内容正文:
课时分层训练(十六) 电功率
知识点一 电流做功的快慢
1.下列关于电功率的说法正确的是( C )
A.电功率是表示电流做功多少的物理量
B.用电器工作的时间越长,其电功率越大
C.用电器在相同的时间内消耗的电能越多,其电功率越大
D.用电器消耗电能的多少与其电功率无关,只与通电时间有关
2.一台机器的铭牌上标有“500 W”字样,其物理意义是 该机器在正常工作时每秒消耗的电能是500 J ;该机器连续工作1 min所做的功为 3×104 J。
知识点二 电功率的测量
3.下列各组实验仪器中,不能用来测量电功率的是( C )
A.电能表和秒表
B.电压表和电流表
C.电流表和秒表
D.电功率表
4.某个金属导体两端电压为4 V时,通过的电流为0.2 A;当该导体两端电压为2 V时,通过该导体的电流为 0.1 A,此时电流通过该导体消耗的电功率为 0.2 W。
知识点三 额定电压 额定功率
5.标有“220 V 440 W”字样的电热器,当通过它的电流为1.8 A时,它的实际功率( A )
A.小于额定功率
B.等于额定功率
C.大于额定功率
D.无法判断
6.额定电压相同的两个小灯泡L1、L2串联在电路中,小明发现L1比L2亮。下列分析正确的是( D )
第6题图
A.L1的额定功率比L2的额定功率大
B.L1的实际功率比L2的实际功率小
C.L1的电阻比L2的电阻小
D.L1两端电压比L2两端电压大
解析:开关闭合后,L1比L2亮,则说明L1的实际功率大于L2的实际功率,故B错误;由于两灯串联在电路中,则通过L1、L2的电流相等,由P=I2R知,电流相同时,阻值越小,功率越小,因此L1的阻值要大于L2的阻值,故C错误;根据题意可知,L1、L2的额定电压相等,而L1的阻值要大于L2的阻值,由P=可知,L1的额定功率比L2的额定功率小,故A错误;由于通过L1、L2的电流相等,由P=UI可知,L1两端的电压比L2两端的电压大,故D正确。
7.一个灯泡标有“220 V 40 W”字样,不考虑温度对电阻的影响,当将它接到110 V的电路中时,它的实际电功率为( A )
A.10 W B.20 W
C.40 W D.80 W
解析:由P=可得出灯泡的电阻R===1 210 Ω;由于灯泡电阻保持不变,把它接到110 V的电路中,其实际功率P′===10 W。
8.如图所示,灯泡L1“6 V 3 W”和L2“6 V 6 W”串联(灯丝电阻不变),电源电压9 V,开关S闭合后,下列说法正确的是( D )
第8题图
A.L1和L2的电阻之比是1∶2
B.L1和L2的电流之比是1∶2
C.L2比L1更亮
D.L1能正常发光
解析:灯泡L1的电阻R1===12 Ω;灯泡L2的电阻R2===6 Ω;因此L1和L2的电阻之比R1∶R2=12 Ω∶6 Ω=2∶1,故A错误;因为灯泡L1和L2串联,而串联电路中各处的电流都相等,因此L1和L2的电流之比是1∶1,故B错误;图示电路中,开关S闭合后,电路电流I===0.5 A;灯泡L1的实际功率P实1=I2R1=(0.5 A)2×12 Ω=3 W;灯泡L2的实际功率P实2=I2R2=(0.5 A)2×6 Ω=1.5 W;因为P实1>P实2,而灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,因此L1比L2更亮,故C错误;因为灯泡L1的实际功率等于其额定功率,所以L1能正常发光,故D正确。
9.一个灯泡与4 Ω的电阻串联后,接在12 V的电源上,这时电阻消耗的电功率是4 W,则灯泡的电阻是 8 Ω,其消耗的电功率为 8 W。
10.标有“24 V 12 W”字样的灯泡L1和“12 V 12 W”字样的灯泡L2并联接入电路中,让其中一个灯泡正常发光,另一个灯泡的实际功率不超过额定功率,则该电路中两灯泡消耗的实际总功率为 15 W;若两灯泡串联接入电路中,允许加在它们两端的最高电压是 30 V。(忽略灯丝电阻的变化)
11.如图所示的电路,电源两端的电压保持不变,R2的阻值为10 Ω。闭合开关S后,电流表A的示数为0.6 A,电流表A2的示数为0.2 A。求:
第11题图
(1)通过R1的电流I1;
(2)电源电压U;
(3)开关闭合时电路消耗的总功率P。
解:(1)由电路图可知,闭合开关S后,电阻R2和R1并联,电流表A测干路电流,其示数为0.6 A,电流表A2测通过电阻R2的电流,其示数为0.2 A。根据并联电路电流特点知,通过R1的电流
I1=I-I2=0.6 A-0.2 A=0.4 A。
(2)因为电阻R2和R1并联,根据并联电路电压特点可知,电源电压
U=U2=I2R2=0.2 A×10 Ω=2 V。
(3)根据P=UI得,开关闭合时电路消耗的总功率
P=UI=2 V×0.6 A=1.2 W。
【创新运用】
12.如图是小邦同学设计的调光灯电路,R0为定值电阻,S为选择开关,当S接触a点时,小灯泡正常发光但不能调光,当S接触b点时,电路断开,当S接触c点时,电路可连续调光。已知滑动变阻器R的规格为“10 Ω 2 A”,灯泡L上标有“10 V 12 W”的字样,灯泡电阻随温度变化,电源电压恒为16 V。
第12题图
(1)求定值电阻R0的阻值。
(2)当S接触c点时,调节R的滑片P至中点位置,电路中的电流为1 A,求此时灯泡的实际功率。
(3)按小邦设计的电路,当开关S接触c点时,电灯的亮度虽然能够调节,但存在一个安全隐患,请简要说明这个安全隐患。
解:(1)当S接触a点时,R0两端的电压
U0=U-UL=16 V-10 V=6 V,
电路中的电流
I==1.2 A,
定值电阻R0的阻值
R0===5 Ω。
(2)当S接触c点时,滑动变阻器两端的电压
U1=I′×=1 A×=5 V,
灯泡两端的电压
UL′=U-U1=16 V-5 V=11 V,
此时灯泡的实际功率
PL′=UL′I′=11 V×1 A=11 W。
(3)当开关S接触c点时,滑动变阻器与灯泡L串联,灯泡L额定电压为10 V,而电源电压为16 V,当滑动变阻器阻值减小时,灯泡L两端的电压有可能超过灯泡L的额定电压,导致灯泡L烧毁。
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