【卷02】 第十八章 第2节 电功率——2021～2022学年九年级物理下册同步作业练习（含解析）

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第十八章 电功率
第2节 电功率〔共2课时〕
第1课时 电功率及其简单计算
基础达标练
知识点1 电功率
1.下列是几位同学对“电功率”这个概念的理解,你认为正确的是 ( )
A.电功率越大,电流通过用电器时做功越慢 B.电功率越大,电流通过用电器时做功越快
C.电功率越大,消耗的电能一定越多 D.电功率越大,所用的时间一定越少
2.如图所示是一些家用电器,在这些用电器中,正常工作时电功率大约为1000W的是 ( )
3.LED灯泡因其亮度大、节约电能、工作寿命长等优点已经步入了大多数家庭。如图所示的这款LED灯泡正常工作时的功率为8W,这表示________________。换算：8W＝________kW。
4.甲用电器通电5s,消耗电能15J；乙用电器通电2s,消耗电能8J,则________(选填“甲”或“乙”)用电器做功快。
知识点2 公式P=的应用
5.晶晶的爸爸从商场买回一个电饼铛,如图所示。该电饼铛正常工作时的电功率为1200W,则该电饼铛正常工作1min消耗的电能是 ( )
A.0.02kW B.0.02kW·h C.1200J D.7.2×103J
6.小君家有5盏“220V 24W”的LED灯,1.2kW·h的电能可以让这些灯同时正常工作的时间是 ( )
A.0.1h B.1h C.10h D.100h
7.某品牌“新节能”系列空调具备超级节能功效,使用过程中只需按下遥控器上面的“ECO”键便可使空调进入EC0节能运行模式。若压缩机制冷时间为4h时消耗1度电,则该模式下空调的制冷功率为________W。
知识点3 公式P＝UI的应用
8.家用手电筒通常用两节干电池作电源,其正常发光时的电流为0.32A,则小灯泡的电功率最接近 ( )
A.1W B.10W C.0.1 kW D.1kW
9.如图所示,闭合开关后,电流表A1和A2的示数之比是4∶1,则L1与L2的电功率之比是________。
知识点4 “千瓦时”的来历
10.MID是一种“比智能电话大、比笔记本小”的互联网终端,类似于平板电脑。某MID设备正常工作时的电功率为1.5W,若用它正常播放某视频短片半小时,则在此过程中消耗的电能为________J。0.5kW·h的电能可供其正常使用________S.
重点提升练
11.智能手机在电池电量不足的时候可以设置成“省电模式”来延长使用时间,这样做可以 ( )
A.提高电池电压 B.减小总功率 C.降低电池电压 D.给电池充电
12.小明利用自家的电能表(表盘如图所示)测量某一用电器的电功率。当电路中只有这一个用电器连续工作时,测得在6min内电能表的指示灯闪烁了160次,那么这个用电器可能是 ( )
A.电饭锅 B.台灯 C.彩色电视机 D.洗衣机
13.如图所示是R1、R2两电阻的U-I图像,将R1、R2并联后接人电路,结合图中信息可知 ( )
A.R1的功率比R2的功率小 B.通过R1和R2的电流相等 C.R1的电压比R2的电压小 D.R1的阻值比R2的阻值小
14.在家庭用电的调查活动中,小明听妈妈说“使用20W的白炽灯比使用60W的白炽灯省电”。小明经过研究发现,这种说法是指它们正常工作相同的时间,使用功率为20W的白炽灯比使用功率为60W的白炽灯消耗的电能________(选填“少”或“多”)。
15.某品牌手机待机时的电流约为10mA,电压为5V,则该手机待机时的电功率为________W。若该手机电池充满电可供其待机工作200h,则手机电池充满电时储存的电能为________J。
16.随着LED节能灯的推广,白炽灯泡将逐渐迈入“博物馆”。如图所示,一种环保节能型手电筒采用4.2V的可充电电池,灯罩中有7只LED小灯泡。当一只小灯泡熄灭后,其余小灯泡仍可正常工作。在工作时通过每只小灯泡的电流为20mA,则每只灯泡的电功率为________W,它工作1min消耗________J的电能。
