18.2电功率 举一反三(原卷版+ 解析版)2025-2026学年初中物理人教版(2024)九年级全册

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名称 18.2电功率 举一反三(原卷版+ 解析版)2025-2026学年初中物理人教版(2024)九年级全册
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文件大小 3.2MB
资源类型 教案
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2025-10-27 00:00:00

文档简介

18.2电功率
【题型1】电功率的定义、意义和单位 13
【题型2】常见生活电器的电功率 15
【题型3】电功率的定义式P=W/t及应用 17
【题型4】额定功率与实际功率 17
【题型5】额定电压与实际电压 20
【题型6】用电器铭牌标志的含义 23
【题型7】电路中的总功率等于各用电器功率之和 25
【题型8】串并联电路中总功率的计算与比值 31
【题型9】开关控制的多状态电路的功率计算 37
【题型10】动态电路中电功率的变化趋势 42
【题型11】利用U-I图象计算用电器的电功率 45
【题型12】电能表测量电功率 47
【题型13】测量小灯泡的电功率 50
【题型14】生活中的电功率问题 53
【题型15】含传感器电路的电功率问题 56
【知识点1】电功率P=W/t的简单计算 电功率的计算:W=,表示电功率等于电功与时间之比。P表示电流做功的功率,单位是W;W表示电流做的功,单位是J;t表示电流做功所用的时间,单位是s。
注意:电能单位用千瓦时(kW h 度)时,电功率用千瓦(kW),时间用小时(h) 考查公式P=W/t的运用,也常考此公式的变形,求工作时间和电流所做的功。
例:小玲家的电视机播放2h共消耗了0.2kW h的电能,那么这台电视机的功率是(  )
A.1kW
B.0.1kW
C.0.01kW
D.0.001kW
分析:根据P=求出电视机的功率。
解析:解:这台电视机的功率是:P===0.1kW。
故选:B。
点评:本题考查了电功率的计算,属于基础题。 了解电功率与电能、时间的关系,能熟练运用公式P=求解. 【知识点2】常见电功率的大小 常见电功率的大小:
(1)空调:约1000W。
(2)微波炉:约1000W。
(3)电炉:约1000W。
(4)电热水器:约1000W。
(5)吸尘器:约800W。
(6)电吹风机:约500W。
(7)电熨斗:约500W。
(8)洗衣:约500W。
(9)电视机:约40 w~200w。
(10)电子计算机:约200W。
(11)抽油烟机:约140W。
(12)电冰箱:约100W。
(13)电风扇:约100W。
(14)手电筒:约0.5W。
(15)计算器:约0.5mW。 考查电功率的估测。
例:估测是我们学好物理的一项基本能力,下列是几个同学估测的几个物理量的数值,其中最接近实际的是(  )
A.家用空调的电功率约为1000W
B.一名初中生所受重力约为50N
C.人体感觉舒适的环境温度约为37℃
D.人正常步行的速度约为1.1km/h
分析:估测法是利用物理概念、规律、物理常数和常识对物理量的数值、数量级进行快速计算以及对取值范围合理估测的方法。
解析:解:A、家用空调的工作电流在5A左右,其功率为P=UI=220V×5A=1100W,接近1000W,故A符合实际;
B、中学生的质量在50kg左右,受到的重力大约为G=mg=50kg×10N/kg=500N,故B不符合实际;
C、人体感觉舒适的环境温度约为25℃,故C不符合实际;
D、人正常步行的速度在4km/h=4×m/s≈1.1m/s左右,故D不符合实际。
故选:A。
点评:此题考查对生活中常见物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,找出符合实际的选项。 解答估测与估算题的常用方法
(1)直接判断法:熟记生活中常见的物理量,直接确定答案.如:人正常步行的速度约 1.1 m/s、人体正常体温约为 37℃;中学生大拇指的长度可在考试时直接测量。
(2)单位换算法:把不熟悉的单位换算成熟悉的单位,如:人正常步行的速度约为 3.6 km/h=1m/s,一袋方便面的质量约为 0.1 kg=100g。
(3)比较法:将考试中自己不太熟悉的物理量与自己熟悉的物理量进行对比,从而得出结论,如:中学生的正常身高约为 1.6m,这一高度小于门的高度,可以判断门的高度约为 2 m。
(4)估算法:结果不是精确值而是一个大概的范围,可以应用熟悉的估测量及相关公式进行估测.如:判断中学生爬到三楼时所做的功,我们已知中学生的质量约为 50 kg,爬到三楼的竖直距离约为 6 m(两层楼的高度),根据W=Fs=mgh可计算出中学生爬到三楼所做的功。 【知识点3】电功率的比例计算 根据P==UI公式(有时需要对公式进行变形),将题干的比值关系代入即可,注意计算不要错误。 考查电功率的比例计算。
例:在图示的测量电路中,闭合开关后电压表V1的示数为2.5V,V的示数为6.0V。小灯泡L1发光比L2暗,通过小灯泡L1的电流______(填“大于”、“等于”或“小于”)L2的电流,L1、L2消耗的电功率之比为______。
分析:由图可知,两灯串联,电压表V1测L1的电压,电压表V2测L2的电压,电压表V测电源电压。根据串联电路电流规律可知通过两灯的电流关系;根据串联电路的电压规律求得L2的电压,根据P=UI求两灯消耗的电功率之比。
解析:解:由图可知,两灯串联,电压表V1测L1的电压,电压表V2测L2的电压,电压表V测电源电压。
由于串联电路中的电流处处相等,所以通过小灯泡L1的电流等于L2的电流;
已知电压表V1的示数为2.5V,即L1的电压U1=2.5V,
电压表V的示数为6.0V,即电源电压U=6.0V,
根据串联电路的电压规律可得,L2的电压U2=U-U1=6.0V-2.5V=3.5V,
串联电路中的电流处处相等,根据P=UI可得,
两灯消耗的电功率之比P1:P2=U1:U2=2.5V:3.5V=5:7。
故答案为:等于;5:7。
点评:本题考查串联电路的特点和电功率公式P=UI的应用,难度适中。 计算过程要注意各量之间的关系时要仔细,容易上下颠倒。 【知识点4】电功率的概念 (1)定义:电流单位时间内所做的功。
(2)物理意义:表示电流做功快慢的物理量,用字母P表示,灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小。 考查对电功率的理解,以概念辨析为主。
例:关于电功率,下列说法正确的是(  )
A.电功率是表示电流做功多少的物理量
B.电功率是表示电流做功快慢的物理量
C.用电器的电功率越大,工作时所用的时间越少
D.用电器的电功率越大,工作时消耗的电能越多
分析:(1)电功率是描述用电器消耗电能快慢的物理量,消耗电能越快,电功率越大;
(2)由W=Pt可得,电流做功的多少与电功率和通电时间有关。
解析:解:AB、电功率是表示电流做功快慢的物理量,电功率大,表示做功快,故A错误、B正确;
CD、由W=Pt可得,电流做功的多少与电功率和通电时间有关,通电时间未知,耗电多少无法确定,如果耗电多少未知,耗电时间也无法确定,故CD错误。
故选:B。
点评:本题考查了电功率的概念和意义。电功率是由做功多少和所用时间共同决定的,而不能由其中一个决定。 概念性知识,牢记即可。 【知识点5】额定功率 额定功率:用电器在额定电压下工作时的电功率,是唯一的,一般标注在用电器的铭牌上,常用P额表示 考查额定功率的估测以及用电器正常工作的电功率的计算。
例:小红做“用滑动变阻器改变小灯泡亮度”的实验,电源电压3V保持不变,小灯泡的规格是“2.5V 0.3A”,闭合开关后,发现小灯泡不亮,电流表有示数,移动滑动变阻器的滑片到最右端,小灯泡仍不亮,但电流表示数有变化,则电路故障可能是______。排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,改变小灯泡的亮度,当电流表示数为______A时,小灯泡正常发光,小灯泡的额定功率为______W。
分析:(1)闭合开关,小灯泡不亮,原因有二:短路或断路。具体故障根据电流表示数判断;
(2)根据小灯泡的规格是“2.5V 0.3A”,可知电流表示数示数,由P=UI可求得小灯泡正常发光,小灯泡的额定功率。
解析:解:(1)闭合开关,小灯泡不亮,电流表有示数,说明电路不是断路;移动滑动变阻器的滑片到最右端,小灯泡仍不亮,但电流表示数有变化,只能是小灯泡短路;
(2)根据小灯泡的规格是“2.5V 0.3A”,可知改变小灯泡的亮度,当电流表示数为0.3A时,小灯泡正常发光,小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。
故答案为:小灯泡短路;0.3;0.75。
点评:此题是做“用滑动变阻器改变小灯泡亮度”的实验,考查了电路的故障分析和电功率的计算,难易程度适中。 额定功率是唯一的、确定的,不随实际工作电压而改变;实际功率是不确定的,随实际电压而改变. 【知识点6】电功率的综合计算 电功率的综合计算题型 主要考查学生对电功率相关知识的综合应用能力,包括电功率的定义、计算方法、以及在实际问题中的应用。这类题型通常涉及电流、电压、电阻之间的关系,以及电功率与电能之间的关系,要求学生能够灵活运用公式进行计算,并解决实际问题。 考查电功率的总和计算,常在考试中以计算题的形式出现,也会以压轴题的形式出现,计算面广,较为综合。
例:如图所示,电阻R1=10Ω,R2为滑动变阻器,电源电压为U=12V且保持不变。闭合开关S,调整滑片P位于R2的中点处,此时电流表的示数为0.3A。求:
(1)滑动变阻器R2的最大阻值;
(2)滑片P位于R2的中点时,电压表的示数;
(3)R1消耗的电功率。
分析:(1)利用欧姆定律公式先计算总电阻,再根据串联电路特点计算R2的电阻;
(2)利用公式U=IR计算电压表的示数;
(3)利用公式P=UI计算电功率。
解析:解:(1)总电阻R总=
==40Ω,R2=R总-R1=40Ω-10Ω=30Ω;
(2)滑片P位于R2的中点时,电压表的示数U'=IR'=0.3A×30Ω=4.5V;
(3)R1消耗的电功率P=I2R1=(0.3A)2×10Ω=0.9W。
答:(1)滑动变阻器R2的最大阻值是30Ω;
(2)滑片P位于R2的中点时,电压表的示数为4.5V;
(3)R1消耗的电功率是0.9W。
点评:此题主要是考查学生对欧姆定律和电功率公式的理解和应用。 ①认真审题,确定电路的连接思路
②列出已知条件,根据已知条件选择相应的公式或物理规律
③将已知条件、公式或规律联系起来,进行分析与计算。 【知识点7】电功率P=UI的简单计算 计算式:P=UI。
推导:将W=UIt代入公式P=W/t中,可得P=UI。
I:表示电流,单位是A
U:表示电压,单位是V
P:表示电功率,单位是W 考查公式P=UI的运用,也常考此公式的变形,求电压或电流。
例:如图所示,电源电压恒为6V,小灯泡L上标“3V 1.5W”字样(灯丝电阻不随温度变化),小灯泡L正常发光时的电流为______A。闭合开关S,移动滑动变阻器R的滑片P,使小灯泡L正常发光,此时滑动变阻器的阻值为______Ω,滑动变阻器R的电功率为______W。
分析:(1)由P=UI计算小灯泡L正常发光时的电流;
(2)闭合开关S,灯泡L与变阻器R串联,根据串联电路规律和欧姆定律计算小灯泡L正常发光时变阻器的接入电阻;由P=UI计算滑动变阻器R的电功率。
解析:解:小灯泡L上标“3V 1.5W”字样,灯泡的额定电压为UL=3V,额定功率为PL=1.5W,
由P=UI可得,灯泡正常发光时的电流:IL===0.5A;
由欧姆定律可得,灯泡正常发光时的电阻:RL===6Ω,
闭合开关S,灯泡正常发光时,变阻器两端的电压:U滑=U-UL=6V-3V=3V,
柑橘串联电路电流规律可得,变阻器中通过的电流:I滑=IL=0.5A,
由欧姆定律可得,变阻器的接入电阻:R===6Ω;
滑动变阻器R的电功率:P滑=I滑U滑=0.5A×3V=1.5W。
故答案为:0.5;6;1.5。
点评:本题考查串联电路规律和欧姆定律=电功率公式的应用,是基础题。 了解电功率基本公式及其变形公式的应用以及电流单位的换算,熟练利用公式是解题的关键. 【知识点8】小灯泡实际功率的比较 灯泡的亮度取决于其实际功率,与其他因素无关。比较灯泡的亮度,就是比较灯泡的实际功率,实际功率大的灯泡亮。 考查小灯泡实际功率的大小比较,以及动态电路中的小灯泡亮度的变化。
例:灯L1、L2的额定电压均为3V,两灯中的电流与其两端电压的关系如图所示。在确保电路安全的情况下,下列说法正确的是(  )
A.两灯正常发光时,L1较暗
B.两灯正常发光时,L2的电阻较大
C.两灯串联时,电路的最大功率为1W
D.两灯并联时,电路的最大功率为2W
分析:(1)已知灯L1、L2的额定电压,由图可知两灯的额定电流,由P=UI可分别得到两灯的额定功率,即可判断两灯正常发光时的明暗程度;
(2)两灯泡的额定电压和额定电流已知,用欧姆定律可分别求出两灯泡正常发光时的电阻,即可判断两灯泡电阻的大小;
(3)由串联时电流相同,从图中可找到串联电路的最大电流,由此时图中每个灯泡的实际电压根据串联串联电压的规律可得到电路的总电压,再用P=UI即可得到串联时电路的最大功率;
(4)两灯并联时,最大电压为它们的额定电压,电路总电流为两灯泡额定电流之和,用P=UI即可得到并联时电路的最大功率。
解析:解:A、灯L1、L2的额定电压均为3V,由图可知灯L1的额定电流I1额=0.25A,灯L2的额定电流I1额=0.5A,
灯L1的额定功率P1额=U1额×I1额=3V×0.25A=0.75W,
灯L2的额定功率P2额=U2额×I2额=3V×0.5A=1.5W,
两灯正常发光时,灯泡的实际功率等于额定功率,灯L1的额定功率小,实际功率小,发光较暗,故A正确;
B、正常发光时,L2的电阻R2==6Ω,
正常发光时,L1的电阻R1==12Ω,故B错误;
C、两灯串联时,电路的最大电流等于I1额=0.25A,由图知此时U2=1V,U1=3V,总电压U=U1+U2=3V+1V=4V,
电路的最大功率P=UI1额=4V×0.25A=1W,故C正确;
D、两灯并联时,电路的最大电压等于两个灯泡的额定电压即U'=3V,
电路的最大功率P'=U'×(I1额+I2额)=3V×(0.25A+0.5A)=2.25W,故D错误。
故选:AC。
点评:本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,正确得出串联时电路的最大电流和并联时电路的最大电压以及从图像中获取有用的信息是关键。 比较小灯泡的实际功率需要考虑其两端的电压和通过的电流,而亮度则直接反映了实际功率的大小。 【知识点9】电功率的单位 电功率的单位:国际单位是瓦特,简称瓦,符号为W;常用单位还有千瓦(kW)、毫瓦(mW)
换算关系:1kW=103W;1W=1003mW 考查单位的识别以及单位的换算。
例:下面四个单位中,哪一个不是电功率的单位(  )
A.千瓦时
B.焦耳/秒
C.伏 安
D.瓦特
分析:电功率的单位是瓦特,但题中给出的单位都是复合单位,我们要拆开单位,根据电功率的计算来分析
解析:解:A、kw是电功率的单位,h是时间的单位,电功率和时间的乘积是电功,所以kw h是电功的单位。
B、J是电功的单位,s是时间的单位,电功和时间的比值是电功率,所以J/s是电功率的单位;
C、V是电压的单位,A是电流的单位,电压和电流的乘积就是电功率,所以V A就是电功率的单位;
D、国际上为了纪念瓦特这位伟大的物理学家,以“瓦特”作为功率的单位。
故选:A。
点评:此题看起来是考查电功率的单位,实际上是考查电功率的计算,我们要了解电功率的各种计算方法。通过计算公式判断物理量的单位是本题的关键。 kW、W、mW之间的单位进制为1000. 【知识点10】实际功率 实际功率:用电器在实际电压下工作时的电功率,可能与额定功率相等,也可能不相等,常用P实表示 考查电路中实际功率的计算以及实际功率与用电器工作状态的关系。
例:现有两只灯泡,灯泡L1标有“6V 3W”,L2标有“12V 6W”,不考虑灯丝电阻随温度的变化,下列说法正确的是(  )
A.两灯串联在电路中时能同时正常发光
B.两灯串联在电路中时,电源电压最大值为15V
C.两灯串联在电源电压为15V的电路中时,灯泡L1更亮
D.两灯并联在电源电压为6V的电路中时,灯泡L2的实际功率为1.5W
分析:(1)串联电路中各处的电流都相等,根据I=
分别求出两灯的额定电流,据此判断;
(2)根据R=分别求出两灯的电阻,结合欧姆定律的变形U=IR计算出两灯串联在电路中时,电源电压最大值;
(3)灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,根据P=I2R进行分析;
(4)结合并联电路的电压规律,根据P=求出灯泡L2的实际功率。
解析:解:A、两灯的额定电流分别为:
I1===0.5A;I2===0.5A;
两灯串联在电路中,串联电路中各处的电流都相等,当电路电流为0.5A时,两灯能同时正常发光,故A正确;
B、两灯的电阻分别为:
R1===12Ω;R2===24Ω;
两灯串联在电路中时,电源电压最大值为U=IR=I(R1+R2)=0.5A×(12Ω+24Ω)=18V,故B错误;
C、两灯串联在电源电压为15V的电路中时,根据P=I2R可知,灯泡L2的实际功率更大,而灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,因此灯泡L2更亮,故C错误;
D、两灯并联在电源电压为6V的电路中时,根据并联电路的电压规律可知,两灯泡两端的电压均为6V,因此灯泡L2的实际功率为P2实际===1.5W,故D正确。
故选:AD。
点评:此题考查了额定功率与实际功率、欧姆定律、电功率公式的应用、串并联电路的规律,关键要知道灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率。 灯泡的亮度取决于实际功率,如果实际功率相等,则亮度相同.
