[第十八章 第2节 电功率 第2课时 额定功率和实际功率]
一、选择题
1.小明根据如图图图示的对流式电暖器的铭牌,得出了以下结论,其中说法正确的是 ( )
对流式电暖器
产品型号:PLK10-A 额定电压:220 V
额定功率:1000 W 额定频率:50 Hz
A.电暖器在两端电压为110 V时也可以正常工作
B.1度电可以供此电暖器正常工作10 h以上
C.电暖器正常工作时通过它的电流可达到10 A以上
D.电暖器接在220 V、50 Hz的电源两端时能正常工作
2.小林做作业时,电灯突然变暗,其原因可能是( )
A.电灯的实际电压变大 B.电灯的额定电压变小
C.电灯的实际功率变小 D.电灯的额定功率变小
3.一盏标有“12 V 12 W”字样的白炽灯,下列关于它的说法中正确的是 ( )
A.该灯的实际功率一定是12 W
B.该灯不工作时,它的额定功率为0 W
C.该灯正常工作时阻值为12 Ω
D.该灯的实际电流一定为1 A
4.一个标有“4 V 2 W”字样的灯泡,给它两端加2 V电压时,不考虑温度对其电阻的影响,则( )
A.此时灯泡中电流为0.5 A
B.此时灯泡的电阻为4 Ω
C.此时灯泡的实际功率为0.5 W
D.此时灯泡的额定功率为0.5 W
5.根据额定电压为2.5 V的小灯泡的I-U图象(如图图图示)分析,下列结论正确的是 ( )
A.通过小灯泡的电流与其两端的电压成正比
B.当通过小灯泡的电流为0.1 A时,其实际功率为0.1 W
C.当小灯泡两端的实际电压为1.5 V时,其实际功率为0.3 W
D.小灯泡的额定功率为0.625 W
6.某同学观察两只额定电压相同,但额定功率字样模糊不清的白炽灯,发现甲灯丝较粗较短,乙灯丝较细较长,则这两只灯泡的额定功率 ( )
A.甲灯大 B.乙灯大 C.一样大 D.无法确定
7.如图图图所示,电源电压为6 V,闭合开关,调节滑动变阻器,当小灯泡正常发光时,电压表的示数为2 V,电流表的示数为0.5 A,则小灯泡的额定功率是 ( )
A.8 W B.4 W C.3 W D.2 W
8.如图图图所示电路,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右移动时,两电表的示数和小灯泡的电功率变化情况是(灯丝电阻不变)( )
A.电流表示数变小,电压表示数变大,灯泡的实际功率变小
B.电流表示数变大,电压表示数变小,灯泡的实际功率变大
C.两电表的示数都变大,灯泡的实际功率变大
D.两电表的示数都变小,灯泡的实际功率变小
9.灯L1标有“6 V 6 W”字样,灯L2标有“12 V 12 W”字样,将L1、L2连成如图图图所示电路,闭合开关S,两灯都能发光,则(灯丝电阻不变)( )
A.灯L2比L1亮
B.灯L1、L2实际电压之比为1∶2
C.保证两个小灯泡都安全工作时,电流表A1的示数最大为2 A
D.保证两个小灯泡都安全工作时,电流表A1的示数最大为1.5 A
二、填空题
10.一只小灯泡上标有“6 V 3 W”字样,该小灯泡正常发光时通过灯丝的电流为 A。现将其接入9 V的电路中,为使小灯泡正常发光,应该 联一个 Ω的电阻。
11.[2020·雅安] 如图图图所示,电源电压为7 V保持不变,灯L2的规格为“6 V 3.6 W”,当开关S闭合时,两灯发光,使用一段时间后,L1突然熄灭,L2更亮,则故障是灯L1 ,灯L2的实际功率为 W。(灯丝电阻不变)
12.现有两个灯泡L1、L2,分别标有“10 V 10 W”和“9 V 5.4 W”的字样。当将它们串联使用时,电路两端允许加的最大电压是 V,电路的最大功率是 W。(灯丝电阻不变)
13.[2021·海南] 如图图图所示,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的实际电功率P为 W。
三、计算题
14.如图图图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“12 V 6 W”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,电流表的示数如图图图图乙所示。求:
(1)小灯泡L的阻值。
(2)电阻R的阻值。
(3)电阻R消耗的电功率。
