内容正文:
第十五讲 电功率
基础知识通关
1.(2024长春)的电能可供正常工作时间最长的用电器是( )
A. 节能灯 B. 电饭煲 C. 电视机 D. 电烤箱
【答案】A
2.(2025自贡)如图为某用电器的图像,其额定电压为,则额定功率是( )
第2题图
A. B. C. D.
【答案】D
3.(2025西安铁一中陆港中学一模)小明家控制照明灯的按键开关上有一个指示灯,如图所示。实际使用时发现:按键开关闭合时,指示灯不发光,标有“,”的照明灯正常发光;按键开关断开时,照明灯熄灭,指示灯会发出微弱光,以便夜间显示按键开关的位置。查阅开关的相关资料可知,指示灯的额定电压约为,功率为。下列说法正确的是( )
第3题图
A. 照明灯和指示灯应并联在电路中
B. 按键开关闭合时,通过照明灯和指示灯的电流相等
C. 照明灯正常发光,照明灯和指示灯消耗总电能
D. 指示灯一般用超导体材料制成
【答案】C
4.(2025遂宁)小聪在家长的陪同下了解家庭电路,打开配电箱进行观察。配电箱的情况以及电能表的表盘如图所示,请根据安全用电常识以及图中信息选出正确的一项( )
第4题图
A. 可用湿抹布擦拭配电箱
B. 发现空气开关跳闸后应立即重新将其合上
C. 他家同时工作的用电器总功率不能超过
D. 只让一个电热水壶工作,内电能表指示灯闪烁了3次,则该电热水壶的电功率为
【答案】D
【解析】用湿抹布擦拭配电箱容易发生触电事故;空气开关跳闸后,可能是电流过大或者线路短路,应查找跳闸原因,不能立即重新将其合上,以免引起火灾事故;电能表允许通过的最大电流为,所以允许的最大功率;由电能表铭牌上 可知指示灯闪烁3次消耗的电能,电热水壶的电功率。
5.(2025达州)如图所示为定值电阻和灯泡的图像,灯泡额定电压为。将两用电器串联在电源两端,灯泡正常发光。下列说法正确的是( )
第5题图
A. 电源电压为 B. 灯泡额定功率为
C. 与灯泡功率之比为 D. 灯泡的图像为图线
【答案】B
【解析】 的 图像为,灯泡 的 图像为;灯泡 的额定电压为,可知正常发光时的电流为,将两用电器串联在电源两端,串联电路各处的电流都相等,灯泡 正常发光,两端的电压为,电源电压;灯泡的 额定功率为;在电流不变时,电功率与电压成正比,故 与灯泡 功率之比为。
6.(2025天津)如图所示的电路,电源电压恒为,、是粗细均匀的电阻丝的两端点,是电阻丝的中点。只闭合开关,电流表示数为,该电路通电消耗的电能为_ _ _ _ _ _ ;闭合开关和,电流表示数为_ _ _ _ A。
第6题图
【答案】;
【解析】由图可知,只闭合,只有电阻丝 段接入电路,电流表测量电路中的电流,该电路 消耗的电能;闭合开关 和,电阻丝 和 并联接入电路,根据并联电路的特点可知,段电阻丝和 段电阻丝两端的电压相等,由于 段电阻丝和 段电阻丝的阻值相等,根据欧姆定律可知,通过 和 的电流相等,即干路的总电流。
7.(2024成都A)小张想设计一个有“低温”“中温”和“高温”三个挡位的电加热器,其电路图如图所示,电源电压为,、是电热丝,开关接触相邻的两个触点。她准备了三根电热丝, ,另外两根电热丝的阻值分别是 和 ,该选取阻值为_ _ _ _ _ _ 的电热丝。开关接“1、2”两个触点时,通电,电流产生的热量是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
第7题图
【答案】;
【解析】由电路图可知,开关 接触3、4两个触点时,电路为 的简单电路;开关 接触2、3两个触点时,与 并联;开关 接触1、2两个触点时,电路为 的简单电路,由 可知,开关 接触2、3两个触点时,为高温挡;由于电加热器有“低温”、“中温”和“高温”三个挡位,所以 与 的阻值应该不同,所以 应该选取阻值 的。开关 接触1、2两个触点时,电路为 的简单电路,通电,电流产生的热量。
