18.2 电功率（2）
手机快充技术发展迅速,充电五分钟通话两小时的续航效果早已达到,目前市面上充电速度快的有闪充和快充两种方式,闪充是低电压大电流,快充是高电压小电流,其结果都是使充电的电功率大。
【基础堂清】
1.某公园配备零碳光伏智慧座椅,游客坐下休息时可给手机充电。某光伏座椅产品说明书如图所示,游客利用该座椅给手机电池充电,此时手机电池相当于 (选填“电源”或“用电器”),充电时座椅蓄电池的输出功率为 W;根据图中信息可知,座椅的蓄电池最大能储存 kW·h的电能。
光伏智慧座椅产品部分参数 材质:镀锌钢板 蓄电池容量12 V 55 A·h USB充电输出5 V(2.1 A)
2.如图所示的电路中,灯L标有“3 V 1.5 W”的字样,AB两端电压为U=6 V,灯L正常发光,则电路的总功率为 W。
3.灯泡L1标有“6 V 6 W”,灯泡L2标有“6 V9 W”,不考虑温度影响,将它们串联在电路中,在保证电路安全的情况下,总电压最大为 V,此时灯泡 更亮,若两灯丝材料、长度相等, (选填“L1”或“L2”)的灯丝更粗。
4.如图所示的电路中,电源电压恒定不变,小灯泡L标有“12 V 6 W”字样,R为定值电阻。只闭合开关S时,小灯泡正常发光;若再闭合开关S1,发现电流表示数变化了0.3 A。电源电压是
V,R的阻值是 Ω,电路消耗的总功率是 W。
小明在制作“模拟调光灯”的活动中设计了图甲电路,电阻丝粗细均匀,灯泡标有“10 V”字样。闭合开关后,滑片从最左端A滑到最右端B的过程中,灯泡的I-U关系图像(实线部分)如图乙,电阻丝AB的阻值不随温度变化,则灯泡的额定功率为 W。滑片在A端时,灯泡1 min消耗的电能为 J。当灯泡实际功率为1.2 W时,电阻AB连入电路的阻值为
Ω。
6. 在不同的电压下,同一个用电器的电功率不一样大;用电器实际的电功率随着它两端的电压而改变,因此不能泛泛地说一个用电器的电功率是多大,而要指明电压。
拓展① 一只灯泡标有“220 V 100 W”字样,它正常工作12 min,消耗电能是 kW·h;把它接入110 V电路中,它的实际功率是 W。(忽略灯泡电阻变化)
拓展② 标有“6 V 3.6 W”字样的小灯泡,通过它的电流随两端电压的变化关系如图所示,这个灯泡正常发光时灯泡的电阻为 Ω。若把这种规格的两只灯泡串联在6 V的电源两端,每只灯泡的实际电阻为 Ω,实际功率为 W。
【素养日清】
7.如图所示,灯L1“3 V 3 W”、灯L2“3 V 1.5 W”串联在电路中。若灯丝电阻不变,电源电压为3 V,开关S闭合后,下列说法正确的是 （ ）
A.L1两端电压是3 V
B.两灯消耗的总功率是1 W
C.通过L1和L2的电流之比是1∶2
D.L1和L2的电阻之比是2∶1
8.如图所示的电路中,灯泡L标有“6 V 3 W”字样。当开关S1、S2均闭合,滑动变阻器的滑片P在最左端时,电流表示数为1.5 A,并且灯泡L正常发光;当开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器的滑片P在中点时,电流表的示数为0.25 A。求:(不计温度对灯丝电阻的影响)
(1)灯泡L的额定电流。
(2)定值电阻R的阻值。
(3)开关S1闭合后,电路中的最小功率。
9.如图甲所示的电路中,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器,图乙是该滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像。求:
(1)该滑动变阻器的最大电阻值。
(2)电源电压。
甲 乙
10. 如图所示的电路中,S1闭合、S2断开时,甲、乙是电流表,I甲∶I乙=1∶3,此时电路的总功率为P1;当S1、S2都闭合时,甲、乙是电压表,此时电路的总功率为P2,试求:
(1)。
(2)。
