沪科版物理九年级全一册同步练习：16.3　测量电功率 第2课时　灯泡功率的分析与计算（Word 含答案）

第2课时　灯泡功率的分析与计算
知识点 1　小灯泡亮度分析
1.小灯泡的亮度由　　　　　决定。　　　　　越大,灯泡越亮。
2.有三盏灯,甲灯标有“220 V　60 W”,乙灯标有“110 V　100 W”,丙灯标有“36 V　40 W”。若三盏灯都正常工作,则通过灯丝电流最大的是　　　　;灯丝电阻最大的是　　　　;灯泡最亮的是　　　　。
3.小明用两个不同的白炽灯泡做“探究串联电路的电流特点”实验时,发现一个灯泡较亮而另一个灯泡较暗,则较亮的灯泡 (　　)
A.电阻小　 B.电压小　 C.电流大　 D.功率大
4.甲、乙两个灯泡,串联起来接到电源上,甲比乙亮,若改成并联电路,则 (　　)
A.甲亮些,甲的电阻大 B.甲亮些,乙的电阻大
C.乙亮些,甲的电阻大 D.乙亮些,乙的电阻大
知识点 2　小灯泡电功率计算
5.一只标有“220 V　40 W”的白炽灯,当它正常工作时,电流是　　　　A(保留两位小数);正常工作10 h,消耗的电能是　　　　kW·h;若将其接入110 V的电路中使用,实际消耗的功率是　　　　W。(不考虑温度对灯丝电阻的影响)
6.额定功率相等的甲、乙两只电灯,它们的额定电压之比是1∶2,当把它们并联接入某电路时都能发光,若不考虑温度对灯丝电阻的影响,它们消耗的实际功率之比为　　　　。
7.如图所示是一种标有“1.5 V　0.225 W”字样的小灯泡,请通过计算回答(不考虑小灯泡发光时温度对灯丝电阻的影响):
(1)这种小灯泡正常工作时的灯丝电阻为多大
(2)把它接到电压为2 V的蓄电池上,灯丝中的电流为多大
(3)把它接到电压为2 V的蓄电池上,它的实际功率为多大
8.将以下规格的四个灯泡并联接在电压为6 V的稳压电源上,亮度最大的是(不考虑温度对灯丝电阻的影响) (　　)
A.甲:6 V　3 W B.乙:6 V　6 W
C.丙:12 V　6 W D.丁:12 V　12 W
9.如图甲所示是通过小灯泡L的电流跟其两端电压关系的图像,现将小灯泡L与电阻R连入图乙所示电路中,只闭合开关S,小灯泡的实际功率为1.8 W;再闭合开关S1,电流表的示数为0.9 A。下列说法中错误的是 (　　)
A.电源电压为6 V
B.开关都闭合时电路消耗的总功率为5.4 W
C.通过电阻R的电流为0.6 A
D.电阻R的阻值为20 Ω
10.如图所示,电源电压保持不变,灯L标有“6 V　0.6 W”字样,不考虑温度对灯丝电阻的影响。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P移动到中点时,灯L正常发光,电压表示数为4 V。当滑片P移到阻值最大处时,灯L与滑动变阻器的电功率之比为 (　　)
A.4∶3 　 B.3∶4 　 C.3∶2 　 D.2∶3
11.如图所示,干路上的电流I恒为1 A不变,滑动变阻器规格为“15 Ω　1 A”,小灯泡L上标有“6 V　3 W”字样。忽略温度对小灯泡阻值的影响,则 (　　)
A.小灯泡L正常发光时,滑动变阻器接入电路的电阻为6 Ω
B.当滑片P移到最左端时,通过小灯泡的电流为1 A
C.在滑片P向左移动的过程中,并联电路两端的电压会减小
D.在滑片P向左移动的过程中,并联电路消耗的总功率会增大
12.甲、乙两只小灯泡分别标有“6 V　9 W”和“4 V　4 W”字样,忽略温度对灯丝电阻的影响,下列说法中正确的是 (　　)
A.两灯并联在电压为4 V的电路中,两灯一样亮