【题型1】电功率的定义、意义和单位
【典型例题】下列物理学家中,用其名字命名为功率单位的是(  )
A.焦耳
B.牛顿
C.帕斯卡
D.瓦特
【答案】D
【解析】焦耳是功、能量的单位,可知A不符合题意;牛顿是力的单位,可知B不符合题意;帕斯卡是压强的单位,可知C不符合题意;瓦特是功率的单位,可知D符合题意。
【举一反三1】下列关于电能、电功和电功率的说法,正确的是(  )
A.用电器消耗的电能越多,电功率越大
B.通过用电器的电流越大,电流做的功越多
C.用电器工作时的电功率越大,电流做功越快
D.电流做功是把其他形式的能转化为电能的过程
【答案】C
【解析】根据W=Pt可知,用电器消耗的电能越多,时间未知,不能判断电功率越大,可知A错误;由W=UIt可知,电流做功的多少和电压、电流和通电时间有关,电压和通电时间未知,不能判断通过用电器的电流越大,电流做的功越多,可知B错误;电功率是描述用电器消耗电能快慢的物理量,它消耗电能越快,用电器的电功率越大,可知C正确;电流做功是把电能转化为其他形式的能的过程,可知D错误。
【举一反三2】一位电视台记者在讲到某工厂上半年共节电5000kW h的时候,手举一只理发用的电吹风说:“我这只电吹风是500W的,也就是0.5kW,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
【答案】D
【解析】某工厂上半年共节电5000kW h,即节省的电能是5000kW h;500W是指电吹风的电功率。所以该记者混淆了电能和电功率这两个概念。可知A、B、C不符合题意,D符合题意。
【举一反三3】下列关于电能、电功和电功率的说法,正确的是(  )
A.用电器消耗的电能越多,电功率越大
B.通过用电器的电流越大,电流做的功越多
C.用电器工作时的电功率越大,电流做功越快
D.电流做功是把其他形式的能转化为电能的过程
【答案】C
【解析】根据W=Pt可知,用电器消耗的电能越多,时间未知,不能判断电功率越大,可知A错误;由W=UIt可知,电流做功的多少和电压、电流和通电时间有关,电压和通电时间未知,不能判断通过用电器的电流越大,电流做的功越多,可知B错误;电功率是描述用电器消耗电能快慢的物理量,它消耗电能越快,用电器的电功率越大,可知C正确;电流做功是把电能转化为其他形式的能的过程,可知D错误。
【举一反三4】电功率是表示 的物理量,在不同的电压下,同一个用电器的电功率 (选填“相同”或“不相同”)。
【答案】电流做功快慢 不相同
【解析】电功率的物理意义就是表示电流做功快慢;同一个用电器的额定功率有一个,实际功率有多个,且每个实际功率都不相同,在不同的电压下,同一个用电器的电功率不相同。
【举一反三5】电流在单位时间内所做的功叫做 ,可用公式 表示,它的国际单位是 ,它是反映电流做功 的物理量。
【答案】 电功率 P= 瓦特 快慢
【解析】电功率是表示电流做功快慢的物理量,是电流在单位时间内所做的功,电功率的公式,它的国际单位是瓦特,简称瓦,符号是W。
【举一反三6】电功率是表示 的物理量,在不同的电压下,同一个用电器的电功率 (选填“相同”或“不相同”)。
【答案】电流做功快慢 不相同
【解析】电功率的物理意义就是表示电流做功快慢;同一个用电器的额定功率有一个,实际功率有多个,且每个实际功率都不相同,在不同的电压下,同一个用电器的电功率不相同。
【举一反三7】电流在单位时间内所做的功叫做 ,可用公式 表示,它的国际单位是 ,它是反映电流做功 的物理量。
【答案】 电功率 P= 瓦特 快慢
【解析】电功率是表示电流做功快慢的物理量,是电流在单位时间内所做的功,电功率的公式,它的国际单位是瓦特,简称瓦,符号是W。
【题型2】常见生活电器的电功率
【典型例题】如图所示,下列用电器正常工作时功率约为8W的是(  )
A.节能灯
B.电视机
C.电饭锅
D.电热水器
【答案】A
【解析】节能灯的功率较小,约为8W,可知A符合题意;电视机的功率约为100W,可知B不符合题意;电饭锅的功率约为1000W,可知C不符合题意;电热水器的功率约为2000W,可知D不符合题意。
【举一反三1】书房台灯的额定功率约为(  )
A.0.25W
B.2.5W
C.25W
D.250W
【答案】C
【解析】根据生活实际可知,书房台灯的电流大约是,家庭电路电压是220V,它的功率为
接近25W。可知A、B、D不符合题意,C符合题意。
【举一反三2】空调的额定功率约为(  )
A.10W
B.100W
C.1000W
D.10000W
【答案】C
【解析】由生活经验和电功率的知识可知,家用空调属于大功率用电器,额定功率在1000W左右。可知C符合题意,A、B、D不符合题意。
【举一反三3】下面数据中符合生活实际的是( )
A.家用冰箱电流约为1A
B.人体安全电压是36V
C.家用电灯功率约为200W
D.人体电阻约为0.1Ω
【答案】A
【解析】一般家用冰箱电流约为1A,可知A符合题意;人体安全电压是不高于36V,可知B不符合题意;家用电灯的功率通常较小,一般在几十瓦左右,可知C不符合题意;一般情况下,人体电阻约为几十kΩ,可知D不符合题意。
【题型3】电功率的定义式P=W/t及应用
【典型例题】有一种电饭锅,标有“220V 600W”学样。工作2小时消耗电能为 千瓦时。一度电可供40W电灯工作 小时。
【答案】 1.2 25
【解析】消耗的电能为
一度电可供40W电灯工作时间为
【举一反三1】功率为1kW的用电器工作0.5h,消耗的电能为 度,合 J。
【答案】0.5
【解析】根据题意可知,消耗的电能为
消耗的电能为0.5度,合。
【举一反三2】用电器正常工作时的功率叫做 ,某种电热器正常工作时的功率是900瓦,它表示 。
【答案】 额定电功率 电流1秒内做功900焦
【解析】用电器正常工作时的功率叫做额定电功率,某种电热器正常工作时的功率是900瓦,它表示通过此电器的电流1秒内做功900焦。
【题型4】额定功率与实际功率
【典型例题】标有“220V 100W”,标有“220V 40W”,把它们串联后接在220V电源上,下面分析正确的是( )
A.两盏电灯的总功率等于140W
B.两灯的总功率小于40W
C.较亮的灯是
D.若电源电压是440V,两灯都能正常发光
【答案】B
【解析】由于标有“220V  100W”,标有“220V 40W”,所以两灯的电阻分别为

把它们串联后接在220V电源上,两灯的总功率为
可知A错误,B正确;根据可知,当电流相等时,实际电功率与电阻成正比,由于,所以,即较亮的是,可知C错误;若电源电压是440V,由串联电阻的分压特点可知,两灯两端的电压不相等,不可能两灯都正常发光,且可能会被烧坏,可知D错误。
【举一反三1】把标有“ 6W”和“ 6W”字样的两个灯泡串联在的电源上,下列说法正确的是(  )
A.灯正常发光
B.灯正常发光
C.两灯都能正常发光
D.两灯都不能正常发光
【答案】D
【解析】灯泡L1电阻
灯泡L2电阻
电路电流为
灯泡L1的实际功率
灯泡L1不能正常发光;
灯泡L2的实际功率
灯泡L2不能正常发光。
【举一反三2】如图所示的电路中,甲灯泡比乙灯泡亮,不考虑温度对灯丝电阻的影响,则下列描述错误的是(  )
A.P甲实>P乙实
B.U甲实>U乙实
C.I甲实>I乙实
D.R甲>R乙
【答案】C
【解析】甲灯泡比乙灯泡亮,所以甲灯泡的实际功率大于乙灯泡的实际功率,即P甲实>P乙实,可知A正确,不符合题意;两灯是串联关系,串联电路中电流处处相等,所以I甲实=I乙实,可知C错误,符合题意;P甲实>P乙实,且I甲实=I乙实,由P=I2R可得,R甲>R乙,可知D正确,不符合题意;串联电路中电流处处相等,则可知U甲实>U乙实,可知B正确,不符合题意。
【举一反三3】标有“220V 100W”,标有“220V 40W”,把它们串联后接在220V电源上,下面分析正确的是( )
A.两盏电灯的总功率等于140W
B.两灯的总功率小于40W
C.较亮的灯是
D.若电源电压是440V,两灯都能正常发光
【答案】B
【解析】由于标有“220V  100W”,标有“220V 40W”,所以两灯的电阻分别为

把它们串联后接在220V电源上,两灯的总功率为
可知A错误,B正确;根据可知,当电流相等时,实际电功率与电阻成正比,由于,所以,即较亮的是,可知C错误;若电源电压是440V,由串联电阻的分压特点可知,两灯两端的电压不相等,不可能两灯都正常发光,且可能会被烧坏,可知D错误。
【举一反三4】把标有“ 6W”和“ 6W”字样的两个灯泡串联在的电源上,下列说法正确的是(  )
A.灯正常发光
B.灯正常发光
C.两灯都能正常发光
D.两灯都不能正常发光
【答案】D
【解析】灯泡L1电阻
灯泡L2电阻
电路电流为
灯泡L1的实际功率
灯泡L1不能正常发光;
灯泡L2的实际功率
灯泡L2不能正常发光。
【题型5】额定电压与实际电压
【典型例题】将“3V 3W”和“6V 3W”的两只灯泡L1和L2串联后接在9V的电源两端,不考虑温度对灯丝电阻的影响,则(  )
A.两只灯泡均能正常发光
B.两个灯泡发光时,灯泡L2比灯泡L1亮一些
C.灯L1的电阻大于灯L2的电阻
D.两灯发光时,电路中通过的电流为1.5A
【答案】B
【解析】.L1的电阻
L2的电阻
可知C不符合题意;
串联电路电流处处相等,灯L1的电阻小于灯L2的电阻,由可知,灯L1的实际功率小于灯L2的实际功率,所以两个灯泡发光时,灯泡L2比灯泡L1亮一些,可知B符合题意;两灯发光时,电路中通过的电流
可知D不符合题意;L1两端的电压为
所以灯L1不是正常发光。L2两端的电压为
所以L2不是正常发光,可知A不符合题意。
【举一反三1】标有“6V 9W”和“12V 6W”字样两只灯泡L1和L2串联后接在电源两端,不考虑温度对灯丝电阻的影响,则(  )
A.两灯电压之比U1︰U2 = 1︰2
B.两灯电流之比I1︰I2 = 1︰3
C.电源电压为18V时,两只灯泡均能正常发光
D.L1亮度比L2暗
【答案】D
【解析】根据可知,灯泡L1的电阻
灯泡L2的电阻 R1︰R2 = 4Ω︰24Ω=1︰6
灯泡L1和L2串联后接在电源两端,串联电路中电流处处相等,根据串联电路分压原理可知,两灯电压之比U1︰U2 =R1︰R2 =1︰6 可知A、B不符合题意;电源电压为18V时,即U1+U2 =18V
U1 =2.57V<6V,U2 =15.42V>12V电源电压为18V时,两灯的电压都不等于其额定电压,所以两灯都不能正常发光,可知C不符合题意;灯L1的实际功率 灯L2的实际功率 R1︰R2 =1︰6 串联电路中电流处处相等,则
灯泡L1的亮度比灯泡L2的暗,可知D符合题意。
【举一反三2】将“3V 3W”和“6V 3W”的两只灯泡L1和L2串联后接在9V的电源两端,不考虑温度对灯丝电阻的影响,则(  )
A.两只灯泡均能正常发光
B.两个灯泡发光时,灯泡L2比灯泡L1亮一些
C.灯L1的电阻大于灯L2的电阻
D.两灯发光时,电路中通过的电流为1.5A
【答案】B
【解析】.L1的电阻
L2的电阻
可知C不符合题意;
串联电路电流处处相等,灯L1的电阻小于灯L2的电阻,由可知,灯L1的实际功率小于灯L2的实际功率,所以两个灯泡发光时,灯泡L2比灯泡L1亮一些,可知B符合题意;两灯发光时,电路中通过的电流
可知D不符合题意;L1两端的电压为
所以灯L1不是正常发光。L2两端的电压为
所以L2不是正常发光,可知A不符合题意。
【举一反三3】小华做作业时,电灯突然变暗,其原因可能是( )
A.电灯的额定功率变大
B.电灯的额定电压变小
C.电灯的实际电压变大
D.电灯的实际功率变小
【答案】D
【解析】用电器的额定电压是指其正常工作时的电压,额定功率是在额定电压下工作时的功率。用电器的额定电压和额定功率只有一个,不会改变,可知A、B不符合题意;根据可知,若电灯实际电压变大,实际功率也会变大,灯会变亮;若电灯实际电压变小,实际功率也会变小,所以电灯将会变暗,可知C不符合题意,D符合题意。
【题型6】用电器铭牌标志的含义
【典型例题】将“220V 100W”的灯泡L1和“220V 40W”的灯泡L2,串联在 220V 的电源上,组成闭合电路(设灯丝电阻不变),则会出现(  )
A.电源电压会升高
B.灯泡L2更亮一些
C.有灯泡会因为电流过大而被损坏
D.两个灯泡的总功率一定大于40W
【答案】B
【解析】两个灯泡串联,电源电压是220V,电源电压是恒定的,可知A不符合题意;根据题意可知,灯丝电阻不变,L1和L2的电阻分别为
两灯串联时,电流相等,由P=I2R可知,灯泡L1的功率小于灯泡L2的功率,所以灯泡L2比L1亮,可知B符合题意;根据串联电路总电阻等于各分电阻之和,两灯泡串联后,通过电路的电流为
根据欧姆定律求出两灯泡的额定电流分别为
所以两个灯泡都不会被烧坏,可知C不符合题意;
两各灯泡的总功率即电路的总功率,由P=UI可得电路总功率大约为
P总=UI=220V×0.13A=28.6W<40W
可知D不符合题意。
【举一反三1】如图所示,节能灯上标有“24W”的字样,“24W”表示该台灯的(  )
