2023-2024学年京改版物理九全同步教学 11.2 电功率 同步练习（含解析）

11.2 电功率
一、选择题(每题5分，共45分)
1．电风扇、白炽灯、电烙铁三个用电器上都标有“220 V　60 W”字样，正常工作时，相同的时间电流做功(　　)
A．电风扇最多 B．白炽灯最多
C．电烙铁最多 D．三者一样多
2．斌斌家最近买了一个微波炉，他发现当微波炉工作时，家中电能表的铝盘转得飞快。他联想最近学过的物理知识，明白了其中的道理(　　)
A．微波炉消耗的电能多
B．微波炉两端的电压高于其他用电器两端的电压
C．微波炉的电功率很大
D．微波炉消耗的电能很少
3．将一个标有“12 V　15 W”字样的灯泡接入某电路时，测得通过它的电流是1 A，则它的实际功率(　　)
A．小于15 W B．等于15 W
C．大于15 W D．不能确定
4．关于“6 V　3 W”的灯L1和“12 V　6 W”的灯L2，下列说法中正确的是(忽略温度对灯丝电阻的影响)(　　)
A．L1的电阻大于L2的电阻
B．两灯都正常发光时，一样亮
C．两灯串联工作时，L2比L1亮
D．两灯都正常发光时，通过L2的电流较大
5．图1中的三个电路电电压均相同且不变，灯泡规格相同，忽略温度对电阻的影响，闭合开关，a、b、d三盏灯实际功率的大小关系正确的是(　　)
图1
A．Pa＝Pd＝Pb B．Pa＞Pd＞Pb C．Pa＝Pd＞Pb D．Pa＜Pd＝Pb
6．2020·天津(多选)如图2所示的电路中，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(　　)
图2
A．电电压是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
7．2020·南充如图3所示的电路，当闭合开关时，灯泡正常发光，滑动变阻器滑片向右移动时，下列说法正确的是(　　)
图3
A．灯L亮度变暗
B．电压表V与电流表A1示数之比不变
C．电路的总功率变小
D．电压表示数变大
8．2020·兰州如图4所示的电路中，电电压保持不变，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(　　)
图4
A．3∶4 B．4∶3 C．3∶2 D．2∶3
9．2020·黔东南州如图5甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电电压保持3 V不变，闭合开关S后，滑片P从a端移动到b端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示，下列说法不正确的是(　　)
图5
A．定值电阻R1的阻值是5 Ω
B．滑动变阻器的阻值范围是0～10 Ω
C．当滑片P移到b端时，电路消耗的总功率为1.8 W
D．若滑动变阻器R2出现接触不良时，电流表示数为零，电压表示数为3 V
二、填空题(每空2分，共30分)
10．2020·泸州小聪家的电能表如图6所示，由此可知，小聪家允许接入电路的最大总功率为________kW；小聪家有一个规格为“220 V　1000 W”的用电器，可能是________(选填“台灯”“电饭锅”或“电视机”)。当电路中只有这一个用电器，正常工作10 min，电能表的铝盘转了________转。
　图6
11．有一个标有“8 V　2 W”的小灯泡，如果接到12 V的电上必须________联一个阻值为________Ω的电阻，才能使小灯泡正常发光，此时这个电阻消耗的电功率是________W。
12．将定值电阻R两端的电压从9 V减少到6 V时，通过它的电流变化了0.2 A，则电阻R所消耗的电功率减少了________W；定值电阻R的阻值为________Ω。
13．把标有“12 V　12 W”和“6 V　12 W”的两盏电灯串联后接入电路中，若让其中一盏灯正常发光，另一盏灯的实际功率不超过其额定功率，则电路中的电流是________A，电路两端电压是________V。(假设灯丝阻值不变)
14．2020·黔东南州有一种亮度可以调节的小台灯，其电路如图7甲所示，电电压为24 V，灯泡L的额定电压为24 V。通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图乙所示，当灯泡正常发光时，灯丝的电阻为________Ω，调节滑动变阻器R，使灯泡的实际功率为1.2 W时，滑动变阻器R连入电路的阻值是________Ω，观察图像发现灯泡L的电阻随着电压的增大而增大，这是因为_________________________________________________。
图7