17.民航局规定：严禁乘客携带超过“160W·h(瓦时)”的锂电池上飞机。某品牌笔记本电脑的电池铭牌标有“10.8V 10A·h”的字样,充满电后,它储存的电能为________kW·h,该笔记本电脑________(选填“能”或“不能”)带上飞机。
18.如图所示的电路,电源电压保持不变,电阻R1为6Ω,电阻R2为4Ω。闭合开关S,电压表的示数为6V,则电流表的示数为________A,电源电压为________V。此时电阻R1消耗的电功率为________W。
19.如图所示的电路,电源电压保持不变,定值电阻R2的阻值为10Ω,闭合开关后,通过R2的电流为0.6A,干路中的电流为1A。求：
(1)电源电压U；
(2)电阻R1消耗的电功率P1。
核心素养练
20.如图所示的电路,电阻R1的阻值为5Ω,R2的阻值为10Ω,闭合开关后,R1两端的电压为5V。求：
(1)电路中的电流；
(2)R2两端的电压；
(3)电路消耗的总功率。
21.近期小区进行“三供一业”线路改造,对家家户户的电能表进行了更换。爱思考的小明对单元楼中的新电能表产生了研究兴趣,他想用他家的电能表测量家里空调的电功率。请你利用电能表再添加必要的器材设计一种方法,帮助小明测出家里空调的电功率。
(1)补充的器材：____________________________________________________________。
(2)实验步骤：____________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
★防错小贴士★
注意电功率计算中的单位换算。(详见第7、16题)
第2课时 额定电压 额定功率
基础达标练
知识点1 额定电压和额定功率
1.小华家的电水壶的铭牌上标有“220V 1100W”字样,其中220V表示________________,1100W表示________。电水壶正常工作时的电流为________A。
2.甲、乙、丙三盏电灯分别标有“220V 40W”“110V 40W”和“36V 40W”字样,当它们都正常工作时,则 ( )
A.甲灯较亮 B.乙灯较亮 C.丙灯较亮 D.三盏灯一样亮
3.把“220V 20W”的节能灯接到电路中,早晨节能灯明显比夜间要亮。这主要是由于它的 ( )
A.额定电压不同 B.额定电流不同 C.实际功率不同 D.额定功率不同
知识点2 实际功率的计算
4.将标有“220V 100W”的电灯接在110V的电源上时,灯泡的阻值是________Ω,灯泡的实际功率是________W,此时灯泡________(选填“能”或“不能”)正常发光。(忽略温度对灯丝电阻的影响)
5.现有规格为“6V 6W”和“6V 3W”的甲、乙两盏灯泡。将两灯泡串联在电路中,当通过它们的电流为0.5A时,甲灯泡的实际功率为________W,乙灯泡的实际功率为________W；将两灯泡并联在电路中,电源电压为3V,甲灯泡的实际功率为________W,乙灯泡的实际功率为________W。(忽略温度对灯丝电阻的影响)
6.标有“2.5V 0.3A”字样的甲灯泡和标有“3.8V 0.3A”字样的乙灯泡,若它们的灯丝是用长度相同的钨丝制成的,则灯丝较粗的是________灯。将它们串联接在3V的电源上,更亮的是________灯。如果两只灯泡并联,更亮的是________灯。(忽略温度对灯丝电阻的影响)
重点提升练
7.每个用电器都配有一个铭牌。下表是某品牌电风扇铭牌上的一些信息,下列说法正确的是 ( )
A.电风扇工作时两端的电压一定是220V B.电风扇只有在220V的电路中才能正常工作
C.电风扇的实际功率一定为50W D.电风扇正常工作1min消耗的电能是50J
8.家庭电路中有两只同样大小的白炽灯泡,灯丝材料、长度都相同,一只“220V 15W”,另一只“220V 100W”。现在两只灯泡的铭牌已经模糊不清,为了将其区分开,下列说法正确的是 ( )
A.灯丝粗的是“220V 100W”,灯丝细的是“220V 15W”
B.串联在家庭电路中,较亮的是“220V 100W”,较暗的是“220V 15W”
C.并联在家庭电路中,较亮的是“220V 15W”,较暗的是“220V 100W”