A.实际功率
B.额定功率
C.实际电压
D.额定电压
【答案】B
【解析】灯泡铭牌上“24W”表示灯泡的额定功率为24W,可知B符合题意,A、C、D不符合题意。
【举一反三2】如图所示,节能灯上标有“24W”的字样,“24W”表示该台灯的(  )
A.实际功率
B.额定功率
C.实际电压
D.额定电压
【答案】B
【解析】灯泡铭牌上“24W”表示灯泡的额定功率为24W,可知B符合题意,A、C、D不符合题意。
【举一反三3】三盏电灯分别标有“220V 40W”、“110V 40W”和“36V 40W”的字样,当它们都在各自额定电压下正常发光时,比较它们的亮度,可知(  )
A.“36V 40W”灯较亮
B.“220V 40W”灯较亮
C.“110V 40W”灯较亮
D.三盏灯一样亮
【答案】D
【解析】由题可知三只电灯的额定功率相同,当三只电灯分别在各自的额定电压下工作时,三只电灯的实际功率都是各自的额定功率,所以三只电灯的实际功率相同,则灯泡亮度相同。可知A、B、C不符合题意,D符合题意。
【题型7】电路中的总功率等于各用电器功率之和
【典型例题】如图甲是定值电阻R和小灯泡L的I-U图像,现将它们接入如图乙所示电路中。只闭合开关S1时,小灯泡L的实际功率为0.6W,下列说法中不正确的是(  )
A.电源电压为3V
B.只闭合开关S1时,小灯泡L的电阻为15Ω
C.再闭合开关S2时,电路总功率将增加0.9W
D.若将电阻R和小灯泡L串联接在5V的电源两端,电路消耗的总功率是4W
【答案】D
【解析】只闭合开关时,电路为L的简单电路,由图像可知,当灯泡电压为3V时,灯泡的电流为0.2A,灯泡的实际功率恰好为
则电源电压为3V,则此时小灯泡L的电阻为
可知A、B正确,不符合题意;再闭合开关时,L与R并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以此时的电压为3V,由图像可知,通过R的电流为0.3A,的功率为 所以电路总功率将增加0.9W,可知C正确,不符合题意;由图知当电流为0.2A时,小灯泡两端的电压为3V,定值电阻R两端的电压为2V,则电源电压恰好为
所以若将定值电阻R和小灯泡L串联后接在5V的电源两端,电路中的电流为0.2A,则整个电路消耗的总功率为
可知D错误,符合题意。
【举一反三1】和两个电阻(),按图所示的四种方式接入同一电路中,则电路的总功率最小的是(  )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】根据可知,当电压一定时,电路中的电阻越大,电路的总功率越小,又因为,所以,和两个电阻串联时,电阻最大,大于任何一个电阻,即B选项的连接方式,可知A、C、D不符合题意,B符合题意。
【举一反三2】和两个电阻(),按图所示的四种方式接入同一电路中,则电路的总功率最小的是(  )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】根据可知,当电压一定时,电路中的电阻越大,电路的总功率越小,又因为,所以,和两个电阻串联时,电阻最大,大于任何一个电阻,即B选项的连接方式,可知A、C、D不符合题意,B符合题意。
【举一反三3】如图甲是定值电阻R和小灯泡L的I-U图像,现将它们接入如图乙所示电路中。只闭合开关S1时,小灯泡L的实际功率为0.6W,下列说法中不正确的是(  )
A.电源电压为3V
B.只闭合开关S1时,小灯泡L的电阻为15Ω
C.再闭合开关S2时,电路总功率将增加0.9W
D.若将电阻R和小灯泡L串联接在5V的电源两端,电路消耗的总功率是4W
【答案】D
【解析】只闭合开关时,电路为L的简单电路,由图像可知,当灯泡电压为3V时,灯泡的电流为0.2A,灯泡的实际功率恰好为
则电源电压为3V,则此时小灯泡L的电阻为
可知A、B正确,不符合题意;再闭合开关时,L与R并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以此时的电压为3V,由图像可知,通过R的电流为0.3A,的功率为 所以电路总功率将增加0.9W,可知C正确,不符合题意;由图知当电流为0.2A时,小灯泡两端的电压为3V,定值电阻R两端的电压为2V,则电源电压恰好为
所以若将定值电阻R和小灯泡L串联后接在5V的电源两端,电路中的电流为0.2A,则整个电路消耗的总功率为
可知D错误,符合题意。
【举一反三4】电阻甲、乙的电流和电压关系如图,当它们并联接在1.5V的电源两端时,干路中电流为 A;当它们并联接在2V的电源两端,则电路中的总功率为 W。
【答案】0.4 1.2
【解析】当它们并联接在1.5V的电源两端时,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,两电阻两端的电压 U甲=U乙=U=1.5V
由图像可知,通过两电阻的电流分别为
I甲=0.3A I乙=0.1A
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流
I=I甲+I乙=0.3A+0.1A=0.4A
当它们并联接在2V的电源两端时,它们两端的电压
U甲′=U乙′=U′=2V
由图像可知,通过两电阻的电流分别为
I甲′=0.4A I乙′=0.2A 干路电流I′=I甲′+I乙′=0.4A+0.2A=0.6A
则电路中消耗的总功率 P=U′I′=2V×0.6A=1.2W
【举一反三5】电阻甲、乙的电流和电压关系如图,当它们并联接在1.5V的电源两端时,干路中电流为 A;当它们并联接在2V的电源两端,则电路中的总功率为 W。
【答案】0.4 1.2
【解析】当它们并联接在1.5V的电源两端时,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,两电阻两端的电压 U甲=U乙=U=1.5V
由图像可知,通过两电阻的电流分别为
I甲=0.3A I乙=0.1A
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流
I=I甲+I乙=0.3A+0.1A=0.4A
当它们并联接在2V的电源两端时,它们两端的电压
U甲′=U乙′=U′=2V
由图像可知,通过两电阻的电流分别为
I甲′=0.4A I乙′=0.2A 干路电流I′=I甲′+I乙′=0.4A+0.2A=0.6A
则电路中消耗的总功率 P=U′I′=2V×0.6A=1.2W
【举一反三6】如图所示,将两个小灯泡串联起来接在电源两端,闭合开关,两灯发光。若不慎将小灯泡L1的外壳打碎,将导致小灯泡L1灯丝温度降低,阻值 (选填“增大”“减小”或“不变”)。小灯泡L2的亮度 (选填“不变”“变亮”或“变暗”),原因是 。
【答案】减小 变亮 小灯泡L1灯丝电阻减小,电路中电流增大,灯泡L2电功率增大
【解析】若不慎将小灯泡L1的外壳打碎,将导致小灯泡L1灯丝温度降低,阻值变小。小灯泡的电阻随着温度的升高而增大,随着温度的降低而减小。
小灯泡L1灯丝电阻减小,电源电压不变,电路中电流增大,灯泡L2电功率增大。
【题型8】串并联电路中总功率的计算与比值
【典型例题】如图所示电路,电源电压不变。当只闭合开关时,电路的总功率为,当只闭合开关S3时。电路的总功率为,当只闭合开关时,电路的总功率为P3,若,则为(  )
A.2∶1∶3
B.3∶6∶2
C.6∶3∶2
D.1∶2∶3
【答案】B
【解析】设电源电压为U,当只闭合S1时,电路中只有电阻R1,所以
当只闭合S3时,电路中只有电阻R2,所以
当只闭合S2时,电路中电阻R1、R2串联,所以电路的总功率若R1∶R2=2∶1,则
【举一反三1】如图所示,将灯L1、L2按图甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中,在甲图中灯L1的功率为4W,在乙图中灯L1的功率为9W。设灯丝电阻不变。下列说法中正确的是( )
A.甲、乙两图中灯L1两端的电压之比是2∶3
B.L1、L2两灯灯丝电阻之比是2∶1
C.乙图中灯L1、L2的功率之比是2∶1
D.甲、乙两图电路消耗的总功率之比是2∶9
【答案】ABD
【解析】图甲中,两灯串联连接,乙中,两灯并联连接。据P=I2R得
I1甲2R1∶I1乙2R1=4∶9解得, I甲∶I1乙=2∶3。据欧姆定律有
解得,两灯灯丝电阻之比是R1∶R2=2∶1。据得
解得,甲、乙两图中灯L1两端的电压之比U1甲∶U1乙=2∶3,故A、B正确;据得,乙图中灯L1、L2的功率之比
甲、乙两图电路消耗的总功率之比
故D正确。
【举一反三2】如图所示,将灯L1、L2按图甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中,在甲图中灯L1的功率为4W,在乙图中灯L1的功率为9W。设灯丝电阻不变。下列说法中正确的是( )
A.甲、乙两图中灯L1两端的电压之比是2∶3
B.L1、L2两灯灯丝电阻之比是2∶1
C.乙图中灯L1、L2的功率之比是2∶1
D.甲、乙两图电路消耗的总功率之比是2∶9
【答案】ABD
【解析】图甲中,两灯串联连接,乙中,两灯并联连接。据P=I2R得
I1甲2R1∶I1乙2R1=4∶9解得, I甲∶I1乙=2∶3。据欧姆定律有
解得,两灯灯丝电阻之比是R1∶R2=2∶1。据得
解得,甲、乙两图中灯L1两端的电压之比U1甲∶U1乙=2∶3,故A、B正确;据得,乙图中灯L1、L2的功率之比
甲、乙两图电路消耗的总功率之比
故D正确。
【举一反三3】如图所示电路,电源电压不变。当只闭合开关时,电路的总功率为,当只闭合开关S3时。电路的总功率为,当只闭合开关时,电路的总功率为P3,若,则为(  )
A.2∶1∶3
B.3∶6∶2
C.6∶3∶2
D.1∶2∶3
【答案】B
【解析】设电源电压为U,当只闭合S1时,电路中只有电阻R1,所以
当只闭合S3时,电路中只有电阻R2,所以
当只闭合S2时,电路中电阻R1、R2串联,所以电路的总功率若R1∶R2=2∶1,则
【举一反三4】如图所示,电源电压恒定,,当S闭合,断开时,电流表的示数为0.2A,则电源电压U为 V;当S、都闭合时,电流表的示数为0.5A,则的阻值为 ;此时与的功率之比为 。

【答案】 6 20
【解析】当开关S闭合,S1断开时,电路为R1的简单电路,R1两端的电压即为电源电压,根据题意可知电路中的电流为0.2A,故电源电压为
当开关S和S1都闭合时,此时电路为R1和R2的并联电路,电流表测量通过干路的电流,由于并联电路各支路之间互不影响,通过R1的电流还是0.2A,则通过R2的电流为
并联电路各支路两端的电压相等,故R2的电阻为
根据可得,R1与R2的电功率之比为
【举一反三5】如图所示电路,电源电压保持不变,当开关S1、S2都闭合后,电流表示数为0.3A,如果此时断开开关S2,电流表示数较之前变化了0.2A,则此时接入电路中的定值电阻R1与R2消耗的电功率之比为 。
【答案】
【解析】当开关S1、S2都闭合后,电路中只有,此时电路电流为0.3A;如果此时断开开关S2,则、串联,总电阻变大,根据可知电流变小,所以电流减小了0.2A,此时电流为0.1A。电源电压不变,根据则有
解得 ,、串联,电流相同,根据可知电功率和电阻成正比,所以接入电路中的定值电阻R1与R2消耗的电功率之比为。
【举一反三6】如图所示,电源电压恒定,,当S闭合,断开时,电流表的示数为0.2A,则电源电压U为 V;当S、都闭合时,电流表的示数为0.5A,则的阻值为 ;此时与的功率之比为 。

【答案】 6 20
【解析】当开关S闭合,S1断开时,电路为R1的简单电路,R1两端的电压即为电源电压,根据题意可知电路中的电流为0.2A,故电源电压为
当开关S和S1都闭合时,此时电路为R1和R2的并联电路,电流表测量通过干路的电流,由于并联电路各支路之间互不影响,通过R1的电流还是0.2A,则通过R2的电流为
并联电路各支路两端的电压相等,故R2的电阻为
根据可得,R1与R2的电功率之比为
【举一反三7】如图,甲、乙均为电压表或电流表,当闭合时,甲、乙两表示数之比为;同时更换两电表种类,调整开关状态,使两表均有正常示数,则此时与的电功率之比为 。
【答案】3∶1
【解析】甲、乙为两只相同电表,当闭合时,甲、乙两表示数之比为4∶3,若两表均为电流表,则甲表会将电源短路,所以两表均为电压表;当闭合时,两电阻串联,电压表甲测量电源电压,电压表乙测量两端的电压,甲、乙两表示数之比为4∶3,根据串联分压特点可知
同时更换两电表种类,即两表都为电流表,要使两表均有示数,要仅闭合开关,此时两电阻并联,此时与的电功率之比为
【题型9】开关控制的多状态电路的功率计算
【典型例题】某型号家用电饭煲有高温烧煮和保温焖饭两个挡位,其原理如图所示,S是温控开关,、是两个加热电阻。已知 ,电饭煲高温烧煮时的功率为,保温焖饭时的功率 。则下列说法中正确的是(  )
A.温控开关S断开时是高温烧煮挡
B.高温烧煮时,电路中的电流为0.1 A
C.
