6.2电能的量度（电功率及其计算）同步练习（含答案）

2021-2022学年华师大版科学电功率及其计算
一．选择题（共7小题）
1．下列关于电功、电功率的说法，正确的是（　　）
A．电流越大，电流做功越多
B．电功率越大，电流做功越多
C．电流做功越快，电功率越大
D．电流做同样多的功，用的时间越长，电功率越大
2．甲用电器标着“220V，60W”，乙用电器上标着“220V，15W”，它们都在额定电压下工作，则下列判断中正确的是（　　）
A．甲用电器做功一定多
B．甲用电器做功一定快
C．完成相同的功，甲用电器所用的时间一定多
D．相同时间内，甲用电器完成的功一定少
3．关于电功、电能和电功率的下列说法中，错误的是（　　）
A．千瓦时是电功的单位，千瓦是电功率的单位
B．电功率是表示电流做功快慢的物理量
C．单位时间内电流做功越多，电功率就越大
D．用电器消耗的电能越多，它的电功率就越大
4．有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图（甲）所示。把它们串联在电路中，如图（乙）所示。闭合开关S，这时电流表的示数为0.2A，则电源电压和元件B的电功率分别是（　　）
A．2.0V
0.8W
B．4.5V
0.5W
C．2.5V
1.0W
D．4.5V
1.0W
5．如图甲所示的电路中，电源电压恒定，滑动变阻器的滑片P从a端移到b端，R1两端的电压随滑动变阻器R2连入电路电阻变化的图象如图乙，下列说法中正确的是（　　）
A．滑动变阻器两端电压逐渐减小
B．R2=50Ω时，其电功率为0.2W
C．P在b端时，电阻R1的功率为0.02W
D．定值电阻R1=10Ω
6．如图所示电路中，电源两端电压为U，且保持不变。R1、R2和R3为三个定值电阻，已知R1=5Ω．当只闭合开关S2时，电流表的示数为0.3A，电路消耗的总功率为P；当三个开关都闭合时，电流表的示数变化了1.95A，电路消耗的总功率为P′．当只断开开关S1时，电流表的示数为0.45A，电路消耗的总功率为P′′．下列判断正确的是（　　）
A．U=6V，R2=20Ω
B．U=9V，R3=30Ω
C．R2=20Ω，P：P′=2：15
D．R3=10Ω，P：P′′=3：2
7．如图所示电路，电源电压保持6V不变，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，定值电阻R1的规格为“10Ω0.5A”，滑动变阻器R2的规格为“20Ω1A”。闭合开关，为了保证电路安全，在移动滑片P的过程中，下列判断正确的是（　　）
A．电流表的示数变化范围是0.2A～0.5A
B．电路总功率的变化范围是1.2W～3W
C．R1的电功率变化范围是0.9W～2.5W
D．滑动变阻器R2的阻值变化范围为0～10Ω
　
二．填空题（共7小题）
8．电功率是表示　　的物理量，它是电流在单位时间内做的功。甲电动机在5s内做功15000J，乙电动机在2s内做功8000J，则　　（填“甲”或“乙”）电动机做功较快。
9．电功率的定义：　
　；定义式：　　。
10．如图所示，灯L的额定功率为1W，则“1W”的含义是　　。若灯L在额定功率下工作了10s，则电流对灯L做的功为　　J．若要使灯L的实际功率增大，则滑片P应向　　端（a或b）滑动。
11．有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图所示，A的电阻值为　　Ω；当A和B串联，两者电阻相同时，电源电压为　　V；A和
B并联在电压为2.5V的电源两端，A、B的电功率之比为　　。
12．如图所示的电路中，滑动变阻器的滑片P从a端移动b端的过程中，定值电阻两端的电压随滑动变阻器R2的阻值变化的图象如图乙所示，则定值电阻R1的阻值为　　Ω，滑动变阻器的最大阻值　　Ω，电路的最大功率　　W。
13．两个电热丝R1、R2，R1：R2=3：5，若将它们串联在电路中，它们两端的电压之比U1：U2=　　，在相同的时间里，产生的热量之比Q1：Q2=　　；若将它们并联在电路里，通过它们的电流之比I1：I2=　　，两个电热丝的电功率之比P1：P2=　　。
14．某同学设计了一个电子身高测量仪，如图所示，其中R1=5Ω，电源电压恒为4.5V，R2的规格为“15Ω0.5A”，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A．则当被测身高增加时，电压表的示数　　（选填“变大”、“变小”或“不变”）：当变阻器R2接入电路的阻值是4Ω时，R1消耗的功率为　　W。
　
三．计算题（共5小题）
15．如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，小灯泡L标有“12V　6W”的字样，其电阻不随温度变化，R为定值电阻。当开关S闭合时，小灯泡L正常发光，电流表的示数如图乙所示。求：
