内容正文:
13.2 电功率 课堂练习
一、单选题
1.小花利用电能表测量其家用电器的电功率,当电路中只有这个用电器工作时,测得10min内,消耗电能,则这个用电器可能是( )
A.空调 B.电冰箱 C.日光灯 D.收音机
2.如图是一种智能插座,通过设置,可以实时监测各种电学数据。图中正在对待机状态下的电视机进行测量。根据图中显示屏显示的内容判断,此时测量的是待机状态下电视机的哪个物理量( )
A.电能 B.电功率
C.电阻 D.电流
3.某商家销售的移动电源相当于大型“充电宝”,其铭牌如图所示。顾客咨询:“该移动电源可以供2.5kW的用电器正常工作吗?”客服回复:“没问题,这是3kW·h的,3kW的用电器都可以正常使用。”该客服( )
XX移动电源
电源规格:3kW·h
输出电压:220V
最大输出电流:10A
A.说法正确 B.混淆了电功率和电能
C.混淆了电功率和电流 D.混淆了电功率和电压
4.现有甲“220V 100W”和乙“220V 40W”两个小灯泡(灯丝电阻不变)。下列说法正确的是( )
A.甲、乙两灯串联在220V的电路中,甲灯比乙灯亮
B.甲、乙两灯并联在220V的电路中,乙灯比甲灯亮
C.两灯正常发光时,甲灯消耗的电能一定比乙灯多
D.甲、乙两灯串联在220V的电路中,电路的总功率一定小于40W
5.如图,电源电压不变,R是定值电阻。将一个“6V 2W”的小灯泡L1接在a、b两点间,灯L1恰能正常发光;若换一个“6V 3W”的小灯泡L2接在a、b两点间,则( )
A.小灯泡L2也正常工作
B.灯泡L2消耗的电功率大于3W
C.电路消耗的总电功率将变小
D.电阻R消耗的电功率将变大
6.定值电阻R1与规格为“”的滑动变阻器R2串联接入电源电压不变的电路中,如图甲所示。移动滑动变阻器的滑片P,滑动变阻器R2的电功率P与其接入电路的电阻R之间的关系图像如图乙所示。下列说法错误的是( )
A.当滑动变阻器R2的电功率最大时,电路中的电流是
B.当滑动变阻器R2的滑片P在最左端时,电路的总功率最大
C. R2的阻值为时电路中的电流与R2的阻值为时的电流相等
D.当滑动变阻器的滑片P向右移时,电阻R1两端的电压变小
7.如图所示电路中电源电压不变,灯泡标有“”,灯泡标有“”,灯丝电阻不随温度变化。闭合开关S,其中一个灯泡能正常发光,另一个灯泡的亮度比其正常发光时暗。下列说法正确的是( )
A.正常发光 B.电路总功率为
C.电源电压为 D.的实际功率比的实际功率大
8.如图所示,电路中的两灯泡L1和L2分别标有“3.8V 0.2A”和“3.8V 0.3A”字样,闭合开关后两灯均发光。假设灯泡的电阻不受温度影响,下列判断正确的是( )
A.灯泡L1和L2串联 B.灯泡L2发光更亮
C.灯泡L1的电阻小 D.电流表A2的示数一定为0.5A
二、填空题
9.某同学用一个电压表和两个电流表测电路中的电压和电流,如图。若测出两灯都发光时,电压表的示数3.0V,两只电流表A1、A2的示数分别为0.3A、0.2A,则灯泡L2的功率是___________,电路的总功率是___________。
10.如图甲所示,小灯泡的电阻为10Ω,且灯丝的电阻保持不变。闭合开关S后,两个电压表的指针均偏转到如图乙所示的位置,则小灯泡消耗的电功率是______W。(计算结果保留一位小数)
