18.2 电功率 同步练习 2025-2026学年人教版九年级全一册物理

第十八章 电功率第2节 电功率 分层练习 一、基础题 1. 电功率是表示电流做功______的物理量，其计算公式为 P=W/t，变形后可得到 W=______，若某用电器的功率为1kW，工作1h消耗的电能为______kW·h，合______J。 2. 某家用台灯的额定电压为220V，额定功率为11W，正常工作时通过台灯的电流为______A，若每天正常工作5小时，一个月（按30天计算）消耗的电能为______kW·h。 3. 下列关于电功率的说法中，正确的是（ ） A. 电功率越大的用电器，消耗的电能一定越多 B. 额定功率越大的用电器，正常工作时电流做功越快 C. 用电器两端的电压越大，其电功率一定越大 D. 通过用电器的电流越大，其电功率一定越大 4. 将一个标有“220V 60W”的灯泡接在220V的家庭电路中，它正常工作时的电功率为______W，通过它的电流约为______A（保留两位小数），1分钟内消耗的电能为______J。 二、提升题 5. 某新型电动汽车的驱动电机额定功率为150kW，额定电压为380V，正常工作时通过电机的电流约为______A（保留整数）。若电机正常工作1小时，消耗的电能为______kW·h，若这些电能全部转化为机械能，可使汽车以50km/h的速度匀速行驶______km（假设汽车所受阻力恒定为3000N）。 6. 如图所示，两个电阻 R₁=10Ω、R₂=20Ω 并联在电压为6V的电源两端，通电5分钟，R₁的电功率为______W，R₂ 消耗的电能为______J，整个电路的总功率为______W。 7. 某电水壶的铭牌上标有“220V 1800W”，若实际电压低于额定电压，其实际功率______额定功率（选填“大于”“小于”或“等于”）。若电水壶正常工作时，将1.5kg初温为20℃的水加热至100℃，不计热量损失，需要工作______s（c水=4.2×10³J/(kg·℃)）。 8. 下列说法正确的是（ ） A. 用电器的实际功率一定小于其额定功率 B. 并联电路中，各支路用电器的电功率之比等于其电阻之比 C. 串联电路中，各用电器的电功率之比等于其两端电压之比 D. 1kW·h的电能可以使“220V 100W”的灯泡正常工作10h 三、拓展题 9. 我国“嫦娥五号”探测器携带月球样本返回地球时，其返回舱的动力系统采用新型变功率发动机，额定功率可达1.5×10⁴kW，若发动机正常工作5分钟，消耗的电能为______kW·h，若这些电能全部转化为机械能，可使返回舱以1000m/s的速度匀速飞行______m（假设返回舱所受阻力为3×10⁴N）。 10. 某智能插座具有功率监测功能，其监测数据显示，某用电器待机时的功率为0.5W，正常工作时的功率为60W。若该用电器每天待机20小时，正常工作4小时，一个月（30天）消耗的电能为______kW·h，其中待机消耗的电能占总电能的比例为______%（保留一位小数）。 11. 如图所示，电源电压恒定为12V，滑动变阻器R₀的最大阻值为20Ω，定值电阻R=10Ω，闭合开关后，滑片P从最左端移到最右端的过程中，定值电阻R的电功率变化范围是______W，滑动变阻器消耗的最大电功率为______W。 12. 随着科技发展，氮化镓（GaN）快充充电器逐渐普及，其功率密度远高于传统充电器。某氮化镓充电器的额定功率为65W，额定电压为20V，正常工作时的电流为______A，若充电效率为90%，给一块容量为4000mA·h的手机电池充电，充满电至少需要______分钟（电池电压按3.7V计算，不计其他能量损失）。 四、实验探究题 13. 某实验小组探究“电功率与电压、电流的关系”，实验装置如图所示（定值电阻 R₁=5Ω、R₂=10Ω）。 （1）实验中通过观察______来比较定值电阻电功率的大小，这种研究方法是______。 （2）探究“电功率与电流的关系”时，应将 R₁ 和 R₂______联接入电路，控制______不变，通过实验发现，在电压一定时，电流越大，电功率越______。 （3）探究“电功率与电压的关系”时，应将 R₁ 和 R₂______联接入电路，控制______不变，实验数据如下表所示，分析数据可得结论：______。 电阻 电压U/V 电流I/A 电功率P/W R₁=5Ω 2 0.4 0.8 R₁=5Ω 3 0.6 1.8 R₁=5Ω 4 0.8 3.2 14. 为测量小灯泡的额定功率，实验小组设计了如下实验： （1）实验器材：小灯泡（额定电压2.5V）、电源（3V）、电流表、电压表、滑动变阻器（0~20Ω）、开关、导线若干。 （2）实验步骤： ① 连接电路时，开关应______，滑动变阻器的滑片应移到______端（选填“左”或“右”）。 ② 闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为______V，此时电流表的示数为0.28A，则小灯泡的额定功率为______W，小灯泡正常工作时的电阻为______Ω（保留一位小数）。 ③ 若实验中发现电压表指针偏转角度很小，而电流表指针偏转角度很大，可能的原因是______。 （3）实验中多次测量的目的是______。 15. 某同学想验证“电功率 P=UI”的正确性，设计了如下实验： （1）实验器材：电源、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω各一个）、电流表、电压表、滑动变阻器、秒表、开关、导线若干。 （2）实验步骤： ① 按电路图连接电路，将滑动变阻器滑片移到最大阻值处，闭合开关，调节滑片使电压表的示数为2V，记录电流表的示数I，计算电功率 P₁=UI。 ② 保持电阻不变，改变滑动变阻器的阻值，使电压表的示数分别为3V、4V，重复上述实验，记录数据如下表： 电阻 电压U/V 电流I/A 电功率 P₁=UI/W 电功率 P₂=U²/R/W 5Ω 2 0.4 0.8 0.8 5Ω 3 0.6 1.8 1.8 5Ω 4 0.8 3.2 3.2 （1）分析表格数据，发现 P₁与 P₂相等，说明______。 （2）更换不同阻值的定值电阻，重复上述实验，仍能得到相同结论，由此可得实验结论：。 （3）实验中使用滑动变阻器的作用是______和。 答案解析 1. 答案：快慢；Pt；1；3.6×10⁶ 解题思路： 电功率的物理意义是表示电流做功的快慢； 由 P=W/t 变形得 W=Pt； 代入数据：P=1kW，t=1h，则 W=1kW×1h=1kW·h； 单位换算：1kW·h=3.6×10⁶J。 易错点提醒：混淆电功率与电能的物理意义，误将“快慢”写成“多少”；单位换算时忘记“3.6×10⁶”这个换算系数。 2. 答案：0.05；1.65 解题思路： 由 P=UI 得正常工作电流 I=P/U=11W/220V=0.05A； 总工作时间 t=5h×30=150h，消耗电能 W=Pt=0.011kW×150h=1.65kW·h。 易错点提醒：计算电能时未将功率单位“W”换算为“kW”，导致结果数量级错误；忽略“一个月按30天”的条件，仅计算单天耗电量。 3. 答案：B 解题思路： A错误：消耗电能 W=Pt，与功率和时间都有关，功率大但时间短，消耗电能可能少； B正确：额定功率是用电器正常工作时的功率，额定功率越大，正常工作时电流做功越快； C错误：电功率 P=UI，与电压和电流都有关，仅电压大，电流不确定，电功率无法判断； D错误：同理，仅电流大，电压不确定，电功率无法判断。 易错点提醒：孤立看待电压或电流对电功率的影响，忽略 P=UI 是“两者乘积”的关系；混淆“额定功率”与“实际功率”，误将额定功率当作任意工作状态下的功率。 