18.2电功率 第2课时　额定功率和实际功率 同步提优 2021-2022学年人教版九年级物理全一册（含答案）

第2课时　额定功率和实际功率
1　理解额定功率和实际功率　　　　　　　
1.李华同学家里的白炽灯泡坏了,妈妈让他去商店买一个新的。他到商店后,需要跟售货员说明灯泡的主要指标是 (　　)
A.额定电压 B.额定功率
C.正常工作时的电阻 D.正常工作时的电流
2.如图所示电路,开关S闭合后,移动滑动变阻器的滑片P,下列各物理量中大小发生改变的是 (　　)
A.小灯泡的额定电压 B.小灯泡的额定功率
C.小灯泡的实际功率 D.滑动变阻器的最大阻值
3.从标有“4 V　2 W”字样的灯泡中,能得到有关灯泡的信息有 (　　)
A.灯泡在任何电压下工作时的功率都是2 W B.灯泡的额定电流为1 A
C.灯泡两端的电压为4 V D.灯泡正常发光时的电阻为8 Ω
4.[2020·安顺] 如图所示是额定电压为3 V的小灯泡的I-U关系图象。根据图象,下列关于小灯泡的一些物理量分析正确的是(　　)
A.电流与电压成正比 B.小灯泡的电阻保持不变
C.额定电流是0.3 A D.额定功率是1.5 W
5.小灯泡L1和L2上分别标有“12 V　12 W”和“12 V　6 W”的字样。L1上的参数“12 W”表示:　　　　　　　　　　　　　　　　。L2的额定电流为　　　　A。两灯泡均正常发光
1 min,L1消耗的电能是L2的　　　　倍。
6.有一盏标有“220 V　22 W”的节能灯,正常发光时灯的电阻为　　　Ω,当实际电压为110 V时,灯的实际功率为　　　　W。(不考虑灯丝电阻的变化)
2　串联电路中电功率的分析与计算　　　　　　　
7.[2021·兰州改编] 一只标有“6 V　3 W”字样的小灯泡L与一个阻值为8 Ω的定值电阻R串联,接在电源电压恒定不变的电路中,接通电路后,小灯泡L恰好正常发光。下列说法不正确的是 (　　)
A.电路中的电流I为0.5 A
B.电源电压U为10 V
C.通电20 s,整个电路消耗的电能W为40 J
D.通电20 s,整个电路消耗的电能W为100 J
8.如图所示,标有“3 V　6 W”的灯L1与标有“3 V　3 W”的灯L2串联。闭合开关后的较长时间内,只有一只灯泡能够正常发光,此时灯L1、L2的实际功率分别是(假设灯丝电阻不变) (　　)
A.1.5 W、3 W B.3 W、3 W
C.6 W、1.5 W D.6 W、3 W
9.小明按如图甲所示连接电路,闭合开关,灯泡L1的功率为P1。他将一个阻值大于L1的灯泡L2串联接入电路(如图乙所示),闭合开关后,L1、L2的功率分别为P1'、P2'(不计温度对灯丝电阻的影响,电源电压恒定),下列关系式正确的是 (　　)
A.P2'>P1'>P1 B.P2'>P1>P1'
C.P1>P2'>P1' D.P1>P1'>P2'
10.如图所示,把标有“6 V　6 W”字样的灯泡L接入电源电压恒为9 V的电路中,为使灯泡L正常发光,需要串联的定值电阻R=　　　　。
11.灯L1标有“12 V　12 W”的字样,灯L2标有“6 V　3 W”的字样,若将两灯串联接在12 V的电路中,则电路中的电流为　　　A,两灯泡实际消耗的总功率为　　　W。(不考虑灯丝电阻的变化)
12.[2020·乐山] 如图所示,已知电源电压保持不变,灯泡L标有“6 V　6 W”字样(不计温度对灯丝电阻的影响)。当断开S1,闭合S2、S3时,灯泡刚好正常发光,电流表示数为2.5 A。求:
(1)电源电压。
(2)电阻R1的阻值。
(3)只闭合开关S1,灯泡L的电功率。
3　并联电路中电功率的分析与计算　　　　　　　
13.分别标有“6 V　6 W”和“6 V　3 W”的甲、乙两只灯泡,经实验测得其I-U特性曲线如图所示。现将甲、乙两灯并联在电路中,当通过两只灯泡的总电流为1 A时,两只灯泡消耗的总功率是 (　　)
A.3 W B.4 W C.4.5 W 　D.6 W
14.如图所示,电源电压不变,L1、L2两灯泡的规格相同。闭合开关,当滑动变阻器的滑片P都从右端向中点滑动过程中,关于两灯的实际功率(不计温度对电阻的影响),下列说法正确的是(　　)
A.L1的实际功率始终比L2小
B.L1的实际功率始终比L2大
C.L1、L2的实际功率相等
D.L1、L2的实际功率都变小
