内容正文:
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第十四章 电功率
建议用时:30分钟
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【基础练 基础达标】
1.(2024·长春)1 kW·h的电能可供下列用电器正常工作时间最长的
是( )
A.节能灯 B.电饭煲
C.电视机 D.电烤箱
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题序
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2.(2024·日照岚山二模)新能源汽车的eco模式是指汽车的经济驾驶模式,也叫作节能模式。当新能源纯电汽车开启eco模式后,汽车系统会采用“省电模式”,在这种模式下,可延长电池的供电时间,原因是( )
A.降低了电池的输出电压
B.减小了电池的输出电流
C.减小了电机线圈的电阻
D.增大了电池的输出功率
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3.(2024·临沂经开一模)将L1“6 V 0.4 A”和L2“4 V 0.2 A”分别采用如图甲、乙所示方式连接。闭合开关S后,L1和L2都能发光,若不考虑灯丝电阻的变化,下列说法正确的是( )
A.灯泡L1的电阻较大
B.甲图中通过L1的电流大于通过L2的电流
C.乙图中L1两端的电压较大
D.甲、乙两图中L1的实际功率均较大
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4.(2024·广安)小强上次查看家里的电能表显示为 ,本次查看时电能表示数如图所示,下列说法正确的是( )
A.电能表是测量电功率的仪表
B.在这段时间内消耗的电能为792 kW·h
C.小强家同时工作的用电器的总功率不能超过2 200 W
D.只将一台标有“220 V 1 000 W”的电热水器接入电路
中,正常工作5 min,电能表的指示灯闪烁300次
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5.(2024·自贡)如图是灯泡L的I-U图像,结合图像分析,
下列选项正确的是( )
A.当通过灯泡L的电流为0.2 A时,工作1 min消耗的电
能是0.24 J
B.当通过灯泡L的电流为0.3 A时,其电功率为0.72 W
C.将两个完全相同的灯泡L并联在3.6 V的电源两端,电路的总功率为
2.88 W
D.将灯泡L和6 Ω的定值电阻串联在6 V的电源两端,电路的总电阻为18 Ω
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6.【新素材·工具原理】(2024·临沂)图甲是一款能自动变形、万向行走的坦克玩具,其简化电路如图乙所示。该玩具的电源电压为4.5 V,闭合开关后,“0.5 V 0.2 W”的指示灯正常发光,线圈电阻为0.5 Ω的电动机正常工作,则( )
A.指示灯的灯丝电阻为0.8 Ω
B.电动机的发热功率为1.6 W
C.电动机的额定功率为0.08 W
D.电路的总功率为1.8 W
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7.(2024·凉山)小灯泡上标有“6 V 3 W”的字样,则小灯泡正常发光时的
电阻为 _____Ω;若将小灯泡接在电源电压为9 V的电路中,要使小灯泡
正常发光,需要串联一个阻值为 ____Ω的定值电阻。
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题序
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8.(2024·苏州)电热水器是利用电流的 _____效应工作的。小明利用电能
表测量电热水器实际功率来判断家里的电压是否正常。他观察家中的电
能表示数如图甲所示为 __________kW·h,现仅接通一台如图乙所示的
电热水器,观察到电能表指示灯1 min内闪烁80次,则1 min内消耗电能
为 _______J,其两端电压 _______(选填“高于”“等于”或“低于”)220 V。
热
3 023.6
9×104
等于
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9.(2024·德州)图甲是一款家用蒸箱,图乙是其加热盘模块的简化电路,
蒸箱有“低温”“中温”“高温”三挡,其中R1、R2为阻值不变的电热丝,当开
关S1断开、S2接a时,蒸箱处于 _______挡,此时通过温控开关的电流为
2 A,已知蒸箱的额定电压为220 V,R1=88 Ω,则R2的阻值为 _____Ω,
高温挡的电功率为 ________W。
低温
22
2 750
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10.(2024·绥化)在“测量小灯泡的电功率”实验中,选用的小灯泡上标有“2.5 V”字样,额定电流约为0.3 A,电源电压恒为6 V,实验电路如图甲所示。
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(1)请用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整。(导线不允许交叉)
【答案】如图所示
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题序
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(2)现有规格为A“10 Ω 2 A”、B“20 Ω 1 A”和C“50 Ω 0.2 A”的三个滑
动变阻器可供选择,应选择 ____(选填字母)滑动变阻器接入电路才能顺
利进行实验。实验中滑动变阻器的作用是 ___________和调节小灯泡两
端的电压及通过的电流。
(3)电路连接完成后,闭合开关,发现小灯泡发光很暗,这时眼睛应该看
着 _________(选填“电流表”或“电压表”)移动滑动变阻器的滑片,当小灯
泡正常发光时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为______W。
B
保护电路
电压表
0.65
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(4)实验中改变小灯泡两端的电压,多次测量的目的是________________
___________________。
(5)测得小灯泡的额定功率后,把小灯泡两端的电压调为额定电压的一
半,发现测得的功率大于其额定功率的四分之一,请对其加以分析:
____________________________________________________________
_____________________________________________________________
___________________________________________________________
_________。
测量不同电压下
小灯泡的实际功率
根据P=知,在电阻R不变时,电 压为原来的二分之一,功率为原
来的四分之一,但因灯丝的电阻随温度的降低而减小,故小灯泡两端
