2026届中考物理一轮复习 电磁学:电功率 知识点专练(原卷版+ 解析版)

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名称 2026届中考物理一轮复习 电磁学:电功率 知识点专练(原卷版+ 解析版)
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资源类型 教案
版本资源 通用版
科目 物理
更新时间 2025-10-29 15:56:40

文档简介

2026届中考物理一轮复习 电磁学:电功率 知识点专练
【知识点1】电功率的概念
1、下列关于电功、电功率说法中哪个是正确的(  )
A.电流做功,其他形式的能转化为电能
B.电流做功,电流减小
C.电流做功越多,电功率就越大
D.在相同时间里,电流所做的功越多,电功率就越大
2、两个工作原理相同的电暖器甲和乙,甲的额定功率为1000W,乙的额定功率为1200W,它们在正常工作的情况下,下列说法错误的是(  )
A.电暖器甲工作一小时,消耗一度电能
B.电流通过电暖器甲做的功比通过电暖气乙做的功少
C.电暖器甲消耗电能比电暖器乙消耗电能慢
D.电暖器甲将电能转化成内能一定比乙慢
3、如图为甲、乙两种电暖气以及参数,如果它们都正常工作,下列说法正确的是(  )
A.甲电暖气两端的电压较高
B.通过两个电暖气的电流相等
C.电流通过甲电暖气做功较快
D.相同时间内,两个电暖气消耗的电能一样多
4、关于电功率的认识,以下说法正确的是( )
A.电功率越大的用电器消耗电能一定越多
B.消耗相同的电能,所用时间短的用电器电功率大
C.电功率是反映用电器消耗电能多少的物理量
D.两个用电器工作时,通电时间短的电功率大
5、下列物理量最接近实际的是(  )
A.初中学生的质量约为500kg
B.普通课桌高度约为75cm
C.家用电饭锅的功率约为50W
D.人的正常体温约为42℃
6、关于生活中一些物理量数据,下列说法正确的是(  )
A.1m3水的质量为1kg
B.两个鸡蛋重约1N
C.一台空调电功率约为1W
D.人的步行速度约为1km/h
7、如图所示是一个电能表,若把两个白炽灯泡(额定电压220V)分别单独接在规格相同的电能表上, A灯泡比B灯泡亮,各自让电能表铝盘转一圈,则以下说法正确的是
A.此电能表铝盘转3000转时,代表用电器消耗电能1000J
B.较亮的A灯泡所接的电能表铝盘转得快
C.较亮的A灯泡消耗的电能多
D.正常工作时较亮的A灯泡电阻更大
8、如图,暑假期间,家住罗湖的小明在家用电磁炉煮粥,下列估测最接近生活实际的是(  )
A.室内的温度约5℃
B.不锈钢汤勺的质量约20g
C.汤勺长度约35cm
D.电磁炉的功率约10W
9、我国自主设计的塔式太阳能电站采用了高效的太阳能发电技术。某报道称:塔式太阳能电站采用的尖端技术可每秒发电1000W,并能24小时连续发电。请你指出该报道中的一处科学性错误:   ,并说明理由:   。
10、电学实验中,小明观察相同电压下,灯泡发光亮度,提出猜想“两只灯泡串联起来使用的整体亮度不如只有一个灯泡的亮度”。小明的猜想是正确的吗?请你用所学的物理知识进行推理分析,并给出判断。
11、小明发现电热水壶的电源线都比较短,上网查询后才明白,国家为了消费者的使用安全,规定电热水壶这一类的液体加热器,电源线长度不能超过75cm,利用所学知识来解释电热水壶电源线不能过长的原因。
(1)家庭电路中,纯电阻用电器的电流与电功率的关系?
(2)导体电阻与导体长度的关系?
(3)为什么电热水壶电源线不能过长?