B.两灯都正常发光相同时间,消耗的电能一样多
C.当甲灯两端电压为2 V时,它的实际功率小于1 W
D.两灯串联在电流为1 A的电路中,甲灯两端的电压小
13.甲、乙两灯的额定电压均为6 V,测得两灯的电流与电压关系图像如图所示。甲灯正常工作时的电阻是　　　　Ω;当乙灯的实际功率是2.4 W时,它两端的实际电压是　　　　V;当把甲、乙两灯串联接在7 V的电源上时,电路消耗的总电功率是　　　　W。
14.有“3 V　0.75 W”的灯泡L1和“3 V　1.5 W”的灯泡L2,如图甲所示,闭合开关S1,L1和L2正常发光,则电路总电阻R=　　　　Ω。如图图乙所示,闭合开关S2,L1正常发光,则电源2的电压U=　　　　V,此时L2的实际功率P=　　　　W。(假设灯丝电阻不变)
15.小谦根据如图甲所示的电路组装成调光灯,并进行测试。电源电压保持不变,小灯泡的额定电压是6 V,小灯泡的I-U图像如图图乙所示。求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻。
(2)小灯泡正常发光5 min消耗的电能。
(3)经测算,小灯泡正常发光时的功率占电路总功率的一半,如图果把灯光调暗,使小灯泡两端电压为3 V,此时滑动变阻器消耗的电功率为多少。
考|题|展|示
16.[2020·襄阳] 如图所示,只闭合开关S时灯L1的功率为9 W;断开开关S,闭合开关S1、S2时,灯L1的功率为16 W。电源电压不变,且灯丝电阻不受温度的影响。则L1、L2两灯灯丝的电阻之比是 (　　)
A.1∶3 　 B.4∶3 C.3∶1 D.3∶4
17.[2020·广元] 如图所示,灯泡L标有“6 V　3 W”字样,定值电阻R1=28 Ω。当开关S1、S2、S3全部闭合时,灯泡正常发光,电流表的示数为0.75 A。求:(不考虑灯丝电阻变化)
(1)电源电压。
(2)定值电阻R0的大小。
(3)当S1闭合,S2、S3断开时,电路消耗的功率。
答案
1.实际功率　实际功率
2.丙　甲　乙
3.D　4.C
5.0.18　0.4　10　6.4∶1
7.(1)由题意“1.5 V　0.225 W”知:小灯泡的额定电压是1.5 V,额定功率是0.225 W,
故小灯泡正常工作时的灯丝电阻:
R===10 Ω。
(2)把它接到电压为2 V的蓄电池上时,灯丝中的电流:I===0.2 A。
(3)把它接到电压为2 V的蓄电池上时,它的实际功率:P实=I2R=(0.2 A)2×10 Ω=0.4 W。
8.B　 并联电路各支路两端电压均相等,甲、乙两灯均在额定电压下工作,故其实际电压等于额定电压,则实际功率P甲=3 W,P乙=6 W;丙、丁两灯均在低于额定电压的实际电压下工作,由于灯丝阻值不变,,所以P丙=×6 W=1.5 W,P丁=×12 W=3 W,所以乙灯最亮。
9.D　 L与R并联,两端电压相等。由图甲可知,当电压为6 V、电流为0.3 A时,功率为P=UI1=6 V×0.3 A=1.8 W,故电源电压为6 V。开关都闭合时,总功率:P=UI总=6 V×0.9 A=5.4 W。通过电阻R的电流为I2=I总-I1=0.9 A-0.3 A=0.6 A。电阻R的阻值为R===10 Ω,故D符合题意。
10.B　 灯L的阻值为RL===60 Ω;滑片位于中点时,灯L正常发光,此时灯L两端的电压为6 V,滑动变阻器两端的电压为4 V,则电源电压为10 V;串联时,=,则=,滑动变阻器接入电路的阻值为R2=40 Ω,故其最大阻值为R=80 Ω;滑片P移动到最大阻值处时,灯L与滑动变阻器的电功率之比为====。