8.(2025云南)同学们测量额定电压为的小灯泡的电功率。
第8题图
(1) 实验前,电流表指针位置如图甲所示,应对电流表进行_ _ _ _ 。
(2) 同学们连接的电路如图乙所示,经检查发现、两点间的导线连接错误,应改接到_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 两点之间;更正错误后,将滑动变阻器的滑片置于最_ _ _ _ (选填“左”或“右”)端。
(3) 闭合开关,无论怎样调节滑动变阻器小灯泡都不亮,经检查发现小灯泡灯丝断了,此时电压表_ _ _ _ (选填“有”或“无”)示数。排除故障后继续实验,移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光,继续调节滑动变阻器,使电压表示数低于、略高于小灯泡的额定电压。实验数据和现象记录如表,表中处的数据为_ _ _ _ _ _ 。
实验序号
小灯泡两端的电压
通过小灯泡的电流
小灯泡的亮度
1
0.30
正常发光
2
2.0
0.26
较暗
3
3.0
0.32
较亮
(4) 分析表格中的信息可知小灯泡的额定功率为_ _ _ _ _ _ _ _ ,小灯泡的实际功率越_ _ _ _ ,小灯泡越亮。某同学通过计算不同电压下小灯泡电功率的平均值来减小误差,这种做法是_ _ _ _ (选填“正确”或“错误”)的。
【答案】(1) 调零
(2) 、;右
(3) 有;
(4) ;大;错误
备考技能强化
9.(2024黑龙江龙东地区改编)如图甲,电路中电源电压保持不变,闭合开关后,将滑动变阻器的滑片由端向端移动的过程中,两电压表的示数与电流表的示数变化关系如图乙Ⅰ、Ⅱ所示,则( )
第9题图
A. Ⅱ是灯泡的关系图像 B. 灯泡最小功率为
C. 的最大阻值为 D. 电路的最大功率为
【答案】D
【解析】由电路图可知,小灯泡与滑动变阻器 串联,电压表 测小灯泡两端的电压,电压表 测 两端的电压,电流表测电路中的电流,滑片从最右端向最左端滑动的过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变小,电路总电阻变小,电路电流变大,根据串联分压的规律可知,小灯泡两端的电压变大,滑动变阻器两端的电压变小,因此Ⅱ为滑动变阻器 的 关系图像,Ⅰ为小灯泡的 关系图像;由图线Ⅰ可知,小灯泡的电流随其两端电压的增大而增大,故当小灯泡两端的电压最小时,小灯泡的电流最小,由题图乙可知,小灯泡两端的最小电压为,此时通过小灯泡的电流为,小灯泡的最小电功率为;当 接入电路的阻值最大时,电路电流最小,分析图线Ⅱ可知,此时 两端电压为,通过 的电流为,故 的最大阻值为 ;根据串联电路的电压规律并结合图像可知,电源电压,电路中的最大电流为,故电路的最大功率为。
10.(2025成都)小彬想制作一款有“低温”“中温”“高温”三个挡位的电加热器,设计电路如图所示。电源电压为,为单刀多掷开关,是阻值为 的电热丝,为某种材料制成的粗细均匀的电热丝,最大阻值为 ,触点2为的中点位置。当闭合,拨到触点3时,加热器处于_ _ _ _ 挡;加热器在“中温”挡下工作,电路消耗的总电能为_ _ _ _ _ _ _ _ 。
第10题图
【答案】高温;
【解析】由图可知,当 闭合,拨到触点3时,只有 工作,此时电路的电阻最小,由 可知,电路的总功率最大,电加热器处于高温挡;当 拨到触点1时,、串联,电路的总电阻最大,总功率最小,电加热器处于低温挡;当 拨到触点2时,触点2为 的中点位置,与 串联,电路的总电阻较小,总功率较大,电加热器处于中温挡;此时电路中的总电阻 ,电加热器消耗的电能在中温挡工作 消耗的电能,
