二、电功率(专项训练)物理新教材苏科版九年级下册
2025-12-03
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2份
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理苏科版九年级下册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 二、电功率 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 电功率 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.77 MB |
| 发布时间 | 2025-12-03 |
| 更新时间 | 2025-12-09 |
| 作者 | 理化课代表~ |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2025-12-03 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55248113.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
二、电功率
一.电功率的概念和单位(共5小题)
二.常见用电器的电功率(共5小题)
三.电功率P=W/t的简单计算(共9小题)
四.电功率P=UI及推导式的简单计算(共9小题)
五.动态电路中电功率的简单计算(共9小题)
六.用电器铭牌的含义(共5小题)
七.实际电压与实际功率(共5小题)
八.伏安法测小灯泡的电功率(共5小题)
一.电功率的概念和单位(共5小题)
1.下列不是电功的单位的是( )
A.焦耳 B.千瓦/时 C.度 D.千瓦时
2.一台洗衣机的电功率是500W,表示该洗衣机( )
A.1s内电流做功500W B.1s内输出机械能500J
C.1s内消耗的电能是500W D.1s内消耗的电能是500J
3.空调的制冷“效能比”EER是指空调制冷量与制冷时消耗的电功率之比。小强家买了一台制冷量为3200W,“效能比”为3.2的空调,则该空调制冷时消耗的电功率为___________W;若购买“效能比”为4.0的空调,工作1h将比原空调节约电能___________kW•h。以上两空的答案分别为( )
A.1000W 0.8kW•h B.1000W 0.2kW•h
C.10240W 0.8kW•h D.10240W 0.2kW•h
4.汽油的热值是4.6×107J/kg,它表示的物理意义是 。电功率的国际单位: 。
5.如图所示,将手机充电器插入家庭电路的两孔插座中即可为手机充电,插座两孔之间的电压为 V,充电器为手机充电时的输出电压约为5V,使用快速充电器给手机充电时,其充电 (选填“功率”或“电压”)—定比使用普通充电器时大。
二.常见用电器的电功率(共5小题)
6.下列是小明家中的用电器,这些用电器中电功率最大的是( )
A.电视机 B.电风扇 C.小台灯 D.空调
7.用电学知识判断下列说法中正确的是( )
A.家用电热水壶的功率约为1000W B.一节新干电池的电压约为5V
C.教室里每盏日光灯的功率约为400W D.书桌上的台灯正常工作时的电流约为2A
8.下列几种数据中不符合实际情况的是( )
A.普通家用灯的工作电流约10mA B.电炉丝的电阻大约几十欧到上百欧
C.家用风扇的额定功率约为50W D.家用电饭煲的功率约为1000W
9.常见用电器的电功率:家用空调约 W,计算机约 W,液晶电视机约 W,电饭煲约 W。
10.“深圳智造”在卡塔尔世界杯展示了非凡魅力,深圳企业LED屏显在赛场、电视台和综合服务设施尽显科技含量,LED是利用 材料制成的,LED显示屏和普通显示屏相比具有功率 的优点,实现低碳环保,节能减排的目的。
三.电功率P=W/t的简单计算(共9小题)
11.当家庭电路中只有一个用电器连续工作时,测得在内消耗的电能为,那么这个用电器可能是( )
A.家用电风扇 B.吸尘器 C.台灯 D.笔记本电脑
12.甲、乙、丙三个普通灯泡铭牌上分别标着“6V;3W”、“3V;3W”、“12V;3W”字样,让它们都正常发光相同时间,则它们消耗的电能( )
A.甲灯的多 B.乙灯的多
C.丙灯的多 D.一样多
13.在家庭电路中让一个用电器单独工作12min,标有“1500r/kWh”字样的电能表表盘转了60r,则这个用电器的实际功率是( )
A.60W B.100W C.120W D.200W
14.如图是小明家10月末和11月末电能表表盘示数,若以当地电价0.5元/度计算,小明家11月份消耗的电能 。将某用电器单独接在该表上工作10min后,电能表转盘转了600转,该用电器的实际功率为 W。
15.小北让家中一只标有“220V 121W”的用电器单独工作,他观察到家中标有“3000r/(kW·h)”字样的电能表转盘10分钟转过50圈。若用电器的电阻不变,则该用电器的电阻为 Ω,该用电器工作时的实际功率为 W。
16.如图是一种太阳能LED路灯的电路图,光控开关S白天与触点a接触,太阳能电池板为蓄电池充电;晚上与触点b接触,蓄电池为路灯供电,平均每晚路灯工作10h。太阳光照射5h能使规格为“24V 30W”的路灯正常工作3个晚上。路灯正常工作时每晚消耗的电能是 J;若太阳能电池的光电转换效率为18%,则太阳能电池板吸收太阳能的功率为 W。
17.1879年10月21日,爱迪生发明第一只使用寿命较长的灯泡,其电功率为16W,持续工作了1500小时后损坏,求这个灯泡在1500小时中消耗的电能。
18.一个标有“220V 2000W”的电热水器, 其水箱中注有50kg的水, 正常工作一段时间后水温升高40℃(c水=4.2×103J/(kg⋅℃),不计热量损失, 求:
(1)水吸收的热量;
(2)加热所需要的时间。
19.某家用电热水器铭牌上的部分参数如表所示。热水器注满水并加热,水温由20℃升高到80℃。求:
额定电压220V
电源频率50Hz
额定功率2000W
容量40L
(1)水的质量是多少?(ρ水=1.0×103kg/m3)
(2)水吸收的热量是多少?[水的比热容]
(3)电热水器正常工作时,效率为84%,电热水器需要工作多少min才能使水温由20℃升高到80℃?
四.电功率P=UI及推导式的简单计算(共9小题)
20.有5Ω和10Ω的两个定值电阻,先将它们串联,后将它们并联接在同一个电源上,则关于它们两端的电压和消耗的电功率的关系不正确的是( )
A.串联时,电压之比是1︰2 B.串联时,电功率之比是1︰2
C.并联时,电压之比是1︰1 D.并联时,电功率之比是1︰2
21.如图所示是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压关系的图像。现将它们并联后接在电压为4V的电源两端,下列说法错误的是( )
A.干路中的电流是1.2A B.小灯泡L的实际电功率是3.2W
C.电路的总电阻为15Ω D.整个电路在20s内消耗的电能为96J
22.图甲是身高、体重测量仪,电路原理如图乙所示。电路中有一个电压表和一个电流表,当体检者站在台面上时,其中一个电表自动显示身高的大小,另一个电表自动显示体重的大小。已知压敏电阻R的阻值随压力的增大而增大,滑片P随身高增高而上滑,下列分析正确的是( )
A.体重越大,显示体重的电表示数越大
B.体重越大,消耗的电功率越大
C.身高越高,通过的电流越大
D.体重相同情况下,身高无论是越高还是越低,电路消耗的总功率不变
23.如图所示,电源电压恒定,定值电阻,,开关S闭合后,电流表示数为0.3A,则电源电压为 ,与的电功率之比为 。
24.在如图甲所示的电路中,电源电压不变,图乙是图甲中小灯泡L和定值电阻R的电流与电压关系图像,当只闭合S1、S2时,电压表示数是2V,R1和L是 联;当只闭合S2、S3时,电压表示数是4V,则R₂= Ω;如果将电阻R2与小灯泡串联在3V的电源上,此时小灯泡的实际功率是 W。
25.如图甲所示电路,闭合开关,将滑动变阻器的滑片由最右端移到最左端的过程中,滑动变阻器两端电压随电路中电流的变化关系如图乙所示,则滑动变阻器的最大阻值为 。当电流表示数为时,消耗的电功率为 W。