11.C
12.A　 由灯泡铭牌可知灯泡的额定电压与额定功率,忽略温度对灯丝电阻的影响,由功率的变形公式P=可得,R甲===4 Ω,R乙===4 Ω,两灯并联在电压为4 V的电路中,甲灯的实际功率:P甲实===4 W,在电压为4 V的电路中,乙灯的实际功率等于额定功率,P乙实=P乙额=4 W,甲、乙两灯的实际功率相等,两灯并联在电压为4 V的电路中,两灯一样亮,故A正确;两灯都正常发光时的实际功率等于额定功率,实际功率不同,由W=Pt可知,两灯都正常发光时,相同时间消耗的电能不相等,故B错误;当甲灯两端电压为2 V时,忽略温度对灯丝电阻的影响,它的实际功率:P甲实'===1 W,故C错误;两灯串联在电流为1 A的电路中,由公式U=IR可知,甲、乙两端的电压相等,故D错误。
13.20　4　2.1　 (1)由图可知U=6 V时,通过甲灯的电流为0.3 A,故R===20 Ω;(2)由图可知,当电流为0.6 A时,乙灯两端电压为4 V,P乙=U乙I乙=4 V×0.6 A=2.4 W;(3)由图可知,电流为0.3 A时,甲、乙两端电压分别为6 V、1 V,则电源电压为7 V,此时总电功率为P'=U'I'=7 V×0.3 A=2.1 W。
14.4　4.5　0.375　 图甲中,总功率为P=P1+P2=0.75 W+1.5 W=2.25 W,总电阻:R===4 Ω。图乙中,L1正常发光,则L1两端的电压U1=U=3 V,R1===12 Ω,R2===6 Ω,由串联分压规律可知,=,=,解得U2=1.5 V,电源2的电压为U'=U1+U2=3 V+1.5 V=4.5 V。此时L2的实际功率为P2===0.375 W。
15.(1)由图乙可得小灯泡正常发光时,通过小灯泡的电流为1.0 A;由I=可得,小灯泡正常发光时的电阻:RL===6 Ω。
(2)小灯泡正常发光5 min消耗的电能:WL=ULI1t=6 V×1.0 A×5×60 s=1800 J。
(3)因为小灯泡正常发光时的功率为总功率的一半,由P=UI可得,===,
所以电源电压:U=2UL=2×6 V=12 V;
当小灯泡两端电压为3 V时,电路中的电流为0.7 A,根据串联电路电压特点可知,滑动变阻器两端的电压:
UR=U-UL'=12 V-3 V=9 V,
则滑动变阻器消耗的电功率:
PR=URIR=9 V×0.7 A=6.3 W。
16.C　 只闭合开关S时,两灯串联,灯L1的功率为9 W;断开开关S,闭合开关S1、S2时,两灯并联,灯L1的功率为16 W;根据P=,在R不变时,功率与电压的平方成正比,对灯L1而言有:=×==,电源电压与串联电路中L1两端的电压之比为==,根据串联电路电压的规律得,=,解得=,即串联电路中L2两端的电压与L1两端的电压之比为1∶3,由串联分压得:==,故C正确。
17.(1)当开关S1、S2、S3均闭合时,R1短路,灯L与电阻R0并联,电流表测干路电流,
因为灯L正常发光,则电源电压:U=UL=6 V。
(2)由P=UI得,通过小灯泡的电流:
IL===0.5 A,
根据并联电路电流的规律可知,通过R0的电流:I0=I-IL=0.75 A-0.5 A=0.25 A,
由I=可得,定值电阻R0的阻值:
R0===24 Ω。
(3)当开关S1闭合,S2和S3断开时,灯L与R1串联,由I=可得,小灯泡的电阻:
RL===12 Ω,
电路总电阻:R总=RL+R1=12 Ω+28 Ω=40 Ω,
电路消耗的功率:P===0.9 W。