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3.6 电能（第3课时） 分层练习
科学观念：知道电功与电压、电流和时间的关系。
科学思维：会应用电功率和电功的公式进行简单计算；会根据欧姆定律推导电功和电功率计算的推导式。
探究实践：学会电功和电功率计算公式的推导方法。
态度责任：通过电功和电功率的学习，体验对研究事物的认识由定性到定量的转化过程。
01 电功率的影响因素
1．小浔同学用如图所示电路探究“电功率与电压的关系”，灯的规格分别为L1“2.5V0.3A”、L2“3.8V0.3A”。下列观点正确的是（ ）
A．实验中将两灯串联的目的是使两灯通电时间相同
B．改变电源电压可以使两灯同时正常发光
C．该实验能探究出电功率跟电压的定量关系
D．灯L1和L2的亮暗是由额定电压和额定功率共同决定
【答案】B
【解析】【分析】 A.根据串联电路的电流特点判断；
B.两灯泡的额定电流相同，当两灯泡串联时，改变电源电压是可以使两灯同时正常发光的；
C.灯泡的亮度可以推断出功率的大小，但不能确定功率的数值，因此实验可以探究电功率跟电压的定性关系，不能探 究电功率跟电压的定量关系；
D.灯泡的亮度由实际功率决定。
【解答】A.电功率的大小与电流、电压有关，实验中将两灯串联的目的是使通过两灯的电流相同，故A错误；
B.两灯泡的额定电流相同，当两灯泡串联时，改变电源电压，当电路电流等于额定电流时，是可以使两灯同时正常发光 的，故B正确；
C.两灯串联保证了通过两灯的电流不变，由电压表V1和V2可以读出两个灯泡两端的电压，由灯泡的亮度可以推断出功率的大小关系，但不能确定功率的具体数值，因此实验可以探究电功率跟电压的定性关系，不能探究两者的定量关系，故C错误；
D.灯L1和L2的亮暗是由实际功率决定的，与额定电压和额定功率无关，故D错误。
故选B。
2．连接如图所示的电路，闭合开关后，调节滑动变阻器，观察到小灯泡L1比L2亮，下列说法中正确的是（ ）
A．灯泡L1的实际功率比L2大
B．灯泡L1对应的电压表示数比L2小
C．灯泡L1、L2规格是相同的
D．可以验证电功率与电流大小的关系
【答案】A
【解析】【分析】（1）灯泡的实际功率越大，则亮度越大；
（2）根据P=UI比较电压表的示数大小；
（3）规格相同时，两个灯泡的亮度相同；
（4）根据控制变量法的要求分析判断。
【解答】根据图片可知，灯泡L1与L2串联，电压表分别与它们并联，分别测它们的电压。
A.灯泡的亮度L1大于L2，则灯泡L1的实际功率大于L2，故A正确；
B.已知实际功率P1>P2，通过它们的电流I1=I2 ，根据P=UI可知，L1的电压大于L2的电压，故B错误；
C.如果两个灯泡的规格相同，那么它们的电阻相等。根据P=I2R可知，两个灯泡的实际功率相等，则它们的亮度相同，故C错误；
D.探究电功率与电流大小的关系时，必须控制电压相同而改变电流，故D错误。
故选A。
02 电功率的公式：P=UI
1．小宁想购买一个电热水壶，已知他家中电路电压是220V、室内插座额定电流是5A，则下列规格的电热水壶适合他家的是（ ）
A．额定电压220V；额定功率1500W B．额定电压220V；额定功率800W
C．额定电压120V；额定功率1500W D．额定电压120V；额定功率800W
【答案】B
【解析】【分析】根据P=UI计算插座允许接入的最大功率，再结合家庭电路电压的知识分析判断。
【解答】家庭电路的电压为220V，这个插座允许接入的最大功率P=UI=220V×5A=1100W，那么电热水壶的电功率应该小于1100W，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
2．某科学小组用L1、L2两个小灯泡及其它必要元件，设计了如图甲、乙、丙三个电路，电源电压相同且恒定不变，闭合开关后电路消耗的总功率P甲、P乙、P丙的关系是（ ）
A．P乙
P乙>P丙
C．P甲=P乙=P丙 D．P甲【答案】A
【解析】【分析】首先根据电阻串并联的知识比较电阻大小，再根据比较总功率的大小。
【解答】根据图片可知，乙中两个电阻串联，总电阻为R串；
甲中只有L1工作，总电阻为R1；
丙中两个灯泡并联，总电阻为R并；
则总电阻R乙>R甲>R丙；
根据公式可知，总功率P乙故选A。
3．有两个灯泡，L1标有“6V 3W”的字样，L2没有标记，测得L2电阻为6Ω，把它们串联在电路中，两灯均正常发光，那么该电路两端电压和L2的电功率分别是（ ）
A．9V，3W B．9V，1.5W C．12V，3W D．12V，1.5W
【答案】B
【解析】【分析】首先根据计算出L1的额定电流，然后根据串联电路的特点得到L2的额定电流，接下来根据U2=I2R2计算出L2的额定电压，跟机根据P2=U2I2计算出它的电功率，最后根据U总=U1+U2计算出总电压。
【解答】L1的额定电流；
串联电路中各处电流都相等，即I2=I1=0.5A；
则灯泡L2的实际电压为：U2=I2R2=0.5A×6Ω=3V；
则电路的总电压为：U总=U1+U2=6V+3V=9V；
灯泡L2的实际功率：P2=U2I2=3V×0.5A=1.5W。
故选B
4．现有“9V6W”的灯泡L和“9V3W”的灯泡L2，将它们分别如图甲、乙方式接入电路中，电源1和电源⒉两端电压均为9V。不考虑灯丝电阻的变化，闭合开关，下列说法正确的是（ ）
A．乙图中两灯均能正常发光
B．乙图中两灯功率之比PL1：PL2为2：1