26.如图所示,某同学有一个加热鼠标垫,规格为“5V 5W”,它的内部结构相当一个定值电阻。求:
(1)鼠标垫的电阻;
(2)正常工作10min,鼠标垫消耗的电能;
(3)若鼠标垫两端的电压为4V,鼠标垫的实际电功率。
27.如图所示电路,电源电压恒定,和均为定值电阻,。当只闭合时,电流表的示数是0.6A,只闭合时,电流表示数为0.4A,求:
(1)电源电压和电阻的阻值;
(2)只闭合和只断开两种情况下,整个电路消耗的功率之比。
28.R是压敏电阻,压力F与电阻R的关系如图甲所示。现有如图乙、丙的两个电路,R0为定值电阻,阻值为20Ω,电源电压恒为6V,电流表量程为0~0.6A。
(1)当小石同学压力为0N时,求电流表示数(图乙)。
(2)用300N的力压电阻,求R0的电功率(图乙)。
(3)图丙中当干路电流为0.6A时,求小白同学推力F的值。
五.动态电路中电功率的简单计算(共9小题)
29.如图所示的电路中,电源电压恒为9V,灯泡L标有“6V 6W”,滑动变阻器标有“”,下列说法正确的是( )
①灯泡正常发光时的电阻为
②电路中的电流不超过2A时,电路一定是安全的
③当灯泡正常发光时,滑动变阻器的电功率为9W
④当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,小灯泡变暗
A.①④正确 B.①②④正确 C.①③正确 D.③④正确
30.如图所示,小明在测量滑动变阻器组成的串联电路中用电器的功率时发现,电路两端的电压U不变,当滑动变阻器R1的滑片P位于中点时,滑动变阻器R2消耗的电功率为9W。若R1的滑片从中点移动到左端,滑动变阻器R2消耗的功率变为4W,再将R2滑片P向右移动阻值为1.5倍R1大小的电阻后,此时R2消耗的功率仍为4W,R1消耗的功率为( )
A.5W B.4W C.3W D.2W
31.如图甲所示电路中,电源电压恒定不变,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯正常发光的位置,电流表与两电压表示数变化关系图象如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器的最大阻值为20Ω B.灯泡的额定电压为
C.灯泡的额定功率为 D.电路的最大功率为
32.如图所示电路,电源电压保持不变,滑动变阻器R标有“,2A”字样,灯、分别标有“6V,6W”和“3V,3W”字样。只闭合,滑片P位于某位置时,正常发光,R消耗的电功率为;接下来不改变滑片P的位置,断开、闭合时,正常发光,R消耗的电功率为。则 。
33.如图所示的电路中,灯、分别标有“6V 3W”和“3V 3W”的字样,甲、乙是连接在电路中的电压表或电流表;闭合开关S后,灯、均发光,两表指针正常偏转,为了保证两灯不损坏则整个电路消耗的电功率最多为 W。
34.如图甲所示电路,电源电压U=12V且保持不变,灯L标有“8V 4W”字样,滑动变阻器的铭牌R2标有“60Ω 1A”。当闭合S,S1时,滑片P移至某处,灯L正常发光,则此时灯泡的电阻为 Ω;当只闭合S和S2时,调节R2滑片在某点和最右端移动过程中,电压表示数与R2消耗的电功率的关系图像如图乙所示,P1:P2=3:4,则可算出R1的阻值为 Ω。
35.如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L的铭牌标有“6V 3W”。当开关S1闭合、S2断开时,小灯泡L恰好正常工作;当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.6A。求:
(1)开关S1、S2都闭合时,电路消耗的总电功率;
(2)电阻R的阻值。
36.如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“6V 3W”的字样,滑动变阻器R1的阻值变化范围为0~50Ω,定值电阻R2的阻值为5Ω。
(1)小灯泡L正常发光时的阻值为多少?
(2)当S、S1和S2都闭合,滑动变阻器的滑片滑到a端时,小灯泡L刚好正常发光,此时电流表的示数为多少?
(3)把小灯泡L换成阻值为10Ω的定值电阻R3,其他器材不变。保证电流表有示数时,滑动变阻器的滑片应怎样移动,同时开关应怎样闭合或断开才能使电路的总功率最小,最小功率为多少?
37.小英在实验室设计了如图甲所示的电路,图中电源电压保持不变。她用两个阻值不同的定值电阻完成实验,滑动变阻器铭牌上标有“?”,电流表选用“0~0.6A”量程,电压表选用“0~15V”量程。她进行了如下实验:闭合开关,断开,使滑动变阻器的滑片从最右端滑向最左端,用图象记录此过程中电压表、电流表示数变化情况,如图乙所示;闭合开关,断开,调节滑动变阻器的滑片,在不改变电流表、电压表量程,且保证电路安全的条件下,电路的最大电流与最小电流之比为。
(1)求定值电阻的阻值和电源电压;
(2)求定值电阻的阻值;
(3)在可改变电流表、电压表量程的条件下,通过调节滑动变阻器的滑片及改变开关的通断、能够得到的整个电路的最大功率与最小功率之比是多少?
六.用电器铭牌的含义(共5小题)
38.一只灯泡标有“220V,40W”的字样,其意思是( )
A.220V是此灯泡能承受的最大电压,40瓦是其最大功率
B.220V是此灯泡发光的最低电压,40瓦是其最大功率
C.此灯泡在220V的额定电压下工作,其功率是40瓦
D.只要此灯泡发光,其电压总等于220V,电功率总等于40瓦
39.甲、乙两只普通家用照明灯泡的铭牌如图所示(设灯泡电阻不变),下列说法中正确的是( )
A.甲灯电阻大,灯丝较粗
B.两灯均正常发光时,甲灯消耗的电能较少
C.若两灯串联在的电路中,则乙灯较亮
D.若两灯并联在的电路中,则乙灯较亮
40.下列几种电器铭牌的标示中都涉及到“2A”字样,其中表示额定电流的是( )
A.滑动变阻器上标有“100Ω,2A”
B.家用电熨斗上标有“220V,2A”
C.电能表上标有“220V,2A”
D.某汽车用蓄电池标有“2A,10h”
41.甲、乙两灯泡分别标有“220V 40W”和“220V 100W”,正常工作时, 灯更亮。
42.某节能灯标有“220V 9W”的字样,该灯的额定电压为 伏;吸尘器是利用大气压强工作的,使用时它与其它家用电器之间是 连接(选填“串联”或“并联”);最早测出大气压强值的科学家是 。
七.实际电压与实际功率(共5小题)
43.某灯泡上标有“36V,40W”字样,当通过灯泡灯丝电流为1A时,该灯泡的实际功率为(不考虑灯丝电阻的变化)( )。
A.36W B.40W C.32.4W D.无法确定
44.小红同学在做“探究串联电路电压的规律”的实验时,连好了如图所示的电路,接通开关后发现发光,不发光,对产生这一现象的原因分析,你认为可能的是( )
①灯泡发生了断路
②灯泡发生了短路
③由于灯泡的电阻较大,其实际功率较小
④由于灯泡的电阻较小,其实际功率较小
A.②④ B.①③ C.②③ D.①②
45.标有“ ”、“ ”的灯和(假设灯丝电阻不变),若将它们串联在某电源上,两灯都发光,下列说法正确的是( )
A.通过灯和的电流之比为 B.灯和的电阻之比为
C.灯比灯亮 D.灯和的实际功率之比为
46.一个印有“220V 40W”的灯泡,它正常工作时电阻为 Ω;如果把它接在110V电路中其实际功率是 W(不计温度对电阻的影响)。
47.电子式电能表表盘上标有“2500imp/(kW·h)”字样,将标有“220V;1210W”的电热器单独接在该电能表上正常工作6min,电能表指示灯闪烁了250次。该电热器实际电功率是 W,实际电压是 V。(不考虑温度对电阻的影响)
八.伏安法测小灯泡的电功率(共5小题)
48.在“测定小灯泡的额定功率”实验中,实验器材有:一个电压表,一个电流表,一个开关,电压为6V的电源,额定电压为3.8V的小灯泡和一个标有“20Ω,1.5A”的滑动变阻器R,图甲是根据设计的电路图连接的实物电路。
(1)请根据图甲的实物电路在虚线框中画出对应的电路图 ;
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某点,电压表的示数为2V。要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器滑片向 (选填“左”或“右”)移动。当电压表的示数为3.8V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,为 A,则小灯泡的额定功率为 W;
