教科版物理九年级上册课课练：第6章　电功率 章末复习（有答案）

章末复习(六)
电
功
率
教材图片 图片解读
　小明在8月31日和9月30日抄表时,电能表的示数分别如图图图所示,则小明家9月份消耗的电能为　　　　kW·h。若每度电缴纳电费0.5元,则小明家9月份应缴纳电费　　　　元
　如图图图所示为某彩色电视机的铭牌,该电视机正常工作时的电压为　　　　V,正常工作2 h,电流做功　　　　kW·h,合　　　　J
　如图图图所示,接入电路的用电器越多,总功率就越　　　　,电路中的总电流也就越　　　　,可能超过电路的容许负载,容易引起火灾
　最先精确确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间关系的物理学家是　　　　　　,他发现的定律的关系式是　　　　　　　
　小灯泡的实际功率与加在它两端的　　　　　　有关,当U实　　　　U额时,P实　　　　P额,小灯泡正常发光
易错辨析　　　　　　　　
判断下列说法的正误,并对错误的说法分析指正。
(　　)1.电风扇工作时主要把电能转化为机械能。
分析指正:　 。
(　　)2.电能表是测量电路中用电器消耗电能快慢的仪表。
分析指正:　 　 。
(　　)3.电能表表盘上所标的“2500 r/(kW·h)”表示电能表的转盘每转1转,消耗的电能是2500 kW·h。
分析指正:　 　 。
(　　)4.用电器消耗电能越多,电流做功一定越多。
分析指正:　 　 。
(　　)5.电功率是表示电流做功多少的物理量。
分析指正:　 　 。
(　　)6.用电器在相同的时间内消耗的电能越多,电功率越大。
分析指正:　 　 。
(　　)7.“220 V　60 W”的电风扇和“220 V　60 W”的电热毯正常工作1 h,产生的热量一样多。
分析指正: 　 　。
(　　)8.电炉工作时,电炉丝热得发红,与之相连的导线却不太热,这是因为导线的电阻远小于电炉丝的电阻。
分析指正:　 　 。
(　　)9.通过两灯泡的电流相等,则两灯泡亮度一样。
分析指正: 　 　。
(　　)10.灯泡的亮度由它的额定功率决定。
分析指正: 　 　。
　 　　　　　　　　　　　　
考点 ●1　电功、电功率
1.[2020·淮安] 如图图所示分别是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知,下列选项中正确的是 (　　)
A.小英家家庭电路中的干路电流不得超过10 A
B.小英家上个月消耗的电能为1011 kW·h
C.电能表上指示灯闪烁320次,表示家庭电路消耗电能0.2 J
D.电能表上指示灯闪烁的次数越多,说明电路中消耗的电能越多
2.[2020·兰州] 如图图所示的电路中,电源电压保持不变,灯泡L上标有“6 V　0.6 W”的字样,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,灯泡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,灯泡L与滑动变阻器的电功率之比为 (　　)
　　
A.3∶4　　 B.4∶3　　 C.3∶2　　 D.2∶3
3.[2020·宁夏] 如图图甲所示是某款手持式电子测温仪。图乙是它工作的原理图,其中电源电压保持不变,R是热敏电阻,用于靠近人体测温,定值电阻R0为保护电阻,显示仪是由电流表或电压表改装而成的。在测量人的体温时,显示仪的示数会随被测者体温的升高而变大,则下列分析正确的是 (　　)
A.显示仪是由电流表改装成的
B.热敏电阻R的阻值随着温度的升高而增大
C.被测者体温越高,电路消耗的电功率越大
D.将R0更换为阻值更大的电阻,测相同温度时,显示仪示数变大
4.[2020·天津] (多选)如图图所示电路中,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
5.[2020·黑龙江] (多选)如图图所示,电源电压为6 V保持不变,电阻R1的阻值为5 Ω,滑动变阻器上标有“10 Ω　1 A”的字样。在元件安全的情况下,移动滑动变阻器滑片P过程中,则 (　　)
A.R1的功率范围是5~0.8 W
B.R1的功率范围是7.2~0.8 W
C.R2的最大功率为1.8 W
D.R2的最大功率为1.6 W
6.[2020·福建] 民航局规定:严禁乘客携带超过160 W·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“10.8 V　10 A·h”字样,充满电后,存储的电能为　　　　kW·h,该笔记本电脑　　　　(选填“能”或“不能”)带上飞机。
7.[2020·金华] 在如图图甲所示的电路中,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。