【知识点2】电功率与哪些因素有关
1、如图所示,把实验室常用的两个不同规格的小灯泡连接在一起,开关闭合后L1比L2亮,电流表A的示数是0.2A,电压表V的示数3V,则下列说法正确的是( )
A.流过L1的电流大于L2的电流
B.L2两端电压等于3V
C.电源电压一定等于6V
D.开关断开后,电压表没有示数
2、如图所示,AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,将它们串联后连入电路中,比较这两段导体两端的电压及通过它们的电流和电功率的大小,正确的是(  )
A.UAB>UBC,IABUBC,IAB=IBC
3、在如图所示电路中,电源电压保持恒定,若先闭合S1,再闭合S2,则( )
A.电流表A2示数增大 B.电压表示数变小 C.电路的总电阻变大 D.小灯泡亮度变暗
4、某同学在课堂上做电学实验,实验器材有:多节干电池、两个小灯泡 “”和 “”、电压表、开关及若干导线等。请利用上述实验器材,该同学按图甲,把、分别接入电路,闭合开关,发现两个灯泡均发光,但按图乙连接电路,闭合开关后,只观察到灯泡发光,不发光,于是用已调好的电压表进行检测,他将电压表并联接在两端时,发现电压表有示数,则不发光的原因是_______。若想两个小灯泡同时发光,可行的操作是_______。
5、小明想探究“电流一定时,导体的电功率与导体电阻的关系”,现有器材:稳压电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干,可调阻值的电阻箱(符号为,可直接读出电阻箱的具体阻值)。请你帮助小明设计实验完成探究。
(1)实验电路图;
(2)实验步骤。
6、小洋设计实验探究“电功率跟电流、电压关系”。
(1)他设计图甲所示电路图探究“电功率与电流的关系”,实验中选择L1和L2两只灯泡并联的目的是:________;
(2)他想用图乙器材“探究电功率与电压的关系”。
①请你用笔画线代替导线完成图乙实物电路的连接;
②连好电路,闭合开关,发现L1不亮、L2亮、电压表无示数,则故障原因可能是_______;
(3)前面实验中用灯泡亮暗反映电功率大小,用到了转换法。请你仿照方案一,再设计一个比较电功率大小的方案二(填写①②③④处的内容)。
7、用如图所示电路测量不同电压下小灯泡的实际功率
(1)请根据实验目的,正确连接出完整的实物图,使滑动变阻器接入电路的阻值最大;
(2)已知小灯泡额定电压为3V,想对比与小灯泡亮度相同的发光二极管(额定电压为3V)哪个耗电更快,为了测量亮度,使用图的数字式照度计,在相同环境下测量两者亮度。小灯泡越亮,照度计示数越大,其单位为lx,当照度计示数为零时,说明照度计感应不到发光,电路正确连接后,得到数据如下表:
小灯泡、发光二极管亮度与电压、电流数据表
①小灯泡的额定功率为_________W.
②为了达到目的,需要对比哪些数据_________(选填数据序号) 可知耗电更快的是_________(选填“小灯泡” 发光二极管”或“两者一样”),判断依据是:__________________。
【知识点3】电功率的公式及单位
1、如图,在电压一定的电路中接入一段电阻丝R,同学们对通电时电阻丝的发热功率进行了分析,其中说法正确的是(  )
A.由P=I2R知,电阻R越大,发热功率越大
B.由知,电阻R越大,发热功率越小
C.由P=UI知,发热功率大小与电阻R大小无关
D.以上说法都不对
2、以下不能作为电功率单位的是(  )
A.kW B.W C.J/s D.kW·h
3、仔细分析下列估算数据,你认为正确的是(  )
A.竖直向上托起两个鸡蛋1m做的功约为10J
B.汽油机的效率可达到100%
C.某家用空调正常工作电流约5A
D.家用节能灯泡的电功率约2000W
4、如图所示,电路电源电压不变,灯泡L上标有“18V 18W”的字样。当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P移到a端时,灯泡L正常发光,电流表示数为当开关S断开、滑动变阻器的滑片P移到距a端长度的c处时,电压表示数为则电源的电压为_________ V,滑动变阻器的最大电阻为_________开关S断开,滑动变阻器的滑片P在c处时,灯泡L的功率为_________