(3)实验结束后,应断开开关,先拆除 两端的导线,再拆除其他导线。
49.在测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率实验中:
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至 (选填“A”或“B”)端;
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡都不发光,且电压表、电流表均无示数。某同学用一根导线排查故障,当把导线的两端分别接在M、N和M、B接线柱上时,发现小灯泡两次都发光且电压表均有示数。根据上述现象可判断出电路的故障可能是: ;
(3)排除故障后,调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为2.5V时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定电功率为 W;
(4)完成上述实验后,另有同学设计了如图丙所示的电路,测出了额定电流为I额的小灯泡正常工作时的电阻RL。电源电压不变,滑动变阻器R1的最大阻值为R,实验方案如下:
①按电路图连接电路;
②只闭合开关S1,移动R1的滑片,使电流表的示数为I额,灯泡正常发光;
③断开S1,闭合开关S2,移动 (选填“R1”或“R2”)的滑片,使电流表的示数为I额;
④保持R2的滑片位置不动,将R1的滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将R1的滑片移到最右端,电流表的示数为I2;
⑤小灯泡正常工作时的电阻表达式为RL= (用I1、I2、R表示)。
50.某实验小组在“测量小灯泡的电功率”的实验中,所连接的电路如图甲所示,其中电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为3.5V。
(1)图甲所示的实物电路中有一根导线连接错误,请在错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线正确连接电路;(注意不能与其他导线交叉)
(2)电路连完后,闭合开关,小明发现小灯泡不发光,电流表示数几乎为零,电压表示数接近6V,则电路的故障可能是 。(填一种情况即可);
(3)纠正错误后继续进行实验,所得的实验数据如表所示。当电压表的示数为3.5V时,电流表的示数如图乙所示,根据数据可以算出小灯泡的额定功率为 W。
实验序号
电压表的示数/V
电流表的示数/A
1
2.5
0.28
2
3.0
0.32
3
3.5
/
(4)分析表中数据可以发现,小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流不成正比,原因是 ;
(5)实验结束后,小组成员中的小聪又设计了一个电路(如图丙),利用阻值为的定值电阻和电压表、等器材,测量额定电压为的小灯泡的额定功率。闭合开关后,小聪移动滑动变阻器的滑片,使电压表 (选填“”或“”)的示数等于,同时读出另一个电压表的示数,记为,则小灯泡的额定功率 (用、和表示)。
51.某小灯泡的额定电压为3.8V,图甲是小明测量该灯泡功率的实验电路。
(1)连接电路过程中,应 开关。请用笔画线代替导线 ,将滑动变阻器连入电路,使之接入电路的阻值最大。
(2)正确连接,实验过程中,若图中导线M发生了断路,则在调节滑片的过程中,会发现电压表的示数为
V。
(3)更换导线M后,小明将滑片移至某处时,两电表的示数如图乙所示,小灯泡的功率为 W。
(4)小强设计了图丙所示实验电路测量该小灯泡的额定功率,所用电源电压恒定,R1、R2均为电阻箱(0~999.9Ω)。
第1步;只闭合S1和 ,先调节R2=10欧姆,再调节R1至电流表的示数为 A。
第2步:只闭合S1和剩余的另一个开关,保持R1、R2不变,电流表的示数为0.56A,则小灯泡额定功率为
W。
52.课后服务活动中,兴趣小组在“测量小灯泡电功率”的实验中先用如图甲所示的器材进行实验,其中电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为2.5V(正常发光时电阻约为12Ω)。
(1)为了能顺利完成该实验,下列不同规格的滑动变阻器应选用______。(填字母)
A.“10Ω 0.5A”的滑动变阻器 B.“20Ω 2A”的滑动变阻器 C.“5Ω 1A”的滑动变阻器
(2)连接电路时,开关应处于 (填“断开”或“闭合”)状态;电路连接正确后,闭合开关,小灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,那么电路中出现的故障可能是小灯泡 。
(3)故障排除后,闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图乙所示,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 (填“左”或“右”)端适当移动。
(4)小组同学进行多次测量,并根据实验数据画出小灯泡的电流随其两端电压的变化关系图像如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(5)实验结束后,某同学设计了如图丁所示的电路来测量额定电压为6V的小灯泡的额定功率。已知电源电压恒为18V,定值电阻R的阻值为20Ω。实验步骤如下:
①开关S、S1闭合,S2断开,调节滑动变阻器R′的滑片,使小灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动,开关S、S2闭合,S1断开,此时电压表的示数为8V;
③再将滑动变阻器的滑片移至最 (填“左”或“右”)端,此时电压表的示数为14V;
④小灯泡的额定功率P额= W。
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二、电功率
一.电功率的概念和单位(共5小题)
二.常见用电器的电功率(共5小题)
三.电功率P=W/t的简单计算(共9小题)
四.电功率P=UI及推导式的简单计算(共9小题)
五.动态电路中电功率的简单计算(共9小题)
六.用电器铭牌的含义(共5小题)
七.实际电压与实际功率(共5小题)
八.伏安法测小灯泡的电功率(共5小题)
一.电功率的概念和单位(共5小题)
1.下列不是电功的单位的是( )
A.焦耳 B.千瓦/时 C.度 D.千瓦时
【答案】B
【详解】为了纪念焦耳这位伟大的物理学家,以“焦耳”作为电功的单位,电功的单位还有千瓦时,简称度,千瓦/时既不是电功率的单位,也不是电功的单位,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选 B。
2.一台洗衣机的电功率是500W,表示该洗衣机( )
A.1s内电流做功500W
B.1s内输出机械能500J
C.1s内消耗的电能是500W
D.1s内消耗的电能是500J
【答案】D
【详解】电功率的物理意义是 “单位时间内电流所做的功(或用电器消耗的电能)”。一台洗衣机的电功率是500W,表示该洗衣机每秒钟消耗的电能是500J(或电流通过洗衣机每秒做功500J)。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
3.空调的制冷“效能比”EER是指空调制冷量与制冷时消耗的电功率之比。小强家买了一台制冷量为3200W,“效能比”为3.2的空调,则该空调制冷时消耗的电功率为___________W;若购买“效能比”为4.0的空调,工作1h将比原空调节约电能___________kW•h。以上两空的答案分别为( )
A.1000W 0.8kW•h B.1000W 0.2kW•h
C.10240W 0.8kW•h D.10240W 0.2kW•h
【答案】B
【详解】“效能比”为3.2,则3200W∶P1=3.2:1,则该空调制冷时消耗的电功率
“效能比”为4.0,则3200W∶P2=4∶1,P2,则该空调制冷时消耗的电功率
工作1h比原空调节约的电能为