D.
【答案】C
【解析】由图得,当开关S断开时,两电阻串联,电路中电阻最大,由得,电路电功率最小,为保温档;当开关S闭合时,电阻R2短路,只有电阻R1工作,电路中电阻最小,由得,电路电功率最大,为高温档,可知A错误;
由得,保温档中电路的电阻为
由串联电路电阻特点得
可知D错误;
由欧姆定律得,高温烧煮时,电路中的电流为
可知B错误;
高温档电功率为
可知C正确。
【举一反三1】善于动手动脑的小明研究了汽车座椅加热原理后,自制了具有加热和保温两挡功能且方便携带的加热坐垫送给奶奶。他在网上购买了电压为的电源,两个阻值相同的加热电阻片,若干导线和开关,自制加热坐垫内部电路原理图和主要参数如图和表所示,以下说法正确的是(  )

A.当只闭合时是高温挡
B.每个加热电阻片的阻值是
C.在低温挡工作发热体产生的热量是
D.实际电压为时,高温挡实际发热功率是
【答案】D
【解析】当只闭合开关时,两个电阻串联,当开关、都闭合时,只有一个电阻R工作,根据串联电路的特点可知,当只闭合开关时,两个电阻串联,电路中的电阻较大,由可知,电路中的电功率较小,加热坐垫处于低温挡,可知A错误;
当开关、都闭合时,只有一个电阻R工作,电路中的电阻较小,由可知,电路中的电功率较大,加热坐垫处于高温挡,加热电阻片的阻值
可知B错误;
在低温挡工作发热体产生的热量
可知C错误;
实际电压为时,高温挡实际发热功率
可知D正确。
【举一反三2】如图所示为某小组设计的多挡位电热器电路,U不变,R1、R2为电阻丝且R1>R2,电热器功率最大时开关状态为(  )
A.S1闭合,S2接a
B.S1闭合,S2接b
C.S1断开,S2接a
D.S1断开,S2接b
【答案】A
【解析】当S1闭合,S2接a,两电阻并联;当S1闭合,S2接b时,R2被短路,电路为R1的简单电路;当S1断开,S2接a时,电路为R2的简单电路;当S1断开,S2接b时,两电阻串联。根据并联电路总电阻小于其中任一分电阻,串联电路总电阻大于任一分电阻,可知可知当S1闭合,S2接a,两电阻并联,此时电路的电阻最小,由可知,此时电热器的电功率最大,可知A符合题意,B、C、D不符合题意。
【举一反三3】某品牌智能电热毯能够根据环境温度自动实现多挡位加热,以增强人体舒适度。其等效电路简化图如图甲所示,R1、R2均为加热电阻,R1>R2,S为智能开关,可根据实际选择不同电阻接入电路。某段工作过程,加热功率随环境温度变化如图乙所示。下列说法中正确的是(  )
A.环境温度为25℃时,开关S连接接线柱1和2
B.环境温度为35℃时,开关S连接接线柱2和3
C.开关S连接接线柱1和2,工作1h产生的热量为0.1kW h
D.开关S连接接线柱2和3,电路总电阻为484Ω
【答案】D
【解析】环境温度为25℃时,观察图乙,可知,这时加热功率为100W,功率较大,根据电功率公式可知,电路的总电阻较小,观察图甲,智能开关S连接接线柱1和2时,只有电阻R1接入电路,智能开关S连接接线柱2和3时,R1和R2并联接入电路,电路的总电阻比智能开关S连接接线柱1和2时的,还要小,则环境温度为25℃时,应该是智能开关S连接接线柱2和3,可知A错误;环境温度为35℃时,观察图乙,可知,这时加热功率为44W,功率较小,根据电功率公式可知,电路的总电阻较大,由A解析可知,只有仅仅电阻R1接入电路时,电路的总电阻才较大,则智能开关S是连接接线柱1和2,可知B错误;开关S连接接线柱1和2,只有电阻R1接入电路,电路的总电阻较大,加热功率较小,为44W=0.044kW,则工作1h产生的热量为
工作1h产生的热量为,可知C错误;开关S连接接线柱2和3时,加热功率较大,为100W,电源电压为220V,根据电功率公式可知,电路的总电阻为
电路总电阻为484Ω,可知D正确。
【举一反三4】电饭煲一般有加热和保温两个挡位,当、都闭合时,与并联,为加热挡,断开,电路中只有,为保温挡,如图所示电路图符合要求的是(  )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】根据,电源电压不变时,总电阻越小,功率越大,档位就越高。
由电路图可知,当S1、S2都闭合时,R1与R2并联,电路的总电阻最小,总功率最大,电饭煲处于加热状态;断开S2后,电路为R1的简单电路,电路的总电阻最大,总功率最小,电饭煲处于保温状态,可知A符合题意;由电路图可知,当S1、S2都闭合时,电路为R1的简单电路,电路的总电阻最小,总功率最大,电饭煲处于加热状态;断开S2后,R1与R2串联,电路的总电阻最大,总功率最小,电饭煲处于保温状态,可知B不符合题意;由电路图可知,当S1、S2都闭合时,电路为R2的简单电路;断开S2后,电路仍为R2的简单电路,两种情况下电路的总功率相等,电饭锅的状态相同,可知C不符合题意;由电路图可知,当S1、S2都闭合时,电路为R1的简单电路,电路的总电阻最小,总功率最大,电饭煲处于加热状态;断开S2后,R1与R2串联,电路的总电阻最大,总功率最小,电饭煲处于保温状态,可知D不符合题意。
【题型10】动态电路中电功率的变化趋势
【典型例题】如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从左向右移动,下列说法正确的是(  )
A.电流表A的示数变小,电压表V2的示数变小
B.电压表Vl与电压表V2的示数之和保持不变
C.电压表V2的示数变化量与电流表A的示数变化量之比保持不变
D.R1和R2的电压变化量、电流变化量、电功率变化量都相同
【答案】C
【解析】由题中电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测电源的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。滑片P从左向右移动时,滑动变阻器电阻增大,则总电阻增大,电流减小,可知电流表A示数减小,由串联分压特点可知,滑动变阻器阻值增大,其两端电压增大,可知电压表V2示数增大,可知A错误;滑片P从左向右移动时,电压表V1测电源的电压保持不变,电压表V2增大,可知两电压表示数之和增大,可知B错误;电压表V2测R2两端的电压,由串联电路分压特点可知,R2两端电压变化量等于R1两端电压变化量,因R1为定值电阻,通过的电流与其两端电压成正比,可知R1两端电压变化量与电流表A的示数变化量之比为定值,即电压表V2的示数变化量与电流表A的示数变化量之比保持不变,可知C正确。由串联电路分压特点和电流特点可知,R1和R2的电压变化量、电流变化量都相同,R1电功率变化量
,R2电功率为 ,R2电功率变化量为

可知电功率变化量不相等,可知D错误。
【举一反三1】如图所示是一种烟雾报警器的电路图,开关S处于闭合状态, 是定值电阻,R为感光电阻,光照越强,阻值越小。烟雾浓度增大时射向R的光被遮挡,R受到的光照变弱。当烟雾浓度增大时,下列判断正确的是(  )
A.电流表的示数变大
B.电压表的示数变小
C.R0的功率变大
D.电压表与电流表的示数之比变大
【答案】D
【解析】由电路图可知,R0与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
因感光电阻的阻值随光照强度的增大而减小,所以,当烟雾浓度增大时,光照变弱,感光电阻R阻值变大,电路中的总电阻变大,由可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小;由U=IR可知,R0两端的电压变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R两端电压变大,即电压表的示数变大,可知A、B错误;由公式可知,电路中电流变小,R0的阻值不变,可知R0的功率变小,可知C错误;因电压表的示数变大,电流表的示数变小,电压表与电流表的示数之比变大,可知D正确。
【举一反三2】图甲是身高、体重测量仪,当体检者站在台面上时,能自动显示身高和体重。电路原理如图乙所示,电压表、电流表分别显示身高和体重的大小,压敏电阻R的阻值随压力增大而减小,滑片P随身高增高而上滑。下列分析正确的是(  )
A.身高越高电压表示数越大
B.身高越高通过R0的电流越小
C.体重越大电流表示数越小
D.体重越大电路消耗总功率越小
【答案】A
【解析】由电路图可知,R与R0并联,电压表测滑片P下方电阻丝两端的电压,电流表测压敏电阻R支路的电流;因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路,所以,人的身高变化即滑片移动时,R0接入电路中的电阻不变,因并联电路中各支路两端的电压相等,且各支路独立工作、互不影响,所以,由可知,通过R0的电流不变;当身高越高时,滑片上移,滑片P下方电阻丝的阻值变大,由U=IR可知,滑片P下方电阻丝两端的电压变大,即电压表的示数变大,可知A正确,B错误;当体重越大时,压敏电阻受到的压力越大,由压敏电阻R的阻值随压力增大而减小可知,R的阻值越小,由可知,通过R的电流越大,即电流表的示数越大;因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,体重越大时电路的总电流越大,根据P=UI可知,电路消耗的电功率越大,可知C、D错误。
【举一反三3】如图所示电路,闭合开关后,滑动变阻器的滑片向右移动的过程中,关于灯泡单位时间内消耗的电能。下列说法正确的是(不考虑温度对灯泡电阻的影响)( )
A.灯泡单位时间内消耗的电能增多
B.灯泡单位时间内消耗的电能不变
C.灯泡单位时间内消耗的电能减少
D.无法判断
【答案】C
【解析】由电路图可知小灯泡和滑动变阻器串联,滑动变阻器的滑片向右移动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻增大,电路的总电阻增大,由欧姆定律知电路中的电流变小,根据P= I2R可知,小灯泡的电功率变小,则该小灯泡在单位时间内消耗的电能变小。
【题型11】利用U-I图象计算用电器的电功率
【典型例题】灯泡L的电流随电压变化的图象如图甲所示,将此灯泡与定值电阻R接入图乙所示的电路中,只闭合开关S,小灯泡的实际功率为0.5W,则电源电压是 V;再闭合开关S1,电流表的示数变化了0.1A,则R的阻值是 Ω;通电1分钟,定值电阻R消耗的电功率是 。
【答案】 2 20 0.2
【解析】由图像甲可知,当灯泡的实际功率为0.5W时,它两端的电压和电流分别是
由图乙所示电路图可知,只闭合开关S时,只有灯泡接入电路,灯泡两端电压等于电源电压,则电源电压是
由图乙所示电路图可知,闭合开关S后,再闭合开关S1,灯泡与电阻R并联,电流表测干路电流,电流表示数变大,由题知,电流表示数变化了0.1A,则通过电阻R的电流
由欧姆定律可得,电阻R的阻值
通电1min,定值电阻R消耗的电功率
【举一反三1】灯泡L的电流随电压变化的图象如图甲所示,将此灯泡与定值电阻R接入图乙所示的电路中,只闭合开关S,小灯泡的实际功率为0.5W,则电源电压是 V;再闭合开关S1,电流表的示数变化了0.1A,则R的阻值是 Ω;通电1分钟,定值电阻R消耗的电功率是 。
【答案】 2 20 0.2
【解析】由图像甲可知,当灯泡的实际功率为0.5W时,它两端的电压和电流分别是
由图乙所示电路图可知,只闭合开关S时,只有灯泡接入电路,灯泡两端电压等于电源电压,则电源电压是
由图乙所示电路图可知,闭合开关S后,再闭合开关S1,灯泡与电阻R并联,电流表测干路电流,电流表示数变大,由题知,电流表示数变化了0.1A,则通过电阻R的电流
由欧姆定律可得,电阻R的阻值
通电1min,定值电阻R消耗的电功率
【举一反三2】某小灯泡上标有“6V 6W”字样,则其正常工作时的电阻为 Ω,如果其电流随两端电压变化关系的曲线如图所示,则当小灯泡两端的电压为1V时,通过小灯泡的电流为 A,此时小灯泡的电功率为 W。
【答案】 6 0.3 0.3
【解析】由可得,灯泡正常发光的电阻为
由图像可知,当小灯泡两端的电压为1V时,通过的电流为0.3A。
此时小灯泡的电功率为
【题型12】电能表测量电功率
【典型例题】在家用电器调查活动中,小亮让电热水器单独工作5min,测得家中如图所示的电能表的转盘转了175r,热水器的实际功率为 W;若消耗的电能全部转化为热量被热水器中的水完全吸收,这段时间内热水器中50L的水可升温 ℃。
【答案】 2100 3
【解析】表示的路中每消耗的电能时电能表的转盘1000r。电能表的转盘转175r,电热水器消耗的电能
工作时间
该电热水器的实际功率
水的体积
由可得水的质量
因为不计能量损失,所以水吸收的热量为
由得水升高的温度为
【举一反三1】小明家的电能表如图所示,他要用电能表和秒表测某一用电器的实际电功率。在用电高峰时,他只让规格为“220V 1000W”的电热水壶单独工作,测得在200s内电能表的转盘恰好转81圈。此时该电热水壶的实际功率 W,实际电压 V。(假设电水壶电阻不变)他家饭厅的电路简化为图所示:

其中有两处设计不合理,其一是 ;其二是插座不符合“左零右火”设计。如果保险丝烧断,电路其他部分连接完好,在断开开关S后,用试电笔检测灯座的E和F接线柱,能使试电笔的氖管发光的接线柱是 (选填“E”“F”“E和F”或“均不能”)。
【答案】 810 198 保险丝的位置接错 均不能
