15.2 认识电功率
一、选择题
1．下列物理数据最接近实际的是（ ）
A．九年级物理课本的长度约为1m B．普通中学生的质量约为50kg
C．教室内空调的功率约为100W D．对人体安全的电压不高于220V
【答案】B
【详解】A．九年级物理课本的长度约为26cm，故A不符合题意；
B．成年人的质量在 60-75kg 左右，中学生的质量比成年人小一些，在 50kg 左右，故B符合题意；
C．教室内空调的功率约为2000W，故C不符合题意；
D．人体能承受不高于36伏特的电压，故D不符合题意。
故选B。
2．在国际单位制中，电功的单位是（ ）
A．安培 B．伏特 C．焦耳 D．瓦特
【答案】C
【详解】A．安培（A）是电流的单位，故A不符合题意；
B．伏特（V）是电压的单位，故B不符合题意；
C．焦耳（J）是国际单位制中电功的单位，故C符合题意；
D．瓦特（W）是功率、电功率的单位，故D不符合题意。
故选C。
3．下列是几个同学估测的数值，其中最接近实际的是（ ）
A．教室门的高度约为1500mm
B．中学生正常步行的速度约为1m/s
C．教室内一盏日光灯正常工作的电功率约500W
D．中学生从一楼上到四楼克服自身重力做功约500J
【答案】B
【详解】A．教室门的高度约为
2.5m=2500mm
故A不符合题意；
B．中学生正常步行的速度约为
故B符合题意；
C．教室内一盏日光灯正常工作的电功率约40W，故C不符合题意；
D．中学生的体重约G=500N，从一楼到四楼的高度约h=10m，中学生从一楼上到四楼克服自身重力做功约
W=Gh=500N×10m=5000J
故D不符合题意。
故选B。
4．下列物理量最接近实际的是（ ）
A．36V电压对人体是安全电压
B．原子的直径大约为 10﹣2m
C．家用电冰箱的功率约为100W
D．人体的电阻通常为100Ω
【答案】A
【详解】A．经验表明：不高于36V的电压对人体是安全的，故A符合题意；
B．原子的直径大约为 10-10m，故B不符合题意；
C．家用电冰箱的功率约为200W，故C不符合题意；
D．一般在干燥环境中，人体电阻大约在2千欧~20兆欧范围内，故D不符合题意。
故选A。
5．下列数据中最接近实际的是（ ）
A．一支考试用中性笔的质量的为400g
B．中学生正常步行的速度约为lm/s
C．家用空调制冷工作时的功率约为100W
D．本溪夏季的最高气温约为60℃
【答案】B
【详解】A．考试用中性笔的质量约40g左右,故A不符合题意；
B．中学生正常步行的速度约1m/s，故B符合题意；
C．家用空调制冷工作时的功率约1000W，故C不符合题意；
D．本溪夏季的最高气温约为40℃左右，故D不符合题意。
故选B。
6．在如图所示的电路中电源电压不变，S1已经闭合．当再闭合开关S时 （ ）
A．电压表示数变小 B．电流表示数变小
C．电路中总电阻变大 D．电路消耗的总功率变大
【答案】D
【详解】如图电路，开关S2闭合后，两电阻并联，电压表测量电源电压，且电源电压不变，所以电压表清示数不变；故A错误；
电流表测量干路电流，因为并联电路的干路电流等于各支路电流之和，所以S2闭合后，电流变大，即电表清示数变大；故B错误；
根据，电压不变，电流变大，所以电阻变小，即总电阻变小，故C错误；；
根据，电压不变，电流变大，功率变大，故D正确．
故选D．
7．下列物理量的估测中，最符合实际的是（ ）
A．一张物理试卷的厚度约为1mm
B．教室里空气的质量约为250kg
C．家用液晶电视的功率约为500W
D．九年级物理书平放对桌面的压强约为500Pa
【答案】B
【详解】A．人的头发的直径在75μm左右，试卷纸的厚度与此差不多，约是
故A不符合题意；