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4.汽油的热值是4.6×107J/kg,它表示的物理意义是 。电功率的国际单位: 。
【答案】 见解析 瓦特
【详解】[1]热值指单位质量或体积的燃料完全燃烧时放出的热量。汽油的热值是4.6×107J/kg,它表示的物理意义是1kg的汽油完全燃烧时放出的热量是4.6×107J。
[2]电功率是描述电流做功快慢的物理量。其国际单位是瓦特,简称瓦,符号W。
5.如图所示,将手机充电器插入家庭电路的两孔插座中即可为手机充电,插座两孔之间的电压为 V,充电器为手机充电时的输出电压约为5V,使用快速充电器给手机充电时,其充电 (选填“功率”或“电压”)—定比使用普通充电器时大。
【答案】 220 功率
【详解】[1]两孔插座的左孔接零线,右孔接火线,火线与零线之间的电压,即我国家庭电路电压为220V。
[2]快速充电器为手机充电较快,说明充电器给手机充电时电流做功较快,即功率大。
二.常见用电器的电功率(共5小题)
6.下列是小明家中的用电器,这些用电器中电功率最大的是( )
A.电视机 B.电风扇 C.小台灯 D.空调
【答案】D
【详解】电视机额定功率在200W左右,电风扇的电功率约为60W,小台灯的电功率约为20W,空调的电功率约为1000W,属于大功率用电器,因此这些用电器中电功率最大的是空调,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
7.用电学知识判断下列说法中正确的是( )
A.家用电热水壶的功率约为1000W B.一节新干电池的电压约为5V
C.教室里每盏日光灯的功率约为400W D.书桌上的台灯正常工作时的电流约为2A
【答案】A
【详解】A.根据常见用电器工作时的功率可知,家用电热水壶属于大功率用电器,功率约为1000W。故A正确;
B.不同的电源提供不同的电压,一节新干电池的电压约为1.5V。故B错误;
C.根据常见用电器工作时的功率可知,教室里每盏日光灯的功率约为40W,故C错误;
D.根据常见用电器工作时的功率可知,台灯正常工作时的功率约为45W,根据P=UI可得,台灯工作时的电流约为
故D错误。
故选A。
8.下列几种数据中不符合实际情况的是( )
A.普通家用灯的工作电流约10mA B.电炉丝的电阻大约几十欧到上百欧
C.家用风扇的额定功率约为50W D.家用电饭煲的功率约为1000W
【答案】A
【详解】A.题中家用灯的工作电流约,教室节能灯的额定功率为40W,正常工作电流约为,故A符合题意;
B.电炉丝的电功率约为1000W,电炉丝的电阻约为,故B不符合题意;
C.家用电扇正常工作的电流约为0.2A,额定功率约为,故C不符合题意;
D.家用电饭煲的工作电流约4.5A,其功率在,故D不符合题意。
故选A。
9.常见用电器的电功率:家用空调约 W,计算机约 W,液晶电视机约 W,电饭煲约 W。
【答案】 1000 200 200 1000
【详解】[1][2][3][4]常见用电器的电功率:家用空调的功率约在1000W以上,台式计算机的功率约为200W,液晶电视机的电功率约在200W左右,电饭煲的电功率约在1000W左右。
10.“深圳智造”在卡塔尔世界杯展示了非凡魅力,深圳企业LED屏显在赛场、电视台和综合服务设施尽显科技含量,LED是利用 材料制成的,LED显示屏和普通显示屏相比具有功率 的优点,实现低碳环保,节能减排的目的。
【答案】 半导体 小
【详解】
[1]LED屏是利用发光二极管制成的,发光二极管是半导体材料制成的。
[2]LED显示屏和普通显示屏相比,功率小,使用相同时间,消耗能源更少,所以能达到节能减排的目的。
三.电功率P=W/t的简单计算(共9小题)
11.当家庭电路中只有一个用电器连续工作时,测得在内消耗的电能为,那么这个用电器可能是( )
A.家用电风扇 B.吸尘器 C.台灯 D.笔记本电脑
【答案】B
【详解】用电器测得在t=1h内,消耗的电能为W=0.8kW•h,用电器的电功率
家用电风扇的电功率一般在60W左右,笔记本电脑、台灯的电功率也只有40W左右,只有吸尘器的功率较大,一般在800W左右。
故选B。
12.甲、乙、丙三个普通灯泡铭牌上分别标着“6V;3W”、“3V;3W”、“12V;3W”字样,让它们都正常发光相同时间,则它们消耗的电能( )
A.甲灯的多 B.乙灯的多
C.丙灯的多 D.一样多
【答案】D
【详解】已知甲、乙、丙三个灯泡都正常发光,所以它们的实际功率都等于额定功率,且额定功率都为3W,发光时间也相同。因为P相同,t相同,所以根据W=Pt可知,它们消耗的电能一样多,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
13.在家庭电路中让一个用电器单独工作12min,标有“1500r/kWh”字样的电能表表盘转了60r,则这个用电器的实际功率是( )
A.60W B.100W C.120W D.200W
【答案】D
【详解】1500r/kW·h表示电路每消耗1kW·h电能,电能表的转盘转1500r由此可得电能表表盘转了60r时,该用电器消耗的电能
这个用电器的实际功率
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
14.如图是小明家10月末和11月末电能表表盘示数,若以当地电价0.5元/度计算,小明家11月份消耗的电能 。将某用电器单独接在该表上工作10min后,电能表转盘转了600转,该用电器的实际功率为 W。
【答案】 240 1200
【详解】[1]小明家11月份消耗的电能
[2]电能表转盘转了600转,则该用电器消耗的电能为
该用电器的实际功率为
15.小北让家中一只标有“220V 121W”的用电器单独工作,他观察到家中标有“3000r/(kW·h)”字样的电能表转盘10分钟转过50圈。若用电器的电阻不变,则该用电器的电阻为 Ω,该用电器工作时的实际功率为 W。
【答案】 400 100
【详解】[1]根据电功率推导式,可得该用电器的电阻
[2]转盘10分钟转过50圈,则消耗的电能
由电功率定义式,可得该用电器工作时的实际功率
16.如图是一种太阳能LED路灯的电路图,光控开关S白天与触点a接触,太阳能电池板为蓄电池充电;晚上与触点b接触,蓄电池为路灯供电,平均每晚路灯工作10h。太阳光照射5h能使规格为“24V 30W”的路灯正常工作3个晚上。路灯正常工作时每晚消耗的电能是 J;若太阳能电池的光电转换效率为18%,则太阳能电池板吸收太阳能的功率为 W。
【答案】 1000
【详解】[1]路灯正常工作时每晚消耗的电能是
[2]太阳光照射5h转化为的电能
5h吸收的太阳能为
电池板吸收太阳能的功率为
17.1879年10月21日,爱迪生发明第一只使用寿命较长的灯泡,其电功率为16W,持续工作了1500小时后损坏,求这个灯泡在1500小时中消耗的电能。
【详解】电功率
根据可得,这个灯泡在1500小时中消耗的电能为
18.一个标有“220V 2000W”的电热水器, 其水箱中注有50kg的水, 正常工作一段时间后水温升高40℃(c水=4.2×103J/(kg⋅℃),不计热量损失, 求:
(1)水吸收的热量;
(2)加热所需要的时间。
【详解】(1)根据热量公式,可得水吸收的热量
(2)不计热量损失时,电热水器消耗的电能全部转化为水的热量,即,变形得加热时间
19.某家用电热水器铭牌上的部分参数如表所示。热水器注满水并加热,水温由20℃升高到80℃。求:
额定电压220V
电源频率50Hz
额定功率2000W
容量40L
(1)水的质量是多少?(ρ水=1.0×103kg/m3)
(2)水吸收的热量是多少?[水的比热容]
(3)电热水器正常工作时,效率为84%,电热水器需要工作多少min才能使水温由20℃升高到80℃?
【详解】(1)水的质量
(2)水吸收的热量
(3)消耗的电能为
则需要的时间为
四.电功率P=UI及推导式的简单计算(共9小题)
20.有5Ω和10Ω的两个定值电阻,先将它们串联,后将它们并联接在同一个电源上,则关于它们两端的电压和消耗的电功率的关系不正确的是( )
A.串联时,电压之比是1︰2 B.串联时,电功率之比是1︰2
C.并联时,电压之比是1︰1 D.并联时,电功率之比是1︰2
【答案】D