15．标有“36 V　40 W”字样的两只定值电阻，若将它们并联后接在36 V的电两端，则每只定值电阻的实际功率为________W；若将它们串联后接在36 V的电上，则每只定值电阻的实际功率为________W。
三、实验探究题(10分)
16．小强在做“测定小灯泡额定功率”的实验时，已知小灯泡的额定电压是3.5 V，电是三节新的干电池(电压为4.5 V)，灯丝电阻大于10 Ω，滑动变阻器上标有“10 Ω　1 A”字样。
甲　　　　　　　　　　　　　　　乙
图8
(1)小强按图8甲连接电路并闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电压表有示数，则故障可能是小灯泡________(选填“断路”或“短路”)。
(2)小强排除故障后，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是________W。
(3)若电压表0～15 V的量程已损坏，换用0～3 V的量程后，将电压表的“－”接线柱连入图甲中的______点，将“3”接线柱接入图甲中的______点，也可测出小灯泡的额定功率。实验过程中，当电压表的读数为________V时，小灯泡正常发光。
四、计算题(15分)
17．如图9甲所示的电路中，R1＝20 Ω，R2为滑动变阻器，图乙为R3的I－U图像，电电压保持不变。当S1闭合、S2断开时，若滑片P在a端，则电流表示数为0.6 A；若滑片P在b端，则电压表示数为8 V。求：
(1)电电压。
(2)滑动变阻器R2的最大阻值。
(3)当S1、S2均闭合，且滑片P在a端时，求电流表的示数和电路消耗的总功率。
图9
答案
1．D　[解析] 电风扇、白炽灯、电烙铁三个用电器的额定功率均为60 W，正常工作时的功率和额定功率相等，由P＝的变形式W＝Pt可知，相同时间内三者电流做功一样多，故D正确。
2．C
3．A　[解析] 根据公式I＝可以判断出小灯泡的额定电流大于1 A，故当其电流为1 A时，灯泡的实际功率小于其额定功率。
4．C　[解析] 根据R＝可得，L1的电阻：R1＝＝＝12 Ω，L2的电阻：R2＝＝＝24 Ω，则L2的电阻大于L1的电阻，故A错误；灯泡的亮暗程度取决于灯泡的实际功率，而不是额定功率，所以两灯都正常发光时，L2比L1亮，故B错误；当两灯串联时，通过它们的电流相同，根据公式P＝I2R可知，电阻越大，电功率越大，所以L2的电功率大于L1的电功率，L2比L1亮，故C正确；两灯都正常发光时，根据I＝可得，通过灯L1、 L2的电流均为0.5 A，故D错误。
5．C　[解析] 对比a、d、e三只灯泡，其两端电压均为电电压，故其实际功率相等；由图可知，b、c灯泡串联，其两端电压均小于电电压，故b、c的实际功率相等，但均小于a、d、e的实际功率。
6．ABC　[解析] 由电路图知，灯泡L与电阻R串联，电压表V1测灯泡L两端的电压，V2测电阻R两端的电压，闭合开关后，灯泡正常发光，则灯泡两端的电压U1为6 V，而U1∶U2＝2∶3，所以电阻两端的电压：U2＝9 V，那么电电压：U＝U1＋U2＝6 V＋9 V＝15 V，故A符合题意；
闭合开关后，灯泡正常发光，则电路中的电流：I＝＝＝1.5 A，电阻R的阻值：R＝＝＝6 Ω，故B、C符合题意；电阻R消耗的功率：P＝U2I＝9 V×1.5 A＝13.5 W，故D不符合题意。
7．C　[解析] 由图可知，该电路为并联电路，电压表测量电电压，电流表A1测量通过滑动变阻器的电流，电流表A2测量通过灯泡的电流；由于电电压不变，所以电压表示数不变，故D错误；滑动变阻器滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，由于其两端的电压不变，根据欧姆定律可知，通过其的电流会变小，即电流表A1示数变小；由于并联电路中各支路互不影响，所以通过灯泡的电流不变，灯泡的功率不变，亮度不变，故A错误；电压表V与电流表A1示数之比为滑动变阻器的电阻，电阻变大，比值变大，故B错误；根据并联电路的电流关系可知，干路中的电流变小，根据P＝UI可知，电路的总功率变小，故C正确。
8．A　[解析] 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＝＝＝0.1 A，灯泡的电阻：RL＝＝＝60 Ω，灯泡正常发光时，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，根据P＝UI＝I2R可知，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＝I2RL∶I2R滑′＝RL∶R滑′＝60 Ω∶80 Ω＝3∶4。
