第十八章 电功率总结与针对训练 课时练习（含答案） 2023-2024学年物理人教版九年级全一册

第十八章 电功率总结与针对训练
【知识构建】
【单元集训】
易错专训
易错点1：电功与电功率
1.下列四种用电器,各自在额定电压下正常工作,则在相同时间内,电流做功最多的是 ( )
A.“220 V　40 W” B.“36 V　40 W”
C.“110 V　60 W” D.“220 V　25 W”
2.如图所示的串联电路中,定值电阻R1=2R2,开关闭合后,电阻R1、R2两端电压分别为U1、U2,通过的电流分别为I1、I2,电功率分别为P1、P2,相同时间内做的功为W1、W2,以下比值正确的是 ( )
A.I1∶I2=2∶1
B.U1∶U2=1∶1
C.P1∶P2=2∶1
D.W1∶W2=1∶2
易错点2：标定电流与最大额定电流
3.如图,这是小明家电子式电能表的表盘,该电能表的标定电流是　 　A,从用电安全的角度考虑,他家同时工作的用电器总功率不能超过　 　W。他将某用电器单独接在这个电能表上工作3 min,电能表的指示灯闪烁48次,这个用电器在这段时间内消耗的电能为　 　J。
4.如图所示,这是小明家的电能表表盘,下列说法正确的是 ( )
A.该电能表在220 V以下的电路中也能正常使用
B.该电能表正常工作的最大电流为5 A
C.此电能表所显示的示数含义为:截至目前,小明家共消耗了2328 kW·h的电能
D.此电表上标有“3200 r/(kW·h)”的含义是:这个家庭每消耗1 kW·h的电能,此电能表表盘转动3200圈
难点突破
难点1：根据电能表的铭牌计算电能
5.某同学家的电能表本月末抄表时的示数如图所示,若本月应交电费45元,且电价为0.5元/度,本月用电　 　度,上次抄表时电能表的示数为　 　kW·h。若只接入某用电器工作一段时间,电能表的转盘转过25 r,则在这段时间内该用电器消耗了　 　kW·h的电能。
6.如图所示,这是小明家里用的电能表,电能表的部分参数及上月末的示数如图所示。下列有关说法正确的是 ( )
A.小明家同时工作的用电器的总功率不能超过2200 W
B.小明家上月消耗的电能为32386.1 kW·h
C.电能表的指示灯闪得越快,表明用电器消耗的电能越多
D.某段时间内,指示灯闪烁32次,则电路中消耗了72000 J的电能
难点2：电功率与电热的计算
7.如图甲所示电路,电源电压恒为4.5 V,闭合开关S后,滑片P由右向左滑动,因变阻器某处发生断路,滑片P向左移动一段距离后电流表才有读数,当电流表开始有读数时,才闭合开关S1。此时电压表的示数为2.5 V。电流表读数I与滑片P滑动距离s的关系如图乙所示。求:
(1)当电流表开始有读数时,R1接入电路的阻值;
(2)电阻R0的阻值;
(3)电压表的量程为“0~3 V”,电流表的量程为“0~0.6 A”。若R1未断路,为保护电路安全,R0的电功率变化范围。
8.小明家电热水器的简化电路图如图所示,S1是手动开关,置于热水器水箱外部;S2是温控开关,置于热水器水箱内部,当水温低于40 ℃时自动闭合,达到40 ℃时自动断开;R1和R2均为用来加热且阻值不变的电热丝。使用时,手动闭合开关S1,电热水器开始工作。电热水器部分参数如表所示,问:[ρ水=1.0×103 kg/m3,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(1)电热丝R1的阻值是多少
(2)加热时流过电热丝R2的电流是多少
(3)电热水器把一箱水从20 ℃加热到40 ℃用了50 min,则水吸收多少热量
(4)此电热水器的效率是多少
额定电压 220 V
频率 50 Hz
保温功率 220 W
加热功率 1980 W
水箱容量 50 L
设定温度 40 ℃
难点3：测量小灯泡电功率实验
9.小雷想知道小灯泡的亮暗程度与哪些因素有关,于是找来额定电流均小于0.6 A,额定电压分别为2.5 V的灯L1和3.8 V的灯L2,先后接在电源电压恒为6 V的电路中,按照如图所示的电路进行探究。
(1)根据图甲所示电路图,请用笔画线代替导线,将图乙所示实物图连接完整。
(2)若小雷连接电路后闭合开关,灯L1几乎不发光,移动滑片P也不能改变灯的亮度,原因是他把滑动变阻器的　 　(选填“AB”或“CD”)接线柱接入了电路。
(3)小雷排除故障后,按图甲所示的电路继续进行实验:闭合开关,移动滑片P,使灯L1发光,测出灯L1的相关物理量,记录和计算结果如表:
次数 电压 U/V 电流 I/A 实际功 率P/W 电阻 R/Ω
1 1.6 0.20 0.32 8.00
2 2.0 0.22 0.44 9.09
3 2.5 0.24 0.60 10.42
小雷注意到灯L1的亮度变化是:第二次比第一次亮,第三次比第二次更亮。结合表中数据得出的结论是:小灯泡越亮,它的实际功率越　 　(选填“大”或“小”)。
(4)用L2替换L1重复上面的实验时,需要改变　 　表的量程,结果发现灯L2的亮度变化规律与灯L1相似。
(5)小雷认为“用上表中灯L1的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确”,这种说法错误的原因是其忽略了　 。