C．甲图中，灯L1和L2中的电流之比IL1：IL2为2：1
D．乙图中，灯L1和L2两端的电压之比UL1：UL2为2：1
【答案】C
【解析】【分析】串联分压，电阻大的用电器电压大，功率大；并联分流，电阻大的用电器电流小，功率小。
【解答】A.两灯串联分压，每个电压均不能达到9v，都不能正常发光，A错误；
B. “9V6W”的灯泡L1，电阻为13.5欧，“9V3W”的灯泡L2电阻为27欧，乙图中两灯串联分压，分压之比等于电阻电阻之比， 灯L1和L2两端的电压之比UL1：UL2为1：2，电流相等，功率之比PL1：PL2为1：2 ，B错误；
C. 甲图中，灯L1和L2中的电压相等，电阻之比为1：2，根据欧姆定律， 灯L1和L2中的电流之比IL1：IL2为2：1 ，C正确；
D.由B分析知， 灯L1和L2两端的电压之比UL1：UL2为1：2，D错误；
故答案为：C。
03 电功的计算
1．小华同学家的电饭煲正常工作时的电流约为3A，则它正常工作15min所消耗的电能是（ ）
A．2200J B．4500J C．5.94×105J D．5.94×106J
【答案】C
【解析】【解答】解：电饭煲消耗的电能：
W=UIt=220V×3A×15×60s=5.94×105J．
故选C．
【分析】家用电器的工作电压为220V，知道通过电饭煲的电流和工作时间，根据W=UIt求出消耗的电能．
2．目前许多校园都装上了直饮水设备，如图为某品牌直饮水机的部分参数，回答下列问题：
（1）饮水机正常工作时的电流是 安。
（2）饮水机正常工作30分钟，消耗 kW·h的电能。
【答案】（1）10
（2）1.1
【解析】【分析】（1）根据P=UI的变形公式：得出饮水机正常工作时的电流的大小；
（2）根据W=Pt计算出饮水机正常工作30分钟消耗的电能。
【解答】（1）由P=UI得：
饮水机正常工作时的电流为：；
（2）该饮水机正常工作30分钟，消耗的电能为：。
故答案为：（1）10；（2）1.1。
1．【答案】B
【解析】【分析】灯泡的亮度由它的实际功率大小决定，据此分析判断。
【解答】电路两端的总电压不变，当两个灯泡串联后，总电阻变大，根据公式可知，电路的实际功率变小，因此灯泡变暗。
故选B。
2．【答案】B
【解析】【分析】根据P=UI，结合控制变量法的要求分析判断。
【解答】根据P=UI可知，探究电功率与电压的关系时，需要控制通过电阻的电流相同而改变电压。图甲中，两个灯泡并联，它们的电压肯定相同，不能满足要求。图乙中，两个灯泡串联，通过它们的电流肯定相同，而它们两端的电压不同，根据灯泡的亮度确定电功率的大小，可以达到实验目的。
故选B。
3．【答案】D
【解析】【分析】根据电能计算公式为W=UIt，结合电功率计算公式为分析判断。
【解答】A.石英钟和迷你小风扇使用一节同样的干电池，因此工作电压相同，故A错误；
B.石英钟使用一节干电池可以连续工作近一年时间，迷你小风扇使用一节同样的干电池所提供的电能相同，只能连续工作不到一天时间。根据IW=UIt可知，迷你小风扇工作电流更大，故B错误；
C.根据题意可知，石英钟使用一节干电池连续工作近一年时间和迷你小风扇使用一节同样的干电池连续工作不到一天时间消耗的电能一样多；如果工作相同的时间，根据W=UIt可知，迷你小风扇消耗的电能更多，因为条件不足，所以无法判断，故C错误；
D.根据P=UI可知，迷你小风扇实际功率更大，故D正确。
故选D。
4．【答案】C
【解析】【分析】首先分析电阻的串并联关系，然后确定电表所测的物理量，最后利用欧姆定律和串并联电路的特点进行分析判断。
【解答】根据图片可知，电阻R1与变阻器R2串联，电压表测变阻器的电压，电流表测总电流。
当变阻器的滑片P向右滑动时，变阻器R2的阻值增大，根据R总=R1+R2可知，总电阻变大，那么总电流变小，因此电流表的示数变小，故A错误；
在串联电路中，电压与电阻成正比，因为变阻器的阻值增大，所以它两端的电压增大，即电压表的示数变大，故B错误；
根据公式P1=I12R1可知，通过R1的电流变小，那么它的电功率减小，故C正确；
在串联电路中，当变阻器的阻值与定值电阻的阻值相同时，变阻器的电功率最大。如果原来变阻器的阻值小于R1，那么R2的功率变大；如果原来变阻器的阻值大于R1，那么R2的功率变小，故D错误。
故选C。
5．【答案】C
【解析】【分析】判断出换接“6V 6W"的灯泡后，电路中总电阻的阻值变化，进而判断出电流的变化情况：然后结合计算电功率的公式判断灯L的实际功率以及电路消耗的总功率的变化情况.
【解答】当电路中接入“6V 6W”的灯泡L，在a、b之间接入一段导线时，闭合开关，灯泡L恰能正常发光，断开开关，在a、b之间换接入一个“6V 3W”的灯泡后，由于串联分压， 新接灯泡电阻更大，分压更多，灯泡L将变暗，且换接灯泡的亮度大于灯泡L，电路电阻变大，电流减小， 电路总功率减小， 换接灯泡的实际功率小于3W，C正确；
故答案为：C。
6．【答案】D
【解析】【分析】根据串联电路的特点，结合电功率，欧姆定律分析判断。
【解答】两个灯泡串联后，通过它们的电流大小相等。L2灯泡更亮些，则它的实际功率更大些，根据P=I2R可知，灯泡L2的电阻比L1的电阻大，故A错误；
根据U=IR可知，串联时L2的电压比L1的电压大，故B错误；
根据可知，电阻R2>R1，则额定功率P2两灯并联时，它们两端的电压相等，根据U=IR可知，通过灯泡L2的电流比L1小，故D正确。
故选D。
7．【答案】C
【解析】【分析】根据公式P=UI=进行分析解答.