11.(2025遂宁)某同学用图甲所示的电路来测量小灯泡的电功率。他闭合开关,将滑动变阻器滑片从最右端向左滑动,直到灯泡电压达到额定值,记录了不同时刻三个电表的示数,并在同一坐标图中分别绘制了和的图像如图乙。电源电压恒定不变,请分析:图乙中曲线_ _ _ _ 是滑动变阻器的图像;该电路的电源电压为_ _ _ _ ;小灯泡的额定电功率为_ _ _ _ _ _ 。
第11题图
【答案】; ;
【解析】由图甲可知,与 串联,电压表 测灯泡 的电压,电压表 测 的电压,电流表测串联电路电流,滑片往左移,接入电路的电阻变小,电路总电阻变小,电路电流变大,根据串联分压原理,两端电压变小,即电压表 示数变小,观察图乙,曲线 随着电流的增大,电压减小,故曲线 为滑动变阻器 的 图像;由图乙可知,当滑动变阻器两端电压,灯泡两端电压为 时,两者对应的电流相等,故电源电压;由图乙可知,灯泡电压达到额定值,滑动变阻器两端电压为,灯泡额定电压为,此时电流为,故灯泡的额定功率为。
12.【新考法·装置创新】用如图所示的装置“探究影响电流热效应的因素”,甲、乙、丙三个相同的容器内均装有质量相等的煤油,电阻丝、、浸没在煤油中,其中,。闭合开关前,记录下煤油的初温。开关接,调节滑动变阻器滑片,使电流表的示数为,记录下第和第时甲容器中煤油的末温;开关接,调节滑片,使电流表的示数为,记录下第时乙、丙容器中煤油的末温,断开开关。结果如下表,比较①②数据可得:当通过导体的电流和导体的_ _ _ _ 相等时,导体产生的热量与通电_ _ _ _ 有关。比较②和_ _ _ _ 数据可知导体产生的热量与电流大小有关。实验中,电阻产生的热量为_ _ _ _ _ _ 。
第12题图
序号
电阻
时间/
①
1
100
20
34
②
1
200
20
48
③
0.5
200
20
27
④
0.5
200
20
34
【答案】电阻; 时间; ;
13.(2025甘肃)小新家有阻值为 的发热电阻一个、额定电压为的小型电动机(带有风扇叶)一个、开关两个和导线若干,他想利用这些器材制作一个风干机,风干机要有“吹冷风”和“吹热风”两种模式,吹冷风时只有电动机工作;吹热风时发热电阻和电动机同时工作,但不能出现发热电阻单独工作的情况。
第13题图
(1) 请在如图所示虚线框内的电路图中补画开关和导线,帮小新完成风干机的电路原理图。
(2) 按以上电路原理图完成风干机制作后,小新发现发热电阻的功率偏大,存在安全隐患,他想在保留原发热电阻的基础上,让发热总功率减小为原来的,请问:
① 他需要购买一个新的发热电阻与原发热电阻_ _ _ _ (选填“串联”或“并联”);
② 通过计算说明,需要购买的发热电阻的阻值是多少?
【答案】
(1) 解:如答图所示
第13题答图
(2) ① 串联
② 原发热电阻电功率为
,
串联后新旧电阻总阻值
;
根据串联电路的电阻特点可得需要购买的新电阻阻值为
。
14.(2025西安铁一中陆港中学三模)如图是小明家电热水壶内部的简化电路图,其中为加热管,为限流电阻,只有加热管放出的热量能被水吸收。是温控开关(也叫防干烧开关),、是手动开关,调节、可以使电热水壶分别处于加热和保温状态,如表是该电热水壶的铭牌。
第14题图
牌电热水器
额定电压
最大容量
额定加热功率
保温功率
(1) 电热水壶是利用电流的_ _ _ _ 效应工作的。加热管的阻值为多少?
(2) 电热水壶正常工作时,其烧水效率为,在标准大气压下,将一满壶初温为的水烧开需要多长时间?(结果保留整数)
(3) 水烧开后,让电热水壶处于保温状态,若 ,电热水壶在保温状态时加热管的功率是多少?