11.如图所示,电源电压且保持不变,开关闭合后,电压表示数,则的电压______;灯中电阻较大的是______,通过灯的电流之比为______;灯的电功率之比为______。
12.电饭煲是常用的家用电器,工作时是_________(选填“电源”或“用电器”)。某品牌电饭煲有“加热”和“保温”两挡功能,简化电路如图,,。则该电饭煲保温时消耗功率为_________W;当该电饭煲处于“加热”挡工作,其消耗的电能是_________J。
三、实验题
13.小明欲测量一只小灯泡的额定功率。器材如下:待测小灯泡(额定电压为2.5V)、电源(电压约6V左右)、电流表(0~0.6A、0~3A)、电压表(0~3V、0~15V)、滑动变阻器(20Ω 2A)、开关各一只,导线若干。
(1)如图甲所示是小明开始时连接的电路,仔细观察发现该电路存在连接错误,但只需改动一根导线,即可使电路连接正确。请你在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线在原图上画出正确的接法;
(2)正确操作后,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,电流表示数为______A,小灯泡的额定功率为______W;
(3)小明查阅有关资料后得知,电压表工作时,其实内部有微弱电流通过,据此分析,所测量的额定功率偏______(选填“大”或“小”)。善于思考的小明把电流表和电压表按照如图丙的方式进行连接,他认为可以减小因电压表内部有微弱电流带来的误差,但是老师又告诉他,电流表也有电阻,工作时也会分得很小的电压,据此分析,所测量的额定功率偏______(选填“大”或“小”);
(4)小明同学测量另一个灯泡正常发光时的电功率,电压表意外损坏,经讨论后,选用阻值为的定值电阻进行实验,设计如图丁所示的电路,已知灯泡额定电压为。请将实验步骤补充完整:
①闭合开关S、,断开开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数为______;
②保持滑动变阻器的滑片P不动,只闭合开关S、,读出电流表的示数为I;
③小灯泡正常发光时的电功率:______;(用、I、表示)
(5)小明修好了电压表,测得电源电压为6V,他还想探究“在电压一定时,电流与电阻的关系”,于是将甲图中的小灯泡换成四个阻值分别为10Ω,8Ω,6Ω和4Ω的定值电阻,其余连接均不改变。
①在实验过程中,将4个定值电阻依次接入电路,调节滑动变阻器使定值电阻两端的电压保持某个值不变,为了能够顺利得到4组I、R数据,完成实验,该电压的取值大小应满足:______;
②四次实验中,当电压表调到控制电压时,滑动变阻器消耗的最大功率和最小功率之比是______。
四、计算题
14.如图所示是某课外活动小组设计的小台灯的电路图。S为单刀双掷开关,电源电压为12V,且保持不变,小灯泡的额定功率是6W,灯丝电阻不变,电阻R的阻值为,当开关S接“2”时,小灯泡恰好正常发光。
(1)小灯泡正常发光,电流通过小灯泡做的功是多少?
(2)小灯泡的额定电流是多少?灯丝的电阻是多少?
(3)开关S接“1”时,电阻R的功率是多少?