【解答】由图可知，R1和R2串联总电阻最大，R1和R2并联总电阻最小，电源电压不变，根据公式P=UI=可知，R1和R2串联后消耗电功率最小，R1和R2并联后消耗电功率最大，故ABD错误，C正确.故答案为C.
8．【答案】C
【解析】【分析】电压表和用电器并联，电流表和用电器串联。
【解答】A.电阻和仪表并联，所以该款显示仪的表盘是由电压表改装而成的，A错误；
B.当被测温者体温较高时，显示仪的示数会变大，R0的阻值随着温度的升高而增大，热敏电阻R的阻值随着温度的升高而减小，B错误；
C. 被测温者温度越高， 显示仪的示数会变大，说明电路电流变大，导致R0这个定值电阻两端电压升高，电路消耗的电功率P=UI，变大，C正确；
D. 将R0换为阻值更大的电阻测相同温度，R0分压更多，显示仪示数变大，D错误；
故答案为：C。
9．【答案】D
【解析】【分析】 由图可知，该电路为串联电路，电流表测量电路中的电流，电压表V测量R1两端的电压；根据压力的变化判定压敏电阻阻值的变化，根据欧姆定律分析电路中电流和电压表示数的变化，根据P=UI判定总功率的变化。
【解答】 由图可知，该电路为串联电路，电流表测量电路中的电流，电压表V测量R1两端的电压；
ABC.在人从与蹦床接触至下落到最低点过程中，蹦床受到的压力增大，压敏电阻的阻值减小，电路的总电阻减小，根据可知，电路中的电流变大，即电流表示数变大。根据U=IR可知，R1两端的电压变大，即电压表V示数变大，故A、B、C错误；
D.电源电压不变，电路中的电流变大，则根据P=UI可知，电路消耗的总功率P逐渐变大，故D正确。
故选D。
10．【答案】D
【解析】【分析】（1）两灯泡额定电压和额电功率已知，可计算出其电阻，根据串联电路的分压原理判断；
（2）串接在2.5V电源上时，根据P=I2R分析消耗功率的大小关系即可判断亮度情况；
（3）根据并联电路的电流特点和欧姆定律判断；
（4）根据比较实际功率的大小。【解答】由可知，两灯泡额定电流相等，额定电压高的电阻大，即灯R甲＜R乙；
两灯串联接在电源电压为2.5V电源上，那么它们的电压之和等于2.5V，即它们的实际电压都小于2.5V，因此二者都不能正常发光，故A错误；
串联时二者电流相等，且R1＜R2，根据P=I2R可知，实际功率P甲＜P乙，即甲灯没有乙灯亮，故B错误；
两灯并联时，电压相等，R1＜R2，由可知，通过甲的电流大于乙的电流，故C错误；
两灯并联时，电压相等，R甲＜R乙，由可知，甲的实际功率大于乙的实际功率，故D正确。
故选D。
11．【答案】D
【解析】【分析】（1）两灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据P=UI比较两灯泡电流的大小关系；
（2）根据W=Pt分析比较电能多少；
（3）根据比较两灯泡的电阻关系，根据串联电路的分压特点可知两灯泡两端的电压和额定电压之间的关系，然后判断两灯泡是否正常发光；
（4）两灯泡串联在110V的电路中时，通过它们的电流相等，根据P=UI=I2R可知它们的实际功率关系。
【解答】 A．正常发光时两灯泡的电压和额定电压相等，根据可知，L1的额定功率小于L2的额定功率，则I1＜I2，故A错误；
B．根据W=Pt知，电能不仅与功率有关，还与时间有关，由于时间未知，无法比较电能多少，故B错误；
C、灯泡铭牌可知，两灯泡额定电压相等，P1＜P2，由的变形式可知，R1＞R2，由串联电路的分压特点可知，两灯泡串联在220V的电路中时，灯泡两端电压不等于其额定电压，灯泡不能正常工作，故C错误；
D．两灯泡串联在110V的电路中时，通过它们的电流相等，根据P=UI=I2R可知，P1实＞P2实，故D正确。
故选：D。
12．【答案】A
【解析】【分析】 CD.根据导体的电阻与导体的材料、长度、粗细的关系据比较R1、R2的电阻大小关系。根据并联电路的电压特点可知R1与R2两端的电压关系，根据欧姆定律可知通过R1、R2的电流关系；
B.根据P=UI可知R1的电功率与R2的电功率关系；
A.根据W=UIt可知R1消耗的电能与R2消耗的电能关系。
【解答】D.电阻丝R1与R2的材料相同，R1比R2更长，更细，所以R1的电阻比R2的电阻更大。 将R1、R2并联在电路中时，根据并联电路的电压特点可知，R1两端的电压等于R2两端的电压，故D错误；
C.根据可知，由于 R1的电阻比R2的电阻更大，所以通过R1的电流小于通过R2的电流，故C错误；
B.R1两端的电压等于R2两端的电压，通过R1的电流小于通过R2的电流。根据P=UI可知，R1的电功率小于R2的电功率，故B错误；
A.根据W=UIt可知，R1消耗的电能小于R2消耗的电能，故A正确。
故选A。
13．【答案】D
【解析】【分析】首先识别电路的串并联关系，然后判断各个电表的测量值，最后利用欧姆定律和功率功率，对各个物理量进行分析判断即可。
【解答】灯泡L与变阻器并联，电压表测电源的电压，电流表测通过滑动变阻器的电流，
当滑片从中点向右移动时，变阻器的阻值变大，而总电压不变，根据公式可知，通过变阻器的电流变小，即电流表的示数变小；因为电压表测总电压，所以变阻器的电阻变化对电压表的示数没有影响，即电压表的示数保持不变，故A、B、C错误；