D.以上说法均错误
9.标有“6V 1.5W”的小灯泡,通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示。若把这样的三只灯泡串联起来,接在12V的电源两端,则下列说法正确的是 ( )
A.串联后,三只小灯泡都可以正常发光 B.串联后,每只小灯泡的电阻为240
C.串联后,每只小灯泡的实际功率为0.8W D.串联后,每只小灯泡的实际功率为0.96W
10.将额定电压相同的两个灯泡L1、L2串联后接入电路中,如图所示。接通电路后发现灯泡L1要比L2亮一些,则下列判断正确的是 ( )
A.灯L1的电阻比L2的小 B.灯L1的额定功率比L2的大
C.灯L1两端的电压大 D.通过灯L1的电流大
11.将分别标有“3V 3W”“6V 3W”字样的甲、乙两只灯泡串联接入电路,在长时间的工作过程中,允许加在它们两端的最高电压是________V,此时________(选填“甲”或“乙”)灯更亮,甲灯实际消耗的电功率是________W。(忽略温度对灯丝电阻的影响)
12.一个标有“4V 2W”的小灯泡,如果接在6V的电源上,必须串联一个阻值为________Ω的电阻才能使小灯泡正常发光,这个电阻消耗的电功率是________W。
13.小明家的电能表如图所示,现将一台额定功率为880W的电暖器单独接入电路中正常工作30min,通过电暖器的电流是________A,这个过程中电能表的转盘转了________转。
14.有一种亮度可以调节的小台灯,其电路如图甲所示。电源电压为15V,通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图乙所示,灯泡L的额定电压为12V,则灯泡L的额定功率为__________W。调节滑动变阻器R,使灯泡L的电压为6V,此时滑动变阻器消耗的电功率为________W。
15.如图所示是通过灯L和定值电阻R的电流跟其两端电压关系的图像。若将灯L与R并联,接在电压为4V的电源两端,则灯L的实际功率是________W；将灯L与R串联,接在电压为5V的电源两端,则灯L的实际功率是________W。
16.人类正面临能源危机,为了找到更节能的光源,科学家做了大量的实验,实验发现下表中的LED灯和白炽灯在正常工作时,光照强度相同。
请通过计算解答下列问题：
(1)LED灯正常工作时的电流是多大？
(2)正常工作10h,使用一个LED灯比一个白炽灯可节约多少电能？
17.如图所示,小灯泡L的额定电压为3.8V,定值电阻R的阻值为20Ω,闭合开关,通过R的电流为0.1A,通过L的电流为0.2A。求：
(1)此时灯L的电阻；
(2)灯L的实际功率；
(3)通电20s,灯L和R消耗的总电能。
核心素养练
18.如图所示是小亮设计的“挂钩式电子秤”的电路原理图。电源电压恒定,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,滑片P与挂钩固定在一起。不挂物体时,滑片P在R2最上端,挂上物体时,滑片P随挂钩向下移动。在电子秤量程范围内,下列判断正确的是 ( )
A.不挂物体时,电压表的示数为电源电压
B.所挂物体越重,电流表的示数越大
C.所挂物体越轻,电路消耗的总功率越大
D.所挂物体质量发生变化时,电压表与电流表示数的比值不变
★防错小贴士★
1.由P＝UI和I＝可推出P＝＝I2R。(详见第4、5题)
2.在计算灯泡的实际功率时,要看清题目是否忽略温度对灯丝电阻的影响。(详见第4、5、11题)
第3课时 电功率的综合计算
1.对于1kW·电能的作用,下列说法正确的是( )
A.能使笔记本电脑工作约3min B.能使洗衣机工作约5h
C.能使笔记本电脑工作约10h D.能使洗衣机工作约30h
2.一只电阻两端的电压由3V增大到4V时,通过该电阻的电流增加了0.25A,则该电阻消耗的电功率增加了( )
A.0.25W B.1.75W C.0.75W D.1W
3.如图所示的电路中,电源的电压保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,闭合开关S,当滑片P向右移动时( )