4. 答案：60；0.27；3600 解题思路： 灯泡接在额定电压220V时，正常工作，实际功率等于额定功率60W； 由 P=UI 得电流 I=P/U=60W/220V≈0.27A； 1分钟消耗电能 W=Pt=60W×60s=3600J。 易错点提醒：计算电流时保留小数位数错误，或未将时间“分钟”换算为“秒”；误将额定功率当作电阻计算的依据，导致后续电能计算错误。 5. 答案：395；150；180 解题思路： 由 P=UI 得正常工作电流 I=P/U=150×10³W/380V≈395A； 工作1小时消耗电能 W=Pt=150kW×1h=150kW·h=5.4×10⁸J； 匀速行驶时牵引力 F=f=3000N，由 W=Fs 得行驶距离 s=W/F=5.4×10⁸J/3000N=1.8×10⁵m=180km。 易错点提醒：未将电能单位“kW·h”换算为“J”直接代入 W=Fs，导致距离计算错误；忽略“匀速行驶时牵引力等于阻力”的隐含条件。 6. 答案：3.6；5400；5.4 解题思路： 并联电路电压相等，U₁=U₂=6V； R₁ 的电功率 P₁=U²/R₁=(6V)²/10Ω=3.6W； R₂ 消耗的电能 W₂=U²t/R₂=(6V)²×300s/20Ω=5400J； 总功率 P总=P₁+P₂=3.6W+(6V)²/20Ω=3.6W+1.8W=5.4W。 易错点提醒：并联电路中误将电阻串联计算总电阻；计算电能时未将时间“分钟”换算为“秒”；总功率计算时误采用“P总=U²/(R₁+R₂)”（串联总功率公式）。 7. 答案：小于；280 解题思路： 由P=U²/R 可知，电阻R 不变，实际电压U实<U额，则实际功率 P实<P额； 水吸收的热量 Q吸=c水mΔt=4.2×10³J/(kg·℃)×1.5kg×(100℃-20℃)=5.04×10⁵J； 不计热量损失，W=Q吸，由 P=W/t 得工作时间 t=W/P=5.04×10⁵J/1800W=280s。 易错点提醒：计算水的温度变化量时误将“100℃”当作Δt，忘记减去初温20℃；忽略“不计热量损失”的条件，未将水的吸热与电能联系。 8. 答案：C、D 解题思路： A错误：实际电压高于额定电压时，实际功率大于额定功率； B错误：并联电路电压相等，由P=U²/R可知，电功率之比等于电阻的反比； C正确：串联电路电流相等，由P=UI可知，电功率之比等于两端电压之比； D正确：由 t=W/P=1kW·h/0.1kW=10h。 易错点提醒：混淆串、并联电路中电功率与电阻的比例关系；计算D选项时未将功率“100W”换算为“0.1kW”，导致时间计算错误。 9. 答案：1250；1.5×10⁵ 解题思路： 工作时间 t=5min=300s，消耗电能 W=Pt=1.5×10⁷W×300s=4.5×10⁹J=1250kW·h； 匀速飞行时牵引力 F=f=3×10⁴N，由 W=Fs 得飞行距离 s=W/F=4.5×10⁹J/3×10⁴N=1.5×10⁵m。 易错点提醒：未统一单位直接计算，导致结果错误；忽略“匀速飞行时牵引力等于阻力”的条件，无法建立电能与距离的关系。 10. 答案：7.5；4 解题思路： 待机消耗电能 W₁=P₁t₁=0.5×10-3kW×20h×30=0.3kW·h； 正常工作消耗电能W₂=P₂t₂=0.06kW×4h×30=7.2kW·h； 总电能W=W₁+W₂=0.3kW·h+7.2kW·h=7.5kW·h； 待机电能占比：(0.3kW·h/7.5kW·h)×100%=4%。 易错点提醒：计算待机功率时未将“0.5W”换算为“0.0005kW”，导致待机电能计算错误；占比计算时误将分子分母颠倒，得出错误比例。 11. 