B．空气的密度在1.3kg/m3左右，教室的长、宽、高分别在8m、7m、左右，教室中空气的质量约是
接近250kg，故B符合题意；
C．家用液晶电视机的功率约为100W，故C不符合实际；
D．一本九年级物理书的质量约300g，重力约
平放时对桌面的压力为
面积约
压强约为
与50Pa接近，故D不符合题意。
故选B。
8．甲、乙两个小灯泡并联接入电路，如图所示，甲比乙亮，下列判断错误的是（ ）
A．I甲>I乙 B．U甲=U乙
C．R甲>R乙 D．P甲>P乙
【答案】C
【详解】甲、乙两个小灯泡并联接入电路，如图所示，甲比乙亮，表明甲的实际功率大于乙的实际功率，即P甲>P乙，根据并联电路电压的规律，并联电路两端电压等于电源电压，则U甲=U乙，由可知，电压相同时，R甲I乙，故ABD正确，不符合题意，C错误，符合题意。
故选C。
9．灯泡A铭牌上标有“3V 0.2A”，灯泡B铭牌上标有“220V 40W”，将这两个灯泡串联后接到220伏的电源上（ ）
A．两个灯泡都发光 B．两个灯泡都被烧坏
C．灯泡A短路，灯泡B正常发光 D．灯泡A被烧坏，灯泡B完好但不发光
【答案】A
【分析】根据给定的铭牌值可以求出A、B灯泡各自的阻值，根据串联电阻分压原理可以求出两灯泡上的各自电压，比较两灯泡的实际电压和额定电压可知两灯泡的工作情况。
【详解】灯泡A正常发光的电流
I=0.2A
由可得灯泡A电阻
由P=UI可得灯泡B正常发光的电流
根据可得灯泡B的电阻
两灯泡串联后总电阻
电路中的实际电流
可见两灯正常发光时的电流都大于电路的实际电流，所以两灯都不会烧坏，都能发光，但都不能正常发光。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
10．小明想对小区路灯进行自动化管理，设计电路如下图所示．其中光控开关的工作原理是：光敏电阻R2的阻值与光照度之间的关系如表格所示，闭合开关S1，当R2两端电压达到3V时，开关S2就自动连接ac ，使路灯L 点亮．电压达不到3V时，开关S2就会自动连接ab.使路灯L 熄灭．对此，下列说法不正确的是（ ）
光照度（勒克斯） 5 10 15 20 25 30
光敏电阻R2阻值（欧） 60 30 20 15 12 10
A．路灯L 标有“220V 40W ”字样，则该路灯正常工作时通过的电流约0.18A；
B．当光照度降低时，光敏电阻R2的阻值增大，其两端电压也随之变大；
C．如果控制电路电源电压恒为4.5V，R1的阻值为10Ω，则当光照度为15勒克斯时，路灯刚好发光；
D．这种路灯的光控开关相当于定时开关，每天定时闭合与断开．
【答案】D
【详解】试题分析：由公式P=UI可得，路灯正常工作时通过的电流是I=P/U=40W/220V=0.18A,故A正确；由表格数据知道，当光照度降低时，光敏电阻R2的阻值增大，根据串联电路的特点，其两端电压也随之变大，故B正确；（2）查表可得当光照为15 勒克斯时，光敏电阻的阻值为20Ω，R1的阻值为10Ω，根据电路特点，R2两端电压达到3V，路灯刚好发光，故C正确；由光照与阻值对照表可知，光照的强度必须降低，即会导致路灯比平常天色更暗些才能点亮，随着季节的变化路灯的光控开关的时间是不同的,故D错误．
考点：欧姆定律及其应用 自动控制电路的分析
二、填空题
11．根据你生活中的观察，电子手表、电灯、电熨斗这些常用电器中，电功率最大的是 ，电功率最小的是 。
【答案】 电熨斗 电子手表
【详解】[1][2]电子手表的功率约为；电灯的功率一般为40W；电熨斗的功率约为；由此可见，电功率最大的是电熨斗，电功率最小的是电子手表。
12．一白炽灯A标有“220V 100W”字样，LED灯B标有“220V 25W”字样，若将它们串联起来接在220V的电路中，两灯的总功率 （选填“大于”、“小于”或“等于”）25W。这两个灯泡在正常工作时亮度相当，若用LED灯代替白炽灯，则正常工作10h比白炽灯节约 度电。（假设它们的电阻不随温度变化而变化）