的电压调为额定电压的一半,测得的实际功率大于其额定功率的四
分之一
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11.(2024·日照五莲二模)如图所示,甲、乙是“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置,两个透明容器中密封着等质量的空气。
(1)通电后,透明容器中电阻丝的内能是通过_______(选填“做功”或“热传
递”)的方式改变的。实验中通过观察两个U形管中的液面_______的变化
来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。
做功
高度
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(2)图甲所示装置可探究电流通过导体产生的热量的多少与_______的关
系,通电一段时间后,_____(选填“左”或“右”)侧容器中电阻产生的热量
多。
(3)乙装置中的电阻R3的作用主要是 ___________________________。
(4)如果乙装置中R3发生了断路,在通电时间相同的情况下,与R3未发生
断路相比较,左侧U形管中液面的高度差将_______(选填“变大”“变小”或
“不变”)。
(5)生活中我们经常见到“电炉丝热得发红,而与它相连的导线却不热”这
一现象,可用图 _____(选填“甲”或“乙”)的实验结论来解释。
电阻
右
使通过R1和R2的电流不相等
变小
甲
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12.(2024·兰州)小亮用电热水壶将质量为 1.5 kg、初温为20 ℃的水加热到80 ℃,在只有电热水壶工作的情况下,他观察到家中标有“1 200 imp/ (kW·h)”的电能表的指示灯在240 s内闪烁了144次,已知水的比热容为c水=4.2×103 J/( kg·℃)。求:
(1)水吸收的热量;
(2)电热水壶的实际功率;
(3)电热水壶的工作效率。
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解:(1)水吸收的热量:Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×1.5 kg×
(80 ℃-20 ℃)=3.78×105 J。
(2)指示灯闪烁144次消耗的电能:
W= kW·h=0.12 kW·h=0.12×3.6×106 J=4.32×105 J,
电热水壶的实际功率:
P===1 800 W。
(3)电热水壶的工作效率:
η==×100%=87.5%。
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13.(2024·福建)小闽设计的车载可加热果蔬搅拌机工作电路图如图。电热丝R的阻值为 4 Ω,电动机标有“12 V 24 W”字样。闭合开关S、S1,电动机正常工作。求:
(1)电源电压。
(2)闭合开关S、S1,电动机1 min内消耗的电能。
(3)闭合开关S、S2,通电100 s,电热丝R产生的热量。
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解:(1)闭合开关S、S1,电路中只有电动机正常工作,所以电源电压:U=U额=12 V。
(2)电动机1 min内消耗的电能:
W=Pt1=24 W×60 s=1 440 J。
(3)闭合开关S、S2时,电路中只有电热丝R工作,通过电热丝R的电流:I===3 A,
通电100 s电热丝R产生的热量:
Q=I2Rt=(3 A)2×4 Ω×100 s=3 600 J。
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【拔高练 培优提能】
14.(2024·广安)如图甲所示电路,电源电压恒定不变,电流表量程是0~0.6 A,电压表量程是0~3 V。闭合开关S,在滑动变阻器R的滑片从最右端向左滑到a点的过程中,滑动变阻器R和灯泡L的U-I图像分别如图乙所示,当滑片在a点时灯泡L恰好正常发光。下列说法正确的是( )
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A.电源电压为4 V
B.灯泡L正常发光时的电阻为6 Ω
C.电路中允许的最大功率为2.25 W
D.电压表测量的是滑动变阻器R两端的电压
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【解析】D.闭合开关S,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测灯泡L两端的电压,电流表测电路中的电流,故D错误。
ABC.闭合开关S,灯泡L与滑动变阻器R串联,在滑动变阻器R的滑片从最右端向左滑至a点的过程中,R的阻值减小,电路中的总电阻变小,电流变大,灯泡两端的电压变大,由此可知,图乙中下边的曲线为灯泡的U-I图像,则上边的曲线为R的U-I图像,滑片在a点时R的阻值最小(允许接入的最小阻值),电路中的电流最大,由于灯泡恰好正常发光,则根据U-I图像可知,灯泡正常工作时的电压为1.5 V,电流为0.5 A,此时R两端的电压为3 V,则电源电压U=UL+U1=1.5 V+3 V=4.5 V,故A错误;则灯泡正常发光时的电阻:RL===3 Ω,电路的最大功率P最大=UI=4.5 V×0.5 A=2.25 W,故B错误,C正确。
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15.(2024·达州)如图甲所示,将定值电阻R1与规格为“40 Ω 2 A”的滑动变
阻器R2连入电源电压恒定不变的电路中。移动滑片P,R2的电功率P与其
连入电路电阻R之间的变化图像如图乙所示。则电源电压U= ____V,R1
的阻值为 _____Ω,电路的最大电功率为 _______W。
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【解析】利用图像中(10,6.4)和(40,6.4)两个点,根据P=I2R推导得I=,代入数据得到两个点对应的电流分别为0.8 A和0.4 A,故可以列出电源电压不变的方程为0.8 A×(10 Ω+R1)=0.4 A×(40 Ω+R1),解得R1=20 Ω,代入原方程得出电源电压U=24 V;根据P=,当滑动变阻器接入阻值最小为0时,电路的总功率最大,Pmax===28.8 W。
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【压轴练 满分冲刺】
16.(2024·凉山)如图甲所示,电源电压保持不变,电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~15 V,滑动变阻器R1的规格为“50 Ω 0.5 A”。闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片P,测得多组数据。用测得的数据绘制了电流与滑动变阻器阻值的变化关系图(如图乙所示)。在保证电路安全的情况下,下列计算结果中正确的是( )
A.电源电压为12 V
B.R0的阻值为15 Ω
C.滑动变阻器的阻值变化范围是10~50 Ω
D.滑动变阻器的最大功率为0.9 W
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