【详解】AB.当两电阻串联时,通过两电阻的电流相等,由可知
由可知
故AB正确,不符合题意;
CD.当两电阻并联时,两电阻两端的电压相等,所以,由可知
故C正确,不符合题意,D错误,符合题意。
故选D。
21.如图所示是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压关系的图像。现将它们并联后接在电压为4V的电源两端,下列说法错误的是( )
A.干路中的电流是1.2A B.小灯泡L的实际电功率是3.2W
C.电路的总电阻为15Ω D.整个电路在20s内消耗的电能为96J
【答案】C
【详解】小灯泡L和定值电阻R并联后接在电压为4V的电源两端,由并联电路中各支路两端电压等于电源电压即
由图可知,当电压为4V时,通过小灯泡L的电流,通过定值电阻R的电流。并联电路中干路电流等于各支路电流之和,即
小灯泡的实际功率
电路中的总电阻
整个电路在20s内消耗的电能
故ABD正确,不符合题意,C错误,符合题意。
故选C。
22.图甲是身高、体重测量仪,电路原理如图乙所示。电路中有一个电压表和一个电流表,当体检者站在台面上时,其中一个电表自动显示身高的大小,另一个电表自动显示体重的大小。已知压敏电阻R的阻值随压力的增大而增大,滑片P随身高增高而上滑,下列分析正确的是( )
A.体重越大,显示体重的电表示数越大
B.体重越大,消耗的电功率越大
C.身高越高,通过的电流越大
D.体重相同情况下,身高无论是越高还是越低,电路消耗的总功率不变
【答案】D
【详解】A.在电路中,滑动变阻器全部电阻R0与压敏电阻R并联,体重越大,压敏电阻R的阻值越大,根据欧姆定律知,通过压敏电阻电流变小,即显示体重的电流表示数越小,故A错误;
B.因为并联电路互不影响,所以通过R0的电流不变,R0两端电压不变,R0消耗的功率不变,故B错误;
C.由于滑动变阻器的滑片上接的是电压表相当于断路,身高改变,滑片移动时,接入电路的电阻不变,通过R0的电流不变,故C错误;
D.体重相同情况下,电阻R消耗的功率不变;身高无论是越高还是越低,改变的是电压表并联部分的电阻,即电压表的示数,但不影响滑动变阻器接入的电阻R0不变,根据可知,滑动变阻器R0的功率不变,根据可知,总功率不变,故D正确。
故选D。
23.如图所示,电源电压恒定,定值电阻,,开关S闭合后,电流表示数为0.3A,则电源电压为 ,与的电功率之比为 。
【答案】 6 2:1
【详解】[1]由电路图可知,R1与R2并联,电流表测R2支路的电流。根据并联电路的电压特点,电源电压等于R2两端的电压。
电源电压为
[2]电功率计算公式,则电功率之比
24.在如图甲所示的电路中,电源电压不变,图乙是图甲中小灯泡L和定值电阻R的电流与电压关系图像,当只闭合S1、S2时,电压表示数是2V,R1和L是 联;当只闭合S2、S3时,电压表示数是4V,则R₂= Ω;如果将电阻R2与小灯泡串联在3V的电源上,此时小灯泡的实际功率是 W。
【答案】 串 5 0.4
【详解】[1][2]由图甲可知,当只闭合S1、S2时,灯泡L与R1串联,电压表测量灯泡的电压为,由图乙可知,此时通过灯泡的电流为0.6A;由图乙可得R1的阻值为
则电源电压为
当只闭合S2、S3时,灯L与电阻R2串联,电压表测灯泡的电压,示数是4V,即,由图乙可知,此时通过灯泡的电流,根据串联电路规律及欧姆定律可得R2的阻值为
[3]R2的图像在图乙中如下图所示,可知将电阻R2与小灯泡串联在3V的电源上,电路中的电流应为0.4A,此时灯泡两端电压为1V,所以灯泡的实际功率
25.如图甲所示电路,闭合开关,将滑动变阻器的滑片由最右端移到最左端的过程中,滑动变阻器两端电压随电路中电流的变化关系如图乙所示,则滑动变阻器的最大阻值为 。当电流表示数为时,消耗的电功率为 W。
【答案】 12
【详解】[1]由图甲知,两电阻串联,电压表测量滑动变阻器R两端的电压,电流表测量电路的电流。当滑动变阻器的滑片在最右端时,变阻器接入电阻最大,电路中的电流最小,由图乙可知,电路中的电流为,此时电压表的示数最大为,由串联电路电压特点与欧姆定律得,电源电压为┄①
当滑动变阻器的滑片在最左端时,电压表的示数为0,由图乙可知,电路中的电流为时,由串联电路电压特点与欧姆定律得,电源电压为②
联立①②,解得,。
当滑动变阻器的滑片在最右端时,电压表的示数最大为,电路中的电流为,由欧姆定律得,滑动变阻器的最大阻值为
[2]当电路的电流为电流时,消耗的电功率
26.如图所示,某同学有一个加热鼠标垫,规格为“5V 5W”,它的内部结构相当一个定值电阻。求:
(1)鼠标垫的电阻;
(2)正常工作10min,鼠标垫消耗的电能;
(3)若鼠标垫两端的电压为4V,鼠标垫的实际电功率。
【详解】(1)由加热鼠标垫的规格“5V 5W”可知,由功率公式可得,鼠标垫的电阻为
(2)鼠标垫正常工作时,其实际功率等于额定功率,即
工作时间
正常工作10min消耗的电能为
(3)鼠标垫的电阻是定值,当鼠标垫两端的实际电压时,其实际电功率
27.如图所示电路,电源电压恒定,和均为定值电阻,。当只闭合时,电流表的示数是0.6A,只闭合时,电流表示数为0.4A,求:
(1)电源电压和电阻的阻值;
(2)只闭合和只断开两种情况下,整个电路消耗的功率之比。
【详解】(1)当只闭合S₁时,此时电路中只有电阻R₂工作,电流表测量通过R₂的电流,设此时电流为I₁,根据欧姆定律可得电源电压U=I₁R₂=0.6A×R₂①
当只闭合S₂时,R₁与R₂串联,电流表测量串联电路的电流,设此时电流为I₂,根据串联电路的电阻特点和欧姆定律可得电源电压U=I₂(R₁+R₂)=0.4A×(5Ω+R₂)②
电源电压恒定,联立①②两式可得0.6A×R₂=0.4A×(5Ω+R₂)
解得R₂=10Ω,将R₂的阻值10Ω代入①式,可得电源电压U=0.6A×10Ω=6V
(2)设只闭合S₂时,整个电路消耗的功率为P₂,此时R₁与R₂串联,电路中的电流I₂=0.4A
P₂=UI₂=6V×0.4A=2.4W
只断开S₂,开关S₁和S₃闭合时,整个电路消耗的功率为P',此时,R₁与R₂并联,根据并联电路中总功率的特点
两种情况下,整个电路消耗的功率之比为P₂:P'=2.4W:10.8W=2:9
28.R是压敏电阻,压力F与电阻R的关系如图甲所示。现有如图乙、丙的两个电路,R0为定值电阻,阻值为20Ω,电源电压恒为6V,电流表量程为0~0.6A。
(1)当小石同学压力为0N时,求电流表示数(图乙)。
(2)用300N的力压电阻,求R0的电功率(图乙)。
(3)图丙中当干路电流为0.6A时,求小白同学推力F的值。
【详解】(1)图乙与串联,电流表测电路电流。由图甲可知,当小石同学压力为0N时,压敏电阻的阻值R=40Ω, 此时电路的总电阻
则电路中的电流为
(2)用300N的力压电阻时,压敏电阻的阻值R′=10Ω, 此时R0的电功率为
(3)图丙中,R与R0并联,电流表测干路电流,R0的电流
故
此时压敏电阻的阻值
从甲图可知,此时的推力为200N。
五.动态电路中电功率的简单计算(共9小题)
29.如图所示的电路中,电源电压恒为9V,灯泡L标有“6V 6W”,滑动变阻器标有“”,下列说法正确的是( )
①灯泡正常发光时的电阻为
②电路中的电流不超过2A时,电路一定是安全的
③当灯泡正常发光时,滑动变阻器的电功率为9W
④当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,小灯泡变暗
A.①④正确 B.①②④正确 C.①③正确 D.③④正确
【答案】A
【详解】①由
可得灯泡正常发光时的电阻,故①正确;
②灯正常发光时的电流
电路中的电流超过1A时,灯不能正常工作,会损坏,故②错误;
③当灯泡正常发光时,灯两端电压
滑动变阻器两端的电压
此时电路中的电流
滑动变阻器的电功率,故③错误;
④当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,接入电路的电阻变大、串联电路总电阻变大,则根据得电路总电流变小,根据得小灯泡两端的电压变小,灯泡变暗,故④正确。
综上所述,①④正确,故A正确,BCD错误。
故选A。
30.如图所示,小明在测量滑动变阻器组成的串联电路中用电器的功率时发现,电路两端的电压U不变,当滑动变阻器R1的滑片P位于中点时,滑动变阻器R2消耗的电功率为9W。若R1的滑片从中点移动到左端,滑动变阻器R2消耗的功率变为4W,再将R2滑片P向右移动阻值为1.5倍R1大小的电阻后,此时R2消耗的功率仍为4W,R1消耗的功率为( )