A.电流表的示数变大 B.电压表的示数不变 C.R1消耗的电功率减小 D.电路消耗的总功率增大
4.如图甲所示的电路,开关闭合后,将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端,电流表与电压表示数的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为4V B.R0的阻值为5Ω
C.滑动变阻器的最大阻值为5Ω D.R的最大功率为0.45W
5.如图所示,灯泡L1(“6V 6W”)和灯泡L2(“12V 6W”)串联在电压为12V的电源上,闭合开关S后,两灯都能发光。下列说法正确的是(忽略温度对灯丝电阻的影响)( )
A.L2更亮些 B.电流表的示数为0.5A
C.L2的实际功率为38.4W D.若把电源电压更换为18V,则两个灯泡都能正常工作
6.铭牌标有“220V 40W”灯泡的电阻为________Ω。当灯泡两端的电压为121V时,灯泡的实际功率为________W。(忽略温度对灯丝电阻的影响)
7.快充已经成为很多手机的标配。现有一款手机电池容量为4000mA·h,放电电压为4V,它充满电后储存的电能为________J。使用该手机的快充功能,充电时的电压为________5V,1.25h即可充满,则充电时的电流为________A。
8.小明家电能表的表盘如图所示,他家同时工作的用电器的总功率不宜超过________W。将一台额定功率为1000W的冷暖空调接入电路中,当它正常工作2h后,他家电能表上计数器的示数为________kW·h。
9.有两个电路元件A和B,通过元件的电流与其两端电压的关系如图所示。根据图像可知,A的电阻为________Ω。若将A、B并联在电压为1.5V的电源两端,则干路电流为________A,A消耗的电功率为________W；若将A、B串联在电压为4.5V的电源两端,则B消耗的电功率为________W。
10.如图所示的电路,电源电压恒为6V。闭合开关S后,电流表A1的示数为0.5A,A2的示数为0.3A,则电阻R1的电功率是________W。在相同时间内,电流通过电阻R1、R2做功之比为________
11.元旦晚会上,同学们在教室里挂起了一种叫“满天星”的节日彩灯,这种彩灯每组有100只小灯泡串联,若将它们接在220V电压下,则每只小灯泡两端的电压为________V；电流表测得插头处的电流为200mA,则这串小彩灯消耗的总功率为________W。
12.如图所示,电源电压U保持不变,电阻R1的阻值为6Ω,电阻R2的阻值为18Ω。当闭合开关S时,电压表的示数为3V。求：
(1)电流表的示数I；
(2)电源电压U；
(3)电阻R2消耗的电功率P2。
13.如图所示,电源电压恒为3V,滑动变阻器R1标有“20Ω 2A”字样。只闭合开关S,电流表的示数为0.3A。求：
(1)电流在10s内通过电阻R2所做的功；
(2)再闭合开关S1,移动滑动变阻器的滑片P,使R1和R2消耗的总功率最小,求最小总功率P最小
14.如图所示,电源电压为6V,两个定值电阻RI＝100Ω,R2＝300Ω。求：
(1)只闭合S2时,电路中的电流；
(2)断开S1,闭合S2、S3时,通电5min电路消耗的电能；
(3)断开S2,闭合S1、S3时,该电路的总功率。
15.如图所示,L是标有“6V 2.4W”字样的小灯泡,R是定值电阻,电源电压恒定。断开开关S2,闭合开关S1和S3,灯泡正常发光,电流表的示数为0.6A。求：(忽略温度对灯丝电阻的影响)
(1)灯泡正常发光1min消耗的电能；
(2)定值电阻R的阻值；
(3)当断开开关S1和S3,闭合开关S2时,电路消耗的总功率。
《参考答案及解析》
第2节 电功率
第1课时 电功率及其简单计算
1.B
[解析]电功率是指电流在单位时间内做功的多少,是表示电流做功快慢的物理量。电功率是由功和时间共同决定的。
2.D
[解析]液晶电脑的功率约为100W；数字电视的功率约为150W；节能冰箱的电功率约为220W。
3.电流1s内做的功是8J 0.008
4.乙