5、规格为“6V 9W”的小灯泡,它正常发光时的电流为 _________A,电阻为 _________Ω,将它接入电压为4V的电路中,小灯泡的额定功率为 _________W。
6、如图所示,小灯泡L上标有“2.0V 3W”字样,闭合开关S,小灯泡正常发光,电流表示数为2.4A。求:
(1)通过灯泡的电流;
(2)通过电阻R的电流;
(3)电阻R消耗的功率。
7、在一次物理课上,同学们想探究电流跟电压的关系。实验器材有:电源、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,三个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω),导线若干。
(1)请用笔画线代替导线把图甲中的电路连接完整;(要求滑动变阻器的滑片向右滑动时滑动变阻器连入电路的阻值变大)
(2)连好电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑片,电流表指针均无偏转,而电压表示数接近电源电压,则原因可能是定值电阻_________;
(3)解决上述问题后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电流表示数如图乙所示,为_________A;
(4)小亮同学有意识地将R两端电压调到0.5V、1V、1.5V,并分别测出其对应的电流;而小辉同学则随意地将R两端电压调到0.4V、0.7V、1.6V,并分别测出其对应的电流。你赞同_________同学的做法,理由是___________________________;
(5)如图丙所示是某同学根据实验数据作出的某定值电阻的I-U图象,阴影部分的面积表示。
【知识点4】额定功率与实际功率
1、下列数据符合实际的是(  )
A.一节干电池的电压为36V
B.家用小挂式空调的电流约为5A
C.电饭锅的额定功率约为50W
D.新型火箭发动机的效率可以达到100%
2、为了让同学们养成关注生活和社会的良好习惯,物理李老师让同学们对身边一些常见的物理量进行估测。以下是他们交流时的一些估测数据,你认为数据明显符合实际的是(  )
A.初中物理课本的长为27 dm
B.电冰箱的额定功率约100W
C.普通家用照明灯的工作电流约2A
D.健康成年人的体温是39℃
3、将小灯泡L1和L2接入电路,测得电流如图所示,下列说法正确的是(  )
A.L1两端电压比L2大
B.L1电流做功比L2快
C.L1的实际功率比L2小
D.L1发光时电阻比L2大
4、新能源汽车环保节能,但有续航里程、充电难和充电安全等问题,新能源汽车充电桩有快充和慢充两种。下列说法正确的是(  )
A.安装充电桩时不需要接地和漏电保护
B.若充电桩起火,第一时间应浇水扑灭
C.额定工作时,快充比慢充的功率大
D.额定工作时,快充比慢充消耗的电能多
5、下列表述不正确的是(  )
A.两灯泡串联在 220V 的电路中,甲灯泡较亮
B.细绳悬挂的两轻质带电小球保持静止,则两球一定带同种电荷
C.验证焦耳定律实验中,装置通电一分钟后,右管中的液面较高
D.每消耗的电能,电能表上的转盘转过3000 转
6、如图所示,电源电压保持不变,滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω,小灯泡的电阻RL=8Ω,R2<RL,闭合开关S,当滑片P置于b端时,小灯泡的实际功率为2W,忽略温度对小灯泡电阻的影响,则滑片P置于a端时小灯泡的实际功率可能是(  )
A.10W
B.15W
C.25W
D.30W
7、下列估测值最接近生活实际的是(  )
A.人的正常体温约为50℃
B.人的脉搏频率约1800次/分钟
C.一个鸡蛋的质量约50g
D.教室内电子白板的额定功率约为1000W
8、两个灯泡连接在同一电路中,用电流表测得通过它们的电流相等,那么(  )
A.这两个灯泡可能并联
B.这两个灯泡的实际功率一定相等
C.这两个灯泡一定串联
D.这两个灯泡的规格一定相同
9、已知发光二极管与小灯泡的额定电压均为。把它们分别接在图甲、乙所示的电路中,闭合开关调节滑动变阻器使电压表的示数均为,发现比亮。用数显电流表测得通过的电流远小于通过的电流,下列说法正确的是(  )
A. 的实际功率比 大
B.若把 调到亮度和 相当,两灯泡的实际功率相同
C. 的额定功率比 大