A.5W B.4W C.3W D.2W
【答案】D
【详解】设一开始滑动变阻器R2接入电路的阻值为R,当滑动变阻器R1的滑片P位于中点时,电路中的电流为
滑动变阻器R2消耗的电功率为
若R1的滑片从中点移动到左端,电路中的电流为
滑动变阻器R2消耗的电功率为
则
整理得。
将R2滑片P向右移动阻值为1.5倍R1(即3R)大小的电阻后,此时R2接入电路的阻值为
滑动变阻器R1的滑片在左端,阻值,串联电路,电流相等,设此时电流为,故此时两个电阻的电功率之比
此时R2消耗的功率仍为4W,故R1消耗的功率为
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
31.如图甲所示电路中,电源电压恒定不变,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯正常发光的位置,电流表与两电压表示数变化关系图象如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器的最大阻值为20Ω B.灯泡的额定电压为
C.灯泡的额定功率为 D.电路的最大功率为
【答案】C
【详解】由图甲可知,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表V1测灯泡两端的电压,电压表V2测滑动变阻器两端的电压。 当滑片位于最右端时,变阻器接入电路的电阻最大,电路中的电流最小,由串联分压原理可知,滑动变阻器两端的电压最大即电压表V2的示数最大,灯泡两端的电压最小即电压表V1的示数最小,如图所示:
则图象A表示电流表与电压表V1示数变化关系图象,图象B表示电流表与电压表V2示数变化关系图象,由图乙可知,电路中的最小电流I小=0.2A,灯泡两端的电压UL=1V,滑动变阻器两端的电压U滑最大=8V,因串联电路中总电压等于各部分电压之和,所以,电源电压
滑动变阻器的最大阻值
灯正常发光时电路中的电流最大,滑动变阻器两端的电压最小,由图乙可知,此时电路中的电流I大=0.6A,变阻器两端的电压, 此时灯泡两端的电压即为灯泡的额定电压
灯泡的额定功率为
电路的最大功率为
综上所述,故ABD错误,C正确。
故选C。
32.如图所示电路,电源电压保持不变,滑动变阻器R标有“,2A”字样,灯、分别标有“6V,6W”和“3V,3W”字样。只闭合,滑片P位于某位置时,正常发光,R消耗的电功率为;接下来不改变滑片P的位置,断开、闭合时,正常发光,R消耗的电功率为。则 。
【答案】2:3
【解析】【小题1】根据可知,两灯的额定电流分别为,
只闭合,滑片P位于某位置时,和滑动变阻器滑片右侧部分串联,正常发光,根据欧姆定律可知R消耗的电功率为①
电源电压②
接下来不改变滑片P的位置,断开、闭合时,和滑动变阻器滑片左侧部分串联,正常发光,R消耗的电功率为③
电源电压④
且⑤
联立②④⑤可知⑥
联立①③⑥可知:3
33.如图所示的电路中,灯、分别标有“6V 3W”和“3V 3W”的字样,甲、乙是连接在电路中的电压表或电流表;闭合开关S后,灯、均发光,两表指针正常偏转,为了保证两灯不损坏则整个电路消耗的电功率最多为 W。
【答案】3.75
【详解】如图分析甲乙电表情况,若乙为电压表,由于电压表的电阻很大,所以闭合开关后,电路中电流几乎为零,电路中灯泡不会发光,不满足题意,所以乙只能是电流表;若甲也为电流表,则由于电流表电阻非常小,整个电路会短路,不符合题意,所以甲只能是电压表。由此确定甲是电压表、乙是电流表,此时和并联,两电表指针正常偏转,符合题意。甲电压表测电源电压,乙电流表测干路电流。
灯、分别标有“6V 3W”和“3V 3W”的字样,若电源电压为6V,则根据并联电路电压特点得灯两端实际电压大于其额定电压,会被烧坏,为了保证两灯不能损坏,则电源电压最多为3V,
由得灯电阻
此时灯消耗的实际电功率
灯正常发光,消耗的功率
则整个电路消耗的电功率最多
34.如图甲所示电路,电源电压U=12V且保持不变,灯L标有“8V 4W”字样,滑动变阻器的铭牌R2标有“60Ω 1A”。当闭合S,S1时,滑片P移至某处,灯L正常发光,则此时灯泡的电阻为 Ω;当只闭合S和S2时,调节R2滑片在某点和最右端移动过程中,电压表示数与R2消耗的电功率的关系图像如图乙所示,P1:P2=3:4,则可算出R1的阻值为 Ω。
【答案】 16 20
【详解】[1]当闭合S、S1时,灯泡和变阻器串联,滑片P移至某处,灯L正常发光,此时灯泡的电阻
[2]当只闭合S和时,电阻R1和变阻器R2串联,电压表测量R1两端的电压,由题意可知
解得U1=3V,滑片在R2最右端时,其阻值最大,分压最大,电压表示数最小,为U1=3V,R2电功率
所以
解得R1=20Ω
35.如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L的铭牌标有“6V 3W”。当开关S1闭合、S2断开时,小灯泡L恰好正常工作;当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.6A。求:
(1)开关S1、S2都闭合时,电路消耗的总电功率;
(2)电阻R的阻值。
【详解】(1)当开关S1闭合、S2断开时,电路为小灯泡L的简单电路,此时小灯泡L恰好正常工作。因为小灯泡正常工作时的实际电压等于其额定电压,所以电源电压U=U额=6V
根据P=UI,可得通过小灯泡的电流
当开关S1、S2都闭合时,小灯泡L与电阻R并联,电流表测干路电流I=0.6A。根据P=UI,可得电路消耗的总电功率P=UI=6V×0.6A=3.6W
(2)因为并联电路中各支路互不影响,所以通过小灯泡的电流IL=0.5A不变。根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和,可得通过电阻R的电流IR=I−IL=0.6A−0.5A=0.1A
由,可得电阻R的阻值
36.如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“6V 3W”的字样,滑动变阻器R1的阻值变化范围为0~50Ω,定值电阻R2的阻值为5Ω。
(1)小灯泡L正常发光时的阻值为多少?
(2)当S、S1和S2都闭合,滑动变阻器的滑片滑到a端时,小灯泡L刚好正常发光,此时电流表的示数为多少?
(3)把小灯泡L换成阻值为10Ω的定值电阻R3,其他器材不变。保证电流表有示数时,滑动变阻器的滑片应怎样移动,同时开关应怎样闭合或断开才能使电路的总功率最小,最小功率为多少?
【详解】(1)小灯泡正常发光时通过的电力
小灯泡正常发光时的电阻
(2)当开关S、S1和S2都闭合,滑动变阻器的滑片滑到a端时,滑动变阻器没有接入电路,小灯泡L和定值电阻R2并联。
由于此时小灯泡正常发光,所以电源电压、电阻R2两端电压均等于小灯泡的额定电压,即
此时通过电阻R2的电流
此时电流表的示数
(3)电流表有示数,说明电路是通路,在总电压不变的情况下,当电路中总功率最小时,根据可知,总电流最小,根据可知,电路中总电阻最大,所以滑动变阻器接入电路中的电阻最大,滑片处于b端;定值电阻R2、R3这部分电路中,接入电路中的电阻也最大,因为,所以这部分电路中只有R3接入电路。综上所示,滑动变阻器的滑片移至b端,闭合开关S、S1 ,断开开关S2时,滑动变阻器与R3串联,电路中总电阻最大,总功率最小,则:
电路中最大的电阻
电路中最小电功率
37.小英在实验室设计了如图甲所示的电路,图中电源电压保持不变。她用两个阻值不同的定值电阻完成实验,滑动变阻器铭牌上标有“?”,电流表选用“0~0.6A”量程,电压表选用“0~15V”量程。她进行了如下实验:闭合开关,断开,使滑动变阻器的滑片从最右端滑向最左端,用图象记录此过程中电压表、电流表示数变化情况,如图乙所示;闭合开关,断开,调节滑动变阻器的滑片,在不改变电流表、电压表量程,且保证电路安全的条件下,电路的最大电流与最小电流之比为。
(1)求定值电阻的阻值和电源电压;
(2)求定值电阻的阻值;
(3)在可改变电流表、电压表量程的条件下,通过调节滑动变阻器的滑片及改变开关的通断、能够得到的整个电路的最大功率与最小功率之比是多少?