【答案】 小于 0.75
【详解】[1]假设它们的电阻不随温度变化而变化。由可得，白炽灯A的电阻为
B的电阻为
如果将它们串联起来，接在220V的电路中，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流为
则A灯两端的电压为
A与B的总功率为
[2]这两个灯泡在正常工作时亮度相当，若用LED灯代替白炽灯，则正常工作10h比白炽灯节约的电能为
13．为积极响应“低碳节能”的号召，家庭照明中已广泛使用LED节能灯，某型号LED节能灯的额定功率为10W，该功率值表示的物理含义是 。
【答案】电流在1s内做的功是10J
【详解】电功率是表示电流做功快慢的物理量，数值上等于单位时间内电流所做的功。某型号LED节能灯的额定功率为10W，表示电流在1s内做的功是10J。
14．如图所示是家庭中常见调光台灯上的调光旋钮的内部电路，旋钮应与灯泡进行 （选填“串联”或“并联”）。该台灯旋钮将AB接入电路中，顺时针旋转时灯泡的功率 （选填“变大”或“变小”）。
【答案】 串联 变小
【详解】[1]要使得旋钮能控制通过灯泡电流的大小，旋钮应与灯泡串联。
[2]该台灯旋钮将AB接入电路中，顺时针旋转时，AB之间的长度变大，电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，通过灯泡的电流变小，灯泡的功率变小。
15．小明家中一周前、后电能表示数如图所示，小明家一周消耗电能约为 kW·h。这些电能可以使一个“220V 2000W”的电炉正常工作 h。
【答案】 13 6.5
【详解】[1]小明家一周消耗电能约为
W＝1658.8kW·h-1645.8kW·h=13kW·h
[2]这些电能可以使一个“220V 2000W”的电炉正常工作的时间为
16．如图所示，电源电压保持6V不变，灯L1、L2分别标有“6V 3W”和“6V 2W”字样，灯丝电阻不变。若使两灯都发光且L2比L1亮，需闭合开关 ，此时灯L2的实际功率为 W。
【答案】 S2 0.72
【详解】[1][2]两个灯泡的额定功率分别是3W和2W，如果两个灯泡并联，它们的额定电压相等，电源电压保持6V不变，由并联电路可知两个灯泡两端的电压等于额定电压，两个灯泡正常发光，灯L1的功率是3W，灯L2的功率是2W，灯L1的功率较大，亮度较大；两个灯泡的电阻分别为
R2的阻值大于R1的阻值，当两个灯泡串联时，由P=I2R可知灯L2的功率较大，亮度较大，所以要使两个灯泡串联，闭合开关S2；电路中电流
L2的实际功率为
P2实=I2R2=(0.2A)2×18Ω=0.72W
17．某空调铭牌上标有“220V 2000W”字样，它的额定功率为 ，正常工作2小时消耗的电能是 度，消耗的电能可用 表来测量．
【答案】 2000W 4 电能
【详解】“220V、2000W”字样，其中“220V”表示额定电压是220V；“2000W”表示额定功率是2000W；正常工作2小时消耗电能：WPt2kW×2h4kW·h，即4度．消耗的电能可用电能表来测量．
四、实验题
18．某实验小组的同学用如图所示电路图测量小灯泡的电功率．已知电源电压恒为6 V不变，待测灯泡的额定电压为3.8 V，电阻约为10 Ω左右．
甲 乙
(1)闭合开关，同学们发现，电流表没有示数，灯泡不亮，电压表示数接近电源电压，此时电路故障为 ．
(2)故障排除后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，使灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则待测灯泡的额定功率为 ．