15.如图图图所示,小灯泡L标有“2.5 V 1.5 W”字样,电源电压为6 V且保持不变,R2为定值电阻。
(1)开关S、S1、S2都闭合时,R2的电功率为3 W,求R2的阻值。
(2)闭合开关S,断开开关S1、S2,移动滑动变阻器的滑片P使小灯泡正常发光,求此时滑动变阻器接入电路的阻值。(计算结果保留整数)
16.如图图图所示是某款电养生壶,下表中是它的部分参数,当电养生壶正常工作时,求:
(1)电养生壶正常工作时的阻值。
(2)电养生壶正常工作0.5 h消耗的电能。
(3)在物理综合实践活动中,小明和小丽利用所学的物理知识,合作测量电养生壶的实际功率。电能表上标有“1200 r/(kW·h)”字样,他们把家中的其他用电器都与电源断开,仅让电养生壶接入电路中烧水,2 min电能表的转盘转了40 r,则电养生壶的实际功率是多少。
额定电压 220 V
频率 50 Hz
额定功率 1100 W
容量 1 L
答案
1.D
2.C
3.C 12 W指的是灯泡的额定功率,该灯只有在12 V的电压下工作时功率才是12 W,否则不等于12 W,故A错误;该灯不工作时,它的额定功率也是12 W,故B错误;该灯正常工作时阻值为R===12 Ω,故C正确;该灯正常工作时电流为I===1 A,如图图图果灯泡不正常发光,通过灯泡的电流不是1 A,故D错误。
4.C
5.D 由图象可知,灯泡的电流与其两端电压的关系图线是一条曲线,所以通过小灯泡的电流与其两端的电压不成正比,故A选项说法错误。由图象可知,通过小灯泡的电流为0.1 A时,其实际电压约为0.6 V,其实际功率:P=UI=0.6 V×0.1 A=0.06 W;当小灯泡两端的实际电压为1.5 V时,通过小灯泡的实际电流约为0.18 A,其实际功率:P'=U'I'=1.5 V×0.18 A=0.27 W,故B、C选项说法错误;由图象可知,小灯泡在额定电压下工作时,电流为0.25 A,其额定功率:P额=U额I额=2.5 V×0.25 A=0.625 W,D选项说法正确。
6.A 7.D
8.C 由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流,将滑动变阻器的滑片P向右移动时,变阻器接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由欧姆定律公式I=可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,A、D选项说法错误;由U=IR可知,灯泡两端的电压变大,即电压表的示数变大,B选项说法错误;由电功率公式P=UI可知,灯泡的实际功率变大,C选项说法正确。
9.D 由P=得灯L1、L2的电阻:R1===6 Ω;R2===12 Ω。
由电路图知,L1与L2并联,电压表测电源电压,电流表A1测干路电流,电流表A2测L2支路电流。
L1与L2并联,它们两端电压相等,即电压之比为1∶1,但R1P2,故灯L1比L2亮,A、B不符合题意。
两个小灯泡都安全工作时,电路中电源电压最大为6 V,
通过L1的电流:I1===1 A,
通过L2的电流:I2===0.5 A,
电流表A1的示数最大为I=I1+I2=1 A+0.5 A=1.5 A,故C不符合题意,D符合题意。
10.0.5 串 6 由P=UI可知,小灯泡正常发光时,通过灯丝的电流I===0.5 A。
电路中的电压大于小灯泡的额定电压,要使小灯泡正常发光,则根据串联分压的原则应为小灯泡串联一个合适的电阻。电阻两端的电压为UR=U总-U=9 V-6 V=3 V,电路中的电流等于0.5 A,电阻的阻值R===6 Ω。
11.短路 4.9 由图可知,两灯泡串联,若两灯中只有一灯发光,则电路故障一定不是断路,而是另一个灯泡短路。由题知,L1突然熄灭,L2更亮,则故障是灯L1短路;由P=可得,灯L2的电阻:R===10 Ω,当L1短路时,电路为L2的简单电路,灯L2的实际功率:P实际===4.9 W。
12.15 9
灯泡L1的额定电流:I1===1 A,灯泡L2的额定电流:I2===0.6 A。当把它们串联起来时,电路中的最大电流只能取0.6 A。灯泡L1的电阻:R1===10 Ω,灯泡L2的电阻:R2===15 Ω,串联的总电阻:R=R1+R2=10 Ω+15 Ω=25 Ω,则串联电路的最大总电压:U=I2R=0.6 A×25 Ω=15 V。电路的最大功率:P=UI2=15 V×0.6 A=9 W。