15.在安全工作条件下,将“2.5 V　0.3 A”的小灯泡L1和“3.0 V　0.3 A”的小灯泡L2串联在电路中工作,通过两灯泡的电流之比为　　　　;若将L1和L2并联在另一电源下工作,则L1和L2能够消耗的总功率最大值为　　　　W。(设灯丝电阻不变)
16.[2020·淄博] 如图甲所示,电源电压为3 V且保持不变,灯泡L1标有“3 V　0.9 W”字样,闭合开关,电流表A2的示数如图乙所示,此时灯泡L1的电阻为　　　　Ω,电流表A1的示数为　　　　A,灯泡L1、L2的实际功率之比为　　　　。一段时间后,发现其中一个灯泡熄灭且两电流表示数相同,可能发生的故障是　　　　。
17.[2021·海南] 如图所示,电源电压和灯泡L的电阻不变,灯泡L上标有“6 V　6 W”字样。当开关S、S1均闭合,滑片P移至a端时,电流表示数为2 A,灯泡L正常发光。当开关S闭合,S1断开,滑片P移至b端时,求:
(1)电源电压。
(2)灯泡L的实际功率。
18.小夏将n个标有“3 V　0.3 W”的小灯泡,按照如图甲、乙所示两种连接方式分别接入电压为U的电路中,闭合开关,通过分别调节滑动变阻器R1和R2,使所有灯泡均正常发光。则甲、乙两电路中的总电流与总功率的关系正确的是 (　　)
A.I甲=I乙 B.I甲=I乙
C.P甲=nP乙 D.P甲=n2P乙
第2课时　额定功率和实际功率
1.B　描述灯泡规格的是额定电压和额定功率,在我国家庭电路中,用电器的额定电压均为220 V。用电器正常工作时的电流与正常工作时的电阻一般不会被标识。
2.C　灯泡正常发光时的电压为额定电压,在额定电压下工作时的功率为额定功率,两者具有唯一性,故A、B不符合题意。滑片移动时,变阻器接入电路中的电阻发生变化,则电路中的电流发生变化,灯泡的实际功率发生变化,故C符合题意。滑动变阻器的最大阻值是由电阻丝本身决定的,滑片移动时,滑动变阻器的最大阻值不变,故D不符合题意。
3.D　灯泡上标有“4 V　2 W”字样,表示该灯泡的额定功率为2 W,额定电压为4 V,故A、C错误。由P=UI可得,灯泡的额定电流:I===0.5 A,故B错误。由P=可得,灯泡正常发光时的电阻:R===8 Ω,故D正确。
4.D　由图可知,小灯泡的I-U关系图象是曲线,则小灯泡的电流与电压不成正比,其电阻不是定值,故 A、B错误;由图象可得,电压为3 V(在额定电压下)时电流(额定电流)是0.5 A,故C错误;额定功率P=UI=3 V×0.5 A=1.5 W,故D正确。
5.L1的额定功率为12 W　0.5　2
6.2200　5.5　由P=可得,正常发光时灯的电阻:R===2200 Ω。不考虑灯丝电阻的变化,该灯接入110 V的电路中时其实际功率:P实际===5.5 W。
7.C　灯泡正常发光,通过灯泡的电流:IL===0.5 A,电流中的电流I=IL=0.5 A;
电阻R两端电压:UR=IR=0.5 A×8 Ω=4 V,总电压:U=UL+UR=6 V+4 V=10 V;
通电20 s,整个电路消耗的电能:W=UIt=10 V×0.5 A×20 s=100 J。
8.A　根据P=UI可得,两灯泡的额定电流分别为:
I1===2 A,I2===1 A,
根据欧姆定律可得,两灯泡的电阻分别为:
R1===1.5 Ω,R2===3 Ω,
因为串联电路中各处的电流相等,且只有一只灯泡能够正常发光,故正常发光的是额定电流小的灯泡L2,即L2的实际功率为3 W;
此时电路中的电流I=I2=1 A,则灯泡L1的实际功率:
P1'=I2R1=(1 A)2×1.5 Ω=1.5 W。
9.C　(1)甲电路中灯泡两端电压为电源电压U1,灯泡电阻为R1,灯泡的功率为P1=。(2)乙电路中L1、L2两端电压U1'、U2'的和为电源电压U1,P1'=,因为U1'P1'。(3)因为P1=、P2'=、U2'R1,所以P1>P2'。综上分析可知:P1>P2'>P1'。
10.3 Ω　由灯泡的铭牌可知,灯泡的额定电压为6 V,额定功率为6 W,灯泡正常发光时的电流:IL===1 A;由图可知,灯泡L与电阻R串联,当灯泡正常发光时,R两端的
电压:UR=U-UL=9 V-6 V=3 V;串联电路中电流处处相等,所以IR=IL=1 A,则R的阻值
为R===3 Ω。
11.0.5　6　根据公式R=可分别求出两个灯泡的电阻均为12 Ω,根据公式I=可求出电路中的电流为I===0.5 A,两灯泡实际消耗的总功率为P=UI=12 V×0.5 A=6 W。
12.(1)当断开S1,闭合S2、S3时,灯泡L与R1并联,
