P2=
(10V)2
R
,电流
变化量ΔI=I2-I1=
10V
R -
6V
R =
0.2A,解得R=20Ω,所以该电阻的
电功率变化量 ΔP =P2 -P1 =
(10V)2
R -
(6V)2
R =
(10V)2
20Ω -
(6V)2
20Ω =3.2W.
故选B.
定值电阻及其电功率
变化量的计算
定值电阻的大小R=ΔUΔI
,而
定值电阻电功率的变化量ΔP≠
ΔU·ΔI.
9.
C [解析]只闭合开关S和S2,三
个电阻串联,电压表 V1 测R1 的电
压,电压表V2测R2和R3的总电压,
因为U1∶U2=1∶2,电源电压为
6V,则可解得U1=2V.又因为串联
电路电压之比等于电阻之比,则有
R1∶(R2+R3)=U1∶U2=1∶2,
R2+R3=2R1,此时电路中的电流
I1=
U
R =
6V
R1+R2+R3=
6V
3R1
;只闭
合开关S、S1和S3时,电路R2 和R1
并联,此时电路中的电流I2=
U
R1
+
U
R2
=6VR1 +
6V
10Ω=
6V
R1
+0.6A,且
I1∶I2=1∶9,则有9I1=I2,9×
6V
3R1=
6V
R1
+0.6A,解得R1=20Ω,
则R2+R3=2R1=40Ω,解得R3=
30Ω,I1 =
U
R =
6V
R1+R2+R3 =
6V
60Ω=0.1A
,R1∶R3=2∶3,因为
I1∶I2=1∶9,所以I2=0.9A,且串
联和并联时电源两端电压U 恒为
6V,根据P=UI可得,电压一定时,
电流之比等于电功率之比,即P1∶
P2=1∶9,故A、B、D错误,C正确.
10.
[解析](1)
在如图所示的电路中,
闭合开关后,R1 与R2 串联,将滑片
P移到最右端时,R2接入电路中的阻
值最大,R2max=
U2
I =
5V
0.1A=50Ω.
(2)
由(1)知,R1=
U1
I =
U源-U2
I =
U源-5V
0.1A
,将滑片P 移到另一位置
时,U2'=U源-U1'=U源-6V,I'=
U1'
R1
= 6VU源-5V×0.1A=
0.6W
U源-5V
,
P2=U2'I' = (U源 -6 V)×
3
0.6W
U源-5V=0.4W
,解得U源=8V.
方程(组)法在解决
电功率问题中的应用
根据题中所包含的等量条件、
各物理量之间的公式关系、比例关
系等建立方程或联立方程组,再利
用数学知识和方法求解相关物理
量的方程(组),这种方法称为方程
(组)法.
11.
9 2 [解析]根据实物图画出电
路图如图所示.只闭合开关S,滑动变
阻器的滑片P移至最右端时,电路为
小灯泡L的简单电路,又小灯泡L恰
好正常发光,所以电源电压U=U额=
9V;小灯泡L标有“9V 4.5W”字
样,则灯泡电阻RL=
U2
P =
(9V)2
4.5W=
18Ω,只闭合开关S,灯泡与滑动变阻
器串联,电流相同,都为I,则此时灯
泡两端电压UL=IRL,滑动变阻器两
端电压U滑=9V-IRL,滑动变阻器
消耗的电功率P滑=U滑I=(9V-
IRL)I=(9V-I×18Ω)×I=1W,
解得I1=
1
3 A
,I2=
1
6 A.
闭合开关
S、S1、S2,滑动变阻器与R1 并联,滑
动变阻器在最大阻值处,电路总功率
为8.1 W,P1 +P滑'=8.1 W,
(9V)2
30Ω +
(9V)2
R滑 =8.1W
,则滑动变
阻器的最大阻值R滑=15Ω,当只闭
合开关S,移动滑片P,滑动变阻器与
灯泡串联时,电路中的最小电流I小=
U
R滑+RL=
9V
15Ω+18Ω=
3
11A
,因为
3
11A>
1
6A
,所以电路中的电流应为
I1=
1
3 A
,小灯泡消耗的电功率
PL=I12RL=
1
3A
2
×18Ω=2W.