答案：1.6~14.4；3.6 解题思路： 滑片在最左端时，滑动变阻器接入电阻为0，电路中只有 R，此时 R 的功率最大：Pmax=U²/R=(12V)²/10Ω=14.4W； 滑片在最右端时，滑动变阻器接入最大电阻20Ω，串联总电阻 R总=10Ω+20Ω=30Ω，电路电流 I=U/R总=12V/30Ω=0.4A，R 的最小功率 Pmin=I²R=(0.4A)²×10Ω=1.6W； 滑动变阻器消耗的功率P₀=I²R₀=(U/(R+R₀))²R₀，当 R₀=R=10Ω 时，P₀最大，P₀max=U²/(4R)=(12V)²/(4×10Ω)=3.6W。 易错点提醒：计算 R 的最小功率时误采用 P=U²/(R+R₀)，未用串联电路电流计算；不知道滑动变阻器最大电功率的推导结论（R₀=R 时功率最大），导致无法计算最大电功率。 12. 答案：3.25；15.2 解题思路： 由 P=UI 得正常工作电流 I=P/U=65W/20V=3.25A； 电池储存电能 W=U电池It=3.7V×4A×3600s=53280J； 充电器输出电能 W出=W/η=53280J/90%≈59200J； 充电时间 t=W出/P=59200J/65W≈910s≈15.2min。 易错点提醒：混淆充电效率的计算方向，误将“充电器输出电能”当作“电池获得电能”直接计算；未将电池容量“4000mA·h”换算为“4A×3600s”，导致电能计算错误。 13. 答案： （1）小灯泡的亮度；转换法 （2）并；电压；大 （3）串；电流；在电阻一定时，导体两端的电压越大，电功率越大 解题思路： （1）灯泡亮度由实际功率决定，功率越大亮度越亮，通过亮度反映功率大小，采用转换法； （2）探究电功率与电流的关系，需控制电压不变，改变电流，因此将两电阻并联（并联电路电压相等），实验现象表明电压一定时，电流越大，功率越大； （3）探究电功率与电压的关系，需控制电流不变，改变电压，因此将两电阻串联（串联电路电流相等），分析数据可知，电阻不变时，电压越大，功率越大。 易错点提醒：混淆串联、并联电路的控制变量作用，探究“电功率与电流的关系”时误将电阻串联；未明确控制变量法的应用，在结论中遗漏“电阻一定”或“电压一定”的前提条件。 14. 答案： （2）① 断开；最大阻值（或右/左，根据电路连接确定）；② 2.5；0.7；8.9；③ 电压表量程选择过大 （3）测量小灯泡的额定功率，同时观察不同电压下小灯泡的功率变化 解题思路： （2）① 连接电路时开关断开、滑片移到最大阻值端，保护电路；② 额定电压下的功率为额定功率，P=UI=2.5V×0.28A=0.7W，电阻 R=U/I=2.5V/0.28A≈8.9Ω；③ 电压表指针偏转小、电流表偏转大，说明电压不大但电流较大，可能是电压表选了大量程（0~15V），而实际电压较小； （3）该实验多次测量可测量小灯泡的额定功率，同时观察不同电压下的功率变化。 易错点提醒：滑动变阻器滑片未移到最大阻值端，闭合开关后可能导致电流过大；电压表量程选择不当，导致读数误差；计算电阻时忽略“保留一位小数”的要求，结果位数错误。 15. 答案： （1）在误差允许范围内，P=UI 与 P=U²/R 计算结果一致，验证了 P=UI 的正确性 （2）电功率公式 P=UI 具有普遍性，是正确的 （3）保护电路；改变定值电阻两端的电压 解题思路： （1）表格中 P₁=UI 与 P₂=U²/R 数值相等，说明两种方法计算的电功率一致，验证了 P=UI 的正确性； （2）更换不同电阻重复实验，结论仍成立，说明 P=UI 具有普遍性，是正确的； （3）滑动变阻器在电路中一方面保护电路（防止电流过大），另一方面通过改变阻值，改变定值电阻两端的电压，实现多次测量。 易错点提醒：实验结论表述不严谨，未体现“误差允许范围内”；忽略滑动变阻器“改变电压”的作用，仅答“保护电路”；未理解多次测量的目的是为了使实验结论更具普遍性。 学科网（北京）股份有限公司 $