【解析】能表的转盘恰好转81圈消耗的电能为
该电热水壶的实际功率是
电热水壶的电阻为
实际电压为
为了保证电路安全,保险丝应串联在火线上。
断开开关S后,无论试电笔接触“E”或“F”都无法和火线构成回路,因此氖管都不发光。
【举一反三2】有两个外形相同的如图所示的灯泡,甲灯泡上标有“220V 40W”的字样,乙灯泡上220V字样清晰可见,但额定功率不清楚了。为节约用电,小锦家地下室打算用略暗一些的灯泡照明,请你设计一个实验帮他判断乙灯泡的额定功率是否满足要求。
(1)写出简单的操作步骤;(2)写出现象和结论。
【答案】见解析
【解析】方法一: 观察灯丝:因为灯丝(钨丝)长度差不多,较粗的电阻小,额定功率比较大,即灯丝粗的电功率大,小锦家地下室打算用略暗一些的灯泡照明,家庭电路中的用电器都是并联使用的,应选灯丝细的灯泡;
方法二:把两个灯泡串联接在家庭电路上,由P=R,电阻大的,实际功率大(较亮),即:串联接在家庭电路中亮的额定功率小,因小锦家地下室打算用略暗一些的灯泡照明,家庭电路中的用电器又都是并联使用的,应选串联时亮的那个灯泡;
方法三:把两个灯泡并联接在家庭电路,都在额定电压下,正常发光,亮的额定功率大,因小锦家地下室打算用略暗一些的灯泡照明,家庭电路中的用电器都是并联使用的,应选并联测试时暗的那个灯泡。
【举一反三3】小丽家在客厅新安装了吸顶灯,她想比较吸顶灯和家里的台灯功率的大小,请你选择合适的器材帮助小丽设计实验。
(1)实验器材: ;
(2)实验过程及判断方法: 。
【答案】(1)手表、电能表 (2) 见解析
【解析】(1)实验中通过比较相同时间内,消耗电能的多少,来比较功率大小,所以需要用手表测量时间,用电能表测量电能。
(2)实验中比较相同时间内,两个用电器消耗电能的多少,所以让台灯和吸顶灯分别独立工作1min,比较电能表表盘的转数,转数大的用电器,其电功率大。
【题型13】测量小灯泡的电功率
【典型例题】关于“伏安法测定值电阻”和“伏安法测小灯泡的电阻”,下列说法正确的是(  )
A.两个实验的原理不同
B.两个实验都用了控制变量法
C.滑动变阻器的作用都是改变部分电路两端的电压和电路中的电流
D.两个实验进行多次测量都是为了减小误差,使测量数据更加精确
【答案】C
【解析】两个实验的实验原理都是,实验原理相同,可知A错误;物理学中对于多变量的问题常采用控制变量法,每次只改变其中一个变量,控制其他变量不变,从而研究被改变的这个变量对事物的影响。这两个测电阻的实验中都没有采用控制变量法,可知B错误;在“伏安法测定值电阻”实验中,为了减小误差,需要多次测量求平均值,通过移动滑动变阻器的滑片来改变定值电阻两端电压,从而得到多次测量数据;在“伏安法测小灯泡的电阻”的实验中,为了得到普遍规律,需要移动滑动变阻器的滑片改变灯泡两端的电压,得到多组数据,因此滑动变阻器的作用都是改变部分电路两端的电压和电路中的电流,可知C正确,D错误。
【举一反三1】某同学利用如图所示电路,测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率,下列说法正确的是(  )
A.闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑到A端
B.闭合开关后,小灯泡不发光,一定是小灯泡灯丝断了
C.当电压表示数为2.5V时,测出通过小灯泡的电流,可算出小灯泡的额定功率
D.通过实验可得知,小灯泡的实际功率越大,小灯泡发光越暗
【答案】C
【解析】闭合开关前,为保护电路安全,滑动变阻器的滑片应位于最大阻值处,即B端,可知A错误;闭合开关后,小灯泡不发光,也可能是电路中的其它地方断开了,造成电路中没有电流,可知B错误;小灯泡的额定电压为2.5V,当电压表示数为2.5V时,测出通过小灯泡的电流,利用可得出小灯泡的额定功率,可知C正确;小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定,实际功率越小,小灯泡越暗,实际功率越大,小灯泡越亮,可知D错误。
【举一反三2】小明做“测量小灯泡的电功率”实验时,连接如图电路,各元件均正常且各处接触良好,闭合开关后,会出现(  )
A.小灯泡能发光
B.电压表指针明显偏转
C.电流表指针明显偏转
D.电源被烧坏
【答案】B
【解析】观察电路可知,电压表串联接入电路,电流表与小灯泡并联接入电路;当开关闭合后,小灯泡短路,不发光;可知A不符合题意;电压表串联接入电路,测量电源电压,所以电压表指针明显偏转;可知B符合题意;因电压表串联接入电路,电路中电流非常小,电流表没有示数,电源不会被烧坏;可知C、D不符合题意。
【举一反三3】关于“伏安法测定值电阻”和“伏安法测小灯泡的电阻”,下列说法正确的是(  )
A.两个实验的原理不同
B.两个实验都用了控制变量法
C.滑动变阻器的作用都是改变部分电路两端的电压和电路中的电流
D.两个实验进行多次测量都是为了减小误差,使测量数据更加精确
【答案】C
【解析】两个实验的实验原理都是,实验原理相同,可知A错误;物理学中对于多变量的问题常采用控制变量法,每次只改变其中一个变量,控制其他变量不变,从而研究被改变的这个变量对事物的影响。这两个测电阻的实验中都没有采用控制变量法,可知B错误;在“伏安法测定值电阻”实验中,为了减小误差,需要多次测量求平均值,通过移动滑动变阻器的滑片来改变定值电阻两端电压,从而得到多次测量数据;在“伏安法测小灯泡的电阻”的实验中,为了得到普遍规律,需要移动滑动变阻器的滑片改变灯泡两端的电压,得到多组数据,因此滑动变阻器的作用都是改变部分电路两端的电压和电路中的电流,可知C正确,D错误。
【举一反三4】小明做“测量小灯泡的电功率”实验时,连接如图电路,各元件均正常且各处接触良好,闭合开关后,会出现(  )
A.小灯泡能发光
B.电压表指针明显偏转
C.电流表指针明显偏转
D.电源被烧坏
【答案】B
【解析】观察电路可知,电压表串联接入电路,电流表与小灯泡并联接入电路;当开关闭合后,小灯泡短路,不发光;可知A不符合题意;电压表串联接入电路,测量电源电压,所以电压表指针明显偏转;可知B符合题意;因电压表串联接入电路,电路中电流非常小,电流表没有示数,电源不会被烧坏;可知C、D不符合题意。
【题型14】生活中的电功率问题
【典型例题】下列家用电器中,工作1小时消耗电能最接近的是(  )
A.日光灯
B.液晶电视机
C.空调
D.笔记本电脑
【答案】C
【解析】由题可知,该家用电器的功率为
日光灯的额定功率一般只有几十瓦,液晶电视机和笔记本电脑的额定功率一般一百多瓦,空调的额定功率可以达到1.2kW,可知A、B、D不符合题意,C符合题意。
【举一反三1】额定电压相同的甲、乙两个电热水壶,甲的额定功率为800W,乙的额定功率为1000W。两个电热水壶都正常工作时,下列说法正确的是(  )
A.甲电热水壶的加热电阻阻值较小
B.电流通过乙电热水壶做功较快
C.通过两个电热水壶的电流大小相等
D.工作相同时间,两个电热水壶消耗的电能一样多
【答案】B
【解析】甲乙电热水壶的加热电阻阻值分别为 ,甲电热水壶的加热电阻阻值较大,故A错误;功率是反映做功快慢的物理量,两个电热水壶都正常工作时,乙的额定功率大,电流通过乙电热水壶做功较快,故B正确;额定功率电压相同,乙的电阻小于甲的电阻,根据可知,通过乙电热器的电流较大,两个电热水壶的电流大小不相等,故C错误;乙的额定功率大于甲的额定功率,在正常工作时,根据可知,工作相同时间,乙产生的热量较多。故D错误。
【举一反三2】如图所示是检测河水流速变化的装置原理图,机翼状的探头始终浸没在流水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动。电源电压保持不变,电流表量程为,电压表量程为,定值电阻的阻值为,滑动变阻器的规格为“”。闭合开关S,随着水流速度的改变,下列分析正确的是(  )
A.电压表示数变大,表示水流速度增大
B.电流表示数变小,表示水流速度增大
C.滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为
D.电路安全工作时消耗总功率的变化范围为
【答案】D
【解析】由图可知,定值电阻R1与变阻器R2串联,电压表测变阻器R2的电压,电流表测电路的电流。
流体的压强跟流速有关,流速越大的位置,压强越小;当水流速度增大时,机翼状的探头上下表面受到的压强不同,下表面受到的压强大于上表面受到的压强,R2的滑片上移,R2接入电路的阻值减小,总电阻减小,由可知,电流表示数变大,根据串联电路的分压特点可知,变阻器R2的电压减小,即电压表示数减小,可知A、B错误;
当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,只有R1的简单电路,电路中的电流
因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,所以,电路中的最大电流为I大=0.4A;电路的最大功率为
P大=UI大=4V×0.4A=1.6W
此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,最小阻值为0Ω;当电压表的示数最大为U2=3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,电路的总功率最小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,此时R1的电压
U1=U-U2=4V-3V=1V
电路中最小的电流
滑动变阻器接入电路中的最大阻值
滑动变阻器允许接入电路的取值范围为0Ω~30Ω,电路的最小功率为
P小=UI小=4V×0.1A=0.4W
所以,电路的总功率的变化范围为0.4W 1.6W,可知D正确,C错误。
【举一反三3】额定电压相同的甲、乙两个电热水壶,甲的额定功率为800W,乙的额定功率为1000W。两个电热水壶都正常工作时,下列说法正确的是(  )
A.甲电热水壶的加热电阻阻值较小
B.电流通过乙电热水壶做功较快
C.通过两个电热水壶的电流大小相等
D.工作相同时间,两个电热水壶消耗的电能一样多
【答案】B
【解析】甲乙电热水壶的加热电阻阻值分别为 ,甲电热水壶的加热电阻阻值较大,故A错误;功率是反映做功快慢的物理量,两个电热水壶都正常工作时,乙的额定功率大,电流通过乙电热水壶做功较快,故B正确;额定功率电压相同,乙的电阻小于甲的电阻,根据可知,通过乙电热器的电流较大,两个电热水壶的电流大小不相等,故C错误;乙的额定功率大于甲的额定功率,在正常工作时,根据可知,工作相同时间,乙产生的热量较多。故D错误。
【举一反三4】下列家用电器中,工作1小时消耗电能最接近的是(  )
A.日光灯
B.液晶电视机
C.空调
D.笔记本电脑
【答案】C
【解析】由题可知,该家用电器的功率为
日光灯的额定功率一般只有几十瓦,液晶电视机和笔记本电脑的额定功率一般一百多瓦,空调的额定功率可以达到1.2kW,可知A、B、D不符合题意,C符合题意。
【题型15】含传感器电路的电功率问题
【典型例题】某兴趣小组为了研究电子温控装置,将热敏电阻、定值电阻以及电压表和电流表连入如图所示电路,电源电压保持不变,热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。闭合开关S,当温度升高时,下列判断正确的是(  )
A.电流表示数变小
B.电压表示数变不变
C.定值电阻消耗的电功率变小
D.定值电阻两端的电压变大
【答案】D
【解析】闭合开关S,当温度升高时,热敏电阻的阻值变小,总电阻变小,电源电压不变,电流表的示数变大,可知A错误;根据串联分压,热敏电阻的阻值变小,电压表的示数变小,可知B错误;电流表的示数变大,根据可知,定值电阻消耗的电功率变大,可知C错误;根据可知,电流增大,定值电阻两端的电压变大,可知D正确。
【举一反三1】如图所示,是小海设计的汽车油箱内油量不足时触发报警的电路,电源两端电压保持不变,R1、R2中的一个是定值电阻,另一个是压敏电阻。压敏电阻装在油箱内底部,其阻值随油箱中油量的减少而增大,当电压表示数大于U时,就会触发报警。电压表示数为U时,油箱中的油量为警戒油量。下列说法错误的是(  )
A.R1为压敏电阻
B.随着油箱的油量减少,通过定值电阻的电流变大
C.随着油箱的油量减少,电路消耗的功率变小
D.随着油箱的油量减少,电压表的示数将变大
【答案】B
【解析】根据电路图可知,电阻R1、R2串接入电路中,电压表测量电阻R1两端的电压。
压敏电阻的阻值随油箱中油量的减少而增大,压敏电阻的阻值变大,压敏电阻分担电压变大,定值电阻两端电压变小,当电压表示数大于U时,就会触发报警,则R1是压敏电阻,可知A正确,不符合题意;油箱的油量减少,压敏电阻的阻值变大,此时电路的总电阻变大,电路中的电流变小,则通过定值电阻的电流变小,由得,电路的电功率变小,可知B错误,符合题意,C正确,不符合题意;随着油箱的油量减少,R1的阻值变大,由串联电路中电阻越大,电压越大得,R1分到的电压变大,则电压表的示数将变大,可知D正确,不符合题意。
【举一反三2】某科技创新小组设计的体重计电路原理图如图所示,其中R为压敏电阻,其阻值随压力的增大而减小,是定值电阻,电源电压保持3V不变。闭合开关S,当平板受到的压力增大时,下列说法正确的是( )