[解析]分别计算出甲、乙电器消耗电能和通电时间的比值,可得乙做功快。
5.B
[解析]该电饼铛正常工作1min,消耗的电能W＝Pt＝1200W×60s＝7.2×104J＝0.02kW·h。
6.C
[解析]5盏“220V 24W”的LED灯的总功率P＝5×24W＝120W＝0.12kW。由P=可得,1.2kW·h的电能可供这些灯同时正常工作的时间t＝＝＝10h。
7.250
[解析]该模式下空调的制冷功率为P=＝＝0.25kW＝250W。
8.A
[解析]手电筒的电源电压U＝1.5V×2＝3V,小灯泡的电功率P＝UI＝3V×0.32A＝0.96W≈1W。
9.3:1
[解析]闭合开关后,灯L1和L2并联,电流表A1测量总电流,电流表A2测量通过L2的电流。已知电流表A1和A2的示数之比是4：1,则通过灯L1和L2的电流之比为I1∶I2＝3∶1。电压之比为U1:U2＝1:1。由P＝UI可知,L1与L2的电功率之比为P1:P2＝3:1。
10.2700 1.2×106
[解析]MID设备播放视频半小时消耗的电能W＝Pt＝1.5W×0.5×3600s＝2700J。
0.5kW·h的电能可供其正常使用的时间t＝＝＝1.2×106s。
11.B
[解析]当手机电量所剩无几时,即剩余的电能W一定,由P=可得t＝,所以要延长使用时间t,应减小手机功率P,即手机的“省电模式”是通过减小手机功率的方式来延长使用时间的。
12.A
[解析]用电器消耗的电能W＝kW·h＝0.1kW·h；用电器的功率P＝＝＝1kW＝1000W。符合题意的只有电饭锅。
13.A
[解析]因并联电路两端电压相等,由图可知,当两电阻两端电压相等时,通过R2的电流大于通过R1的电流；由P＝UI可知,R1的功率比R2的功率小；由R＝可知R1>R2。
14.少
[解析]由W＝Pt可知,在灯泡正常工作相同时间时,使用功率为20W的白炽灯比使用功率为60W的白炽灯消耗的电能少。
15.0.05 36000
[解析]手机待机时的电功率P＝UI＝5V×10×10-3A＝0.05W。手机电池充满电时储存的电能W＝Pt＝0.05W×200×3600s＝36000J。
16.0.084 5.04
[解析]由“当一只小灯泡熄灭后,其余小灯泡可正常工作”可知,7只小灯泡并联,每只灯泡两端的电压为4.2V。每只灯泡的电功率P＝UI＝4.2V×0.02A＝0.084W,它工作1min消耗的电能W＝Pt＝0.084W×60s＝5.04J。
17.0.108 能
[解析]该笔记本电脑的电池铭牌标有“10.8V 10A·h”字样,则充满电后储存的电能W＝UIt＝10.8V×10A×3600s＝3.888×105J＝0.108kW·h＝108W·h。因为108W·h<160W·h,所以该笔记本电脑可以带上飞机。
18.1 10 6
[解析]R1、R2串联,电压表测量R1两端的电压,电流表测量电路中的电流。电路中的电流I＝＝＝1A,电源电压U＝I(R1+R2)＝1A×(6Ω+4Ω)＝10V,R1消耗的电功率P1＝UI＝6V×1A＝6W。
19.解：
(1)电阻R、R2并联,由I＝可得,电源电压U＝U1＝U2＝I2R2＝0.6A×10Ω＝6V。
(2)通过电阻R1的电流I1＝I-I2＝1A-0.6A＝0.4A,电阻R1消耗的电功率P1＝U1I1＝6V×0.4A＝2.4W。
20.解：
(1)电路中的电流I＝Il＝＝＝1A。
(2)根据欧姆定律可得,R2两端的电压U2＝IR2＝1A×10Ω＝10V。
(3)电源电压U＝U1+U2＝5V+10V＝15V,电路消耗的总功率P＝UI＝15V×1A＝15W。
21.(1)停表
(2)①关闭家里所有用电器；②看清电能表的铭牌,并作记录为N；③开启空调,同时按下停表,记录电能表转n圈所用的时间t；④根据记录的数据计算空调的电功率P＝＝
第2课时 额定电压额定功率
1.电水壶正常工作时的电压为220V 电水壶正常工作时的电功率为1100W 5
[解析]该电水壶正常工作时的电流I＝＝＝5A。
2.D
[解析]甲、乙、丙三盏电灯都在额定电压下工作,实际功率都等于各自的额定功率,实际功率都是40W,实际功率相同,亮度相同。
3.C