【参考答案】
1.用电器 10.5 0.66
2.3
3.10 L1 L2
4.12 40 9.6
5.4 24 20
6.0.02 25 10 6 1.5
7.B
8.解:(1)灯泡L的额定电流:
IL===0.5 A
(2)当开关S1、S2均闭合,滑动变阻器的滑片P在最左端时,滑动变阻器接入电路的阻值为0,灯泡和定值电阻并联,电流表测量干路电流,灯泡L正常发光,并联电路各支路两端的电压相等,根据并联电路的电压特点可知,电源电压:
U=UR=UL=6 V
由于电流表示数为1.5 A,且并联电路干路电流等于各支路的电流之和,根据并联电路的电流特点可知,通过R的电流:
IR=1.5 A-0.5 A=1 A
由I=可知,定值电阻R的阻值:
R===6 Ω
(3)当只闭合开关S1时,灯泡L和滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,滑动变阻器的滑片P在中点时,电流表的示数为0.25 A,此时电路中总电阻:
R总===24 Ω
不计温度对灯丝电阻的影响,灯泡的电阻:
RL===12 Ω
因串联电路的总电阻等于各部分电阻之和,所以滑动变阻器的总电阻:
R滑=2×(R总-RL)=2×(24 Ω-12 Ω)=24 Ω
电源电压不变,根据P=UI=可知,电路中总电阻最大时,总功率最小,所以当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路总电阻最大,电路总功率最小,则电路最小总功率:
P小===1 W
9.解:(1)由电路图可知,R0与R1串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流;当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,由图像可知,电路中的最小电流I=0.2 A时,此时R1的电功率P1=2 W,由P=I2R可得,滑动变阻器的最大阻值:
R1===50 Ω
(2)由图像可知,当电路中的电流I'=0.4 A时,R1的电功率P1'=3.2 W,此时R1接入电路的电阻:
R1'===20 Ω
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,由欧姆定律可得,电源的电压:
U=I'(R0+R1')=0.4 A×(R0+20 Ω)
当电路中的电流I=0.2 A时,电源的电压:
U=I(R0+R1)=0.2 A×(R0+50 Ω)
因电源的电压不变,所以0.4 A×(R0+20 Ω)=0.2 A×(R0+50 Ω)
解得:R0=10 Ω
则电源的电压:
U=I(R0+R1)=0.2 A×(10 Ω+50 Ω)=12 V
10.解:(1)当S1闭合、S2断开时,甲、乙是电流表,此时R1、R2并联,甲测R2支路电流,乙测干路电流,则
I甲=I2
I乙=I1+I2
因为=,即=
所以=
因为U1=U2,所以由欧姆定律得:
===
(2)当S1、S2都闭合时,甲、乙是电压表,两电阻串联,电压表甲测量电源电压,电压表乙测量R2两端的电压。根据P=可得:
P1=+
P2=
则===18.2 电功率（1）
小明打开电视机观看节目,能看到电能表的指示灯每间隔较长时间闪烁一次,妈妈让他用电热水壶烧壶水,当他接上电热水壶后,发现电能表的指示灯闪烁的速度快了很多,这是为什么呢
【基础堂清】
1.在某定值电阻两端加上10 V的电压时,测得通过它的电流为0.5 A,则此定值电阻消耗的电功率为 W,其阻值为 Ω。
2.饮水机接入电路中,闭合开关S,工作了7.5 min,同时观察到家中标有“1200 r/(kW·h)”字样的电能表转盘转过120转,则饮水机消耗的电能是 ,饮水机的电功率是 。