A.电流表示数减小
B.电压表示数减小
C.电压表示数与电流表示数的比值增大
D.电路消耗的总功率增大
【答案】D
【解析】R为压敏电阻,其阻值随压力的增大而减小,所以当平板受到的压力增大时,R的阻值减小,电路中的总电阻减小,当电源电压一定时,由欧姆定律表达式可知,电路中电流增大,由P=UI可得电路中的总功率增大,可知A错误,D正确;
当平板受到的压力增大时,R的阻值减小,由串联分压特点可知,R两端电压减小,R0两端电压增大,由于电压表测量R0两端电压,所以电压表示数增大,可知B错误;
由于电压表测量R0两端电压,电流表测量通过R0的电流,所以电压表示数与电流表示数的比值为R0的阻值,由于R0的阻值不变,所以电压表示数与电流表示数的比值不变,可知C错误。
R为压敏电阻,其阻值随压力的增大而减小,所以当平板受到的压力增大时,R的阻值减小,电路中的总电阻减小,当电源电压一定时,由可知,电路中电流增大,由可得电路中的总功率增大,可知选D。
【举一反三3】如图所示,是小海设计的汽车油箱内油量不足时触发报警的电路,电源两端电压保持不变,R1、R2中的一个是定值电阻,另一个是压敏电阻。压敏电阻装在油箱内底部,其阻值随油箱中油量的减少而增大,当电压表示数大于U时,就会触发报警。电压表示数为U时,油箱中的油量为警戒油量。下列说法错误的是(  )
A.R1为压敏电阻
B.随着油箱的油量减少,通过定值电阻的电流变大
C.随着油箱的油量减少,电路消耗的功率变小
D.随着油箱的油量减少,电压表的示数将变大
【答案】B
【解析】根据电路图可知,电阻R1、R2串接入电路中,电压表测量电阻R1两端的电压。
压敏电阻的阻值随油箱中油量的减少而增大,压敏电阻的阻值变大,压敏电阻分担电压变大,定值电阻两端电压变小,当电压表示数大于U时,就会触发报警,则R1是压敏电阻,可知A正确,不符合题意;油箱的油量减少,压敏电阻的阻值变大,此时电路的总电阻变大,电路中的电流变小,则通过定值电阻的电流变小,由得,电路的电功率变小,可知B错误,符合题意,C正确,不符合题意;随着油箱的油量减少,R1的阻值变大,由串联电路中电阻越大,电压越大得,R1分到的电压变大,则电压表的示数将变大,可知D正确,不符合题意。18.2电功率
【题型1】电功率的定义、意义和单位 13
【题型2】常见生活电器的电功率 14
【题型3】电功率的定义式P=W/t及应用 15
【题型4】额定功率与实际功率 15
【题型5】额定电压与实际电压 16
【题型6】用电器铭牌标志的含义 17
【题型7】电路中的总功率等于各用电器功率之和 18
【题型8】串并联电路中总功率的计算与比值 21
【题型9】开关控制的多状态电路的功率计算 24
【题型10】动态电路中电功率的变化趋势 26
【题型11】利用U-I图象计算用电器的电功率 28
【题型12】电能表测量电功率 29
【题型13】测量小灯泡的电功率 31
【题型14】生活中的电功率问题 32
【题型15】含传感器电路的电功率问题 33
【知识点1】电功率P=W/t的简单计算 电功率的计算:W=,表示电功率等于电功与时间之比。P表示电流做功的功率,单位是W;W表示电流做的功,单位是J;t表示电流做功所用的时间,单位是s。
注意:电能单位用千瓦时(kW h 度)时,电功率用千瓦(kW),时间用小时(h) 考查公式P=W/t的运用,也常考此公式的变形,求工作时间和电流所做的功。
例:小玲家的电视机播放2h共消耗了0.2kW h的电能,那么这台电视机的功率是(  )
A.1kW
B.0.1kW
C.0.01kW
D.0.001kW
分析:根据P=求出电视机的功率。
解析:解:这台电视机的功率是:P===0.1kW。
故选:B。
点评:本题考查了电功率的计算,属于基础题。 了解电功率与电能、时间的关系,能熟练运用公式P=求解. 【知识点2】常见电功率的大小 常见电功率的大小:
(1)空调:约1000W。
(2)微波炉:约1000W。
(3)电炉:约1000W。
(4)电热水器:约1000W。
(5)吸尘器:约800W。
(6)电吹风机:约500W。
(7)电熨斗:约500W。
(8)洗衣:约500W。
(9)电视机:约40 w~200w。
(10)电子计算机:约200W。
(11)抽油烟机:约140W。
(12)电冰箱:约100W。
(13)电风扇:约100W。
(14)手电筒:约0.5W。
(15)计算器:约0.5mW。 考查电功率的估测。
例:估测是我们学好物理的一项基本能力,下列是几个同学估测的几个物理量的数值,其中最接近实际的是(  )
A.家用空调的电功率约为1000W
B.一名初中生所受重力约为50N
C.人体感觉舒适的环境温度约为37℃
D.人正常步行的速度约为1.1km/h
分析:估测法是利用物理概念、规律、物理常数和常识对物理量的数值、数量级进行快速计算以及对取值范围合理估测的方法。
解析:解:A、家用空调的工作电流在5A左右,其功率为P=UI=220V×5A=1100W,接近1000W,故A符合实际;
B、中学生的质量在50kg左右,受到的重力大约为G=mg=50kg×10N/kg=500N,故B不符合实际;
C、人体感觉舒适的环境温度约为25℃,故C不符合实际;
D、人正常步行的速度在4km/h=4×m/s≈1.1m/s左右,故D不符合实际。
故选:A。
点评:此题考查对生活中常见物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,找出符合实际的选项。 解答估测与估算题的常用方法
(1)直接判断法:熟记生活中常见的物理量,直接确定答案.如:人正常步行的速度约 1.1 m/s、人体正常体温约为 37℃;中学生大拇指的长度可在考试时直接测量。
(2)单位换算法:把不熟悉的单位换算成熟悉的单位,如:人正常步行的速度约为 3.6 km/h=1m/s,一袋方便面的质量约为 0.1 kg=100g。
(3)比较法:将考试中自己不太熟悉的物理量与自己熟悉的物理量进行对比,从而得出结论,如:中学生的正常身高约为 1.6m,这一高度小于门的高度,可以判断门的高度约为 2 m。
(4)估算法:结果不是精确值而是一个大概的范围,可以应用熟悉的估测量及相关公式进行估测.如:判断中学生爬到三楼时所做的功,我们已知中学生的质量约为 50 kg,爬到三楼的竖直距离约为 6 m(两层楼的高度),根据W=Fs=mgh可计算出中学生爬到三楼所做的功。 【知识点3】电功率的比例计算 根据P==UI公式(有时需要对公式进行变形),将题干的比值关系代入即可,注意计算不要错误。 考查电功率的比例计算。
例:在图示的测量电路中,闭合开关后电压表V1的示数为2.5V,V的示数为6.0V。小灯泡L1发光比L2暗,通过小灯泡L1的电流______(填“大于”、“等于”或“小于”)L2的电流,L1、L2消耗的电功率之比为______。
分析:由图可知,两灯串联,电压表V1测L1的电压,电压表V2测L2的电压,电压表V测电源电压。根据串联电路电流规律可知通过两灯的电流关系;根据串联电路的电压规律求得L2的电压,根据P=UI求两灯消耗的电功率之比。
解析:解:由图可知,两灯串联,电压表V1测L1的电压,电压表V2测L2的电压,电压表V测电源电压。
由于串联电路中的电流处处相等,所以通过小灯泡L1的电流等于L2的电流;
已知电压表V1的示数为2.5V,即L1的电压U1=2.5V,
电压表V的示数为6.0V,即电源电压U=6.0V,
根据串联电路的电压规律可得,L2的电压U2=U-U1=6.0V-2.5V=3.5V,
串联电路中的电流处处相等,根据P=UI可得,
两灯消耗的电功率之比P1:P2=U1:U2=2.5V:3.5V=5:7。
故答案为:等于;5:7。
点评:本题考查串联电路的特点和电功率公式P=UI的应用,难度适中。 计算过程要注意各量之间的关系时要仔细,容易上下颠倒。 【知识点4】电功率的概念 (1)定义:电流单位时间内所做的功。
(2)物理意义:表示电流做功快慢的物理量,用字母P表示,灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小。 考查对电功率的理解,以概念辨析为主。
例:关于电功率,下列说法正确的是(  )
A.电功率是表示电流做功多少的物理量
B.电功率是表示电流做功快慢的物理量
C.用电器的电功率越大,工作时所用的时间越少
D.用电器的电功率越大,工作时消耗的电能越多
分析:(1)电功率是描述用电器消耗电能快慢的物理量,消耗电能越快,电功率越大;
(2)由W=Pt可得,电流做功的多少与电功率和通电时间有关。
解析:解:AB、电功率是表示电流做功快慢的物理量,电功率大,表示做功快,故A错误、B正确;
CD、由W=Pt可得,电流做功的多少与电功率和通电时间有关,通电时间未知,耗电多少无法确定,如果耗电多少未知,耗电时间也无法确定,故CD错误。
故选:B。
点评:本题考查了电功率的概念和意义。电功率是由做功多少和所用时间共同决定的,而不能由其中一个决定。 概念性知识,牢记即可。 【知识点5】额定功率 额定功率:用电器在额定电压下工作时的电功率,是唯一的,一般标注在用电器的铭牌上,常用P额表示 考查额定功率的估测以及用电器正常工作的电功率的计算。
例:小红做“用滑动变阻器改变小灯泡亮度”的实验,电源电压3V保持不变,小灯泡的规格是“2.5V 0.3A”,闭合开关后,发现小灯泡不亮,电流表有示数,移动滑动变阻器的滑片到最右端,小灯泡仍不亮,但电流表示数有变化,则电路故障可能是______。排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,改变小灯泡的亮度,当电流表示数为______A时,小灯泡正常发光,小灯泡的额定功率为______W。
分析:(1)闭合开关,小灯泡不亮,原因有二:短路或断路。具体故障根据电流表示数判断;
(2)根据小灯泡的规格是“2.5V 0.3A”,可知电流表示数示数,由P=UI可求得小灯泡正常发光,小灯泡的额定功率。
解析:解:(1)闭合开关,小灯泡不亮,电流表有示数,说明电路不是断路;移动滑动变阻器的滑片到最右端,小灯泡仍不亮,但电流表示数有变化,只能是小灯泡短路;
(2)根据小灯泡的规格是“2.5V 0.3A”,可知改变小灯泡的亮度,当电流表示数为0.3A时,小灯泡正常发光,小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。
故答案为:小灯泡短路;0.3;0.75。
点评:此题是做“用滑动变阻器改变小灯泡亮度”的实验,考查了电路的故障分析和电功率的计算,难易程度适中。 额定功率是唯一的、确定的,不随实际工作电压而改变;实际功率是不确定的,随实际电压而改变. 【知识点6】电功率的综合计算 电功率的综合计算题型 主要考查学生对电功率相关知识的综合应用能力,包括电功率的定义、计算方法、以及在实际问题中的应用。这类题型通常涉及电流、电压、电阻之间的关系,以及电功率与电能之间的关系,要求学生能够灵活运用公式进行计算,并解决实际问题。 考查电功率的总和计算,常在考试中以计算题的形式出现,也会以压轴题的形式出现,计算面广,较为综合。
例:如图所示,电阻R1=10Ω,R2为滑动变阻器,电源电压为U=12V且保持不变。闭合开关S,调整滑片P位于R2的中点处,此时电流表的示数为0.3A。求:
(1)滑动变阻器R2的最大阻值;
(2)滑片P位于R2的中点时,电压表的示数;
(3)R1消耗的电功率。
分析:(1)利用欧姆定律公式先计算总电阻,再根据串联电路特点计算R2的电阻;
(2)利用公式U=IR计算电压表的示数;
(3)利用公式P=UI计算电功率。
解析:解:(1)总电阻R总=
==40Ω,R2=R总-R1=40Ω-10Ω=30Ω;
(2)滑片P位于R2的中点时,电压表的示数U'=IR'=0.3A×30Ω=4.5V;
(3)R1消耗的电功率P=I2R1=(0.3A)2×10Ω=0.9W。
答:(1)滑动变阻器R2的最大阻值是30Ω;
(2)滑片P位于R2的中点时,电压表的示数为4.5V;
(3)R1消耗的电功率是0.9W。
点评:此题主要是考查学生对欧姆定律和电功率公式的理解和应用。 ①认真审题,确定电路的连接思路
②列出已知条件,根据已知条件选择相应的公式或物理规律
③将已知条件、公式或规律联系起来,进行分析与计算。 【知识点7】电功率P=UI的简单计算 计算式:P=UI。
推导:将W=UIt代入公式P=W/t中,可得P=UI。
I:表示电流,单位是A
U:表示电压,单位是V
P:表示电功率,单位是W 考查公式P=UI的运用,也常考此公式的变形,求电压或电流。
例:如图所示,电源电压恒为6V,小灯泡L上标“3V 1.5W”字样(灯丝电阻不随温度变化),小灯泡L正常发光时的电流为______A。闭合开关S,移动滑动变阻器R的滑片P,使小灯泡L正常发光,此时滑动变阻器的阻值为______Ω,滑动变阻器R的电功率为______W。
分析:(1)由P=UI计算小灯泡L正常发光时的电流;
(2)闭合开关S,灯泡L与变阻器R串联,根据串联电路规律和欧姆定律计算小灯泡L正常发光时变阻器的接入电阻;由P=UI计算滑动变阻器R的电功率。
解析:解:小灯泡L上标“3V 1.5W”字样,灯泡的额定电压为UL=3V,额定功率为PL=1.5W,