(6)在实验后把小灯泡换成一个定值电阻,还可探究　 　的关系。(选填“A”或“B”)
A.电流与电阻　　　　　B.电流与电压
(7)完成上述实验后,小雷向老师要了一个已知阻值为R0的电阻和一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图丙所示的电路,也可以测量小灯泡的功率。请完成下列实验步骤:
①闭合开关S1,将S2拨到触点2,移动滑片,使电压表的示数为U1;
②再将开关S2拨到触点1,保持滑片的位置不动,读出电压表的示数U2;
③灯泡实际功率表达式为　 　。(用测得的物理量表示)
10.实验小组同学在探究“电功率跟电压、电流的关系”时,所选器材:标有“2.5 V　0.3 A”的灯泡L1和“3.8 V　0.3 A”的灯泡L2,电源、电流表、电压表、开关、导线若干。
(1)为了探究电功率跟电压的关系,设计如图甲所示电路。
①将两灯连接成串联电路的目的是 　;
②根据下表实验中收集的信息,初步得出结论: 　。
灯L1和L2串联 发光情况 电压/V
灯L1 暗 2.4
灯L2 亮 3.6
(2)小组同学利用原有器材设计了图乙所示电路,继续探究电功率跟电流的关系。如果按照图乙的电路图进行实验,存在的安全隐患是　 　。可以采取的措施是　
第十八章 电功率总结与针对训练参考答案
1.C
2.C　【解析】由图可知,闭合开关S后,电阻R1、R2串联,因串联电路中电流处处相等,则I1=I2,故A错误;根据欧姆定律可知,电阻R1、R2两端电压之比U1∶U2=I1R1∶I2R2=R1∶R2=2∶1,故B错误;根据P=UI可知,电阻R1、R2的电功率之比P1∶P2=U1I1∶U2I2=U1∶U2=2∶1,故C正确;由P=可知,电阻R1、R2在相同时间内做的功之比W1∶W2=P1t∶P2t=P1∶P2=2∶1,故D错误。
3.10　4400　1.08×105
4.D
5.90　841.6　0.01
6.D
7.【解】由电路图可知,两开关均闭合时,R1与R0串联,电流表测电路中的电流,电压表测R1两端的电压。
(1)由图乙和题意可知,当电流表开始有读数即I=0.2 A时,滑片P移动的距离s=2 cm,此时电压表的示数为2.5 V,
由I=可得,R1接入电路的阻值:
R1===12.5 Ω
(2)当s=2 cm时,电压表的示数为2.5 V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R0两端的电压:
U0=U-U1=4.5 V-2.5 V=2 V
则电阻R0的阻值:
R0===10 Ω
(3)当滑片P滑到s=6 cm处时,由图乙可知,此时电路中的电流I'=0.4 A,
此时R0两端的电压:
U0'=I'R0=0.4 A×10 Ω=4 V
此时R1两端的电压:
U1'=U-U0'=4.5 V-4 V=0.5 V
假设滑动变阻器某处未发生断路,
当滑动变阻器接入电路的电阻为零时,此时电路中的电流最大,则电路中的最大电流:
I大===0.45 A<0.6 A
R0的最大电功率:
P0大=R0=(0.45 A)2×10 Ω=2.025 W
由(1)知,滑片P移动的距离s=2 cm时,滑动变阻器接入电路的电阻为12.5 Ω;
向左移动6 cm时,滑动变阻器接入电路的电阻:
R1'===1.25 Ω,
因此每向左移动1 cm,滑动变阻器接入电路的电阻减小:=2.8125 Ω
所以滑动变阻器的最大电阻:
RH=12.5 Ω+2×2.8125 Ω=18.125 Ω
电路的最小电流:
I小===0.16 A
滑动变阻器两端的电压:
UH=I小RH=0.16 A×18.125 Ω=2.9 V<3 V
定值电阻的最小功率:
P0小=R0=(0.16 A)2×10 Ω=0.256 W;
所以R0的电功率变化范围为0.256~2.025 W。
8.【解】(1)当只有S1闭合时,R1单独工作,电热水器处于保温状态,R1===220 Ω;
(2)当两开关都处于闭合状态时,两电阻并联,电热水器处于加热状态,R2的功率P2=P总-P1=P加热-P保温=1980 W-220 W=1760 W,
电热丝R2的电流I2===8 A;
(3)水的质量m=ρV=1.0×103 kg/m3×50×10-3 m3=50 kg,
水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×50 kg×(40 ℃-20 ℃)=4.2×106 J;
(4)消耗的电能W=P加热t=1980 W×50×60 s=5.94×106 J,
热水器的效率η=×100%=×100%≈70.7%。
9.(1)如图所示:
(2)AB
(3)大
(4)电压
(5)灯丝的电阻随温度升高而增大
(6)B　(7)③P=U1×
10.(1)①控制通过两个灯泡的电流相等
②通过灯泡的电流相同时,灯泡两端的电压越大,电功率越大
(2)电源电压大于两灯各自的额定电压,易烧坏小灯泡　在干路上串联一个滑动变阻器(或串联电阻)
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