[解析]灯泡的亮暗取决于灯泡的实际功率,实际功率越大,灯泡越亮。早晨节能灯的实际功率比夜间的大。
4.484 25 不能
[解析]灯泡的电阻R＝＝＝484Ω。将它接在110V的电源上,灯泡的实际功率P实＝＝＝25W。
5.1.5 3 1.5 0.75
[解析]两灯泡的电阻分别为R甲＝＝＝6Ω,R乙＝＝＝12Ω。将两灯泡串联在电路中,当通过它们的电流为0.5A时,甲灯泡的实际功率P甲1＝I2R甲＝(0.5A)2×6Ω＝1.5W,乙灯泡的实际功率P乙1＝I2R乙＝(0.5A)2×12Ω＝3W。将两灯泡并联在电路中,电源电压为3V,甲灯泡的实际功率P甲2＝＝＝1.5W,乙灯泡的实际功率P乙2＝＝＝0.75W。
6.甲 乙 甲
[解析]两灯的电阻分别为R甲＝＝≈8.3Ω,R乙＝＝≈12.7Ω,所以R甲7.B
[解析]电风扇在实际工作时,其两端电压不一定为额定电压,不一定等于220V；电风扇在实际工作时,其实际功率不一定为额定功率50W；电风扇正常工作1min消耗的电能W＝Pt＝50W×60s＝3000J。
8.A
[解析]由P＝可知,当额定电压相等时,额定功率大的灯泡电阻小,在材料、长度相同时,横截面积大的电阻小,故由灯丝的粗细识别额定功率的大小,100W的灯丝粗,15W的灯丝细。由R＝可知,“220V 15W”的灯泡电阻大于“220V 100W”的灯泡电阻,串联在家庭电路中,串联电路中电流处处相等,由P＝I2R可知,“220V 15W”的灯泡的实际功率大,则较亮的是“220V 15W”,较暗的是“220V 100W”。并联在家庭电路中,家庭电路的电压为220V,其实际功率等于其额定功率,则较亮的是“220V 100W”,较暗的是“220V 15W”。
9.C
[解析]三只灯泡串联且规格相同,所以通过它们的电流和它们的电阻都相同,即这三只灯泡两端分得的电压都相同。当三只灯泡串联接在12V的电源两端时,每只灯泡两端的电压都为U＝4V,小于其额定电压6V,故三只小灯泡都不能正常发光。由图可知,当U＝4V时,I＝0.2A,小灯泡的电阻R＝＝＝20Ω,小灯泡的实际电功率P＝UI＝4V×0.2A＝0.8W。
10.C
[解析]两灯串联时的电流相等,L1比L2亮一些,说明实际功率P1>P2。由P＝I2R可知R1>R2,由U＝IR可知U1>U2。两灯的额定电压相等,则由P＝可知P1额11.7.5 乙 0.75
[解析]两灯的额定电流分别为I甲＝＝＝1A,I乙＝＝＝0.5A,两灯泡的电阻分别为R甲＝＝＝3Ω,R乙＝＝＝12Ω.因串联电路中各处的电流相等,两灯串联时,电路中的最大电流I＝0.5A,所以允许加在它们两端的最高电压U＝I(R甲+R乙)＝0.5A×(3Ω+12Ω)＝7.5V。由P＝I2R可知,乙灯的实际功率大,故乙灯更亮。甲灯实际消耗的电功率P甲′＝I2R甲＝(0.5A)2×3Ω＝0.75W。
12.4 1
[解析]灯泡正常发光时的电压为4V,串联电阻两端的电压UR＝U-UL＝6V-4V＝2V,灯泡正常工作时电路中的电流I＝＝＝0.5A,串联电阻的阻值R＝＝＝4Ω,电阻消耗的电功率PR＝URI＝2V×0.5A＝1W。
13.4 1320
[解析]通过电暖器的电流I＝＝＝4A。电暖器单独正常工作30min消耗的电能W＝Pt＝0.88kW×0.5h＝0.44kW·h,电能表转盘转过的转数n＝3000r/(kW·h)×0.44kW·h＝1320r.
14.9.6 5.4
[解析]由图乙可知,灯泡两端的电压U额＝12V时,通过灯泡的电流I额＝0.8A,则灯泡的额定功率P额＝U额I额＝12V×0.8A＝9.6W。由图乙可知,当U＝6V时,I＝IL＝0.6A,滑动变阻器两端的电压U滑＝U-UI＝15V-6V＝9V,此时滑动变阻器消耗的电功率P＝U滑I＝9V×0.6A＝5.4W。
15.3.2 0.4
[解析]将灯L与R并联在4V的电路中时,UR＝UL＝4V,由图可知,通过灯L的电流IL＝0.8A,则灯L的实际功率P实＝ULIL＝4V×0.8A＝3.2W。将灯L与R串联接在电压为5V的电源两端时,串联电路中各处的电流相等,且总电压等于各分电压之和。当电路中的电流为0.4A时,灯L两端的电压为1V,R两端的电压为4V,满足电源电压为5V,此时灯L的实际功率P实′＝UL′IL′＝1V×0.4A＝0.4W。