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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《13.2 电功率 课堂练习》参考答案
1.B
【详解】用电器在
消耗的电能
则用电器的电功率
空调的电功率一般大于1000W,电冰箱的功率约为200W,日光灯的电功率约为40W,收音机的电功率约几瓦,所以电功率为180W的用电器可能是电冰箱,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
2.B
【详解】根据图中显示屏的显示单位可知,“W”是电功率的单位“瓦特”的字母,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
3.B
【详解】客服回复中提到的“3kW·h”是电能(即电量)的单位,而“3kW的用电器”中的“kW”是电功率的单位。客服错误地将电能与电功率混淆,认为3kW·h的移动电源可以直接支持3kW的用电器,忽略了电功率的实际限制。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
4.D
【详解】根据可得,甲灯的电阻
乙灯的电阻
A.两灯串联在220V的电路中,通过两灯的电流相同,乙的电阻大,灯的亮度决定于灯的实际功率,根据可知,乙的实际功率大,所以乙灯比下灯亮,故A错误;
B.两灯并联在220V的电路中,并联电路中各支路两端的电压都相等,实际功率等于额定功率,故甲灯比乙灯亮,故B错误;
C.根据可知,正常发光时灯泡消耗的电能还与通电时间有关,因此无法确定它们的大小关系,故C错误;
D.两灯串联在220V的电路中,电路的总功率
故D正确。
故选D。
5.D
【详解】AB.由灯泡的铭牌可知,两灯泡的额定电压相等,由的变形式可知,L1的电阻
L2的电阻
当L1接在a、b间时,L1恰能正常发光,说明此时L1两端电压为6V;当换接L2时,由于L2的电阻小于L1的电阻,根据串联电路分压原理可知,L2两端的电压会小于6V,所以L2不能正常工作,消耗的电功率小于3W,故AB错误,不符合题意;
C.电路中的总电阻
由于,所以当换接L2后,电路总电阻变小,电源电压不变,根据,总功率会变大,故C错误,不符合题意;
D.当换接L2后,总电阻变小,电源电压不变,根据,电路中的电流I变大,电阻R的阻值不变,根据,电阻R消耗的电功率将变大,故D正确,符合题意。
故选D。
6.C
【详解】A.由图甲可知,与滑动变阻器串联,由图乙可知,当接入滑动变阻器的阻值为20Ω时,的电功率最大为7.2W,根据可知,电路中的电流为,故A正确,不符合题意;
B.当滑片P在最左端时,滑动变阻器接入电路的阻值最小,根据串联电路的电阻特点可知,串联电路的总电阻最小,根据可知,电路的总功率最大,故B正确,不符合题意;
C.由图乙中()()两个点可知,根据电功率公式可知,R2的阻值为时电路中的电流为
R2的阻值为时的电流为
R2的阻值为时电路中的电流与R2的阻值为时的电流不相等,故C错误,符合题意;
D.闭合开关,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据串联分压原理可知,滑动变阻器两端的电压变大,而电阻R1两端的电压变小,故D正确,不符合题意。
故选C。
7.C
【详解】A.灯泡的额定电流为
灯泡的额定电流为
如图所示电路中,两灯串联,电流相等,所以在电路安全的前提下,电路中电流最大为0.5A,则灯泡正常发光,灯泡的亮度比其正常发光时暗。故A错误;
BC.灯泡的电阻为
灯泡的电阻为
所以电源电压为
则电路总功率为
故B错误,C正确;
D.根据,两灯电流、电阻均相同,所以实际功率相同,故D错误。
故选C。
8.B
【详解】A.由图可知,电流从电源的正极流出,经开关后分为两支路,一支路经过灯泡,另一支路经过电流表和灯泡,汇合到电流表再回到电源的负极,因此,两灯泡并联,故A错误;
BC.两灯泡和分别标有“”和“ ”字样,由可知,两灯的电阻关系
两灯泡并联,其两端电压相等,且
由可知,灯泡的实际功率小于灯泡的实际功率,因此灯更亮,故B正确,C错误;
D.由图知,两节干电池串联,则电源电压为3V;因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以如果两灯能正常发光,则的示数为