8.[2020·扬州] 如图图所示电路中,电源电压不变,小灯泡L标有“3 V　1.2 W”的字样,R1、R2为定值电阻,R1=15 Ω,R2=30 Ω。当开关S闭合,S1、S2都断开时小灯泡L正常发光(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。求:
(1)电压表的示数。
(2)当开关S、S1闭合,S2断开时,电流表的示数。
(3)当开关S、S1、S2都闭合时,整个电路消耗的电功率。
考点 ●2　焦耳定律
9.[2020·福建] 下列家用电器中,利用电流热效应工作的是 (　　)
A.电风扇 B.电视机 C.电热水壶 D.电冰箱
10.[2020·安徽] 如图图所示的电路中,电源电压U=9 V,电阻R1=200 Ω,R2=100 Ω,则通电1 min该电路产生的热量为　　　　J。
　　
11.[2020·益阳] 小军利用如图图所示装置探究电阻产生的热量与电流大小的关系,当电路正常工作且通电时间一定时,电阻　　　　产生的热量多;若通过R1的电流为1 A,通电时间为10 s,则阻值为10 Ω的电阻R2产生的热量为　　　　J。
　　
12.[2020·齐齐哈尔] 初春时节,新冠疫情来袭,小征的爸爸是一名志愿者,每天结束忙碌的工作后,为了小区的群众安全,义务到小区门卫岗亭值夜班,岗亭里没有暖气,为了给爸爸取暖,小征把家里的电暖器(所示)送到岗亭使用。接通电源工作一段时间后,小征发现电阻丝热得发红,而连接电阻丝的导线却不怎么热。请你根据学过的物理知识,帮助小征解释产生此现象的原因。
13.[2020·大连] 如图图所示是某家用电热煮茶器的简化电路图。R1和R2均为电热丝,S为单刀双掷开关。R1的阻值是88 Ω,R2的阻值是352 Ω,电源电压是220 V。开关S接“1”时,为加热状态;开关S接“2”时,为保温状态。试求:
(1)加热状态时,电路中的电流是多少。
(2)加热状态时,通电5 min电流做功是多少。
(3)保温状态时,电路消耗的总功率是多少。
考点 ●3　灯泡的电功率
14.[2020·北京] 如图图所示电路中,将开关S闭合,完全相同的灯L1和灯L2均发光。下列说法正确的是 (　　)
A.灯L1比灯L2亮
B.通过A点的电流大于通过B点的电流
C.灯L1的实际功率比灯L2的实际功率小
D.电路中A、B两点间的电压等于B、C两点间的电压
15.[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。
16.[2020·龙东] 将分别标有“6 V　6 W”和“3 V3 W”的甲、乙两只灯泡串联接在电压为3 V的电源两端,　　　　灯更亮;若将两灯泡并联接在该电源两端,两灯泡消耗的功率之比P甲∶P乙=　　　　。(忽略温度对灯丝电阻的影响)
17.[2020·济宁] 如图图所示的电路中,L1、L2为两个阻值恒定的灯泡,甲、乙是连接实验室常用电流表或电压表的位置。在甲、乙位置分别接入量程不同的某种电表,只闭合开关S1,两灯均发光,两电表指针偏转角度相同。断开开关S1,在甲、乙位置分别接另一种电表,闭合开关S1和S2,两灯均发光,则此时两电表示数之比为　　　　,灯泡L1与L2的电功率之比为　　　　。
考点 ●4　重点实验
18.[2020·雅安] 小明在做“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率”的实验时,实验室提供了如图图下器材:电源(电压恒为8 V),一个电流表,一个电压表,滑动变阻器“20 Ω　2 A”,小灯泡(额定电压为2.5 V,额定功率小于1.2 W),一个阻值已知的定值电阻R0,开关及导线若干。
(1)请根据甲所示的电路图,用笔画线代替导线,完成实验电路图乙的连接。
(2)正确连接电路后,闭合开关进行实验,记录的数据如图图下表所示。当电压表示数为2.5 V时,电流表示数如图图图丙所示,小灯泡的额定功率为　　　　W。
实验次数 1 2 3 4 5
电压/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流/A 0.24 0.32 0.38 0.44
电功率/W
(3)分析表中数据可得出结论:小灯泡工作时,消耗的电功率随电压的增大而　　　　(选填“增大”“不变”或“减小”),小灯泡的实际功率由　　　　　　(选填“额定功率”“额定电压”或“实际电压”)决定。
(4)完成实验后,利用上述器材,小明又想出一种测量小灯泡额定功率的方法,设计了如图图所示的电路,所用电压表量程为“0~15 V”,请将以下实验步骤补充完整。
①检查电路无误后,闭合开关S,将开关S1拨至“1”,调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为
　　　　V;
②滑动变阻器滑片不动,再将开关S1拨至“2”,读出电压表示数为U0;
③小灯泡的额定功率P额=　　　　(用U额、U0、R0表示)。若步骤②中,在将开关S1拨至“2”时,不小心将滑片向右移动了少许,其他操作正确,则测出的小灯泡额定功率比真实值　　　　
(选填“偏大”或“偏小”)。
答案