9．C　[解析] 由图甲可知，R1与R2串联，电压表测量R2两端的电压，电流表测量电路中的电流。
当滑片位于a端时，R2接入电路中的电阻为零，电路中的电流最大，由图乙可知I1＝0.6 A，
由I＝可得，定值电阻R1的阻值：
R1＝＝＝5 Ω，故A正确；
当滑片位于b端时，R2接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，电压表的示数最大，由图乙可知I2＝0.2 A，U2＝2 V，则滑动变阻器的最大阻值：R2＝＝＝10 Ω，即滑动变阻器的阻值范围是0～10 Ω，故B正确；
当滑片P移到b端时，电路消耗的总功率：P＝UI2＝3 V×0.2 A＝0.6 W，故C错误；
若滑动变阻器R2出现接触不良时，电路断路，电路中无电流，则电流表的示数为零，电压表串联在电路中，测电两端的电压，其示数为3 V，故D正确。
10．11　电饭锅　500
11．串　16　1
[解析] 小灯泡标有“8 V　2 W”，由电功率公式P＝UI得，通过小灯泡的电流：I＝＝＝0.25 A。
使小灯泡正常发光，小灯泡两端电压应该是8 V，则电路中需串联一个电阻分压，电阻两端电压为12 V－8 V＝4 V，串联电阻的阻值为R＝＝＝16 Ω。
由电功率公式可得，这个电阻消耗的电功率：P＝U′I＝4 V×0.25 A＝1 W。
12．3　15　[解析] 定值电阻R的阻值为
R＝＝＝15 Ω，
电阻R两端电压为9 V时，通过R的电流：
I1＝＝＝0.6 A，
电阻R两端电压为6 V时，通过R的电流：
I2＝＝＝0.4 A。
电阻R两端的电压从9 V减少到6 V时，消耗的电功率减少量：
P＝P1－P2＝U1I1－U2I2＝9 V×0.6 A－6 V×0.4 A＝3 W。
13．1　15　[解析] 灯上标有“12 V　12 W”(设为甲灯)表示该灯的额定电压为12 V，额定功率为12 W；灯上标有“6 V　12 W”(设为乙灯)表示该灯的额定电压为6 V，额定功率为12 W；根据P＝UI可得，甲灯的额定电流：I1＝＝＝1 A，
乙灯的额定电流：I2＝＝＝2 A，
因串联电路各处的电流都相等，且I1＜I2，所以电路中的电流I＝I1＝1 A，即只能让“12 V　12 W”的灯正常发光；
由I＝可得，
甲灯的电阻：R1＝＝＝12 Ω，
乙灯的电阻：R2＝＝＝3 Ω，
两灯串联时，电路中的总电阻：
R＝R1＋R2＝12 Ω＋3 Ω＝15 Ω，
根据欧姆定律可得，电路两端电压：U＝IR＝1 A×15 Ω＝15 V。
14．60　90　灯丝的电阻受温度的影响
[解析] 灯泡两端的电压为24 V时，灯泡正常发光，由图乙可知，此时通过灯泡的电流IL＝0.4 A，根据欧姆定律可得，此时灯丝的电阻：RL＝＝＝60 Ω。
由图乙可知，当灯泡两端的电压为6 V，通过的电流为0.2 A时，灯泡的实际功率为1.2 W，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，灯泡的实际功率为1.2 W时，滑动变阻器两端的电压：U滑＝U－UL′＝24 V－6 V＝18 V；
串联电路中各处的电流相等，由欧姆定律可得，滑动变阻器R连入电路的阻值：
R滑＝＝＝90 Ω。
(3)在材料、长度和横截面积一定时，灯丝电阻还与温度有关，并且灯丝电阻随温度的升高而增大。
15．40　10
16．(1)断路　(2)0.7　
(3)C　B　1
[解析] (2)P＝UI＝3.5 V×0.2 A＝0.7 W。(3)若换用0～3 V量程，电压表可并联在滑动变阻器两端，当电压表的示数为4.5 V－3.5 V＝1 V时，小灯泡正常发光。
17．(1)当S1闭合、S2断开，滑片P在a端时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，由I＝可得，电电压：U＝IaR1＝0.6 A×20 Ω＝12 V。
(2)当S1闭合、S2断开，滑片P在b端时，R2接入电路的电阻最大，电压表测R2两端的电压，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R1两端的电压：
U1＝U－U2＝12 V－8 V＝4 V，
因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流：Ib＝＝，
即＝，解得R2＝40 Ω。
(3)当S1、S2均闭合，且滑片P在a端时，R1与R3并联，电流表测干路中的电流，由图乙可知，当R3两端的电压U3＝6 V时，通过的电流I3＝0.3 A，则R3的阻值：
R3＝＝＝20 Ω，
干路中电流表的示数：
I＝Ia＋I3′＝0.6 A＋＝0.6 A＋＝1.2 A；
电路消耗的总功率：P总＝UI＝12 V×1.2 A＝14.4 W。