（1）小灯泡L的电阻；
（2）电阻R的阻值；
（3）电阻R消耗的电功率。
16．某家庭电热锅简化电路如图所示，电热锅额定电压为220V，R1、R2均为发热电阻，其阻值分别为80Ω、404Ω，闭合开关S1、S2，电热锅处于加热状态，当锅内温度达到100℃时，开关S2自动断开，电热锅处于保温状态，试求：
（1）电热锅在额定电压下，加热15min消耗的电能；
（2）电热锅在额定电压下，保温状态的电功率；
（3）为测量电热锅的实际电压，将家中其他用电器全部关闭，电热锅在加热状态时，观察到的标有“2000r/（kW?h）”字样的电能表的表盘在6min内转了100转，则电热锅的实际电压是多少？
17．同学们在研究性学习活动中，查阅到一种热敏电阻的阻值随温度变化的规律如下表，并将该型号的热敏电阻应用于如图所示由“控制电路”和“工作电路”组成的恒温箱电路中。
温度/℃
…
30
40
50
60
70
…
热敏电阻阻值/Ω
…
350
300
250
210
175
…
“控制电路”由热敏电阻R1、电磁铁（线圈阻值R0=30Ω）、电源U1、开关等组成，当线圈中的电流大于或等于15mA时，继电器的衔铁被吸合，右边工作电路则断开；“工作电路”由工作电源U2（U2=9V）、发热电阻R2（R2=5Ω）、导线等组成。问：
（1）工作电路工作时的电流为多大？电阻R2的发热功率为多大？
（2）若发热电阻R2需提供8100J的热量，且热量损失10%，则工作电路要工作多长时间（保留整数）？
（3）若恒温箱的温度最高不得超过60℃，则控制电路的电源电压U1最小值为多大？
18．小明同学观察了市场上的“测重仪”后，画出了如图所示的原理图。A为托盘，P为金属滑片且固定在托盘下的轻质弹簧上，并能随轻质弹簧一起上下滑动，当托盘中不放物体时，P位于R的最上端。已知R0=5Ω，R的最大阻值为25Ω，总长度为10cm，电源电压恒为3V．问：
（1）图中的质量表应该用　　表改装。
（2）当开关S闭合，不称量物体时通电10min电阻R0消耗的电能是多少？
（3）当称量物体质量达到最大时，电路的总功率是多少？
19．如图所示，将阻值为12Ω的定值电阻R1接入电路中，此时通过R1的电流为1A．再将R1与另一支定值电阻R2串联后接在原来的电源上如图所示，此时电路中电流为0.5A．求：
（1）电源电压；
（2）闭合开关后，右图中R2消耗的电功率。
　
2021-2022学年华师大版科学电功率及其计算
参考答案与试题解析
　
一．选择题（共7小题）
1．C。
2．B。
3．D。
4．解：∵电路元件A和B串联，
∴IA=IB=0.2A，
由图象可知：此时UA=2.0V，UB=2.5V；
电源的电压U=UA+UB=2.0V+2.5V=4.5V；
元件B的电功率PB=UBIB=2.5V×0.2A=0.5W。
故选：B。
5．解：由电路图可知，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测R1两端电压。
（1）滑动变阻器的滑片P从a端移到b端，滑动变阻器阻值增大，电路中电流减小，定值电阻R1分到的电压减小，滑动变阻器分到的电压增大，故A错误；
（2）滑片在a端时，只有定值电阻R1接入电路，电压表测电源两端电压，由图乙所示图象可知，电源电压U=6V；
由图乙可知，P在b端时，R2的阻值为最大值50Ω，此时电压表的示数U1=1V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的电压：U2=U﹣U1=6V﹣1V=5V，
因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流：I===0.1A，
R2的电功率：P2=I2R2=（0.1A）2×50Ω=0.5W，故B错误；
电阻R1的功率：P1=U1I=1V×0.1A=0.1W，故C错误；
R1的阻值：R1===10Ω，故D正确；
故选：D。
6．解：当只闭合开关S2时，等效电路图如图1所示；
当三个开关都闭合时，等效电路图如图2所示；
当只断开开关S1时，等效电路图如图3所示。
由图1可得：
I==0.3A﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
P=UI=0.3U﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由图2和题意可得：
I′=+=+=1.95A+0.3A=2.25A﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
P′=UI′=2.25U﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④
由图3可得：
