沪科版物理九年级全一册同步提优训练：16.2 第2课时 额定功率和实际功率（word版有答案解析）

第2课时　额定功率和实际功率　　　　　　　　
1.(2020哈尔滨)有一只标有“3.8 V　0.3 A”的小灯泡。其中“3.8 V”是指小灯泡的　　　　。将小灯泡接在3.0 V的电路中,实际功率为　　　　W。(灯丝电阻不变,结果保留两位小数)
2.(2020南充)一灯泡标有“6 V　3 W”的字样,现仅有8 V的电源,要使小灯泡正常发光,应该给小灯泡　　　　(选填“串”或“并”)联一个　　　　Ω的电阻。(不考虑灯泡电阻受温度的影响)
3.(2020龙东)将分别标有“6 V　6 W”和“3 V　3 W”的甲、乙两只灯泡串联在电压为3 V的电源两端,　　　　灯更亮;若并联接在该电源两端,两灯消耗的功率之比P甲∶P乙=　　　　。(忽略温度对灯丝电阻的影响)
4.若将分别标有“3 V　3 W”“6 V　3 W”字样的两灯串联接入电路时,在长时间工作过程中,允许加在它们两端的最高电压是　　　　V,标有“3 V　3 W”字样的灯实际消耗的电功率是　　　　 W。(灯丝电阻不变)
5.(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2.0 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,电源电压U为　　　　V,灯泡L的实际功率P为　　　　W。(灯丝电阻不变)
6.有两只灯泡L1、L2,分别标有“220 V　100 W”和“220 V　40 W”的字样。若不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法中正确的是(　　)
A.两灯正常发光时,L1的电阻较大
B.两灯并联接入220 V的电路中,L1、L2消耗的功率之比是2∶5
C.两灯串联接入220 V的电路中,L1消耗的功率小于25 W
D.两灯串联接入220 V的电路中,两灯泡消耗的总功率大于40 W且小于100 W
7.(2020天津)(多选)如图所示,灯泡L上标有“6 V　9 W”字样,闭合开关S后,灯泡正常发光,电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2。若U1∶U2=2∶3,则 (　　)
　
A.电源电压是15 V
B.电阻R的阻值是6 Ω
C.灯泡L中的电流是1.5 A
D.电阻R消耗的功率是6 W
题后反思
　　 灯泡的亮度是由灯泡消耗的实际功率决定的。在明确电阻的基础上:
①两灯并联时,可根据P=比较两灯消耗的实际功率。
②两灯串联时,可根据P=I2R比较两灯消耗的实际功率。
　　　　　　　　
8.如图甲所示,将额定电压为2.5 V的小灯泡接入电源电压为4.5 V的电路中,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P,记录相应电压表和电流表示数并绘制成如图图乙所示的I-U图像,则小灯泡的额定功率为　　　　W。小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的电阻是　　　　 Ω。
9.(2020金华)在如图甲所示的电路中,电阻R的阻值为8 Ω。灯泡L标有“6 V　3 W”的字样,通过灯泡的电流与灯泡两端的电压关系如图图乙所示。在a、b间接入电源,为保证通过电阻R的最大电流不超过0.5 A且灯泡L不损坏,则允许接入的最大电源电压为　　　　V,闭合开关S,此时通过电流表A1的电流为　　　　A。
10.(2020枣庄)某物理兴趣小组的同学们设计了如图甲所示的电路,其中电源电压不变,灯泡L标有“12 V　6 W”,滑动变阻器R的规格为“20 Ω　1 A”。如图图乙所示是定值电阻R0和灯泡L的电流与电压的关系图像。当断开开关S1、闭合开关S和S2,并使滑动变阻器的滑片P位于R最右端时,灯泡L的实际功率为1.6 W。求:
(1)R0的阻值。
(2)灯泡L正常发光10 min,电流通过灯泡L所做的功。
(3)电源电压。
(4)电路消耗的最大电功率。
题后反思
　　　解答电功率图像问题时,首先应明确图像的横轴和纵轴所代表的物理量,然后结合题意,利用图像中的关键点,进行分析。如图:已知小灯泡正常发光,则应在图像上找出小灯泡的额定电压和额定电流;已知滑动变阻器滑片移动,则应在图像上分析出,哪两点对应滑动变阻器的两端点等。最后利用电学的相关公式和规律进行计算。
11.如图所示电路,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为4 V(小灯泡电阻不随温度变化)。闭合开关S1、断开开关S2,在滑动变阻器的滑片从a端移动到b端的过程中,电压表示数变化范围是2~6 V,电流表示数变化范围是0.4~1.2 A;闭合开关S2、断开开关S1,当滑动变阻器的滑片在中点时,小灯泡正常发光,则小灯泡的额定功率是 (　　)
A.0.4 W　　　　　 B.0.8 W
C.1.2 W D.1.6 W
答案解析
第2课时　额定功率和实际功率
1.额定电压　0.71
2.串　4　解： 灯泡正常发光时的电压UL=6 V,功率PL=3 W,要使灯泡接到8 V的电源上时正常发光,应串联一个电阻R分压,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,串联电阻两端的电压:UR=U-UL=8 V-6 V=2 V,因串联电路中各处的电流相等,所以,由P=UI可得,灯泡正常工作时电路中的电流:I=IL===0.5 A,由I=可得,串联电阻的阻值:R====4 Ω。