16.解：
(1)根据P＝UI可得,LED灯正常工作时的电流I＝＝＝0.5A。
(2)正常工作10h,使用一个LED灯比使用一个白炽灯可节约的电能W＝(P白炽灯-PLED)t＝(0.1kW-0.012kW)×10h＝0.88kW·h。
17.解：
(1)由I＝可得,R两端的电压UR＝IRR＝0.1A×20Ω＝2V,灯L和R并联,灯L两端的实际电压UL＝UR＝2V,灯L的电阻RL＝
＝＝10Ω
(2)L的实际功率P实＝ULIL＝2V×0.2A＝0.4W。
(3)电路中的总电流I＝IR+IL＝0.1A+0.2A＝0.3A,L、R共消耗的电能W＝UIt＝2V×0.3A×20s＝12J。
18.C
[解析]由图可知,定值电阻R1、滑动变阻器R2串联,电压表测量变阻器R2两端的电压,电流表测量电路中的电流。不挂物体时,滑片P在R2的最上端,变阻器连入电路的电阻为0,则电压表的示数为0。所挂物体越重,滑片P向下移动的距离越大,变阻器R2连入电路的电阻越大,总电阻越大。由I＝可知,电路中的电流越小,即电流表的示数越小。同理可知,所挂物体越轻,变阻器R2连入电路的电阻越小,总电阻越小,由欧姆定律可知,电路中的电流越大,由P＝UI可知,电路消耗的总功率越大。所挂物体质量发生变化时,变阻器R2连入电路的电阻发生变化,由欧姆定律可知,电压表的示数与电流表示数的比值等于变阻器R2连入电路的电阻,所以该比值会发生变化。
第3课时 电功率的综合计算
1.B
[解析]笔记本电脑的电功率约为P＝100W＝0.1kW,由t＝可得,1kW·h电能可供其工作的时间t＝10h。洗衣机的电功率约为P′＝300W＝0.3kW,则1kW·h电能可供其工作的时间t′≈3.3h。
2.B
[解析]当U＝3V时,电路中的电流I1＝＝,当U′＝4V时,电路中的电流I2＝＝,则△I＝－＝
0.25A,解得R＝4Ω。由P＝UI和I＝可得P＝,则△P＝
－=－＝
1.75W。
3.C
[解析]两电阻串联,电压表测量R2两端的电压,电流表测量电路中的电流。滑片P向右移动时,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,即电流表的示数变小。由U＝IR可知,定值电阻R1两端的电压变小,则滑动变阻器R2两端的电压变大,即电压表的示数变大。R1两端的电压变小,通过R1的电流变小,由P＝UI可知,R1消耗的电功率减小。因电源的电压不变,由P＝UI可知,电路消耗的总功率减小。
4.B
[解析]由图甲可知,电流表测量电路中的电流,电压表测量R两端的电压。当滑片位于b端时,电路为R的简单电路,电压表测量电源电压,此时电路中的电流最大。由图乙可知,电源电压U＝3V,电路中的最大电流I大＝
0.6A,则R0＝＝＝5Ω。当滑片位于a端时,接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,由图乙可知,电路中的最小电流I小＝0.1A,电路中的总电阻R总＝＝＝30Ω,所以滑动变阻器的最大阻值R＝R总-R0＝30Ω-5Ω＝25Ω。电路中的电流最大时,R0的最大功率P＝UI大＝3V×0.6A＝1.8W。
5.A
[解析]闭合开关S后,灯泡L1和L2串联接在电路中。灯泡L1的电阻R1＝＝＝6Ω,灯泡L2的电阻R2＝＝＝24Ω。电路中的总电阻R＝R1+R2＝6Ω+24Ω＝30Ω,所以电路中的电流I＝＝＝0.4A,即电流表的示数为0.4A。灯泡L1的实际功率P1实＝I2R1＝(0.4A)2×6Ω＝0.96W,灯泡L2的实际功率P2实＝I2R2＝(0.4A)2×24Ω＝3.84W。由于P2实>P1实,所以L2更亮些。因为两个灯泡的额定电流不同,所以当它们串联时,不可能同时正常工作。
6.1210 12.1
[解析]由题中已知可得,灯泡的电阻R＝＝
＝1210Ω。当灯泡两端的电压为121V时,灯泡的实际功率P实＝＝＝12.1W。
7.57600 2.56
[解析]手机电池的容量为4000mA·h＝4A·h,它充满电后储存的电能W＝UIt＝4V×4A×1×3600s＝57600J。快充充电时的电流I′＝＝＝2.56A。