13.6 1.5 当开关S、S1均闭合,滑片P移至a端时,灯泡和变阻器(最大阻值接入电路)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,
由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和,则通过变阻器的电流:
I滑=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(接入电路的阻值最大)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。
14.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=可知,小灯泡L的阻值:
RL===24 Ω。
(2)因并联电路中各支路两端的电压相等,等于电源电压,
且小灯泡L正常发光,
所以,电源电压:U=UL=12 V,
灯泡正常发光时的电流:
IL===0.5 A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且干路电流I=0.8 A,
故通过电阻R的电流:
IR=I-IL=0.8 A-0.5 A=0.3 A,
电阻R的阻值:
R===40 Ω。
(3)电阻R消耗的电功率:
PR=UIR=12 V×0.3 A=3.6 W。
15.(1)开关S、S1、S2都闭合时,R1与R2并联,因并联电路中各支路两端的电压相等,等于电源电压,所以,由P=可得,R2的阻值:R2===12 Ω。
(2)闭合开关S,断开开关S1、S2时,滑动变阻器与灯泡L串联,因串联电路中总电压等于各分电压之和,且灯泡正常发光,所以滑动变阻器两端的电压:
U1=U-UL=6 V-2.5 V=3.5 V,
由P=UI可得,电路中的电流:
I===0.6 A,
此时滑动变阻器接入电路的阻值:
R1===6 Ω。
16.(1)由公式P=变形可得,电养生壶正常工作时的阻值:
R===44 Ω。
(2)P额=1100 W=1.1 kW,
由公式P=变形可得,电养生壶正常工作0.5 h消耗的电能:
W=P额t=1.1 kW×0.5 h=0.55 kW·h。
(3)2 min电养生壶实际消耗的电能:
W'= kW·h= kW·h;
t'=2 min= h,则电养生壶的实际功率:P实===1 kW。[第十八章 第2节 电功率 第1课时 电功率及简单计算]
一、选择题
1.下列关于电功、电功率的说法中正确的是 ( )
A.电能表转盘转得越快,电能表所在电路消耗的电能越多
B.用电器消耗的电功率越小,则电流做的功就越少
C.对某一用电器而言,消耗的实际功率是由实际电压决定的
D.通过用电器的电流做功越多,则用电器的功率就越大
2.一台洗衣机的电功率是500 W,它表示 ( )
A.洗衣机在1 s内做500 W的功
B.有500 J的电能转化为机械能
C.洗衣机在1 s内消耗的电能是500 J
D.电流在1 s内做的功是500 J/s
3.智能手机在现代生活中越来越重要,频繁地使用会导致它的电能消耗很快,当手机“电量”所剩无几时,通常可以将其设置成“省电模式”来延长使用时间,这是通过以下哪种方式实现的 ( )
A.增大电源电压 B.增加总功率
C.减小总功率 D.降低散热能力
4.某家用电器正常工作时,用电流表测得通过它的电流为4 A,则此用电器可能是 ( )
A.晶体管收音机 B.彩色电视机
C.电风扇 D.家用空调
5.晶晶的爸爸从商场买回一个电饼铛,电饼铛正常工作时的电功率为1200 W,则该电饼铛正常工作1 min,消耗的电能是( )
A.0.02 kW B.0.02 kW·h
C.1200 J D.7.2×104 W
6.[2020·常德] 用电器R1和R2上都标有“6 V”字样,它们的电流随电压变化的关系如图图图示。下列说法中不正确的是 ( )
A.R1和R2的阻值不随温度的变化而变化
B.R1∶R2=2∶1
C.R1和R2并联在4 V电源上,通过它们的电流之比I1∶I2=2∶1
D.R1和R2并联在4 V电源上,消耗的总功率为1.2 W