D.若把 调到亮度和 相当, 的实际功率比 大
10、两白炽灯泡L1上标着“220V 100W”,L2上标着“220V 40W”现把它们串联后接入220伏的电路,下列说法正确的是(  )
A.L2的功率小于L1的功率
B.L1、L2的总功率小于100W大于40W
C.L1的功率小于25W
D.L1、L2功率之比是5∶2
11、标有“6V,3.6W”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6V的电源两端,每只灯泡的实际电阻为    Ω,实际功率为    W。
12、小劲有两只额定电压相同的小灯泡L1、L2,他想知道哪只灯泡的额定功率更大,于是将它们串联接入电路,如图所示。闭合开关,两只灯泡均发光,这时电压表V1的示数比V2的大,则此时实际功率较大的小灯泡是______。据此可判断:电阻值较大的小灯泡是_____、额定功率较大的小灯泡是_____。(均选填“L1”或“L2”)
13、有一只标有“3.8V;0.3A”的小灯牌,其中“3.8V”是指小灯泡的       。将小灯泡接在电源电压为3.0V的电路中,小灯泡实际的电功率是   W(灯丝电阻不变,结果保留两位小数)。小灯泡的亮暗由它的   (选填“额定功率”或“实际功率”)决定。
14、茶是世界三大饮品之一,起源于中国,盛行于世界。
(1)烧水时,用额定功率为880W的电热壶正常工作5分钟,可以将一壶水烧至95℃,此过程需要消耗的电能为    J;
(2)用热水冲泡茶叶时,茶叶的温度升高,内能    ,这是通过    的方式改变了茶叶的内能;
(3)该水壶是利用电流的   效应工作的,日本家庭电路电压为110V,若将该电热水壶带去日本使用,则实际功率为
   W。
15、在晚上的用电高峰期,小明发现自己房间的灯突然变暗了,他认为是灯的实际功率变小了,相同时间内消耗的电能也减少了。他又想:那么在此时使用电热水壶烧水同样也能省电。小明的想法正确吗?请你结合学过的电学知识帮助小明简要分析说明。
16、白炽灯泡的灯丝烧断了,重新搭接上使用,发现比原来更亮了,请解释这一现象。
【知识点5】用电器的铭牌含义
1、一只电热水壶的铭牌上标着“220V 1000W”的字样,以下说法正确的是(  )
A.该铭牌表示电热水壶的实际电压是220V,实际功率是1000W
B.该电热水壶正常工作时的电阻是484Ω
C.当电热水壶工作电压为110V时,其功率为500W
D.该电热水壶正常工作30min,消耗的电能为0.5kW·h
2、将一个“3.8V 1W”的小灯泡直接接在电压为3V的电源两端,则(  )
A.小灯泡比正常发光时要亮
B.小灯泡的额定功率变大
C.小灯泡的额定功率变小
D.小灯泡的实际功率小于1W
3、某同学家中有一个电热水器,上面标有“220V 2000W”的字样,下面关于这个电热水器的说法中正确的是(  )
A.这个电热水器正常工作时的电流是10A
B.这个电热水器正常工作时的电阻为484Ω
C.这个电热水器正常工作时的电压是220V
D.这个电热水器正常工作0.5 h消耗电能为1.8×106J
4、标有“6V 6W”“3V 3W”的灯泡L1和L2(假设灯丝电阻不变),若将它们并联接在某电源上,两灯泡都发光,下列说法正确的是(  )
A.电源电压为9V时,灯泡L1、L2都正常发光
B.灯泡L1、L2的实际功率之比为2︰1
C.电源电压为3V时,通过灯泡L2的电流比L1大
D. L1比灯泡L2亮
5、标有“220V 25W”“110V 40W”“36V 40W”、“36V 60W”四种规格的灯泡,若都在正常工作,其中最暗的灯泡是(  )
A.“220V 25W” B.“110V 40W” C.“36V 40W” D.“36V 60W
6、如图所示,是某液晶彩电的铭牌,下列说法正确的是
A.该彩电正常工作时,1s内消耗250W电能
B.1度电可供彩电正常工作40h
C.该彩电只能接在240V电压下使用
D.与“220V 60W“的灯泡相比,他们正常工作时,液晶彩电消耗电能快
7、甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,不考虑两灯丝电阻随温度的变化,则下列说法中正确的是(  )
A.两灯泡均正常发光时,甲灯泡消耗的电能更少
B.两灯泡串联接在220V电源上,乙灯泡较亮
C.乙灯泡的实际功率一定是60W