【详解】(1)闭合开关,断开,与滑动变阻器串联,电压表测两端电压,电流表测电路电流。由图乙可知,当电流时,电压,根据欧姆定律,的阻值
当滑动变阻器滑片滑到最左端时,电路中只有,此时电流,电源电压
(2)由第1问可知,滑动变阻器的最大阻值为
闭合开关,断开,与滑动变阻器串联,电压表测两端电压,电流表测电路电流。因为,第一次电路中电流最大值为0.6A,所以无论怎样移动滑片,此时电路电流不可能超过电流表量程。因为电源电压为6V,所以无论怎样移动滑片,所以电压表示数不可能超过6V。
电路的最大电流与最小电流之比为,则
即
解得。
(3)当两开关都闭合,滑动变阻器接入阻值为0时,此时与并联,电路电阻最小,电路功率最大,最大功率为
闭合开关,断开,与滑动变阻器串联,滑动变阻器接入阻值为最大时,电路电阻最大,电路功率最小,最小功率为
最大功率与最小功率之比是
六.用电器铭牌的含义(共5小题)
38.一只灯泡标有“220V,40W”的字样,其意思是( )
A.220V是此灯泡能承受的最大电压,40瓦是其最大功率
B.220V是此灯泡发光的最低电压,40瓦是其最大功率
C.此灯泡在220V的额定电压下工作,其功率是40瓦
D.只要此灯泡发光,其电压总等于220V,电功率总等于40瓦
【答案】C
【详解】一只灯泡标有“220V 40W”的字样,表示灯的额定电压为220V,额定功率为40W,即灯只有在220V的电压下灯才能正常工作,其正常工作时的功率才为40W,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
39.甲、乙两只普通家用照明灯泡的铭牌如图所示(设灯泡电阻不变),下列说法中正确的是( )
A.甲灯电阻大,灯丝较粗
B.两灯均正常发光时,甲灯消耗的电能较少
C.若两灯串联在的电路中,则乙灯较亮
D.若两灯并联在的电路中,则乙灯较亮
【答案】D
【详解】A.由题意可知,灯泡电阻不变,根据可求甲灯的电阻为,
甲灯电阻大,横截面积越小,灯丝较细,故A错误;
B.两灯均正常发光时,根据可知,消耗的电能不仅跟电功率有关还跟通电时间有关,所以无法判断哪个灯消耗的电能少,故B错误;
C.若两灯串联在220V的电路中,灯泡电阻不变,根据串联电路电流处处相等及欧姆定律可知,甲灯的电阻大于乙灯的电阻,所以甲灯两端分到的电压大于乙灯两端分到的电压,由可得,甲灯的实际电功率大于乙灯的实际电功率,则甲灯较亮,故C错误;
D.若两灯并联在220V的电路中,根据并联电路中,电路两端的总电压与各支路两端的电压相等,则两灯均可正常发光,乙灯的电功率大于甲灯的电功率,所以乙灯较亮,故D正确。
故选D。
40.下列几种电器铭牌的标示中都涉及到“2A”字样,其中表示额定电流的是( )
A.滑动变阻器上标有“100Ω,2A”
B.家用电熨斗上标有“220V,2A”
C.电能表上标有“220V,2A”
D.某汽车用蓄电池标有“2A,10h”
【答案】B
【详解】A.滑动变阻器上标有“100Ω,2A”,“2A”指的是允许通过的最大电流为2A,故A不符合题意;
B.家用电熨斗上标有“220V,2A”,“2A”指的是电熨斗正常工作时电流为2A,即额定电流为2A,故B符合题意;
C.电能表上标有“220V,2A”,“2A”指的是电能表的标定电流为2A,故C不符合题意;
D.某汽车用蓄电池标有“2A,10h”,“2A”指的是放电电流为2A,故D不符合题意。
故选B。
41.甲、乙两灯泡分别标有“220V 40W”和“220V 100W”,正常工作时, 灯更亮。
【答案】乙
【详解】甲、乙两灯泡分别标有“220V 40W”和“220V 100W”,即乙灯的额定功率较大,正常工作时,实际功率等于额定功率,实际功率越大,灯泡越亮,则乙灯的实际功率较大,故乙灯更亮。
42.某节能灯标有“220V 9W”的字样,该灯的额定电压为 伏;吸尘器是利用大气压强工作的,使用时它与其它家用电器之间是 连接(选填“串联”或“并联”);最早测出大气压强值的科学家是 。
【答案】 220 并联 托里拆利
【详解】[1]由“220V 9W”可知,该节能灯的额定电压为220V。
[2]为使吸尘器与其它家用电器同时独立工作,应采用并联的连接方式。
[3]托里拆利第一次通过实验测量出了大气压强的值。
七.实际电压与实际功率(共5小题)
43.某灯泡上标有“36V,40W”字样,当通过灯泡灯丝电流为1A时,该灯泡的实际功率为(不考虑灯丝电阻的变化)( )。
A.36W B.40W C.32.4W D.无法确定
【答案】C
【详解】灯泡电阻,当通过灯泡灯丝电流为1A时,该灯泡的实际功率为,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选 C。
44.小红同学在做“探究串联电路电压的规律”的实验时,连好了如图所示的电路,接通开关后发现发光,不发光,对产生这一现象的原因分析,你认为可能的是( )
①灯泡发生了断路
②灯泡发生了短路
③由于灯泡的电阻较大,其实际功率较小
④由于灯泡的电阻较小,其实际功率较小
A.②④ B.①③ C.②③ D.①②
【答案】A
【详解】①由图可知,灯L1和L2串联,闭合开关后,L1发光,L2不发光,如果L2断路,整个电路将断开,L1和L2都不会发光,故①不符合题意;
②如果L2短路,电流将绕过L2,只有L1接入电路,L1会发光,L2不发光,故②符合题意;
③在串联电路中,处处电流都相等;根据P=I2R,电阻较大的灯泡实际功率较大,应该更亮,故③不符合题意;
④在串联电路中,处处电流都相等;根据P=I2R,电阻较小的灯泡实际功率较小,小到不足以让灯泡发光,故④符合题意;
综上所述,符合题意的是②和④,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
45.标有“ ”、“ ”的灯和(假设灯丝电阻不变),若将它们串联在某电源上,两灯都发光,下列说法正确的是( )
A.通过灯和的电流之比为 B.灯和的电阻之比为
C.灯比灯亮 D.灯和的实际功率之比为
【答案】C
【详解】A.两灯泡串联在某电源上,两灯都发光, 因为串联电路中各处的电流相等,所以通过灯L1和L2的电流之比为1∶1,故A错误;
B.由可得,两灯泡的电阻之比,故B错误;
C.根据P=I2R,串联电路中电流I相同,R2>R1,所以L2的实际功率大于L1的实际功率,灯L2比灯L1亮,故C正确;
D.由P=I2R可知,两灯泡的实际功率之比,故D错误。
故选C。
46.一个印有“220V 40W”的灯泡,它正常工作时电阻为 Ω;如果把它接在110V电路中其实际功率是 W(不计温度对电阻的影响)。
【答案】 1210 10
【详解】[1]灯泡正常工作时的电阻为
[2]如果把它接在110V电路中其实际功率是
47.电子式电能表表盘上标有“2500imp/(kW·h)”字样,将标有“220V;1210W”的电热器单独接在该电能表上正常工作6min,电能表指示灯闪烁了250次。该电热器实际电功率是 W,实际电压是 V。(不考虑温度对电阻的影响)
【答案】 1000 200
【详解】[1]“2500imp/(kW•h)”表示每消耗1kW•h的电,指示灯闪烁2500次,指示灯闪烁250次,消耗电能
电热器的实际电功率
[2]由可知,电热器的电阻
电热器的实际电压
八.伏安法测小灯泡的电功率(共5小题)
48.在“测定小灯泡的额定功率”实验中,实验器材有:一个电压表,一个电流表,一个开关,电压为6V的电源,额定电压为3.8V的小灯泡和一个标有“20Ω,1.5A”的滑动变阻器R,图甲是根据设计的电路图连接的实物电路。
(1)请根据图甲的实物电路在虚线框中画出对应的电路图 ;
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某点,电压表的示数为2V。要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器滑片向 (选填“左”或“右”)移动。当电压表的示数为3.8V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,为 A,则小灯泡的额定功率为 W;
(3)实验结束后,应断开开关,先拆除 两端的导线,再拆除其他导线。
【答案】(1)
(2) 左 0.3 1.14
(3)电源
【详解】(1)由图甲可知,灯泡和滑动变阻器串联,电流表串联在电路中,电压表并联在灯泡两端,且滑片向右移动时滑动变阻器接入电路中的阻值变大,故电路图如图所示:
(2)[1]电压表示数小于灯泡的额定电压,故应增大灯泡两端的电压,减小滑动变阻器两端的电压,由分压原理可知,应减小滑动变阻器连入电路中的阻值,故应向左移动滑动变阻器滑片,直到电压表示数为灯泡的额定电压。
[2]由图乙可知,电流表选用小量程,其分度值为,故此时电流表的示数为。
[3]灯泡的额定功率为
(3)测量结束后,应断开开关,为防止电源短路,应先拆除电源两端的导线,再拆除其他导线。
49.在测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率实验中:
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至 (选填“A”或“B”)端;
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡都不发光,且电压表、电流表均无示数。某同学用一根导线排查故障,当把导线的两端分别接在M、N和M、B接线柱上时,发现小灯泡两次都发光且电压表均有示数。根据上述现象可判断出电路的故障可能是: ;
(3)排除故障后,调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为2.5V时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定电功率为 W;
(4)完成上述实验后,另有同学设计了如图丙所示的电路,测出了额定电流为I额的小灯泡正常工作时的电阻RL。电源电压不变,滑动变阻器R1的最大阻值为R,实验方案如下:
①按电路图连接电路;
②只闭合开关S1,移动R1的滑片,使电流表的示数为I额,灯泡正常发光;
③断开S1,闭合开关S2,移动 (选填“R1”或“R2”)的滑片,使电流表的示数为I额;
④保持R2的滑片位置不动,将R1的滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将R1的滑片移到最右端,电流表的示数为I2;