(3)若实验器材中电压表0～15 V的量程被损坏，为了测量小灯泡的额定功率，以下是小组同学所想的方法，请完善实验步骤：
①将电压表并联在 的两端，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为 ；
②记下电流表的示数IL，则小灯泡的额定功率P＝ (填表达式)．
【答案】 小灯泡断路 1.14W 滑动变阻器 2.2V 3.8V×IL
【详解】(1) 闭合开关,发现小灯泡不亮,但电压表有示数,电流表无示数,说明在电压表两接线柱之间的电路是断路,所以出现故障的可能原因是灯泡的灯丝断了(或连接灯泡的导线断了)；(2)由乙图可知电流表选择的是小量程所以示数0.3A，则待测灯泡的额定功率为P＝UI＝038V．(3) (3)若实验器材中电压表0～15 V的量程被损坏，为了测量小灯泡的额定功率，以下是小组同学所想的方法，请完善实验步骤：①由题意知电源电压6V,当灯泡正常工作时，滑动变阻器两端的电压是6V-3.8V＝2.2V，所以电压表0～15 V的量程被损坏后可将电压表并联在滑动变阻器的两端，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为2.2V；②记下电流表的示数IL，则小灯泡的额定功率P＝UI＝3.8V(填表达式)．
19．小明等同学按如图甲所示电路来探究“通过电阻的电流与其两端电压的关系”；已知电源电压为8 V，定值电阻R1=20Ω。
(1)根据图甲用笔画线代替导线，将图乙中实物电路连接好。要求滑动变阻器滑片P向右移动时，电流表示数变小；
(2)连接完电路后，闭合开关，发现电流表指针不偏转，电压表有示数，则故障可能是 。故障排除后，在实验中发现无论怎样调节滑动变阻器，电流表示数变化都不大。他们认为出现这种情况的原因可能是滑动变阻器选择不合理。现有如下A、B两种滑动变阻器可供选择，那么他们应选择 （选填“A”或“B”）；
A．100Ω 1A B．5Ω 2 A
(3)实验中小明将实验所得数据描绘在图丙中，则图中阴影部分面积表示的物理量是 。
【答案】 R1断路（或电流表短路） A 电功率
【详解】(1)[1]滑动变阻器滑片P向右移动时，电流表示数变小，则滑动变阻器的左下方接线柱与定值电阻相连，如下图：
(2)[2]闭合开关电流表无示数，电压表有示数的原因：一种可能是电压表并联的部分断路，即可能是定值电阻断路，另一种电流表短路；
[3]滑动变阻器是靠改变滑动变阻器接入电路的电阻来改变电路中的电流，而要求尽可能大的改变电路中的电流，故滑动变阻器应选择阻值变化范围较大的滑动变阻器，即选A；
(3)[4]由图象可知，横坐标表示通过电阻的电流，纵坐标表示电阻两端的电压，根据P=UI可知，图中阴影部分面积表示的物理量是定值电阻R1消耗的电功率。
五、计算题
20．小明网购了一支3D打印笔，它通过加热，挤出热熔的塑料，然后在空气中迅速冷却，最后凝固成形，就可以制成各种精美的艺术品（如图）。此打印笔内部由 R1、R2两个发热电阻和两个开关组成，有快慢两挡，相关参数如下表。在某次快挡打印中，200s 就将33g的塑料条从20℃加热到 220℃，根据题中信息完成下列问题[塑料条的比热容为 1.6×103J/（kg ℃）]
额定电压 220V
慢挡打印功率 22W
快挡打印功率 66W
（1）请你在虚线框内画出3D打印笔的内部电路图。
（2）慢挡打印时，打印笔的电阻的阻值。
（3）快挡打印时，打印笔加热塑料的效率。
【答案】（1）或；（2）2200；（3）80%
【详解】解：（1）（2）由
可知，打印笔慢挡和快挡时电路的电阻分别为
Ω