7.[2021·达州] 如图图图所示的电路中,开关均闭合后,发现电流表A1、A2的指针指在如图图图图乙所示的同一位置。则下列结论正确的是 ( )
A.通过灯L1的电流为1.0 A
B.通过灯L2的电流为0.8 A
C.L1、L2电阻之比为R1∶R2=1∶4
D.L1、L2消耗的功率之比为P1∶P2=1∶4
二、填空题
8.1 kW·h可以看做电功率为 的用电器正常工作1 h所消耗的 ;1度电可供250 W的电视机正常工作 h。
9.某用电器工作2 min消耗了1200 J的电能,则该用电器的电功率是 。
10.甲、乙两用电器消耗的电能之比为3∶8,通电时间之比为3∶4,则电功率之比为 。
11.某市很多地方都安装有类似如图图图示的太阳能路灯。太阳能电池的输出功率是40 W,系统电压是12 V,发光光源是高效节能灯,则LED灯工作时的电流是 (结果保留一位小数),照明12 h消耗的电能为 kW·h。
12.一个定值电阻R的阻值为10 Ω,通过它的电流为0.2 A,则此电阻的电功率为 W。
13.有一块手机用的锂电池,上面标明电压为3.7 V,容量为1130 mA·h,它充满电后,储存了 J电能。该手机正常使用时消耗电功率约为0.2 W,这块锂电池可供该手机正常使用大约
(结果保留一位小数)h。
14.有两个电阻,R1=5 Ω,R2=10 Ω,若把它们串联后接入电路中,则通过它们的电流之比I1∶I2= ,它们消耗的电功率之比P1∶P2= ;若把它们并联后接入电路中,则它们消耗的电功率之比P1'∶P2'= 。
15.如图图图示,电阻R1和R2并联,电源电压为3 V,电流表的示数为0.3 A,R2的阻值为9 Ω,则R1的电功率为 W,R2的电功率为 W。
16.甲、乙两只灯泡的I-U关系图象如图图图示,现将两灯泡并联在电路中,当通过乙灯泡的电流为0.4 A时,甲灯泡的电功率是 W。
17.小明让家中某用电器单独工作0.5 h,观察到家中电能表的示数由变为,则该用电器消耗的电能是 kW·h,用电器的电功率为 kW。
18.如图图图果通过某定值电阻的电流从1 A增大到2 A,加在该电阻两端的电压变化了5 V,则该电阻消耗的电功率变化了 W。
三、计算题
19.将一只灯泡接到220 V的家庭电路中,10 min消耗的电能是2.64×104 J,问:
(1)灯泡的电功率是多大
(2)灯泡中通过的电流是多大
20.如图图图示,电源两端电压为6 V且保持不变,电阻R1的阻值为4 Ω。当开关S闭合时,电压表示数为2 V。求:
(1)电阻R2的阻值。
(2)电阻R1消耗的电功率P1。
21.如图图图示,电源电压为12 V,电阻R1=24 Ω,电阻R2的电功率为24 W。当开关S闭合时,求:
(1)通过电阻R1的电流。
(2)电阻R1的电功率。
(3)通过电阻R2的电流。
(4)电流表的示数。
(5)电路的总功率。
(6)电路在10 min内消耗的总电能。
22.小林、小欢和小丽在用电能表[标有“N revs/(kW·h)”字样]测一台电脑的电功率时,他们分别采用的方法如图图图下:
小林:先记下电能表的示数W1,再只让电脑工作1 min,记下电能表的示数W2,则电脑的电功率为P=60(W2-W1) kW。
小欢:只让电脑工作,当电能表转盘上的红色标记开始出现时计时,工作t(min)时间后停止计时,记下转盘所转的转数n,算出电功率P=60 kW。
小丽:只让电脑工作,当电能表转盘上的红色标记开始出现时计时,并记下转盘转过n转时所用时间t(min),算出电功率P=60 kW。
请你对以上三名同学的测量方法进行评估,判断谁的方法最好,不好的方法问题在哪里。
答案
1.C 2.C
3.C 当手机“电量”所剩无几时,即电能W一定,由P=可得,W=Pt,要延长使用时间t,则应减小总功率P,因此手机的“省电模式”是通过减小总功率来延长使用时间的。
4.D 该用电器的电功率为P=UI=220 V×4 A=880 W,晶体管收音机的功率在5 W左右,彩色电视机的功率在100 W左右,电风扇的功率在60 W左右,家用空调的功率在1000 W左右,故D符合题意。
5.B