I″==0.45A﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤
P″=UI″=0.45U﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑥
由②④⑥式可得：
P：P′=0.3U：2.25U=2：15，
P：P″=0.3U：0.45U=2：3；
由①③⑤式可得：
U=9V，R2=20Ω，R3=10Ω。
故选：C。
　
7．解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0～0.6A，R1允许通过的最大电流为0.5A，R2允许通过的最大电流为1A，
所以，电路中的最大电流I大=0.5A，此时R1两端的电压最大，电压表的示数最小，变阻器接入电路中的电阻最小，
由I=可得，R1两端的最大电压：U1大=I大R1=0.5A×10Ω=5V，
R1的最大功率：P1max=U1大I大=5V×0.5A=2.5W；
电路消耗的最大功率：P大=UI大=6V×0.5A=3W；
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电压表的最小示数：U2小=U﹣U1大=6V﹣5V=1V，
滑动变阻器R2接入电路的最小阻值：R2小===2Ω；
（2）当电压表的示数最大为U2=3V时，
R1两端的最小电压：U1=U﹣U2=6V﹣3V=3V，
电路中的最小电流：
I小===0.3A，
R1的最小功率：P1min=U1I小=3V×0.3A=0.9W；
电路消耗的最小功率：P小′=UI小=6V×0.3A=1.8W；
此时滑动变阻器接入电路中的电阻：R2===10Ω＜20Ω，
所以，电压表的最大示数为3V时，滑动变阻器R2接入电路的最大阻值为10Ω，则
A．电流表的示数变化范围是0.3A～0.5A，故A错误；
B．电路总功率的变化范围是1.8W～3W，故B错误；
C．R1的电功率变化范围是0.9W～2.5W，故C正确；
D．滑动变阻器R2的阻值变化范围为2Ω～10Ω，故D错误。
故选：C。
　
二．填空题（共7小题）
8．电流做功快慢；乙。
9．电流在单位时间内所做的功；P=。
10．灯泡在额定电压下，1s内要消耗1J的电能；10；a。
11．解：（1）由图象可知，当通过A的电流IA=0.4A时，A两端的电压UA=2.0V，
由I=可得，A的电阻值：RA===5Ω；
（2）当A和B串联，两者电阻相同时，它们两端的电压和通过的电流相等，
由图象可知，电路中的电流为0.6A，两元件两端的电压均为3V时符合，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压：U=UA″+UB″=3V+3V=6V；
（3）A和B并联在电压为2.5V的电源两端时，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，两元件两端的电压UA′=UB′=2.5V；
由图象可知，通过两元件的电流IA′=0.5A，IB′=0.4A，
则A、B的电功率之比：====。
故答案为：5；
6；
5：4。
　
12．解：由图甲所示电路图可知，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测定值电阻R2两端电压。
（1）由图甲所示电路可知，滑片在a端时（R2阻值为0），只有定值电阻接入电路，
由图乙所示图象可知，电源电压U=6V；
（2）滑片在b端时，R2的阻值最大为50Ω，
由图乙可知，此时电压表的示数U1=1V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的电压：
U2=U﹣U1=6V﹣1V=5V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，电路中的电流：
I==，即=，
解得：R1=10Ω；
（3）当滑片在a端时，电路中的电阻最小，电路的功率最大，
P大===3.6W。
故答案为：10；50；3.6。
　
13．解：（1）串联电路电流相等，两电阻串联，通过它们的电流之比是1：1；
因为I=，
所以它们两端的电压之比：U1：U2=IR1：IR2=R1：R2=3：5；
由W=W=UIt可得：
Q1：Q2=U1It：U2It=U1：U2=3：5；
（2）并联电路电压相等，则两电阻并联，它们的电压之比是U1：U2=1：1；
通过它们的电流之比：
I1：I2=：=R2：R1=5：3；
由P=UI可得：
P1：P2=U1I1：U2I2=I1：I2=5：3。
故答案为：3：5；3：5；5：3；5：3。
　
14．解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压。