[知识梳理]
①焦耳(J)　②之差　③快慢　④之比　⑤I2Rt　⑥UI
[图说教材]
(1)164.3　82.15　(2)220　0.28　1.008×106
(3)大　大　(4)焦耳　Q=I2Rt
(5)电压　=　=
[易错辨析]
1.√
2.×,电能表是测量电路中用电器消耗电能多少的仪表
3.×,“2500 r/(kW·h)”表示电路中每消耗1 kW·h的电能,电能表的转盘转2500转
4.√
5.×,电功率是表示电流做功快慢的物理量
6.√
7.×,它们正常工作1 h消耗的电能相同,但电风扇将电能主要转化为机械能,电热毯将电能全部转化为内能,故电热毯产生的热量多
8.√
9.×,灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,实际功率越大,灯泡越亮,当通过两灯泡的电流相等时,若它们的规格不同,实际功率也是不同的,则亮度不一样
10.×,灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的,与额定功率无关
[中考链接]
1.D　 由图知电能表允许通过的最大电流为40 A,因此小英家干路中的电流不得超过40 A,故A错误;
小英家上个月消耗的电能为5647.8 kW·h-5546.7 kW·h=101.1 kW·h,故B错误;
指示灯闪烁320次,家庭电路消耗的电能:W= kW·h=0.2 kW·h,故C错误;
1600 imp/(kW·h)表示每消耗1 kW·h的电能,指示灯闪烁1600次,电能表上指示灯闪烁的次数越多,则电路中消耗的电能越多,故D正确。
2.A　 由题意知,灯泡的额定电压为6 V,额定功率为0.6 W,则灯泡正常发光时的电流:I额===0.1 A,灯泡的电阻:RL===60 Ω。灯泡正常发光时,电路中电流I=I额=0.1 A,变阻器接入电路的阻值:R滑===40 Ω,所以变阻器的最大阻值为80 Ω。P=UI=I2R,当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,二者电功率之比:PL∶P滑=I'2RL∶I'2R滑'=RL∶R滑'=60 Ω∶80 Ω=3∶4。
3.B　 由图可知,R与R0串联,因显示仪与热敏电阻并联,故显示仪是由电压表改装成的,故A错误;
当被测者体温较高时,显示仪的示数也会变大,由分压原理知,热敏电阻的阻值变大,即热敏电阻R的阻值随着温度的升高而增大,故B正确;
被测者体温越高,电压表示数越大,电阻R的阻值越大,由欧姆定律知,电路的电流越小,根据P=UI可知,电路消耗的电功率越小,故C错误;
温度相同时热敏电阻的阻值不变,将R0更换为阻值更大的电阻,由串联电路分压特点可知,R0两端分得的电压变大,根据串联电路的电压特点可知,R两端的电压变小,因此显示仪示数会变小,故D错误。
4.ABC　 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。
5.AC　 因为滑动变阻器上标有“10 Ω　1 A”的字样,所以电路的最大电流为1 A,此时R1的电功率最大,所以R1的最大功率为P1大=R1=(1 A)2×5 Ω=5 W;当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路的电流最小,R1的电功率最小,最小电流为I小===0.4 A,所以R1的最小功率为P1小=R1=(0.4 A)2×5 Ω=0.8 W,故R1的功率范围是5~0.8 W,故A选项正确,B选项错误。滑动变阻器的功率为P2=2R2===,当R1=R2=5 Ω时,R2的电功率最大,最大为P2大===1.8 W,故C选项正确,D选项错误。
6.0.108　能　 (1)该笔记本电脑的电池铭牌标有“10.8 V　10 A·h”字样,则充满电后存储的电能:
W=UIt=10.8 V×10 A×3600 s=3.888×105 J=0.108 kW·h。
(2)因为0.108 kW·h=108 W·h<160 W·h,所以该笔记本电脑可以带上飞机。
7.4　0.9　 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,所以电源电压和电阻R两端电压及灯泡L两端电压相等,U=UR=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。
8.(1)当开关S闭合,S1、S2都断开时,灯泡L与电阻R1串联,电压表测R1两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,且小灯泡L正常发光,所以,由P=UI可得,电路中的电流:I===0.4 A,
由I=可得,电压表的示数:
U1=IR1=0.4 A×15 Ω=6 V。