⑤小灯泡正常工作时的电阻表达式为RL= (用I1、I2、R表示)。
【答案】(1)A
(2)从M经电流表到B的电路发生断路
(3)1.25
(4) R2
【详解】(1)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至阻值最大处,即A端;
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡都不发光,且电压表、电流表均无示数,说明电路可能断路;当把导线的两端分别接在M、N和M、B接线柱上时,发现小灯泡两次都发光且电压表均有示数,说明此时电路是通路,且导线并联的电路断路,故根据上述现象可判断出电路的故障是:从M经电流表到B的电路发生断路。
(3)排除故障后,调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为2.5V时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.5A,则小灯泡的额定电功率为
(4)[1][2]①按电路图连接电路;
②只闭合开关S1,移动R1的滑片,使电流表的示数为I额,灯泡正常发光;
③断开S1,闭合开关S2,移动R2的滑片,使电流表的示数为I额;
④保持R2的滑片位置不动,将R1的滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将R1的滑片移到最右端,电流表的示数为I2;
⑤由串联电路特点和欧姆定律可得:
解得:
即小灯泡正常工作时的电阻为
50.某实验小组在“测量小灯泡的电功率”的实验中,所连接的电路如图甲所示,其中电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为3.5V。
(1)图甲所示的实物电路中有一根导线连接错误,请在错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线正确连接电路;(注意不能与其他导线交叉)
(2)电路连完后,闭合开关,小明发现小灯泡不发光,电流表示数几乎为零,电压表示数接近6V,则电路的故障可能是 。(填一种情况即可);
(3)纠正错误后继续进行实验,所得的实验数据如表所示。当电压表的示数为3.5V时,电流表的示数如图乙所示,根据数据可以算出小灯泡的额定功率为 W。
实验序号
电压表的示数/V
电流表的示数/A
1
2.5
0.28
2
3.0
0.32
3
3.5
/
(4)分析表中数据可以发现,小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流不成正比,原因是 ;
(5)实验结束后,小组成员中的小聪又设计了一个电路(如图丙),利用阻值为的定值电阻和电压表、等器材,测量额定电压为的小灯泡的额定功率。闭合开关后,小聪移动滑动变阻器的滑片,使电压表 (选填“”或“”)的示数等于,同时读出另一个电压表的示数,记为,则小灯泡的额定功率 (用、和表示)。
【答案】(1)
(2)灯泡断路
(3)1.26
(4)灯丝的电阻随温度的变化而变化
(5) V1
【详解】(1)图甲中灯泡被短路,电压表串联在电路中,是错误的,在测量灯泡的电功率实验中,灯泡、滑动变阻器和电流表串联,电压表应并联在灯泡两端,如图所示:
(2)电路连完后,闭合开关,小明发现小灯泡不发光,电流表示数几乎为零,可能电路出现断路,电压表示数接近6V,说明电压表两接线柱与电源两极接通了,所以故障原因可能是灯泡断路。
(3)当电压表的示数为3.5V时(等于灯泡的额定电压),电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,其示数为0.36A;则小灯泡的额定功率为PL=ULIL=3.5V×0.36A=1.26W
(4)因为灯泡的电阻不是一个定值,会随着温度的变化而变化,所以通过小灯泡的电流和小灯泡两端的电压不成正比。
(5)[1][2]由图丙可知,灯泡、定值电阻R0和变阻器串联,电压表V1测灯泡两端的电压,电压表V2测定值电阻两端的电压,移动滑片,使电压表V1的示数等于灯泡的额定电压U额,此时灯泡正常发光;同时读出另一个电压表的示数,记为U,即定值电阻两端的电压为U,则电路中的电流为,因串联电路电流处处相等,故小灯泡的额定功率为。
51.某小灯泡的额定电压为3.8V,图甲是小明测量该灯泡功率的实验电路。
(1)连接电路过程中,应 开关。请用笔画线代替导线 ,将滑动变阻器连入电路,使之接入电路的阻值最大。
(2)正确连接,实验过程中,若图中导线M发生了断路,则在调节滑片的过程中,会发现电压表的示数为 V。
(3)更换导线M后,小明将滑片移至某处时,两电表的示数如图乙所示,小灯泡的功率为 W。
(4)小强设计了图丙所示实验电路测量该小灯泡的额定功率,所用电源电压恒定,R1、R2均为电阻箱(0~999.9Ω)。
第1步;只闭合S1和 ,先调节R2=10欧姆,再调节R1至电流表的示数为 A。
第2步:只闭合S1和剩余的另一个开关,保持R1、R2不变,电流表的示数为0.56A,则小灯泡额定功率为 W。
【答案】(1) 断开
(2)3
(3)0.36
(4) S2 0.38 0.684
【详解】(1)[1]实物未连接好,并且不确定电路没有发生短路的情况下,开关必须是断开的,防止烧坏电路元件。
[2]实验中,要通过滑动变阻器来改变小灯泡两端的电压,所以滑动变阻器应与小灯泡串联,如图甲所示,滑片位于滑动变阻器的最右端,要使其接入电路的阻值最大,应选择左侧下接线柱接入电路。如图所示:
(2)闭合开关,导线M断路时,小灯泡开路,则电路中的电流几乎为零,电压表串联在电路中测电源电压,即电压表的示数为3V。
(3)由图甲可知,电压表测量小灯泡两端电压,由图乙可知,电压表所选量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为1.5V;电流表所选量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.24A,小灯泡此时的功率为
(4)[1][2]只闭合S1和S2,使小灯泡和R2并联,电流表与R1串联,根据并联电路的规律可知,小灯泡和R2的电压相等,因为小灯泡的额定电压为3.8V,即R2的电压也为3.8V,根据公式可知,调节R1至电流表的示数为
[3]由题意可知,现只闭合S1和S3,使小灯泡和R2并联,电流表在干路上,测的是总电流,因保持R1、R2不变,则通过R2的电流不变,为0.38A,根据并联电路电流的规律可知,通过小灯泡的电流为
根据公式可知,小灯泡额定功率为
52.课后服务活动中,兴趣小组在“测量小灯泡电功率”的实验中先用如图甲所示的器材进行实验,其中电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为2.5V(正常发光时电阻约为12Ω)。
(1)为了能顺利完成该实验,下列不同规格的滑动变阻器应选用______。(填字母)
A.“10Ω 0.5A”的滑动变阻器 B.“20Ω 2A”的滑动变阻器 C.“5Ω 1A”的滑动变阻器
(2)连接电路时,开关应处于 (填“断开”或“闭合”)状态;电路连接正确后,闭合开关,小灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,那么电路中出现的故障可能是小灯泡 。
(3)故障排除后,闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图乙所示,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 (填“左”或“右”)端适当移动。
(4)小组同学进行多次测量,并根据实验数据画出小灯泡的电流随其两端电压的变化关系图像如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(5)实验结束后,某同学设计了如图丁所示的电路来测量额定电压为6V的小灯泡的额定功率。已知电源电压恒为18V,定值电阻R的阻值为20Ω。实验步骤如下:
①开关S、S1闭合,S2断开,调节滑动变阻器R′的滑片,使小灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动,开关S、S2闭合,S1断开,此时电压表的示数为8V;
③再将滑动变阻器的滑片移至最 (填“左”或“右”)端,此时电压表的示数为14V;
④小灯泡的额定功率P额= W。
【答案】(1)B
(2) 断开 短路
(3)左
(4)0.5
(5) 右 1.8
【详解】(1)已知小灯泡额定电压为2.5V,正常发光时电阻约为12Ω,
根据串联电路电压规律结合欧姆定律可知,此时滑动变阻器接入电路的阻值为
由计算可知,应选“20Ω 2A”的滑动变阻器,故选B。
(2)[1]为保护电路,连接电路过程中,开关应处于断开状态。
[2]电流表有示数:说明电路是通路,存在电流。 小灯泡不亮且电压表无示数:电压表测量的是小灯泡两端电压,无示数说明小灯泡两端没有电压差。 综合判断:小灯泡短路时,电流会绕过灯丝直接通过导线,导致灯泡不发光。
(3)故障排除后重新连接电路,闭合开关,如图乙,电压表的分度值为0.1V,示数为2.2V,小于灯泡额定电压2.5V,应增大灯泡两端电压,减小滑动变阻器两端电压,即应减小滑动变阻器接入电路的阻值,滑片应向左滑。
(4)由图丙可知,当灯泡两端电压为2.5V时,小灯泡的电流为0.2A,则小灯泡额定功率为
(5)[1] [2]实验步骤:
①开关S、S1闭合,S2断开,滑动变阻器滑片左边的电阻与灯泡串联,要使小灯泡正常发光,根据串联电路电压的规律可得
所以,使电压表的示数为12V;
②保持滑片位置不动,开关S、S2闭合,S1断开,滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联,此时电压表示数为;
③由于滑动变阻器的全部电阻连入电路,为了间接测出定值电阻R两端的电压,故再将滑动变阻器的滑片移至最右端,即;
④在步骤②中,滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联,R的电压为
由分压原理可得
所以滑动变阻器滑片左边电阻的阻值
故在步骤①中,灯的额定电流为
则小灯泡的额定功率
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