8.2200 33.6
[解析]同时工作的用电器的总功率不宜超过P总＝UI＝220V×10A＝2200W。冷暖空调工作2h消耗的电能W＝Pt＝1kW×2h＝2kW·h,电能表的示数为2kW·h+31.6kW·h＝33.6kW·h。
9.5 0.5 0.45 1
[解析]当通过A的电流IA＝0.4A时,A两端的电压UA＝2.0V,A的阻值RA＝＝＝5Ω。A和B并联在电压为1.5V的电源两端时,两元件两端的电压UA1,＝UB1,＝1.5V,通过两元件的电流IA1,＝0.3A,IB1,＝0.2A,干路电流I1＝IA1+IB1＝0.3A+0.2A＝0.5A。A消耗的电功率PA1＝UA1IA1＝1.5V×0.3A＝0.45W。电路元件A和B串联在电源电压为4.5V电路中时,串联电路中各处的电流相等。由图像可知,当I2＝0.4A时,UA2＝2V,UB2＝2.5V,即此时电路中的电流为0.4A,B消耗的电功率PB2＝UB2I2＝2.5V×0.4A＝1W。
10.1.8 3:2
[解析]两电阻并联,电流表A2测量通过R1的电流,A1测量干路中的电流。通过R2的电流I2＝I-I1＝0.5A-0.3A＝0.2A,电阻R1消耗的电功率P1＝UI1＝6V×0.3A＝1.8W。在相同时间内电流通过电阻R1、R2做功之比W1:W2＝UI1t:UI2t＝I1:I2＝0.3A:0.2A＝3:2。
11.2.2 44
[解析]这种彩灯每串有100只小灯泡串联,电源电压U＝220V,每只小灯泡两端的电压U1＝＝2.2V；用电流表测得插头处的电流为200mA,这串小彩灯电路中的电流I＝200mA＝0.2A,这串小彩灯消耗的总功率P＝UI＝220V×0.2A＝44W。
12.解：当闭合开关S时,两电阻串联,电压表测量电阻R1的电压,电流表测量电路中的电流。
(1)通过电阻R1的电流为I＝＝＝0.5A,即电流表的示数为0.5A。
(2)由I＝可得,电阻R2两端的电压为U2＝IR2＝0.5A×18Ω＝9V,电源电压U＝U1+U2＝3V+9V＝12V。
(3)电阻R2消耗的电功率P2＝U2I＝9V×0.5A＝4.5W。
13.解：
(1)只闭合开关S,只有电阻R2接入电路,电流表测量电路中的电流,此时电流在10s内通过电阻R2所做的功W＝UI2t＝3V×0.3A×10s＝9J。
(2)同时闭合开关S、S1,此时R1和R2并联,当滑动变阻器的阻值最大时,干路电流最小,总功率最小。由I＝可得,通过R1的最小电流I1＝＝＝0.15A,干路中的电流I＝I1+I2＝0.15A+0.3A＝0.45A,电路消耗的最小功率P最小＝UI＝3V×0.45A＝1.35W。
14.解：
(1)只闭合S2时,R1、R2串联,电路的总电阻R＝R1+R2＝100Ω+300Ω＝400Ω,电路中的电流I＝＝＝
0.015A。
(2)断开S1,闭合S2、S3时,电路中只有R1工作,由W＝UIt和I＝可得,通电5min电路消耗的电能W＝t＝×5×60s＝108J
(3)断开S2,闭合S1、S3时,电阻R1和R2并联在电路中,通过电阻R1的电流I＝＝＝0.06A,通过电阻R2的电流I2＝
＝＝0.02A,电路中的总电流I总＝I1+I2＝0.06A+0.02A＝0.08A,该电路的总功率P＝UI总＝6V×0.08A＝0.48W。
15.解：
(1)根据P＝可得,灯泡正常发光1min消耗的电能W＝P额t＝2.4W×1×60s＝144J。
(2)当断开开关S2,闭合开关S1和S3时,电阻R和灯泡L并联。电阻R两端的电压UR＝U＝U额＝6V。根据P＝UI可得,通过灯泡L的电流IL＝＝＝0.4A。根据并联电路的电流规律可知,通过电阻R的电流IR＝I-IL＝0.6A-0.4A＝0.2A。由欧姆定律可得,定值电阻R的阻值R＝＝＝30Ω
(3)当断开开关S1和S3,闭合开关S2时,电阻R和灯泡L串联。由P＝UI和欧姆定律可得,灯泡L的电阻RL＝＝＝15Ω。电路中的总电阻R总＝RL+R＝15Ω+30Ω＝45Ω。由P＝UI和欧姆定律可得,电路消耗的总功率P＝＝＝0.8W
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