因为灯泡两端的电压不变，灯泡的电阻不变，根据公式可知，灯泡的功率不变；变阻器两端的电压不变，通过变阻器的电流变小，根据P=UI可知，变阻器的功率变小；根据P总=PL+P变可知，电路的总功率变小，故D正确。
故选D。
14．【答案】B
【解析】【分析】（1）根据公式计算出电热丝的电阻；
（2）根据公式计算加热时的电流；
（3）根据W=Pt计算消耗的电能；
（4）根据计算。
【解答】A.电热丝的电阻：，故A错误；
B.加热时的电流：，故B正确；
C.每完整加热10次，耗电：W=Pt=1.1kW×（）≈0.37kW·h，故C错误；
D.每完整加热1次，消耗的电能：W'=Pt'=1.1kW×≈，
那么得到：；
解得：n=132，故D错误。
故选B。
15．【答案】B
【解析】【分析】（1）闭合开关S，当滑片P移至最左端时，此时只有灯泡自己工作，根据计算出灯泡的电阻。当滑片在右端时，两个电阻串联，此时总电阻最大，根据计算电路的最小功率；
（2）（3）根据PL=UL'IL计算出灯泡的实际功率；
（4）当滑片在最左端时，只有灯泡自己工作，根据W=UIt计算电流做的功。
【解答】闭合开关S，当滑片P移至最左端时，此时只有灯泡自己工作，
灯泡的电阻；
当滑片在右端时，两个电阻串联，此时总电阻最大，电路的最小功率，
由于灯泡不正常工作时的电阻低于正常工作时的电阻，所以，电路消耗的最小功率不是2.5W；故A错误；
滑片P在中点时，电流为0.4A，根据I=可得，此时滑动变阻器两端的电压：U滑=IR滑=0.4A××20Ω=4V
因串联电路中总电压等于各电压之和，所以，此时灯泡两端的电压：UL'=U-U滑=10V-4V=6V
灯泡的实际功率：PL=UL'IL=6V×0.4A=2.4W，故B正确，C错误；
当滑片在最左端时，灯泡所做的功W=UIt=10V×0.5A×120s=600J，故D错误。
故选：B。
16．【答案】C
【解析】【分析】（1）当开关S1和S2断开、S3闭合时，分析电路可知，两电阻串联 ， 电压表测R1两端电压 ， 电流表测电路中的电流，根据串联电路的特点 ， 利用欧姆定律的变形公式可求出电阻R1的阻值；
（2）开关S1和S2闭合、S3断开时，两电阻并联，电压表测电源电压，电流表测干路电流 ， 结合串联电路的特点，利用欧姆定律的变形公式可求出电阻R2的阻值；根据并联电路电阻的特点计算出电路的总电阻；利用欧姆定律计算电路中的电流；
（3）利用电功率公式的变形公式可求出电阻R2消耗的功率；利用公式电功率公式的变形公式即可求出1min内电路消耗的总电能。
【解答】当开关S1和S2断开、S3闭合时，分析电路可知，两电阻串联 ， 电压表测R1两端电压 ， 通过两电阻的电流相等为I＝0.1A，
电阻，
开关S1和S2闭合、S3断开时，两电阻并联，电压表测电源电压，则电源电压U＝6V，
电阻R2两端的电压U2＝U－U1＝6V－2V＝4V，
电阻；
A、由得， 当开关S1和S2闭合、S3断开时， 电路中的总电阻，A不合题意；
B、电流表的示数，B不合题意；
C、电阻R2的功率，C符合题意；
D、1min内电路消耗的总电能，D不合题意。
故答案为：C。
17．【答案】串联；0.45W
【解析】【分析】（1）串联电流中电流只有一条路径，并联电路中电流有两条或多条路径，根据电流路径确定电路的连接方式；
（2）已知灯泡的额定电压和额定电流，利即可求电阻值；根据求功率。
【解答】 （1）如图所示的方法连接，电流只有一条路径，故两灯的连接方式是串联；
（2）已知U额=2.2V，I额=0.22A，根据欧姆定律得：
；
电路中的总电阻为R=2RL=2×10Ω=20Ω，
电路消耗的实际功率是：。
18．【答案】（1）53280
（2）乙
【解析】【分析】（1）根据W=UIt计算出电池储存的电能；
（2）根据P=UI分别计算出充电器的电功率，则电功率大的是快速充电器。
【解答】（1）电池充满后储存的电能W=UIt=3.7V×4A×3600s=53280J；
（2）甲的功率：P=UI=5V×1A=5W；
乙的功率：P'=U'I'=5V×4.5A=22.5W。
则乙为快速充电器。
19．【答案】30；2：1
【解析】【分析】（1）首先根据小灯泡正常发光确定电源电压，再根据电流表示数的变化值确定通过定值电阻R的电流，最后根据计算出它的阻值。
（2）根据P=UI计算出电阻R的电功率，然后与灯泡的功率做比即可。
【解答】（1）闭合S，断开S1，小灯泡正常发光。由于此时只有灯泡L自己工作，所以电源电压U总=UL=3V，此时灯泡的实际功率等于额定功率0.6W。
若再闭合S1，此时灯泡L与R并联，而电流表测干路电流。根据并联电路的电流特点可知，此时电流表示数的增大值就是通过R的电流，因此通过R的电流为0.1A，则它的电阻为：。
（2）此时电阻R的功率为：P=UI=3V×0.1A=0.3W，而灯泡的功率为0.6W，
则灯泡与电阻R的功率之比为：0.6W：0.3W=2：1。
20．【答案】3；25：6
【解析】【分析】根据灯泡的标注额定电压和功率，可以计算出灯泡的电阻R=U 2 /P。根据图甲的并联和图乙的串联，分别可以计算电路总功率。