由P=UI可得,灯泡正常发光时的电流:IL===0.5A;
由欧姆定律可得,灯泡正常发光时的电阻:RL===6Ω,
闭合开关S,灯泡正常发光时,变阻器两端的电压:U滑=U-UL=6V-3V=3V,
柑橘串联电路电流规律可得,变阻器中通过的电流:I滑=IL=0.5A,
由欧姆定律可得,变阻器的接入电阻:R===6Ω;
滑动变阻器R的电功率:P滑=I滑U滑=0.5A×3V=1.5W。
故答案为:0.5;6;1.5。
点评:本题考查串联电路规律和欧姆定律=电功率公式的应用,是基础题。 了解电功率基本公式及其变形公式的应用以及电流单位的换算,熟练利用公式是解题的关键. 【知识点8】小灯泡实际功率的比较 灯泡的亮度取决于其实际功率,与其他因素无关。比较灯泡的亮度,就是比较灯泡的实际功率,实际功率大的灯泡亮。 考查小灯泡实际功率的大小比较,以及动态电路中的小灯泡亮度的变化。
例:灯L1、L2的额定电压均为3V,两灯中的电流与其两端电压的关系如图所示。在确保电路安全的情况下,下列说法正确的是(  )
A.两灯正常发光时,L1较暗
B.两灯正常发光时,L2的电阻较大
C.两灯串联时,电路的最大功率为1W
D.两灯并联时,电路的最大功率为2W
分析:(1)已知灯L1、L2的额定电压,由图可知两灯的额定电流,由P=UI可分别得到两灯的额定功率,即可判断两灯正常发光时的明暗程度;
(2)两灯泡的额定电压和额定电流已知,用欧姆定律可分别求出两灯泡正常发光时的电阻,即可判断两灯泡电阻的大小;
(3)由串联时电流相同,从图中可找到串联电路的最大电流,由此时图中每个灯泡的实际电压根据串联串联电压的规律可得到电路的总电压,再用P=UI即可得到串联时电路的最大功率;
(4)两灯并联时,最大电压为它们的额定电压,电路总电流为两灯泡额定电流之和,用P=UI即可得到并联时电路的最大功率。
解析:解:A、灯L1、L2的额定电压均为3V,由图可知灯L1的额定电流I1额=0.25A,灯L2的额定电流I1额=0.5A,
灯L1的额定功率P1额=U1额×I1额=3V×0.25A=0.75W,
灯L2的额定功率P2额=U2额×I2额=3V×0.5A=1.5W,
两灯正常发光时,灯泡的实际功率等于额定功率,灯L1的额定功率小,实际功率小,发光较暗,故A正确;
B、正常发光时,L2的电阻R2==6Ω,
正常发光时,L1的电阻R1==12Ω,故B错误;
C、两灯串联时,电路的最大电流等于I1额=0.25A,由图知此时U2=1V,U1=3V,总电压U=U1+U2=3V+1V=4V,
电路的最大功率P=UI1额=4V×0.25A=1W,故C正确;
D、两灯并联时,电路的最大电压等于两个灯泡的额定电压即U'=3V,
电路的最大功率P'=U'×(I1额+I2额)=3V×(0.25A+0.5A)=2.25W,故D错误。
故选:AC。
点评:本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,正确得出串联时电路的最大电流和并联时电路的最大电压以及从图像中获取有用的信息是关键。 比较小灯泡的实际功率需要考虑其两端的电压和通过的电流,而亮度则直接反映了实际功率的大小。 【知识点9】电功率的单位 电功率的单位:国际单位是瓦特,简称瓦,符号为W;常用单位还有千瓦(kW)、毫瓦(mW)
换算关系:1kW=103W;1W=1003mW 考查单位的识别以及单位的换算。
例:下面四个单位中,哪一个不是电功率的单位(  )
A.千瓦时
B.焦耳/秒
C.伏 安
D.瓦特
分析:电功率的单位是瓦特,但题中给出的单位都是复合单位,我们要拆开单位,根据电功率的计算来分析
解析:解:A、kw是电功率的单位,h是时间的单位,电功率和时间的乘积是电功,所以kw h是电功的单位。
B、J是电功的单位,s是时间的单位,电功和时间的比值是电功率,所以J/s是电功率的单位;
C、V是电压的单位,A是电流的单位,电压和电流的乘积就是电功率,所以V A就是电功率的单位;
D、国际上为了纪念瓦特这位伟大的物理学家,以“瓦特”作为功率的单位。
故选:A。
点评:此题看起来是考查电功率的单位,实际上是考查电功率的计算,我们要了解电功率的各种计算方法。通过计算公式判断物理量的单位是本题的关键。 kW、W、mW之间的单位进制为1000. 【知识点10】实际功率 实际功率:用电器在实际电压下工作时的电功率,可能与额定功率相等,也可能不相等,常用P实表示 考查电路中实际功率的计算以及实际功率与用电器工作状态的关系。
例:现有两只灯泡,灯泡L1标有“6V 3W”,L2标有“12V 6W”,不考虑灯丝电阻随温度的变化,下列说法正确的是(  )
A.两灯串联在电路中时能同时正常发光
B.两灯串联在电路中时,电源电压最大值为15V
C.两灯串联在电源电压为15V的电路中时,灯泡L1更亮
D.两灯并联在电源电压为6V的电路中时,灯泡L2的实际功率为1.5W
分析:(1)串联电路中各处的电流都相等,根据I=
分别求出两灯的额定电流,据此判断;
(2)根据R=分别求出两灯的电阻,结合欧姆定律的变形U=IR计算出两灯串联在电路中时,电源电压最大值;
(3)灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,根据P=I2R进行分析;
(4)结合并联电路的电压规律,根据P=求出灯泡L2的实际功率。
解析:解:A、两灯的额定电流分别为:
I1===0.5A;I2===0.5A;
两灯串联在电路中,串联电路中各处的电流都相等,当电路电流为0.5A时,两灯能同时正常发光,故A正确;
B、两灯的电阻分别为:
R1===12Ω;R2===24Ω;
两灯串联在电路中时,电源电压最大值为U=IR=I(R1+R2)=0.5A×(12Ω+24Ω)=18V,故B错误;
C、两灯串联在电源电压为15V的电路中时,根据P=I2R可知,灯泡L2的实际功率更大,而灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,因此灯泡L2更亮,故C错误;
D、两灯并联在电源电压为6V的电路中时,根据并联电路的电压规律可知,两灯泡两端的电压均为6V,因此灯泡L2的实际功率为P2实际===1.5W,故D正确。
故选:AD。
点评:此题考查了额定功率与实际功率、欧姆定律、电功率公式的应用、串并联电路的规律,关键要知道灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率。 灯泡的亮度取决于实际功率,如果实际功率相等,则亮度相同.
【题型1】电功率的定义、意义和单位
【典型例题】下列物理学家中,用其名字命名为功率单位的是(  )
A.焦耳
B.牛顿
C.帕斯卡
D.瓦特
【举一反三1】下列关于电能、电功和电功率的说法,正确的是(  )
A.用电器消耗的电能越多,电功率越大
B.通过用电器的电流越大,电流做的功越多
C.用电器工作时的电功率越大,电流做功越快
D.电流做功是把其他形式的能转化为电能的过程
【举一反三2】一位电视台记者在讲到某工厂上半年共节电5000kW h的时候,手举一只理发用的电吹风说:“我这只电吹风是500W的,也就是0.5kW,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
【举一反三3】下列关于电能、电功和电功率的说法,正确的是(  )
A.用电器消耗的电能越多,电功率越大
B.通过用电器的电流越大,电流做的功越多
C.用电器工作时的电功率越大,电流做功越快
D.电流做功是把其他形式的能转化为电能的过程
【举一反三4】电功率是表示 的物理量,在不同的电压下,同一个用电器的电功率 (选填“相同”或“不相同”)。
【举一反三5】电流在单位时间内所做的功叫做 ,可用公式 表示,它的国际单位是 ,它是反映电流做功 的物理量。
【举一反三6】电功率是表示 的物理量,在不同的电压下,同一个用电器的电功率 (选填“相同”或“不相同”)。
【举一反三7】电流在单位时间内所做的功叫做 ,可用公式 表示,它的国际单位是 ,它是反映电流做功 的物理量。
【题型2】常见生活电器的电功率
【典型例题】如图所示,下列用电器正常工作时功率约为8W的是(  )
A.节能灯
B.电视机
C.电饭锅
D.电热水器
【举一反三1】书房台灯的额定功率约为(  )
A.0.25W
B.2.5W
C.25W
D.250W
【举一反三2】空调的额定功率约为(  )
A.10W
B.100W
C.1000W
D.10000W
【举一反三3】下面数据中符合生活实际的是( )
A.家用冰箱电流约为1A
B.人体安全电压是36V
C.家用电灯功率约为200W
D.人体电阻约为0.1Ω
【题型3】电功率的定义式P=W/t及应用
【典型例题】有一种电饭锅,标有“220V 600W”学样。工作2小时消耗电能为 千瓦时。一度电可供40W电灯工作 小时。
【举一反三1】功率为1kW的用电器工作0.5h,消耗的电能为 度,合 J。
【举一反三2】用电器正常工作时的功率叫做 ,某种电热器正常工作时的功率是900瓦,它表示 。
【题型4】额定功率与实际功率
【典型例题】标有“220V 100W”,标有“220V 40W”,把它们串联后接在220V电源上,下面分析正确的是( )
A.两盏电灯的总功率等于140W
B.两灯的总功率小于40W
C.较亮的灯是
D.若电源电压是440V,两灯都能正常发光
【举一反三1】把标有“ 6W”和“ 6W”字样的两个灯泡串联在的电源上,下列说法正确的是(  )
A.灯正常发光
B.灯正常发光
C.两灯都能正常发光
D.两灯都不能正常发光
【举一反三2】如图所示的电路中,甲灯泡比乙灯泡亮,不考虑温度对灯丝电阻的影响,则下列描述错误的是(  )
A.P甲实>P乙实
B.U甲实>U乙实
C.I甲实>I乙实
D.R甲>R乙
【举一反三3】标有“220V 100W”,标有“220V 40W”,把它们串联后接在220V电源上,下面分析正确的是( )
A.两盏电灯的总功率等于140W
B.两灯的总功率小于40W
C.较亮的灯是
D.若电源电压是440V,两灯都能正常发光
【举一反三4】把标有“ 6W”和“ 6W”字样的两个灯泡串联在的电源上,下列说法正确的是(  )
A.灯正常发光
B.灯正常发光
C.两灯都能正常发光
D.两灯都不能正常发光
【题型5】额定电压与实际电压
【典型例题】将“3V 3W”和“6V 3W”的两只灯泡L1和L2串联后接在9V的电源两端,不考虑温度对灯丝电阻的影响,则(  )
A.两只灯泡均能正常发光
B.两个灯泡发光时,灯泡L2比灯泡L1亮一些
C.灯L1的电阻大于灯L2的电阻
D.两灯发光时,电路中通过的电流为1.5A
【举一反三1】标有“6V 9W”和“12V 6W”字样两只灯泡L1和L2串联后接在电源两端,不考虑温度对灯丝电阻的影响,则(  )
A.两灯电压之比U1︰U2 = 1︰2
B.两灯电流之比I1︰I2 = 1︰3
C.电源电压为18V时,两只灯泡均能正常发光
D.L1亮度比L2暗
【举一反三2】将“3V 3W”和“6V 3W”的两只灯泡L1和L2串联后接在9V的电源两端,不考虑温度对灯丝电阻的影响,则(  )
A.两只灯泡均能正常发光
B.两个灯泡发光时,灯泡L2比灯泡L1亮一些
C.灯L1的电阻大于灯L2的电阻
D.两灯发光时,电路中通过的电流为1.5A
【举一反三3】小华做作业时,电灯突然变暗,其原因可能是( )
A.电灯的额定功率变大
B.电灯的额定电压变小
C.电灯的实际电压变大
D.电灯的实际功率变小
【题型6】用电器铭牌标志的含义
【典型例题】将“220V 100W”的灯泡L1和“220V 40W”的灯泡L2,串联在 220V 的电源上,组成闭合电路(设灯丝电阻不变),则会出现(  )
A.电源电压会升高
B.灯泡L2更亮一些
C.有灯泡会因为电流过大而被损坏
D.两个灯泡的总功率一定大于40W
【举一反三1】如图所示,节能灯上标有“24W”的字样,“24W”表示该台灯的(  )
A.实际功率
B.额定功率
C.实际电压
D.额定电压
【举一反三2】如图所示,节能灯上标有“24W”的字样,“24W”表示该台灯的(  )
A.实际功率
B.额定功率
C.实际电压
D.额定电压
【举一反三3】三盏电灯分别标有“220V 40W”、“110V 40W”和“36V 40W”的字样,当它们都在各自额定电压下正常发光时,比较它们的亮度,可知(  )
A.“36V 40W”灯较亮
B.“220V 40W”灯较亮
C.“110V 40W”灯较亮
D.三盏灯一样亮
【题型7】电路中的总功率等于各用电器功率之和
【典型例题】如图甲是定值电阻R和小灯泡L的I-U图像,现将它们接入如图乙所示电路中。只闭合开关S1时,小灯泡L的实际功率为0.6W,下列说法中不正确的是(  )
A.电源电压为3V
B.只闭合开关S1时,小灯泡L的电阻为15Ω
C.再闭合开关S2时,电路总功率将增加0.9W
D.若将电阻R和小灯泡L串联接在5V的电源两端,电路消耗的总功率是4W
【举一反三1】和两个电阻(),按图所示的四种方式接入同一电路中,则电路的总功率最小的是(  )
A.
B.
C.
D.
【举一反三2】和两个电阻(),按图所示的四种方式接入同一电路中,则电路的总功率最小的是(  )
A.
B.
C.
D.