由于电源电压小于两灯泡的额定电压为,所以此时两灯泡都不能正常发光,则的示数应小于,故D错误。
故选B。
9. 0.6W 0.9W
【详解】[1][2]由电路图可知,两灯并联,电流表A1测干路电流,A2测L2的电流。电压表测电源电压。根据题意可知,电源电压为3V,通过L2的电流为0.2A,电路中的总电流为0.3A。根据P=UI可得,灯泡L2的功率为P2=UI2=3V×0.2A=0.6W
电路的总功率P=UI=3V×0.3A=0.9W
10.2.3
【详解】由甲图可知,电路是两灯泡串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测灯泡L2两端电压;闭合开关后,两电压表指针偏转相同,根据串联电压规律可知,电压表V1选用大量程,分度值是0.5V,读数为6V;电压表V2选用小量程,分度值是0.1V,读数为1.2V,可得灯泡L1两端电压为
则小灯泡消耗的电功率是
11. 4V L1 1∶1 2∶1
【详解】[1]由图可知,L1与L2串联,电压表测L2两端的电压,即U2=2V
根据串联电路的电压特点U=U1+U2,已知电源电压U=6V,可得L1的电压U1=U−U2=6V−2V=4V
[2]在串联电路中,电流处处相等,根据U=IR,电压与电阻成正比,因为U1>U2,所以R1>R2,即电阻较大的是L1。
[3]因为串联电路中电流处处相等,所以通过灯L1、L2的电流之比为1∶1
[4]根据P=UI,在电流相等时,电功率与电压成正比,所以灯L1、L2的电功率之比P1∶P2=U1∶U2=4V∶2V=2∶1
12. 用电器 200
【详解】[1]电饭煲工作时消耗电能,将电能转化为内能,所以电饭煲工作时是用电器。
[2][3]由图可知,当开关、都闭合时,、并联,根据并联电路的特点可知,此时电路的总电阻最小,由可知,电路的总功率最大,电饭煲处于加热挡;当开关闭合、断开时,只有工作,电路的总电阻最大,总功率最小,电饭煲处于保温挡;则电饭煲保温挡的电功率为
该电饭煲处于“加热”挡工作,其消耗的电能为
13.(1)
(2) 0.3 0.75
(3) 大 小
(4)
(5) 5∶2
【详解】(1)根据实验,电路是串联的,电压表测灯泡两端电压,电流表测电路中的电流,改接的电路如下图所示:
(2)[1][2]电流表的量程选择的是0~0.6A,分度值是0.02A,乙图中电流表的读数为0.3A,小灯泡的额定功率为
(3)[1]电压表工作时,其实内部有微弱电流通过,导致测量灯泡的电流偏大,由可知,测量的额定功率偏大。
[2]电流表也有电阻,会分得一部分电压,此时灯泡两端电压小于额定电压,由可知,测量的额定功率偏小。
(4)[1]据丁图可知,闭合开关S、,断开开关,电路为定值电阻和灯泡并联再与滑动变阻器串联,电流表测支路电流,由并联电压规律可知,和灯泡两端电压相等,若要灯泡正常发光,两端电压为U额,则电流表的示数为。
[2]保持滑动变阻器的滑片P不动,只闭合开关S、,电路连接方式不变,电流表测和灯泡的总电流,可得灯泡支路电流为
灯泡正常发光时的电功率为
(5)[1]据图可知,电路是串联的,定值电阻最大阻值为10Ω,电源电压为6V,滑动变阻器最大阻值为20Ω,根据串联分压原理可得
解得,由于电流表允许通过的最大电流是0.6A,则定值电阻两端电压最大值为
因此电压的取值大小应满足
[2]由于实验过程中,定值电阻两端电压不变,电源电压不变,则变阻器两端电压不变为
当定值电阻接入电路中的阻值最小为4Ω时,电路中的电流最大为
此时变阻器的电功率最大为
当定值电阻阻值为10Ω时,电路中的电流最小为
此时变阻器的电功率最小为
则滑动变阻器消耗的最大功率和最小功率之比是
14.(1)1800J;(2),灯丝的电阻是;(3)
【详解】解:(1)小灯泡正常发光,电流通过小灯泡做的功
(2)开关接“2”时,小灯泡正常发光,只有小灯泡接在电源上,则小灯泡的额定电压
由可得,小灯泡的额定电流
灯丝的电阻
(3)开关S接“1”时,灯和电阻R串联,电路总电阻
此时电路中的电流为
电阻R的功率
答:(1)小灯泡正常发光,电流通过小灯泡做的功是;
(2)小灯泡的额定电流是,灯丝的电阻是;
(3)开关S接“1”时,电阻R的功率是。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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