【解答】L1的电阻根据 R=U 2 /P 可以得出12欧，L2的电阻为18欧。甲图为并联，电压6v刚好为额定电压，所以L1功率即为额定功率为3W。右图的实际功率根据P=U 2 /R=36/（ 12+18 ）W= 6/5W。左图总功率为两灯泡额定功率之和为5W。相同时间内两电路消耗电能之比即为功率之比，为25：6。
故答案为：3 25：6
21．【答案】72；0.4
【解析】【分析】（1）根据图像确定二者电压都为2V时通过它们的电流，然后根据并联电路的电流规律I总=I甲+I乙计算出总电流，根据W总=U总I总t计算1分钟消耗的电能即可。
（2）根据图像确定二者串联时的电流和对应的电压，根据P=UI计算乙的实际功率即可。
【解答】（1）并联电路各支路两端电压等于总电压，则二者电压都是2V；
根据图像可知，当电压为2V时，通过甲的电流为0.4A，通过乙的电流为0.2A；
那么通过干路的总电流I总=I甲+I乙=0.4A+0.2A=0.6A；
那么1min电路消耗电能：W总=U总I总t=2V×0.6A×60s=72J；
（2）串联电路各处电流都相等，且总电压等于各处电压之和；
根据图像可知，当电流为0.2A时，甲的电压为1V，乙的电压为2V，
则二者电压之和恰好等于电源电压3V；
那么乙的实际功率P乙=U乙I乙=2V×0.2A=0.4W。
22．【答案】6；18
【解析】【分析】（1）从图乙中找到一组对应的电压表的示数，然后根据串联电路电压特点U总=U0+U计算电源电压；
（2）根据欧姆定律分析电流增大时两个电压表的示数变化，从而确定乙图中对应的图线，再根据计算出定值电阻R0的阻值。当滑片在a点时，变阻器被短路，此时只有R0，根据计算总功率即可。
【解答】（1）根据图乙可知，当电流为0.5A时，一个电压表的示数为5V，另一个电压表的示数为1V，则电源电压为：U总=U0+U=5V+1V=6V。
（2）根据甲图可知，R0与变阻器R串联，电压表V1测R1的电压，V2测R的电压。
根据U=IR可知，当电流增大时，电压表V1的示数增大。根据U总=U0+U可知，电压表V2的示数减小；
则图乙中上面的图线对应R，下面的图线对应R0；
当电流为0.5A时，电压表V1的示数为1V，则；
当滑片在a点时，变阻器被短路，此时只有R0，
则此时的总功率为：。
23．【答案】（1）并联电路保持灯泡两端电压不变；不同
（2）不能控制单一变量
（3）灯泡短路
（4）电流相同时，小灯泡两端的电压越大，小灯泡的电功率越大
【解析】【分析】（1）根据控制变量法的要求可知，探究电功率与电流的关系时，需要控制电压相等，只改变通过灯泡的电流。根据可知，当电压相等时，灯泡的规格不同，电阻不同，那么通过灯泡的电流大小不同。
（2）根据控制变量法的要求可知，探究电功率与电压的关系时，需要控制电流相同，据此分析解答；
（3）在乙图中，灯泡串联，两个电压表分别与两个灯泡并联。灯泡L1发光，说明整个电路是通路。而L2不发光，且与它并联的电压表V2的示数为零，那么电流从L2的位置经过，但是没有经过L2，据此判断电路故障；
（4）根据P=UI可知，当电流相同时，电压越大，则灯泡电功率越大，据此分析解答。
【解答】（1）研究电功率和电流的关系，选择甲图的原因是：并联电路保持灯泡两端电压不变，灯泡、应选择规格不同的灯泡。
（2）甲、乙、丙三个电路中，丙电路不能达到实验目的的原因是不能控制单一变量。
（3）利用图乙研究时，闭合开关，发现灯亮、灯不亮，电压表无示数，则电路发生的故障是灯泡短路；
（4）排除故障后，利用图乙电路继续实验，实验数据记录如表，则可以得到的结论是：电流相同时，小灯泡两端的电压越大，小灯泡的电功率越大。
24．【答案】（1）乙；因为乙电路是串联电路 ，能控制电流相等
（2）电压表示数大的灯泡亮或电压表示数小的灯泡暗
【解析】【分析】（1）探究电功率与电压的关系时，需要控制通过灯泡的电流相等，只改变电压，根据串联电路的电流特点分析解答。
（2）通过两个灯泡的电流相等，则电压大的功率大，此时灯泡较亮；电压小的功率小，此时灯泡较暗，据此分析解答。
【解答】(1)握认为图乙可以研究小灯泡的电功率与电压的关系，理由是：因为乙电路是串联电路 ，能控制电流相等；
(2)选择正确的电路进行实验，得出了小灯泡的电功率与电压关系的正确结论。支持该结论的实验现象是：电压表示数大的灯泡亮或电压表示数小的灯泡暗。
25．【答案】（1）解：从制冷快的角度考虑，应选购乙。因为乙的额定功率大，相同时间内电流做功多（或做相同的功时间少），所以空调乙制冷快。
（2）解：家庭电路电压是 ，空调甲的电流
空调乙的电流
房间内安装空调处插座的额定电流是 ，房间内安装空调处插座的额定电流满足空调甲正常工作的条件，不满足空调乙正常工作的条件，所以应选用甲空调。
【解析】【分析】（1）空调制冷的快慢与它的制冷功率大小有关，而功率是表示电流做功快慢的物理量，据此分析解答。
（2）首先根据分别计算出通过两个空调的电流大小，然后再与插座的额定电流进行比较，最终确定可以使用的空调即可。
26．【答案】（1）A
（2）I=U/R=12v/1.2Ω=10A
（3）P=U2/R=(12V)2/1.6Ω=90 w