(第11题)
同一电学量两个数学解的取舍
一元二次方程通常有两个解,
在获得两个解之后,还应根据题
意,或根据物理量的意义(如电阻
不可能为负值),或根据电路必须
安全,或根据辅助元件的能耗必须
较少(即电功率必须较小)等标准
对两个解进行取舍.当然,在有些
题目中两个解均合理.
12.
C [解析]充满电时存储的电能
W=UIt0=5V×4000×10-3 A×
1h=20W·h,需要充的电能W'=W-
Wη=P1t-P2t,充满需要的时间t=
W-Wη
P1-P2=
20W·h-20W·h×30%
30W-2W =
0.5h,C符合题意.
13.
B [解析]设电源电压为U,R1、
R2的最大阻值分别为R1、R2,两个滑
动变阻器滑片可移动的最大距离为
acm,则滑片移动3cm时滑动变阻器
连入电路的电阻的变化量为最大阻值
的3
a.
据P=U
2
R
和题意可知,R1、R2
的滑片均位于变阻器的正中间时,有
U2
0.5R1+0.5R2=0.4W ①
,将R1
的滑片由正中间向左移动3cm,R2
的滑片由正中间向右移动3cm时,
有 U
2
0.5R1+
3
aR1+0.5R2+
3
aR2
=
0.3W ②,将R1、R2 的滑片从正
中间 均 向 右 移 动 3cm 时,有
U2
0.5R1-
3
aR1+0.5R2+
3
aR2
=
0.5W ③,将①②
可得
0.5+3a
0.5 =
4
3
,
解得a=18 ④,将④分别代入②③,
再将②
③
可得
R1+2R2
2(R1+R2)=
3
5
,整理得
R1
R2
=41.
故选B.
运用关系式法求比值
根据题意,通过分析、综合运
用相关知识,先得出待求比值的两
个物理量之间的关系式,再通过整
理该关系式,可求得比值.
第2课时 用电器的额定功率
1.
110 0.5 6600 2.
L2 L1
3.
串 额定电流相同 4.
B 5.
A
6.
12 6 [解析]小灯泡正常发光时
的电阻RL=
UL额2
PL额
=
(6V)2
3W =12Ω
,
正常发光时的电流IL额 =
PL额
UL额
=
3W
6V=0.5A
,要使小灯泡正常发光,
UR=U源-UL额=9V-6V=3V,
R=
UR
IL额
= 3V0.5A=6Ω.
7.
0.5 1.5 4.5 [解析]由图可
知,当开关都闭合时,两个小灯泡串
联,电压表V1测量小灯泡L1两端的
电压,电压表V2测量小灯泡L2两端
的电压,两个小灯泡的电阻分别为
R1=
U12
P1
=
(6V)2
6W =6Ω
,R2=
U22
P2
=
(6V)2
3W =12Ω
,两个小灯泡的额定电
流分别为I1=
U1
R1
=6V6Ω=1A
,I2=
4
U2
R2
=6V12Ω=0.5A
,电路中的电流I=
U
R1+R2=
9V
6Ω+12Ω=0.5A.
此时电
路中的电流I=I2=0.5A,L2正常发
光,L1 的实际功率 P1'=I2R1=
(0.5A)2×6Ω=1.5W.断开开关
S1、S2,两个电压表串联在电路中,电
压表V1、V2完全相同,它们的电阻相
同,由串联分压可知,它们两端的电压
相等,由串联电路电压的规律可知电
压表 V1 的示数U1'=
1
2U=
1
2×
9V=4.5V.
8.
3 < [解析]在题图所示的电路
中,闭合开关后,L与R 串联.小灯泡
的电阻RL=
UL额2
PL额
=
(6V)2
12W =3Ω
,当
小灯泡正常发光时,电路中的电流
I1=
UL额
RL
=6V3Ω=2A
,滑动变阻器两
端的电压U1=U源-UL额=U源-6V,
滑动变阻器的功率 P1=U1I1=
(U源-6V)×2A ①;当小灯泡的电
功率为3W 时,电路中的电流I2=
PL
RL
= 3W3Ω=1A
,小灯泡两端的
电压UL=I2RL=1A×3Ω=3V,滑
动变阻器两端的电压U2=U源-UL=
U源-3V,滑动变阻器的功率P2=
U2I2=(U源 -3V)×1A,2P2=
2(U源-3V)×1A ②,比较①②可
知P1<2P2.