（1）当被测身高增加时，滑片上移，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，
由I=可知，电路中的电流变小，R1两端的电压变小，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R2两端的电压变大，即电压表的示数变大。
（2）当变阻器R2接入电路的阻值是4Ω时，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的电流：
I===0.5A，
则R1消耗的功率：
P1=I2R1=（0.5A）2×5Ω=1.25W。
故答案为：变大；1.25。
　
三．计算题（共5小题）
15．解：由电路图可知，灯泡L与电阻R并联，电流表测干路电流。
（1）由P=UI=可知，小灯泡L的电阻：
RL===24Ω；
（2）因并联电路中各支路两端的电压相等，且小灯泡L正常发光，
所以，电源的电压U=UL=12V，
灯泡正常发光时的电流：
IL===0.5A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，电流表的量程为0～3A，分度值为0.1A，干路电流I=0.8A，
通过电阻R的电流：
IR=I﹣IL=0.8A﹣0.5A=0.3A，
电阻R的阻值：
R===40Ω；
（3）电阻R消耗的电功率：
PR=UIR=12V×0.3A=3.6W。
答：（1）小灯泡L的电阻为24Ω；
（2）电阻R的阻值为40Ω；
（3）电阻R消耗的电功率为3.6W。
　
16．解：（1）闭合开关S1、S2，电热锅处于加热状态，
由图可知，只有R1
接入电路，此时电路中的电流I===2.75A，
电热锅在额定电压下，处于加热状态15min消耗的电能：
W=UIt=220V×2.75A×15×60s=5.445×105J；
（2）开关S2断开、S1仍闭合时，R1与R2串联，电热锅处于保温状态，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电热锅在保温状态的电功率：
P保===100W；
（3）电能表的表盘在6min内转了100转，则电热锅在加热状态下实际消耗的电能：
W′==0.05kW?h=1.8×105J，
电热锅的实际功率：
P实===500W，
由P=可得实际电压：
U实===200V。
答：（1）电热锅在额定电压下，处于加热状态15分钟，消耗的电能是5.445×105J；
（2）电热锅在额定电压下，处于炖煮状态时，电功率为100W；
（3）电热锅的实际电压是200V。
　
17．解：（1）由图知，工作电路为电阻R2的简单电路，
由欧姆定律可得，工作电路工作时的电流：
I2===1.8A；
电阻R2的发热功率：
P2=U2I2=9V×1.8A=16.2W；
（2）发热电阻R2需提供8100J的热量，且热量损失10%，设电阻R2消耗的电能为W2，
即有：Q=（1﹣10%）W2=90%P2t，
则工作电路的工作时间：t==≈556s；
（3）由表格数据可知，当温度为60℃时，热敏电阻的阻值R1=210Ω；
由图知，控制电路中R1和R0串联，
则此时控制电路的总电阻：R总=R1+R0=210Ω+30Ω=240Ω；
由题意可知，此时控制电路的电流至少为15mA，
所以控制电路的最小电源电压为：U1=I1R总=0.015A×240Ω=3.6V。
答：（1）工作电路工作时的电流为1.8A；电阻R2的发热功率为16.2W。
（2）若发热电阻R2需提供8100J的热量，则工作电路要工作556s。
（3）若恒温箱的温度最高不得超过60℃，则控制电路的电源电压U1最小值为3.6V。
　
18．解：（1）由电路图可知，质量表串联在电路中，则应用电流表改装较合适；
（2）当开关S闭合，不称量物体时，R0与R的最大阻值串联；
电路中的电流I===0.1A，
通电10min电阻R消耗的电能：W=I2Rt=（0.1A）2×5Ω×10×60s=30J；
（3）当称量物体质量达到最大时，滑动变阻器接入电路的阻值为零，电路为R0的基本电路；
整个电路消耗的电功率：P===1.8W。
答：（1）图中的质量表用电流表改装较为合适；
（2）当开关S闭合，不称量物体时，通电10min电阻R0消耗的电能是30J；
（3）称量物体质量达到最大时，电路的总功率是1.8W。
　
19．
解：（1）R1接入电路中，由I=可得，电源电压U=I1R1=1A×12Ω=12V；
（2）将R1与另一支定值电阻R2串联后接在原来的电源，
由I=可得：R1两端电压，U1=IR1=0.5A×12Ω=6V，
根据串联电路的总电压等于各分电阻两端的电压之和可得：
U2=U﹣U1=12V﹣6V=6V，
R2消耗的电功率P2=U2I=6V×0.5A=3W。
答：（1）电源电压为12V；
（2）闭合开关后，右图中R2消耗的电功率为3W。