3.如图所示,这是小明家的电能表,他家同时使用的用电器总功率不能超过 W。小明让一个用电器单独工作15 min,这段时间内电能表转盘刚好转了120转,则该用电器的实际功率为 W,电能表示数将变为 kW·h。
4.一位电视台记者在讲到某工厂上半年共节电5000 kW·h的时候,手举一只理发用的电吹风说:“我这只电吹风是500 W的,也就是0.5 kW,这个厂节省的电力可以开动10000个这样的电吹风。”从物理学的角度看,这位记者混淆的两个概念是 （ ）
A.电功 电能 B.时间 电功率
C.电功 电量 D.电能 电功率
5.关于电功和电功率的说法正确的是 （ ）
A.电流做功时间越长,电功率越小
B.电流做相同的功,时间越长,电功率越大
C.电流做功越快,电功率越大
D.电流做的功越多,电功率越大
【素养日清】
6.分别标有“6 V 6 W”和“6 V 3 W”的甲、乙两只灯泡,经实验测得其I-U特性曲线如图所示。则乙灯正常发光时的电阻为 Ω。现将甲、乙两灯串联后接在8 V的电源上两只灯泡消耗的总功率是 W。
7.定值电阻R1和小灯泡R2的伏安特性曲线分别如图所示,若将R1和R2并联接在5 V的电源两端,2 min整个电路消耗的电能是 J,若将R1和R2串联后接在8 V 的电源两端,则R1与R2的电功率之比为 。
8.如图,电源电压为15 V,R=20 Ω,闭合开关后,移动滑片使变阻器的阻值减小5 Ω,电流表示数变化了0.1 A,则电压表示数减少 V,定值电阻R的功率增大 W。
9.家用空调的电功率最接近 （ ）
A.1000 W B.100 W
C.10 W D.1 W
10. 如图所示,小灯泡L的额定电压为2.5 V,定值电阻R的阻值为20 Ω,闭合开关S后,通过定值电阻R的电流为0.1 A,通过小灯泡L的电流为0.2 A。
(1)此时小灯泡L的电阻是多少
(2)此时小灯泡L的实际功率是多少
(3)通电10 s,小灯泡L和电阻R共消耗的电能是多少 (不考虑通电过程中小灯泡电阻的变化)
11. 如图所示,电源两端的电压保持不变。电阻R1的阻值为20 Ω,电阻R2的阻值为30 Ω,当闭合开关S时,电流表的示数为0.2 A。求:
(1)电源两端的电压U。
(2)电路消耗的总功率P。
【参考答案】
1.5 20
2.0.1 kW·h 800 W
3.4400 800 2019.8
解析:由图知,电能表的工作电压是220 V,允许通过的最大电流为20 A,所以他家同时使用的用电器最大总功率为P=UI=220×20 A=4400 W;“600 revs/kW·h”表示每消耗1 kW·h的电能,电能表的转盘转600 r,电能表的转盘转120 r消耗的电能为W= kW·h=0.2 kW·h,该用电器的电功率为P===0.8 kW=800 W;由图示电能表可知,当时电能表示数为2019.6 kW·h,则后来电能表示数变为2019.6 kW·h+0.2 kW·h=2019.8 kW·h。
4.D 5.C
6.12 4
7.480 3∶5
8.2 2.2
9.A
10.解:(1)因为并联电路中各支路两端的电压相等,
由图可知,L、R并联,R两端的电压:
U=UR=IRR=0.1 A×20 Ω=2 V
由并联电路电压特点和欧姆定律得,此时L的电阻:RL===10 Ω
(2)小灯泡L的实际功率为
PL'=UIL=2 V×0.2 A=0.4 W
(3)干路电流:
I=IR+IL=0.1 A+0.2 A=0.3 A
通电10 s,L、R共消耗的电能:
W=UIt=2 V×0.3 A×10 s=6 J
11.解:(1)由电路图知,两电阻并联,电流表测R2支路电流,由并联电路电压特点和欧姆定律可得,电源电压:
U=U1=U2=I2R2=0.2 A×30 Ω=6 V
(2)由欧姆定律可得,通过R1的电流:
I1===0.3 A
由并联电路的电流特点可得,干路电流:
I=I1+I2=0.3 A+0.2 A=0.5 A
电路消耗的总功率:
P=UI=6 V×0.5 A=3 W