6.C 两电阻的电流随电压变化的关系均为过原点的直线,故两电阻都为定值电阻,R1和R2的阻值不随温度的变化而变化,故A正确;由图知,当电压为4 V时,通过R1和R2的电流分别为0.1 A和0.2 A,则通过R1和R2的电流之比I1∶I2=0.1 A∶0.2 A=1∶2,故C错误;R1和R2并联在4 V电源上,两电阻两端的电压相同,根据U=IR可知,在电压不变时,电流与电阻成反比,则R1∶R2=I2∶I1=0.2 A∶0.1 A=2∶1,故B正确;R1和R2并联在4 V电源上,干路电流:I=I1+I2=0.1 A+0.2 A=0.3 A,电路消耗的总功率:P=UI=4 V×0.3 A=1.2 W,故D正确。
7.C 分析图甲可知,两灯并联,电流表A2测干路电流,A1测L2支路电流,由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,A2示数应大于A1示数,而A1与A2指针指在同一位置,所以A2使用是的0~3 A量程,分度值为0.1 A,由图乙知其示数为1.0 A,即干路电流为1.0 A;A1使用的是0~0.6 A量程,分度值为0.02 A,其示数为0.2 A,即通过灯泡L2的电流为0.2 A,故B错误。由并联电路的电流特点可知,通过L1的电流为I1=I-I2=1.0 A-0.2 A=0.8 A,故A错误。根据并联电路等压分流特点知,===,====,故C正确,D错误。
8.1 kW 电能 4
9.10 W 用电器的电功率:P===10 W。
10.1∶2
11.3.3 A 0.48 由电功率的公式P=UI变形可得LED灯工作时的电流:I===3.3 A;照明12 h消耗的电能:W=Pt=0.04 kW×12 h=0.48 kW·h。
12.0.4
13.15051.6 20.9 该锂电池充满电后储存的电能:
W=UIt=3.7 V×1130 mA×1 h=3.7 V×1.13 A×3600 s=15051.6 J。
该电池可供手机正常使用的时间:t1===75258 s=20.9 h。
14.1∶1 1∶2 2∶1 15.0.9 1
16.1.8 由图象可知,当通过乙灯的电流为0.4 A时,其两端的电压U乙=3 V,由于将甲、乙两灯并联在电路中,并联电路中各支路两端的电压相等,所以,甲灯两端的电压U甲=U乙=3 V。由图象可知,此时通过甲灯的电流I甲=0.6 A,则甲灯消耗的功率:P甲=U甲I甲=3 V×0.6 A=1.8 W。
17.1 2 由图知,用电器消耗的电能:W=28.5 kW·h-27.5 kW·h=1 kW·h,该用电器的电功率:P===2 kW。
18.15 通过某定值电阻的电流从1 A升高到2 A,由U=IR可知,定值电阻两端的电压也增大了,结合题意可知,该电阻两端的电压增大了5 V;
设定值电阻的阻值为R,原来电压为U,后来电压为U'=U+5 V,由欧姆定律可得,原来通过电阻的电流:I=,即1 A=①,
电压升高后的电流:I'=,即2 A=②,
由①②解得:R=5 Ω,U=5 V,U'=U+5 V=5 V+5 V=10 V,
所以该电阻消耗的电功率变化了:
ΔP=P'-P=U'I'-UI=10 V×2 A-5 V×1 A=15 W。
19.(1)t=10 min=600 s,
灯泡的电功率:P===44 W。
(2)由P=UI得,灯泡中通过的电流:
I===0.2 A。
20.(1)由图可知,两个电阻串联在电路中,电压表测量电阻R2两端的电压,所以电阻R1两端的电压为U1=U-U2=6 V-2 V=4 V,
电路中的电流为I=I1===1 A,
电阻R2的阻值:R2===2 Ω。
(2)电阻R1消耗的电功率:P1=U1I1=4 V×1 A=4 W。
21.由电路图可知,R1、R2并联,
所以,电源电压U=U1=U2=12 V。
(1)通过R1的电流:I1===0.5 A。
(2)电阻R1的电功率为P1=U1I1=12 V×0.5 A=6 W。
(3)由P=UI可得,通过电阻R2的电流:
I2===2 A。
(4)电流表测干路电流,则电流表的示数:
I=I1+I2=0.5 A+2 A=2.5 A。
(5)电路的总功率为P=P1+P2=6 W+24 W=30 W。
(6)由P=可得,电路消耗的总电能:
W=Pt=30 W×10×60 s=1.8×104 J。
22.小丽的方法最好。
小林的方法不好的原因是电脑的电功率大约为200 W,工作时间只有1 min,电能表的示数变化不明显。
小欢的方法不好的原因是电脑工作t(min)时间后电能表转盘转动的转数不一定是整数,可能出现较大的误差。