【答案】
(1) 热;
解:由电路图可知,当、、都闭合时,短路,电路中只有工作,功率较大,为加热状态;
根据表中数据可知,电热水壶的额定加热功率为,
由可知 。
(2) 在标准大气压下,水的沸点为,将一满壶初温为的水烧开,
水需要吸收的热量;
根据效率公式得电热水壶消耗的电能为
;
加热时间。
(3) 电路处于保温状态时,由串联电路的电阻特点可知,此时电路的电阻
,
此时电路中的电流,
的功率为。
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第十五讲 电功率
基础知识通关
1.(2024长春)的电能可供正常工作时间最长的用电器是( )
A. 节能灯 B. 电饭煲 C. 电视机 D. 电烤箱
2.(2025自贡)如图为某用电器的图像,其额定电压为,则额定功率是( )
第2题图
A. B. C. D.
3.(2025西安铁一中陆港中学一模)小明家控制照明灯的按键开关上有一个指示灯,如图所示。实际使用时发现:按键开关闭合时,指示灯不发光,标有“,”的照明灯正常发光;按键开关断开时,照明灯熄灭,指示灯会发出微弱光,以便夜间显示按键开关的位置。查阅开关的相关资料可知,指示灯的额定电压约为,功率为。下列说法正确的是( )
第3题图
A. 照明灯和指示灯应并联在电路中
B. 按键开关闭合时,通过照明灯和指示灯的电流相等
C. 照明灯正常发光,照明灯和指示灯消耗总电能
D. 指示灯一般用超导体材料制成
4.(2025遂宁)小聪在家长的陪同下了解家庭电路,打开配电箱进行观察。配电箱的情况以及电能表的表盘如图所示,请根据安全用电常识以及图中信息选出正确的一项( )
第4题图
A. 可用湿抹布擦拭配电箱
B. 发现空气开关跳闸后应立即重新将其合上
C. 他家同时工作的用电器总功率不能超过
D. 只让一个电热水壶工作,内电能表指示灯闪烁了3次,则该电热水壶的电功率为
5.(2025达州)如图所示为定值电阻和灯泡的图像,灯泡额定电压为。将两用电器串联在电源两端,灯泡正常发光。下列说法正确的是( )
第5题图
A. 电源电压为 B. 灯泡额定功率为
C. 与灯泡功率之比为 D. 灯泡的图像为图线
6.(2025天津)如图所示的电路,电源电压恒为,、是粗细均匀的电阻丝的两端点,是电阻丝的中点。只闭合开关,电流表示数为,该电路通电消耗的电能为_ _ _ _ _ _ ;闭合开关和,电流表示数为_ _ _ _ A。
第6题图
7.(2024成都A)小张想设计一个有“低温”“中温”和“高温”三个挡位的电加热器,其电路图如图所示,电源电压为,、是电热丝,开关接触相邻的两个触点。她准备了三根电热丝, ,另外两根电热丝的阻值分别是 和 ,该选取阻值为_ _ _ _ _ _ 的电热丝。开关接“1、2”两个触点时,通电,电流产生的热量是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
第7题图
8.(2025云南)同学们测量额定电压为的小灯泡的电功率。
第8题图
(1) 实验前,电流表指针位置如图甲所示,应对电流表进行_ _ _ _ 。
(2) 同学们连接的电路如图乙所示,经检查发现、两点间的导线连接错误,应改接到_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 两点之间;更正错误后,将滑动变阻器的滑片置于最_ _ _ _ (选填“左”或“右”)端。
(3) 闭合开关,无论怎样调节滑动变阻器小灯泡都不亮,经检查发现小灯泡灯丝断了,此时电压表_ _ _ _ (选填“有”或“无”)示数。排除故障后继续实验,移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光,继续调节滑动变阻器,使电压表示数低于、略高于小灯泡的额定电压。实验数据和现象记录如表,表中处的数据为_ _ _ _ _ _ 。
实验序号
小灯泡两端的电压
通过小灯泡的电流
小灯泡的亮度
1
0.30
正常发光
2
2.0