【举一反三3】如图甲是定值电阻R和小灯泡L的I-U图像,现将它们接入如图乙所示电路中。只闭合开关S1时,小灯泡L的实际功率为0.6W,下列说法中不正确的是(  )
A.电源电压为3V
B.只闭合开关S1时,小灯泡L的电阻为15Ω
C.再闭合开关S2时,电路总功率将增加0.9W
D.若将电阻R和小灯泡L串联接在5V的电源两端,电路消耗的总功率是4W
【举一反三4】电阻甲、乙的电流和电压关系如图,当它们并联接在1.5V的电源两端时,干路中电流为 A;当它们并联接在2V的电源两端,则电路中的总功率为 W。
【举一反三5】电阻甲、乙的电流和电压关系如图,当它们并联接在1.5V的电源两端时,干路中电流为 A;当它们并联接在2V的电源两端,则电路中的总功率为 W。
【举一反三6】如图所示,将两个小灯泡串联起来接在电源两端,闭合开关,两灯发光。若不慎将小灯泡L1的外壳打碎,将导致小灯泡L1灯丝温度降低,阻值 (选填“增大”“减小”或“不变”)。小灯泡L2的亮度 (选填“不变”“变亮”或“变暗”),原因是 。
【题型8】串并联电路中总功率的计算与比值
【典型例题】如图所示电路,电源电压不变。当只闭合开关时,电路的总功率为,当只闭合开关S3时。电路的总功率为,当只闭合开关时,电路的总功率为P3,若,则为(  )
A.2∶1∶3
B.3∶6∶2
C.6∶3∶2
D.1∶2∶3
【举一反三1】如图所示,将灯L1、L2按图甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中,在甲图中灯L1的功率为4W,在乙图中灯L1的功率为9W。设灯丝电阻不变。下列说法中正确的是( )
A.甲、乙两图中灯L1两端的电压之比是2∶3
B.L1、L2两灯灯丝电阻之比是2∶1
C.乙图中灯L1、L2的功率之比是2∶1
D.甲、乙两图电路消耗的总功率之比是2∶9
【举一反三2】如图所示,将灯L1、L2按图甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中,在甲图中灯L1的功率为4W,在乙图中灯L1的功率为9W。设灯丝电阻不变。下列说法中正确的是( )
A.甲、乙两图中灯L1两端的电压之比是2∶3
B.L1、L2两灯灯丝电阻之比是2∶1
C.乙图中灯L1、L2的功率之比是2∶1
D.甲、乙两图电路消耗的总功率之比是2∶9
【举一反三3】如图所示电路,电源电压不变。当只闭合开关时,电路的总功率为,当只闭合开关S3时。电路的总功率为,当只闭合开关时,电路的总功率为P3,若,则为(  )
A.2∶1∶3
B.3∶6∶2
C.6∶3∶2
D.1∶2∶3
【举一反三4】如图所示,电源电压恒定,,当S闭合,断开时,电流表的示数为0.2A,则电源电压U为 V;当S、都闭合时,电流表的示数为0.5A,则的阻值为 ;此时与的功率之比为 。

【举一反三5】如图所示电路,电源电压保持不变,当开关S1、S2都闭合后,电流表示数为0.3A,如果此时断开开关S2,电流表示数较之前变化了0.2A,则此时接入电路中的定值电阻R1与R2消耗的电功率之比为 。
【举一反三6】如图所示,电源电压恒定,,当S闭合,断开时,电流表的示数为0.2A,则电源电压U为 V;当S、都闭合时,电流表的示数为0.5A,则的阻值为 ;此时与的功率之比为 。

【举一反三7】如图,甲、乙均为电压表或电流表,当闭合时,甲、乙两表示数之比为;同时更换两电表种类,调整开关状态,使两表均有正常示数,则此时与的电功率之比为 。
【题型9】开关控制的多状态电路的功率计算
【典型例题】某型号家用电饭煲有高温烧煮和保温焖饭两个挡位,其原理如图所示,S是温控开关,、是两个加热电阻。已知 ,电饭煲高温烧煮时的功率为,保温焖饭时的功率 。则下列说法中正确的是(  )
A.温控开关S断开时是高温烧煮挡
B.高温烧煮时,电路中的电流为0.1 A
C.
D.
【举一反三1】善于动手动脑的小明研究了汽车座椅加热原理后,自制了具有加热和保温两挡功能且方便携带的加热坐垫送给奶奶。他在网上购买了电压为的电源,两个阻值相同的加热电阻片,若干导线和开关,自制加热坐垫内部电路原理图和主要参数如图和表所示,以下说法正确的是(  )

A.当只闭合时是高温挡
B.每个加热电阻片的阻值是
C.在低温挡工作发热体产生的热量是
D.实际电压为时,高温挡实际发热功率是
【举一反三2】如图所示为某小组设计的多挡位电热器电路,U不变,R1、R2为电阻丝且R1>R2,电热器功率最大时开关状态为(  )
A.S1闭合,S2接a
B.S1闭合,S2接b
C.S1断开,S2接a
D.S1断开,S2接b
【举一反三3】某品牌智能电热毯能够根据环境温度自动实现多挡位加热,以增强人体舒适度。其等效电路简化图如图甲所示,R1、R2均为加热电阻,R1>R2,S为智能开关,可根据实际选择不同电阻接入电路。某段工作过程,加热功率随环境温度变化如图乙所示。下列说法中正确的是(  )
A.环境温度为25℃时,开关S连接接线柱1和2
B.环境温度为35℃时,开关S连接接线柱2和3
C.开关S连接接线柱1和2,工作1h产生的热量为0.1kW h
D.开关S连接接线柱2和3,电路总电阻为484Ω
【举一反三4】电饭煲一般有加热和保温两个挡位,当、都闭合时,与并联,为加热挡,断开,电路中只有,为保温挡,如图所示电路图符合要求的是(  )
A.
B.
C.
D.
【题型10】动态电路中电功率的变化趋势
【典型例题】如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从左向右移动,下列说法正确的是(  )
A.电流表A的示数变小,电压表V2的示数变小
B.电压表Vl与电压表V2的示数之和保持不变
C.电压表V2的示数变化量与电流表A的示数变化量之比保持不变
D.R1和R2的电压变化量、电流变化量、电功率变化量都相同
【举一反三1】如图所示是一种烟雾报警器的电路图,开关S处于闭合状态, 是定值电阻,R为感光电阻,光照越强,阻值越小。烟雾浓度增大时射向R的光被遮挡,R受到的光照变弱。当烟雾浓度增大时,下列判断正确的是(  )
A.电流表的示数变大
B.电压表的示数变小
C.R0的功率变大
D.电压表与电流表的示数之比变大
【举一反三2】图甲是身高、体重测量仪,当体检者站在台面上时,能自动显示身高和体重。电路原理如图乙所示,电压表、电流表分别显示身高和体重的大小,压敏电阻R的阻值随压力增大而减小,滑片P随身高增高而上滑。下列分析正确的是(  )
A.身高越高电压表示数越大
B.身高越高通过R0的电流越小
C.体重越大电流表示数越小
D.体重越大电路消耗总功率越小
【举一反三3】如图所示电路,闭合开关后,滑动变阻器的滑片向右移动的过程中,关于灯泡单位时间内消耗的电能。下列说法正确的是(不考虑温度对灯泡电阻的影响)( )
A.灯泡单位时间内消耗的电能增多
B.灯泡单位时间内消耗的电能不变
C.灯泡单位时间内消耗的电能减少
D.无法判断
【题型11】利用U-I图象计算用电器的电功率
【典型例题】灯泡L的电流随电压变化的图象如图甲所示,将此灯泡与定值电阻R接入图乙所示的电路中,只闭合开关S,小灯泡的实际功率为0.5W,则电源电压是 V;再闭合开关S1,电流表的示数变化了0.1A,则R的阻值是 Ω;通电1分钟,定值电阻R消耗的电功率是 。
【举一反三1】灯泡L的电流随电压变化的图象如图甲所示,将此灯泡与定值电阻R接入图乙所示的电路中,只闭合开关S,小灯泡的实际功率为0.5W,则电源电压是 V;再闭合开关S1,电流表的示数变化了0.1A,则R的阻值是 Ω;通电1分钟,定值电阻R消耗的电功率是 。
【举一反三2】某小灯泡上标有“6V 6W”字样,则其正常工作时的电阻为 Ω,如果其电流随两端电压变化关系的曲线如图所示,则当小灯泡两端的电压为1V时,通过小灯泡的电流为 A,此时小灯泡的电功率为 W。
【题型12】电能表测量电功率
【典型例题】在家用电器调查活动中,小亮让电热水器单独工作5min,测得家中如图所示的电能表的转盘转了175r,热水器的实际功率为 W;若消耗的电能全部转化为热量被热水器中的水完全吸收,这段时间内热水器中50L的水可升温 ℃。
【举一反三1】小明家的电能表如图所示,他要用电能表和秒表测某一用电器的实际电功率。在用电高峰时,他只让规格为“220V 1000W”的电热水壶单独工作,测得在200s内电能表的转盘恰好转81圈。此时该电热水壶的实际功率 W,实际电压 V。(假设电水壶电阻不变)他家饭厅的电路简化为图所示:

其中有两处设计不合理,其一是 ;其二是插座不符合“左零右火”设计。如果保险丝烧断,电路其他部分连接完好,在断开开关S后,用试电笔检测灯座的E和F接线柱,能使试电笔的氖管发光的接线柱是 (选填“E”“F”“E和F”或“均不能”)。
【举一反三2】有两个外形相同的如图所示的灯泡,甲灯泡上标有“220V 40W”的字样,乙灯泡上220V字样清晰可见,但额定功率不清楚了。为节约用电,小锦家地下室打算用略暗一些的灯泡照明,请你设计一个实验帮他判断乙灯泡的额定功率是否满足要求。
(1)写出简单的操作步骤;(2)写出现象和结论。
【举一反三3】小丽家在客厅新安装了吸顶灯,她想比较吸顶灯和家里的台灯功率的大小,请你选择合适的器材帮助小丽设计实验。
(1)实验器材: ;
(2)实验过程及判断方法: 。
【题型13】测量小灯泡的电功率
【典型例题】关于“伏安法测定值电阻”和“伏安法测小灯泡的电阻”,下列说法正确的是(  )
A.两个实验的原理不同
B.两个实验都用了控制变量法
C.滑动变阻器的作用都是改变部分电路两端的电压和电路中的电流
D.两个实验进行多次测量都是为了减小误差,使测量数据更加精确
【举一反三1】某同学利用如图所示电路,测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率,下列说法正确的是(  )
A.闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑到A端
B.闭合开关后,小灯泡不发光,一定是小灯泡灯丝断了
C.当电压表示数为2.5V时,测出通过小灯泡的电流,可算出小灯泡的额定功率
D.通过实验可得知,小灯泡的实际功率越大,小灯泡发光越暗
【举一反三2】小明做“测量小灯泡的电功率”实验时,连接如图电路,各元件均正常且各处接触良好,闭合开关后,会出现(  )
A.小灯泡能发光
B.电压表指针明显偏转
C.电流表指针明显偏转
D.电源被烧坏
【举一反三3】关于“伏安法测定值电阻”和“伏安法测小灯泡的电阻”,下列说法正确的是(  )
A.两个实验的原理不同
B.两个实验都用了控制变量法
C.滑动变阻器的作用都是改变部分电路两端的电压和电路中的电流
D.两个实验进行多次测量都是为了减小误差,使测量数据更加精确
【举一反三4】小明做“测量小灯泡的电功率”实验时,连接如图电路,各元件均正常且各处接触良好,闭合开关后,会出现(  )
A.小灯泡能发光
B.电压表指针明显偏转
C.电流表指针明显偏转
D.电源被烧坏
【题型14】生活中的电功率问题
【典型例题】下列家用电器中,工作1小时消耗电能最接近的是(  )
A.日光灯
B.液晶电视机
C.空调
D.笔记本电脑
【举一反三1】额定电压相同的甲、乙两个电热水壶,甲的额定功率为800W,乙的额定功率为1000W。两个电热水壶都正常工作时,下列说法正确的是(  )
A.甲电热水壶的加热电阻阻值较小
B.电流通过乙电热水壶做功较快
C.通过两个电热水壶的电流大小相等
D.工作相同时间,两个电热水壶消耗的电能一样多
【举一反三2】如图所示是检测河水流速变化的装置原理图,机翼状的探头始终浸没在流水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动。电源电压保持不变,电流表量程为,电压表量程为,定值电阻的阻值为,滑动变阻器的规格为“”。闭合开关S,随着水流速度的改变,下列分析正确的是(  )
A.电压表示数变大,表示水流速度增大
B.电流表示数变小,表示水流速度增大
C.滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为
D.电路安全工作时消耗总功率的变化范围为
【举一反三3】额定电压相同的甲、乙两个电热水壶,甲的额定功率为800W,乙的额定功率为1000W。两个电热水壶都正常工作时,下列说法正确的是(  )
A.甲电热水壶的加热电阻阻值较小
B.电流通过乙电热水壶做功较快
C.通过两个电热水壶的电流大小相等
D.工作相同时间,两个电热水壶消耗的电能一样多
【举一反三4】下列家用电器中,工作1小时消耗电能最接近的是(  )
A.日光灯
B.液晶电视机
C.空调
D.笔记本电脑
【题型15】含传感器电路的电功率问题
【典型例题】某兴趣小组为了研究电子温控装置,将热敏电阻、定值电阻以及电压表和电流表连入如图所示电路,电源电压保持不变,热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。闭合开关S,当温度升高时,下列判断正确的是(  )
A.电流表示数变小
B.电压表示数变不变
C.定值电阻消耗的电功率变小
D.定值电阻两端的电压变大
【举一反三1】如图所示,是小海设计的汽车油箱内油量不足时触发报警的电路,电源两端电压保持不变,R1、R2中的一个是定值电阻,另一个是压敏电阻。压敏电阻装在油箱内底部,其阻值随油箱中油量的减少而增大,当电压表示数大于U时,就会触发报警。电压表示数为U时,油箱中的油量为警戒油量。下列说法错误的是(  )
A.R1为压敏电阻
B.随着油箱的油量减少,通过定值电阻的电流变大
C.随着油箱的油量减少,电路消耗的功率变小
D.随着油箱的油量减少,电压表的示数将变大
【举一反三2】某科技创新小组设计的体重计电路原理图如图所示,其中R为压敏电阻,其阻值随压力的增大而减小,是定值电阻,电源电压保持3V不变。闭合开关S,当平板受到的压力增大时,下列说法正确的是( )
A.电流表示数减小
B.电压表示数减小
C.电压表示数与电流表示数的比值增大
D.电路消耗的总功率增大
【举一反三3】如图所示,是小海设计的汽车油箱内油量不足时触发报警的电路,电源两端电压保持不变,R1、R2中的一个是定值电阻,另一个是压敏电阻。压敏电阻装在油箱内底部,其阻值随油箱中油量的减少而增大,当电压表示数大于U时,就会触发报警。电压表示数为U时,油箱中的油量为警戒油量。下列说法错误的是(  )
A.R1为压敏电阻
B.随着油箱的油量减少,通过定值电阻的电流变大
C.随着油箱的油量减少,电路消耗的功率变小
D.随着油箱的油量减少,电压表的示数将变大
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