【解析】【分析】（1）远光灯的电功率大，根据比较两个电阻功率大小即可；
（2）根据计算远光时通过灯丝的电流；
（3）根据计算近光时大灯的功率。
【解答】（1）根据图片可知，当开关S接2时，只有B工作；当开关接1时，只有A单独工作；
则前者电阻大于后者电阻；
根据可知，前者功率小于后者功率；
则前者为近光灯，后者为远光灯。
27．【答案】（1）
（2）
（3）弘扬正能量的都正确
【解析】【分析】（1）根据W=UIt计算电池最多储存的电能；
（2）首先根据W=Pt计算充电5分钟消耗的电能，再用电费单价×电能计算总电费，最后用总电费与里程作比计算即可；
（3）可从环境保护、节约能源、国家强大或者民族自豪感等方面分析解答。
28．【答案】（1）R0
（2）由图乙中，R0的功率与电流关系图像知，I=2A时，P0=32W，
由P=I2R可得，R0的阻值；；
（3）由电路图可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电流表测电路中电流，
当滑动变阻器R连入阻值为0时，R0的简单电路，电路的电路中电流最大，
由图像知此时的电流I=2A，
由P=UI可得，电源电压：，
由欧姆定律可得，当电路中电流I'=0.5A时，
R0两端电压：U0'=I'R0=0.5A×8Ω=4V，
由串联电路特点知，此时R两端电压：UR=U-U0'=16V-4V=12V，
R消耗的功率：PR=URI'=12V×0.5A=6W。
【解析】【分析】（1）由P=I2R分析可知，实线所表示对应功率与电流关系；
（2）由图乙中R0的功率与电流关系图像知，电流2A时，其功率为32W，由P=I2R计算R0的阻值；
（3）由图像知，电路中最大电流为2A，此时变阻器连入阻值为0，电路为R0的简单电路，由P=UI计算电源电压；由U=IR计算电流表0.5A时R0两端电压，由串联电路特点可得R的两端电压，由P=UI计算R消耗的功率。
【解答】（1）研究电功率和电流的关系，通过调节变阻器R的滑片改变电路中电流，
由P=I2R可知，在电阻一定时，电功率P与电流I是二次函数关系。R0＞0，所以图像开口向上，
则图乙中实线是定值电阻R0的功率与电流的关系，虚线表示滑动变阻器R的功率与电流关系。
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3.6 电能（第3课时） 分层练习
科学观念：知道电功与电压、电流和时间的关系。
科学思维：会应用电功率和电功的公式进行简单计算；会根据欧姆定律推导电功和电功率计算的推导式。
探究实践：学会电功和电功率计算公式的推导方法。
态度责任：通过电功和电功率的学习，体验对研究事物的认识由定性到定量的转化过程。
01 电功率的影响因素
1．小浔同学用如图所示电路探究“电功率与电压的关系”，灯的规格分别为L1“2.5V0.3A”、L2“3.8V0.3A”。下列观点正确的是（ ）
A．实验中将两灯串联的目的是使两灯通电时间相同
B．改变电源电压可以使两灯同时正常发光
C．该实验能探究出电功率跟电压的定量关系
D．灯L1和L2的亮暗是由额定电压和额定功率共同决定
2．连接如图所示的电路，闭合开关后，调节滑动变阻器，观察到小灯泡L1比L2亮，下列说法中正确的是（ ）
A．灯泡L1的实际功率比L2大
B．灯泡L1对应的电压表示数比L2小
C．灯泡L1、L2规格是相同的
D．可以验证电功率与电流大小的关系
02 电功率的公式：P=UI
1．小宁想购买一个电热水壶，已知他家中电路电压是220V、室内插座额定电流是5A，则下列规格的电热水壶适合他家的是（ ）
A．额定电压220V；额定功率1500W B．额定电压220V；额定功率800W
C．额定电压120V；额定功率1500W D．额定电压120V；额定功率800W
2．某科学小组用L1、L2两个小灯泡及其它必要元件，设计了如图甲、乙、丙三个电路，电源电压相同且恒定不变，闭合开关后电路消耗的总功率P甲、P乙、P丙的关系是（ ）
A．P乙P乙>P丙
C．P甲=P乙=P丙 D．P甲3．有两个灯泡，L1标有“6V 3W”的字样，L2没有标记，测得L2电阻为6Ω，把它们串联在电路中，两灯均正常发光，那么该电路两端电压和L2的电功率分别是（ ）
A．9V，3W B．9V，1.5W C．12V，3W D．12V，1.5W
4．现有“9V6W”的灯泡L和“9V3W”的灯泡L2，将它们分别如图甲、乙方式接入电路中，电源1和电源2两端电压均为9V。不考虑灯丝电阻的变化，闭合开关，下列说法正确的是（ ）
A．乙图中两灯均能正常发光
B．乙图中两灯功率之比PL1：PL2为2：1
C．甲图中，灯L1和L2中的电流之比IL1：IL2为2：1
D．乙图中，灯L1和L2两端的电压之比UL1：UL2为2：1
03 电功的计算
1．小华同学家的电饭煲正常工作时的电流约为3A，则它正常工作15min所消耗的电能是（ ）
A．2200J B．4500J C．5.94×105J D．5.94×106J
2．目前许多校园都装上了直饮水设备，如图为某品牌直饮水机的部分参数，回答下列问题：
（1）饮水机正常工作时的电流是 安。
（2）饮水机正常工作30分钟，消耗 kW·h的电能。