(2)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=UL+U1=3 V+6 V=9 V。当开关S、S1闭合,S2断开时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中电流,则电流表的示数:I1===0.6 A。
(3)当开关S、S1、S2都闭合时,R1与R2并联,由电阻的并联规律得,电路的总电阻:R===10 Ω,整个电路消耗的电功率:
P===8.1 W。
9.C　10.16.2
11.R1　25　 (1)由图可知,R2与R3并联后与R1串联,由并联电路的电流特点可知,I1=I2+I3,所以I1>I2,I1>I3,而R1=R2=R3=10 Ω,由Q=I2Rt可知,通电时间一定时,电阻R1产生的热量多。
(2)因为R2与R3并联,所以两者电压相等,而电阻也相等,由I=可知,通过R2和R3的电流相等,所以I1=I2+I3=2I2=1 A,解得:I2=0.5 A;
所以通电10 s时R2产生的热量:Q=R2t=(0.5 A)2×10 Ω×10 s=25 J。
12.因为电阻丝和导线是串联的,通过的电流相等,但电阻丝的电阻比导线的电阻大得多,根据Q=I2Rt,在电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多,所以电阻丝热得发红,而连接电阻丝的导线却不怎么热。
13.(1)开关S接“1”时,电路为R1的简单电路,为加热状态,由欧姆定律得,电路中的电流是I1===2.5 A。
(2)加热状态时,通电5 min电流做功:W=UI1t=220 V×2.5 A×5×60 s=1.65×105 J。
(3)开关S接“2”时,两电阻串联,为保温状态,电路的总电阻为R=R1+R2=88 Ω+352 Ω=440 Ω,保温状态时电路消耗的总功率是P===110 W。
14.D　 由图可知,两灯泡串联;在串联电路中,各处电流都相等,所以通过A点的电流等于通过B点的电流。已知灯L1和灯L2完全相同(其电阻相同),并且两灯串联,所以由U=IR可知,两灯泡两端电压相同,即A、B两点间的电压等于B、C两点间的电压。灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定,两灯泡两端电压相同,通过的电流相同,由公式P=UI知,其实际功率相同,所以两灯泡的亮度相同。故D正确,A、B、C错误。
15.串　4　 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。
16.甲　1∶2
17.4∶5　4∶1　 由图可知,只闭合开关S1,两表都是电流表时两灯泡才能发光,此时两灯泡并联,甲表测总电流,乙表测通过L1的电流;由并联电路的电流特点可知,甲电流表示数应大于乙电流表示数,而两电表指针偏转角度相同,说明甲电流表的量程为0~3 A、乙电流表的量程为0~0.6 A,则可知甲电流表示数是乙电流表示数的5倍,设乙表读数为I乙=I,则甲表读数为I甲=5I,则由并联电路的电流特点可知,流过L2的电流I2=I甲-I乙=5I-I=4I,则可得:==;并联电路各支路两端的电压相等,则由欧姆定律I=可得:===。闭合开关S1和S2,两灯均发光时,则由图可知此时两表都是电压表,此时两灯泡串联,乙电压表测总电压,甲电压表测L1两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,则两灯泡两端的电压之比为===,由串联电路的电压特点可知U乙=U1+U2,U甲=U1;故两电表示数之比为===,此时灯泡L1与L2的电功率之比为===。
18.(1)如图图图所示
(2)1.05　
(3)增大　实际电压
(4)①5.5　
③U额·　偏小
(1)根据图甲连接实物图时,将变阻器左下接线柱连入电路中。
(2)当电压表示数为2.5 V时,电流表选择0~0.6 A的量程,分度值为0.02 A,示数为0.42 A,则小灯泡的额定功率:P额=U额I额=2.5 V×0.42 A=1.05 W。
(3)由表中数据,根据P=UI可得,第1、2、3、4、5次实验中灯泡的电功率分别为0.24 W、0.48 W、0.76 W、1.05 W、13.2 W,可得出结论:小灯泡工作时,消耗的电功率随电压的增大而增大,小灯泡的实际功率由实际电压决定。
(4)要测量小灯泡的额定功率,需使小灯泡两端的电压等于其额定电压。
①闭合开关S,将开关S1拨至“1”,小灯泡、R0和滑动变阻器串联,电压表测R0和滑动变阻器两端的总电压,调节滑动变阻器的滑片,灯泡正常发光时,
电压表的示数:UV=U-U额=8 V-2.5 V=5.5 V。
②滑片不动,再将开关S1拨至“2”,电压表测R0两端的电压U0,此时电路中的电流即为小灯泡的额定电流:I额=。
③小灯泡的额定功率:P额=U额I额=U额·。
将开关S1拨至“2”,滑片向右移动稍许,滑动变阻器接入电路的阻值变大,根据串联分压知识可知,滑动变阻器两端的电压变大,定值电阻R0两端的电压U0变小,
根据P额=U额I额=U额·可知,测出的小灯泡的额定功率比真实值偏小。