3.甲　1∶2　解： 由P=可得,两灯的电阻分别为R甲===6 Ω,R乙===3 Ω,若两灯串联,因串联电路中电流处处相等,R甲>R乙,由P=I2R可得,P甲实>P乙实,所以甲灯比乙灯更亮;若并联接在该电源两端,并联电路中各支路两端电压相等,即U并甲=U并乙,由P=UI=可得,两灯消耗的功率之比:P并甲∶P并乙=R乙∶R甲=3 Ω∶6 Ω=1∶2。
4.7.5　0.75　解： 两灯泡的额定电流分别为I1===1 A、I2===0.5 A,两灯泡的电阻分别为R1===3 Ω、R2===12 Ω;两灯泡串联时,电路中的最大电流I=0.5 A,则允许加在它们两端的最高电压U=I(R1+R2)=0.5 A×(3 Ω+12 Ω)=7.5 V;此时标有“3 V　3 W”字样的灯实际消耗的电功率:P1'=I2R1=(0.5 A)2×3 Ω=0.75 W。
5.6　1.5　解： 当开关S、S1均闭合,滑片P移至a端时,灯泡和变阻器并联,电流表测干路电流,因为灯泡正常发光,所以电源电压U=UL额=6 V,由P=UI得通过灯泡的电流:IL额===1 A,
由于并联电路的干路电流等于各支路电流之和,则通过变阻器的电流:I变=I-IL额=2 A-1 A=1 A,由欧姆定律得:滑动变阻器的最大阻值:R滑===6 Ω。
由欧姆定律得: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,灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联,根据串联电路的电阻特点可知:此时总阻值为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:P实=I'2RL=(0.5 A)2×6 Ω=1.5 W。
6.C　解： 两灯正常发光时的电阻分别为R1===484 Ω、R2===1210 Ω,则R17.ABC　解： 由电路图可知,灯泡L与定值电阻R串联,电压表V1测L两端的电压,电压表V2测R两端的电压。由灯泡正常发光可知,灯泡两端的电压即电压表V1的示数U1=UL=6 V,功率PL=9 W,由U1∶U2=2∶3可得,电压表V2的示数:U2=U1=×6 V=9 V,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=U1+U2=6 V+9 V=15 V,故A选项正确。因串联电路中各处的电流相等,所以,由P=UI可得,电路中的电流即灯泡L中的电流:I=IL===1.5 A,故C选项正确。由I=可得,电阻R的阻值:R===6 Ω,故B选项正确。电阻R消耗的功率:PR=U2I=9 V×1.5 A=13.5 W,故D选项错误。
8.0.625　8
9.4　0.9　解： 由电路图可知,电阻R和灯泡L并联在电路中,电流表A1测量的是干路电流,电流表A2测量的是通过灯泡L的电流;因为电阻R和灯泡L并联,所以电源电压即为电阻R两端电压:U=IRR=0.5 A×8 Ω=4 V;由图乙可知,当灯泡两端电压为4 V时,通过灯泡L的电流为IL=0.4 A;通过电流表A1的电流为I=IR+IL=0.5 A+0.4 A=0.9 A。
10.(1)根据图乙和I=可得,定值电阻R0的阻值:R0===20 Ω。
(2)灯泡正常发光10 min,电流通过灯泡所做的功:W=Pt=6 W×10×60 s=3600 J。
(3)当断开开关S1、闭合开关S和S2,并使滑动变阻器的滑片P位于R最右端时,灯泡L与滑动变阻器R的最大阻值串联,已知灯泡L的实际功率为1.6 W,则根据图乙可知:此时灯泡L两端电压、电路中的电流分别为UL=4 V,IL=0.4 A,由I=可得,滑动变阻器R两端电压:UR=ILR=0.4 A×20 Ω=8 V,所以,电源电压U=UL+UR=4 V+8 V=12 V。
(4)当开关S、S1、S2都闭合且滑片位于最左端时,定值电阻R0与灯泡L并联,电路的总电阻最小,电路的总功率最大;因并联等压分流,且灯泡在额定电压下正常发光,所以电路消耗的最大功率P最大=PL+P0=6 W+=13.2 W。
11.D　解： 闭合开关S1、断开开关S2,定值电阻和滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量定值电阻两端电压;当滑片在a端时,滑动变阻器的全部阻值接入电路,此时电路中电流最小,为I小=0.4 A,由“串联分压”可知,此时R2两端的电压最小,为U2小=2 V,则R2===5 Ω,设电源电压为U,则U=I小(R1+R2),即U=0.4 A×(R1+5 Ω)①;当滑片在b端时,电路为只有R2的简单电路,此时电压表示数最大,即为电源电压,则U=U最大=6 V②;联立①②解得, R1=10 Ω。闭合开关S2、断开开关S1,小灯泡与滑动变阻器串联;当滑动变阻器的滑片在中点时,小灯泡正常发光,则此时小灯泡两端电压U额=4 V,滑动变阻器两端电压U中=U-U额=6 V-4 V=2 V,滑动变阻器接入电路的电阻:R中=×10 Ω=5 Ω,此时通过灯泡的电流:I额=I中===0.4 A,故灯泡的额定功率:P额=U额I额=4 V×0.4 A=1.6 W。