因为并联电路的总电阻小于各支路的电阻，串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻，所以打印笔的内部的电阻连接有两种情况：
①两个电阻并联，一个电阻的阻值为
R1=R慢=2200Ω
根据并联电路的电阻特点可知，则另一个电阻的阻值为
一个开关控制整个电路，另一个开关控制1100Ω的电阻，如图所示：
②两电阻串联，一个电阻的阻值为
由串联电路的电阻特点可知：，则另一个电阻的阻值为
一个开关控制整个电路，另一个开关与其中的一个电阻并联。如图所示：
（3）由可知，快挡打印时打印笔消耗的电能
W=P快t=66W×200s=1.32×104J
塑料吸收的热量
Q吸=cm（t-to）=1.6×103J/（kg·℃）×33×10-3kg×（220℃-20℃）=1.056×104J
快挡打印时打印笔加热塑料的效率15.2 认识电功率
一、选择题
1．下列物理数据最接近实际的是（ ）
A．九年级物理课本的长度约为1m B．普通中学生的质量约为50kg
C．教室内空调的功率约为100W D．对人体安全的电压不高于220V
2．在国际单位制中，电功的单位是（ ）
A．安培 B．伏特 C．焦耳 D．瓦特
3．下列是几个同学估测的数值，其中最接近实际的是（ ）
A．教室门的高度约为1500mm
B．中学生正常步行的速度约为1m/s
C．教室内一盏日光灯正常工作的电功率约500W
D．中学生从一楼上到四楼克服自身重力做功约500J
4．下列物理量最接近实际的是（ ）
A．36V电压对人体是安全电压
B．原子的直径大约为 10﹣2m
C．家用电冰箱的功率约为100W
D．人体的电阻通常为100Ω
5．下列数据中最接近实际的是（ ）
A．一支考试用中性笔的质量的为400g
B．中学生正常步行的速度约为lm/s
C．家用空调制冷工作时的功率约为100W
D．本溪夏季的最高气温约为60℃
6．在如图所示的电路中电源电压不变，S1已经闭合．当再闭合开关S时 （ ）
A．电压表示数变小 B．电流表示数变小
C．电路中总电阻变大 D．电路消耗的总功率变大
7．下列物理量的估测中，最符合实际的是（ ）
A．一张物理试卷的厚度约为1mm
B．教室里空气的质量约为250kg
C．家用液晶电视的功率约为500W
D．九年级物理书平放对桌面的压强约为500Pa
8．甲、乙两个小灯泡并联接入电路，如图所示，甲比乙亮，下列判断错误的是（ ）
A．I甲>I乙 B．U甲=U乙
C．R甲>R乙 D．P甲>P乙
9．灯泡A铭牌上标有“3V 0.2A”，灯泡B铭牌上标有“220V 40W”，将这两个灯泡串联后接到220伏的电源上（ ）
A．两个灯泡都发光 B．两个灯泡都被烧坏
C．灯泡A短路，灯泡B正常发光 D．灯泡A被烧坏，灯泡B完好但不发光
10．小明想对小区路灯进行自动化管理，设计电路如下图所示．其中光控开关的工作原理是：光敏电阻R2的阻值与光照度之间的关系如表格所示，闭合开关S1，当R2两端电压达到3V时，开关S2就自动连接ac ，使路灯L 点亮．电压达不到3V时，开关S2就会自动连接ab.使路灯L 熄灭．对此，下列说法不正确的是（ ）
光照度（勒克斯） 5 10 15 20 25 30
光敏电阻R2阻值（欧） 60 30 20 15 12 10
A．路灯L 标有“220V 40W ”字样，则该路灯正常工作时通过的电流约0.18A；
B．当光照度降低时，光敏电阻R2的阻值增大，其两端电压也随之变大；
C．如果控制电路电源电压恒为4.5V，R1的阻值为10Ω，则当光照度为15勒克斯时，路灯刚好发光；
D．这种路灯的光控开关相当于定时开关，每天定时闭合与断开．
二、填空题
11．根据你生活中的观察，电子手表、电灯、电熨斗这些常用电器中，电功率最大的是 ，电功率最小的是 。