中介法在比较物理量
大小问题中的应用
解决物理量大小的比较问题
时,要注意综合运用所学知识,列
出待比较量与某一(或某些)恒量
之间的关系式,通过比较,作出
判断.
9.
C [解析]电流做功的多少与功率
和时间有关,电流通过甲电暖器做的
功不一定多;甲电暖器正常工作时的
功率是2200W;它们都正常工作时,
甲电暖器的功率大,所以电流通过甲
电暖器做功较快;乙电暖器的额定功
率是1100W,当电压低于220V时,
实际功率小于额定功率,但额定功率
不变.
10.
C [解析]L1的电阻R1=
U12
P1
=
(4V)2
2W =8Ω
,L2 的电阻R2=
U22
P2
=
(4V)2
4W =4Ω.
当在a、b间接入灯L1
且L1正常发光时,L1 两端的电压为
4V,此时变阻器两端的电压UR=
U-U1=12V-4V=8V,灯L1中的
电流I=
P1
U1
=2W4V=0.5A
,所以滑动
变阻器接入电路的电阻R=
UR
I =
8V
0.5A=16Ω
,故D错误;由于R1>
R2,故用L2 替换L1 后,电路总电阻
变小,电路中的电流变大,滑动变阻器
两端的电压变大,故L2两端的电压变
小,达不到4V,所以L2 不会正常发
光,故A、B错误;当在a、b间接入L2
时,电路中的总电阻R总=R2+R=
4Ω+16Ω=20Ω,故电路中的电流
I'=UR总=
12V
20Ω=0.6A
,所以L2的实
际功率 P实 =I'2R2=(0.6A)2×
4Ω=1.44W,故C正确.
11.
[解析](1)
灯泡的额定电流I额=
P额
U额=
3W
6V=0.5A.
(2)
只闭合开关S
时,灯泡L与定值电阻R1串联,灯泡
正常发光,则UL=U额=6V,此时电
流I=I额=0.5A;电源电压U总=
UL+IR1=6V+0.5A·R1 ①;开
关S、S1、S2 都闭合时,灯泡被局部短
路,定值电阻R1 和R2 并联,电流表
测干路电流,电流表的示数为2.4A,
故干路电流I'=2.4A;并联电路的总
电阻为R,则由1R=
1
R1
+1R2
知R=
R1R2
R1+R2=
10Ω·R1
10Ω+R1
,电源电压U总=
I'R=2.4A×
10Ω·R1
10Ω+R1 ②
,联立方
程①②,解得R1=6Ω或R1'=20Ω.
12.
并 0.5 3 [解析]假设甲、乙
两灯接到电压为UA 的电源上时是并
联的,根据并联电路的特点可知
U甲=U乙=UA,已知R甲>R乙,根据
P=U
2
R
可知P甲<P乙 ①,由于两灯
均正常发光,则P甲 =P甲额,P乙 =
P乙额,在此情况下甲、乙两灯接到电
压为UB 的电源上时就是串联的,根
据串联电路的电流处处相等的特点可
知I甲'=I乙',已知R甲>R乙,所以,
由P=I2R 可知P甲'>P乙' ②,因
为甲灯前后两次均正常发光,即
P甲'=P甲额,所以,P甲=P甲'=P甲额,
且P乙>P乙' ③,由题可知P乙'=
1
4P乙额 ④
,则④与③是不矛盾的,
即原假设是正确的,所以甲、乙两灯接
到电压为UA 的电源上时是并联的,
接到电压为UB 的电源上时是串联
的.甲、乙两灯接到电压为UA 的电源
上时,两灯均正常发光,则U甲 =
U甲额=3V,U乙=U乙额,由于此时是并
联的,则U甲 =U乙,所以,U乙额 =
U甲额=3V,根据P=UI可得I乙额=
P乙额
U乙额=
1W
3V=
1
3 A
,接到电压为UB
的电源上时,因为P乙'=14P乙额
,根
据 P = I2R 可 得 I乙'2R乙 =
1
4I乙额
2R乙,所以,I乙'= 12I乙额 =
5