0.26
较暗
3
3.0
0.32
较亮
(4) 分析表格中的信息可知小灯泡的额定功率为_ _ _ _ _ _ _ _ ,小灯泡的实际功率越_ _ _ _ ,小灯泡越亮。某同学通过计算不同电压下小灯泡电功率的平均值来减小误差,这种做法是_ _ _ _ (选填“正确”或“错误”)的。
备考技能强化
9.(2024黑龙江龙东地区改编)如图甲,电路中电源电压保持不变,闭合开关后,将滑动变阻器的滑片由端向端移动的过程中,两电压表的示数与电流表的示数变化关系如图乙Ⅰ、Ⅱ所示,则( )
第9题图
A. Ⅱ是灯泡的关系图像 B. 灯泡最小功率为
C. 的最大阻值为 D. 电路的最大功率为
10.(2025成都)小彬想制作一款有“低温”“中温”“高温”三个挡位的电加热器,设计电路如图所示。电源电压为,为单刀多掷开关,是阻值为 的电热丝,为某种材料制成的粗细均匀的电热丝,最大阻值为 ,触点2为的中点位置。当闭合,拨到触点3时,加热器处于_ _ _ _ 挡;加热器在“中温”挡下工作,电路消耗的总电能为_ _ _ _ _ _ _ _ 。
第10题图
11.(2025遂宁)某同学用图甲所示的电路来测量小灯泡的电功率。他闭合开关,将滑动变阻器滑片从最右端向左滑动,直到灯泡电压达到额定值,记录了不同时刻三个电表的示数,并在同一坐标图中分别绘制了和的图像如图乙。电源电压恒定不变,请分析:图乙中曲线_ _ _ _ 是滑动变阻器的图像;该电路的电源电压为_ _ _ _ ;小灯泡的额定电功率为_ _ _ _ _ _ 。
第11题图
12.【新考法·装置创新】用如图所示的装置“探究影响电流热效应的因素”,甲、乙、丙三个相同的容器内均装有质量相等的煤油,电阻丝、、浸没在煤油中,其中,。闭合开关前,记录下煤油的初温。开关接,调节滑动变阻器滑片,使电流表的示数为,记录下第和第时甲容器中煤油的末温;开关接,调节滑片,使电流表的示数为,记录下第时乙、丙容器中煤油的末温,断开开关。结果如下表,比较①②数据可得:当通过导体的电流和导体的_ _ _ _ 相等时,导体产生的热量与通电_ _ _ _ 有关。比较②和_ _ _ _ 数据可知导体产生的热量与电流大小有关。实验中,电阻产生的热量为_ _ _ _ _ _ 。
第12题图
序号
电阻
时间/
①
1
100
20
34
②
1
200
20
48
③
0.5
200
20
27
④
0.5
200
20
34
13.(2025甘肃)小新家有阻值为 的发热电阻一个、额定电压为的小型电动机(带有风扇叶)一个、开关两个和导线若干,他想利用这些器材制作一个风干机,风干机要有“吹冷风”和“吹热风”两种模式,吹冷风时只有电动机工作;吹热风时发热电阻和电动机同时工作,但不能出现发热电阻单独工作的情况。
第13题图
(1) 请在如图所示虚线框内的电路图中补画开关和导线,帮小新完成风干机的电路原理图。
(2) 按以上电路原理图完成风干机制作后,小新发现发热电阻的功率偏大,存在安全隐患,他想在保留原发热电阻的基础上,让发热总功率减小为原来的,请问:
① 他需要购买一个新的发热电阻与原发热电阻_ _ _ _ (选填“串联”或“并联”);
② 通过计算说明,需要购买的发热电阻的阻值是多少?
14.(2025西安铁一中陆港中学三模)如图是小明家电热水壶内部的简化电路图,其中为加热管,为限流电阻,只有加热管放出的热量能被水吸收。是温控开关(也叫防干烧开关),、是手动开关,调节、可以使电热水壶分别处于加热和保温状态,如表是该电热水壶的铭牌。
第14题图
牌电热水器
额定电压
最大容量
额定加热功率
保温功率
(1) 电热水壶是利用电流的_ _ _ _ 效应工作的。加热管的阻值为多少?
(2) 电热水壶正常工作时,其烧水效率为,在标准大气压下,将一满壶初温为的水烧开需要多长时间?(结果保留整数)
(3) 水烧开后,让电热水壶处于保温状态,若 ,电热水壶在保温状态时加热管的功率是多少?
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