12．一白炽灯A标有“220V 100W”字样，LED灯B标有“220V 25W”字样，若将它们串联起来接在220V的电路中，两灯的总功率 （选填“大于”、“小于”或“等于”）25W。这两个灯泡在正常工作时亮度相当，若用LED灯代替白炽灯，则正常工作10h比白炽灯节约 度电。（假设它们的电阻不随温度变化而变化）
13．为积极响应“低碳节能”的号召，家庭照明中已广泛使用LED节能灯，某型号LED节能灯的额定功率为10W，该功率值表示的物理含义是 。
14．如图所示是家庭中常见调光台灯上的调光旋钮的内部电路，旋钮应与灯泡进行 （选填“串联”或“并联”）。该台灯旋钮将AB接入电路中，顺时针旋转时灯泡的功率 （选填“变大”或“变小”）。
15．小明家中一周前、后电能表示数如图所示，小明家一周消耗电能约为 kW·h。这些电能可以使一个“220V 2000W”的电炉正常工作 h。
16．如图所示，电源电压保持6V不变，灯L1、L2分别标有“6V 3W”和“6V 2W”字样，灯丝电阻不变。若使两灯都发光且L2比L1亮，需闭合开关 ，此时灯L2的实际功率为 W。
17．某空调铭牌上标有“220V 2000W”字样，它的额定功率为 ，正常工作2小时消耗的电能是 度，消耗的电能可用 表来测量．
三、实验题
18．某实验小组的同学用如图所示电路图测量小灯泡的电功率．已知电源电压恒为6 V不变，待测灯泡的额定电压为3.8 V，电阻约为10 Ω左右．
甲 乙
(1)闭合开关，同学们发现，电流表没有示数，灯泡不亮，电压表示数接近电源电压，此时电路故障为 ．
(2)故障排除后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，使灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则待测灯泡的额定功率为 ．
(3)若实验器材中电压表0～15 V的量程被损坏，为了测量小灯泡的额定功率，以下是小组同学所想的方法，请完善实验步骤：
①将电压表并联在 的两端，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为 ；
②记下电流表的示数IL，则小灯泡的额定功率P＝ (填表达式)．
19．小明等同学按如图甲所示电路来探究“通过电阻的电流与其两端电压的关系”；已知电源电压为8 V，定值电阻R1=20Ω。
(1)根据图甲用笔画线代替导线，将图乙中实物电路连接好。要求滑动变阻器滑片P向右移动时，电流表示数变小；
(2)连接完电路后，闭合开关，发现电流表指针不偏转，电压表有示数，则故障可能是 。故障排除后，在实验中发现无论怎样调节滑动变阻器，电流表示数变化都不大。他们认为出现这种情况的原因可能是滑动变阻器选择不合理。现有如下A、B两种滑动变阻器可供选择，那么他们应选择 （选填“A”或“B”）；
A．100Ω 1A B．5Ω 2 A
(3)实验中小明将实验所得数据描绘在图丙中，则图中阴影部分面积表示的物理量是 。
四、计算题
20．小明网购了一支3D打印笔，它通过加热，挤出热熔的塑料，然后在空气中迅速冷却，最后凝固成形，就可以制成各种精美的艺术品（如图）。此打印笔内部由 R1、R2两个发热电阻和两个开关组成，有快慢两挡，相关参数如下表。在某次快挡打印中，200s 就将33g的塑料条从20℃加热到 220℃，根据题中信息完成下列问题[塑料条的比热容为 1.6×103J/（kg ℃）]
额定电压 220V
慢挡打印功率 22W
快挡打印功率 66W
（1）请你在虚线框内画出3D打印笔的内部电路图。
（2）慢挡打印时，打印笔的电阻的阻值。
（3）快挡打印时，打印笔加热塑料的效率。