1．某房间原来只接有一只标有“PZ220﹣40”的灯泡，小明又用一只完全相同的灯泡，将它俩串联在一起，在电源电压不变的情况下，房间内的总亮度将（ ）
A．变亮 B．变暗 C．不变 D．无法确定
2．在探究电功率与哪些因素有关的活动中，某科学小组设计了如图所示的两种电路，其中能研究电功率与电压关系的电路图是（ ）
A．只有甲 B．只有乙 C．甲和乙都行 D．甲和乙都不行
3． 教室墙上挂的石英钟使用一节干电池可以连续工作近一年时间，迷你小风扇使用一节同样的干电池只能连续工作不到一天时间。与石英钟相比，迷你小风扇（ ）
A．工作电压更高
B．工作电流更小
C．消耗的电能更多
D．实际功率更大
4．如图所示的电路中，闭合开关 S，滑动变阻器的滑片 P 向右滑动时，则（ ）
A．电流表的示数增大 B．电压表的示数减小
C．R1的电功率一定减小 D．R2的电功率一定增大
5．在如图所示的电路中，不计温度对灯丝电阻的影响，电源电压保持不变。当电路中接入“6V 6W”的灯泡L，在a、b之间接入一段导线时，闭合开关，灯泡L恰能正常发光；断开开关，在a、b之间换接入一个“6V 3W”的灯泡后，再闭合开关，下列说法正确的是（ ）
A．灯泡L将变亮
B．电路总功率变大
C．换接灯泡的亮度大于灯泡L
D．换接灯泡的实际功率为3W
6．两个灯泡L1和L2额定电压均为6V，将两灯串联后接入电路中，接通后发现L2要亮一些，则下列判断正确的是（ ）
A．L1的电阻比L2大 B．串联时L1两端电压比L2大
C．L2的额定功率比L1大 D．若两灯并联，通过L1的电流比L2大
7．已知，电源电压相同，闭合开关后消耗电功率最大的是（ ）
A． B． C． D．
8．如图甲是某款电子测温仪，图乙是它内部的原理图，其中电源电压保持不变，R是热敏电阻，定值电阻R0为保护电阻；当被测温者体温较高时，显示仪的示数会变大，关于此测温仪，下列分析正确的是（ ）
A．该款显示仪的表盘是由电流表改装而成的
B．热敏电阻R的阻值随着温度的升高而增大
C．被测温者温度越高，电路消耗的电功率越大
D．将R0换为阻值更大的电阻测相同温度，显示仪示数变小
9．如图甲所示是健身蹦床，原理图如图乙所示。电源电压不变，R1为定值电阻，压力传感器R的阻值随压力增加而减小。在运动者从与蹦床接触至下落到最低点过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．蹦床受到的压力减小
B．电流表示数逐渐变小
C．电压表示数不变
D．整个电路消耗的功率逐渐变大
10．将标有“2.5V 0.3A”字样的灯泡甲和“3.8V 0.3A”字样的灯泡乙，分别串联和并联后，接在电压为2.5V的电源两端，不考虑温度对电阻的影响，下列说法中正确的（ ）
A．串联时，两灯都能正常发光 B．串联时，甲灯比乙灯更亮
C．并联时，通过两灯的电流相等 D．并联时，甲灯的实际功率比乙灯的实际功率大
11．有两只灯泡L1和L2，分别标有“110V40W”“110V60W”字样，若不考虑温度对电阻的影响，下列说法正确的是（ ）
A．它们都正常工作时，通过L1的电流大
B．它们都正常工作时，L2消耗的电能一定更多
C．串联后，接在220V的电源上，它们都能正常发光
D．串联后，接在110V的电源上，L1的实际功率大
12．如图是两个定值电阻R1、R2的内部结构图，R1、R2所用电阻丝（涂有绝缘漆）粗细均匀、材料相同，分别缠绕在相同的圆柱形绝缘棒上，圈数分别为45圈和35圈，R1的电阻丝比R2的电阻丝细。将R1、R2并联在电路中，工作相同时间，下列说法正确的是（ ）
A．R1消耗的电能小于R2消耗的电能
B．R1的电功率大于R2的电功率
C．通过R1的电流等于通过R2的电流
D．R1两端的电压大于R2两端的电压
13．在图所示的电路中，电源电压和灯泡电阻都保持不变。当滑动变阻器的滑片 P 由中点向右移动时，下列判断正确的是（ ）
A．电流表和电压表的示数都增大，电路总功率变大
B．电流表和电压表的示数都减小，电路总功率变小
C．电流表示数减小，电压表示数变大，灯泡功率不变
D．电流表示数减小，电压表示数不变，变阻器功率变小
14．智能马桶具有温暖座圈、热水清洁等优点，它的发热部件是电热丝。下表为小科家安装的某品牌自动电热马桶盖的详细参数[小科家的电能表上标着3600r/ (kW·h) ]，下列说法中正确的是（ ）
品牌 OJM 待机功率 ≤10W
材质 ABS 工作功率 1100W
额定电压 220V 每次加热时间 2分钟
A．电热丝的电阻为22Ω B．加热时电流为5A
C．每完整加热10次，耗电1.1kW·h D．每完整加热1次，电能表转过360转
15．如图所示，电源电压U为10V并保持不变，滑动变阻器规格为“20Ω1A”。闭合开关S，当滑片P移至最左端时，灯泡正常发光，电流表示数为0.5A；当滑片P移至中点时，电流表示数为0.4A。则（ ）
A．电路消耗的最小功率为2.5W
B．滑片P在中点时，灯泡消耗的功率为2.4W
C．滑片P在中点时，灯泡消耗的功率为3.2W
D．滑片P在最左端时，2min内电流通过灯泡所做的功为10J