因并联电路中各支路两端的电压相等,且灯泡刚好正常发光,
所以,电源的电压:U=U1=UL额=6 V。
(2)由P=UI可得,小灯泡正常发光时通过灯泡的电流:
IL===1 A,
通过R1的电流:
I1=I-IL=2.5 A-1 A=1.5 A,
由I=可得,R1的阻值:
R1===4 Ω。
(3)小灯泡的电阻:RL===6 Ω,
只闭合开关S1,小灯泡L与R1串联,
电路中的电流:I'===0.6 A,
此时灯泡L的电功率:PL=I'2RL=(0.6 A)2×6 Ω=2.16 W。
13.A　由题意知,两灯泡并联,则它们两端的电压相等,且通过两个灯泡的电流之和为
1 A,由图象知,当两灯泡两端的电压为3 V,通过甲灯泡的电流为0.6 A,通过乙灯泡的电流为0.4 A时符合,则两个灯泡消耗的总功率为P=UI=3 V×1 A=3 W。
14.A　图甲中灯泡L1与滑动变阻器串联,图乙中灯泡L2与滑动变阻器并联,又由题目知电源电压不变,所以滑动变阻器滑片P从右端向中点滑动过程中,L1两端的电压小于电源电压,L2两端的电压等于电源电压,即L1两端的电压始终小于L2两端的电压,由于L1、L2两灯泡的规格相同且不计温度对电阻的影响,所以两灯的电阻相等且不变,由公式P=知,L1的实际功率始终小于L2的实际功率,故 A正确,B、C错误。图甲中灯泡L1与滑动变阻器串联,当滑动变阻器的滑片P从右端向中点滑动的过程中,其接入电路中的电阻变小,电路总电阻变小,由公式I=可知,电路中电流变大,所以,由公式P=I2R可知,灯泡L1的实际功率变大;图乙中灯泡L2与滑动变阻器并联,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,灯泡L2的实际功率不变,故D错误。
15.1∶1　1.375
将小灯泡L1和L2串联在电路中工作时,通过两灯的电流之比为1∶1;将L1和L2并联在另一电源下工作时,电路两端的最大电压U=U1=2.5 V,此时小灯泡L1正常发光,通过的电流I1=0.3 A,小灯泡L2的电阻:R2===10 Ω,则通过灯泡L2的电流:I2'===0.25 A,干路电流I=I1+I2'=0.3 A+0.25 A=0.55 A,L1和L2能够消耗的总功率最大值:P=UI=2.5 V×0.55 A=
1.375 W。
16.10　0.7　3∶4　L1断路
(1)由电路图可知,闭合开关,两灯泡并联,电流表 A1测量干路电流,电流表 A2测量通过L2的电流;根据并联电路的电压特点可知:U1=U2=U=3 V,已知U1额=3 V,所以灯泡L1正常工作,根据P=可得L1的电阻:R1===10 Ω;灯泡L1正常工作时的电流:I1===0.3 A;由图甲可知,电流表 A2的量程是0~0.6 A,则由图乙可知其示数为0.4 A,即通过L2的电流I2=
0.4 A;所以,干路电流I=I1+I2=0.3 A+0.4 A=0.7 A,即电流表 A1的示数为0.7 A;L1、L2的实际功率之比为 P1∶P2=U1I1∶U2I2=(3 V×0.3 A)∶(3 V×0.4 A)=3∶4。(2)一段时间后,其中一个灯泡熄灭,说明可能是电路出现开路或该灯泡短路;由于另一个灯泡发光,则说明不可能是灯泡短路,否则另一个灯泡不能发光;由于两电流表有示数且相同,说明发光的灯泡是L2,则故障是L1断路。
17.(1)当开关S、S1均闭合,滑片P移至a端时,灯泡和变阻器并联,因为灯泡正常发光,所以电源电压U=UL=6 V。
(2)通过灯泡的电流:IL===1 A,
通过变阻器的电流:I变=I-IL=2 A-1 A=1 A,
滑动变阻器的最大阻值:R滑===6 Ω,
灯泡的电阻:RL===6 Ω,
当开关S闭合,S1断开,滑片P移至b端时,灯泡与滑动变阻器(接入电路的阻值最大)串联,此时总电阻为R=R滑+RL=6 Ω+6 Ω=12 Ω,
电路中的电流:I'===0.5 A,
则灯泡的实际功率为P实=I'2RL=(0.5 A)2×6 Ω=1.5 W。
18.C　由题意可知,电路中所有小灯泡的规格都相同,且小灯泡在两个电路中都正常发光。小灯泡的额定电流为I额===0.1 A,则甲电路中的总电流为I甲=n×0.1 A,乙电路中的电流为I乙=0.1 A,则有I甲=nI乙 ,故A、B错误。甲电路中的总功率为P甲=UI甲,乙电路中的总功率为P乙=UI乙,因I甲=nI乙 ,所以P甲=UI甲=U×nI乙=nUI乙=nP乙,故C正确、D错误。