16．如图所示，电源电压恒定，当开关S1和S2断开、S3闭合时，电压表的示数是2.0V，电流表的示数是0.1A。当开关S1和S2闭合、S3断开时，电压表的示数是6.0V，则此时（ ）
A．电路总电阻为60Ω B．电流表读数为0.3A
C．R2的功率为0.9W D．1min内电路消耗的总电能为108J
17．在“怎样使两个灯泡都亮起来”的活动中，小明采用如图所示的方法，这时两灯的连接方式是 。若电源电压为3V，灯泡的规格均为“2.2V0.22A”（忽略灯泡电阻的变化），则电路消耗的实际功率是 。
18．国产某品牌手机配置“3.7V 4000mA/h”大容量电池，采用“超级快充”技术，极大方便了人们的使用。
（1）电池充满电后，储存的电能是 J。
（2）如图所示的两个充电器，甲标注“输出5V 1A”，乙标注“输出5A 4.5A”，其中 （填“甲”或“乙”）是快速充电器。
19．如图所示电路，电源电压恒定不变．小灯泡L标有“3V 0.6W”字样，R为定值电阻．闭合S，断开S1，小灯泡正常发光；若再闭合S1，发现电流表示数变化了0.1A，则R的阻值为 Ω，此时灯泡L和电阻R消耗的功率之比是 。
20．如图所示，灯泡L1标有“6V3W”、L2标有“6V2W”字样，电源电压6V恒定。闭合开关S，忽略温度对灯丝电阻的影响，则甲图中L1消耗的实际功率为 W，相同时间两个电路消耗的电能之比为 。
21．如图所示，是电路元件甲和标有“2.5V1.25W”字样的元件乙的电流与两端电压关系的图象。若把甲和乙并联后接在电压为2V的电源两端，电路工作1分钟消耗的电能是 J；若把甲和乙串联在电源电压为3V的电路中，乙的实际功率是 W。
22．如图甲所示电路中， 电源电压保持不变， 闭合开关 s，滑动变阻器滑片从 b 点向左移动到某点的过程中，两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示， 则电源电压为 V。 当滑片在 a 点时， 整个电路消耗的电功率为 W。
23．在“探究小灯泡电功率跟电流和电压的关系”实验中，小金设计了如图甲、乙、丙三个电路。
灯 灯
亮度 暗 亮
电压 0.6 0.9
（1）研究电功率和电流的关系，选择甲图的原因是 ，灯泡、应选择规格 （填“相同”或“不同”）的灯泡。
（2）甲、乙、丙三个电路中，丙电路不能达到实验目的的原因是 。
（3）利用图乙研究时，闭合开关，发现灯亮、灯不亮，电压表无示数，则电路发生的故障是 。
（4）排除故障后，利用图乙电路继续实验，实验数据记录如表，则可以得到的结论是 。
24．在“探究小灯泡的电功率与哪些因素有关”的实验中，某小组的同学猜想：小灯泡的电功率可能与电压、电流有关。于是同学们设计了如下的三幅电路图：
（1）你认为图 可以研究小灯泡的电功率与电压的关系，理由是 。
（2）选择正确的电路进行实验，得出了小灯泡的电功率与电压关系的正确结论。支持该结论的实验现象是 。
25．某市场上有和的甲、乙两种长虹空调，空调的最大制冷功率是，空调的最大制冷功率是，额定电压均为。请从下列不同角度，做出选购选择。
（1）从制冷快的角度考虑，应选购哪种空调？说明理由。
（2）若家庭电路电压是，房间内安装空调处插座的额定电流是，从安全用电的角度考虑，应选购哪种空调？说明理由。
26．汽车前面的大灯通常有“远光”和“近光”两种照明方式，且使用“远光”时大灯的亮度较大。如图是某汽车大灯的灯泡示意图，A和B是灯泡内的两根灯丝，通过开关S分别与触“1”或“2”连接以改变照明方式，已知灯泡的额定电压为12V，灯丝A的电阻阻值为RA＝1.2Ω，灯丝B的电阻阻值为RB＝1.6Ω，电源电压U保持12V不变。请回答：
（1）根据学过的公式判断： （填“A”或“B”）灯是远光灯；
（2）使用远光时，计算通过灯丝的电流；
（3）使用近光时，计算大灯的电功率。
27．资料一：“遥遥领先”华为9月25日发布Mate60系列手机搭载了海思麒麟9000s八核处理器，这就意味着华为芯片打破了美国等西方国家3年的封锁，他们的制裁阻止不了中国的发展，而是会刺激我们加倍努力。
Mate60Pro部分参数：电池容量5000mAh，工作电压5V，拍照像素5000万，存储内存12GB+1TB……
资料二：今年11月28日华为发布智界S7搭载全新华为“巨鲸”800V高压电池平台，最大充电功率600kw，可实现充电5分钟续航200km，CLTC综合续航达855km，开启双800纯电里程。造就电动车领域在世界的领先地位。
（1）通过资料一计算Mate60Pro电池最多储存多少焦电能？
（2）以现在充电桩1.2元/千瓦时计算：智界S7电动车最大充电功率充电5分钟续航200km，每公里多少钱？
（3）做为新时代的青年，你通过阅读资料有何感想：
28．方方用如图甲所示的电路研究电功率和电流的关系，绘制出定值电阻R0、滑动变阻器R的功率与电流的关系图像，如图乙所示。
（1）图乙实线表示的是 (填“R”或“R0”)的功率与电流的关系。
（2）求R0的阻值。(写出计算过程)
（3）当电流表示数为0.5安时，求R 消耗的功率。（写出计算过程）
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