D.将甲灯泡接入110V电路中,它的实际功率为10W
8、有甲、乙两只灯泡分别标有“220V 40W”和“110V 40W”字样,当它们正常发光时,亮度情况是(  )
A.甲灯泡较亮 B.乙灯泡较亮 C.一样亮 D.无法判断
9、如图是某品牌手机充电器的铭牌,以下选项正确的是
A.充电器可以在110V电路中使用 B.充电器只能在220V电路中使用 C.充电器只能在5V电路中使用 D.充电器输出电压为240V
10、一个标有“36V 10W”字样的灯泡,额定功率是______W,由三节新干电池串联组成的电池组的电压为______V,该灯泡在此电压下灯泡______(选填“能”或“不能”)正常发光。
11、如图甲所示的白炽灯泡是日常生活中重要的光源,小峰对图中的白炽灯泡和灯泡口进行了仔细观察后,结合所学有关知识,明白了许多道理;
(1)白炽灯泡上铁螺扣套和灯泡口螺扣上都有许多花纹(螺纹),这是为了增大它们之间的______力;
(2)该灯泡的额定电压是______V,该灯泡的额定功率是______W;
(3)灯丝用久了会变细,还会变暗,这是由于灯丝在高温下发生了______ (填物态变化名称)现象,同时使灯丝电阻变大而实际______变小的结果。
12、根据图中所示的两盏白炽灯泡的铭牌,可以知道:
①甲灯泡上的参数“100W”意思是:______;
②二者均正常发光时,甲灯泡的电阻______(选填“大于”“小于”或“等于”)乙的电阻。
13、(1)图1停表的读数是______;
(2)图2是小明家的电能表,小明断开其他用电器,只将“,”的电炉子接入电路,测得内电能表转盘转过81转,电炉子的实际功率为______,此时电炉子两端的实际电压______(选填“大于”“等于”或“小于”)它的额定电压。
14、共享电动自行车满足了人们对短途出行的需求。某型号电动自行车的部分参数如表所示,厂家在电动自行车出厂前在水平路面上进行骑行测试。(g取10N/kg)
请解答下列问题:
(1)轮胎能承受的最大压力是多少?
(2)实际测试者质量为70kg,以最高时速匀速骑行时所受阻力为人、车总重力的0.03倍,则骑行100s牵引力做功的功率为多少?
(3)电池充满电后,该测试者始终以最高时速骑行,电池能量的80%用于牵引力做功,则骑行的路程为多少?
15、如图,是小明家新购置的便携式电热水杯及其相关参数。
(1)电热水杯正常工作时的电流是多少?
(2)电热水杯正常工作时,其加热电阻阻值是多少?
16、下图是某电热水壶铭牌上的部分参数。
(1)该电热水壶正常工作时的电功率是多少?
(2)该电热水壶正常工作5min,求电流所做的功;
(3)在220V的家庭电路中,若将该电热水壶接在额定电流为5A的接线板(插座)上使用,请通过计算判断是否安全?
【知识点6】电功率的定义式P=W/t的应用
1、九一班开展“节约一度电”的主题活动。下列选项中,一度电可让其正常工作25h的用电器是(  )
A.电风扇 B.电饭锅
C.电熨斗 D.电热水器
A.答案A
B.答案B
C.答案C
D.答案D
2、的电能可供下列用电器正常工作时间最长的是( )
A. 节能灯
B. 电饭煲
C. 电视机
D. 电烤箱
3、某电水壶工作2min,使图示电能表的转盘转过150r。则电水壶消耗的电能为   kW h,电功率为   kW,这些电能可供一只“220V,10W”的节能灯正常工作   h。
4、如图甲为亮度可调的台灯,图乙是一个电位器(符号),可调节灯泡亮度。若该台灯内置电源,电源两端电压恒定为6V,灯泡的伏安特性曲线U﹣I图如图丁所示,电位器标有“20Ω,2A”字样。
(1)若当电位器旋钮顺时针转动时灯泡变亮,则应把接线柱a、b、c中的   接入电路中。
(2)现有6V电源1个、灯泡1只、电位器1个、开关1个,请在图丙方框中设计出该台灯的电路图。
(3)连接好器材以后闭合开关并转动旋钮,发现小灯泡忽明忽暗。拆开电位器外壳,发现碳膜电阻片(如图乙黑色弧形部分)磨损严重。这种电位器接在电路中,会造成   (选填“断路”或“短路”)。
(4)通过调节旋钮,当灯泡最亮时,电流为   A;当灯泡电压为2V时,电位器的电阻为   Ω。
(5)当电位器阻值调到最小时,灯泡正常发光,则灯泡的额定功率为多少W?通电2个小时消耗的电能为多少J?
5、如图所示,用来测量电能的仪表,这只电表此时的读数是
   kW h,当电路中只有一个电饭煲接入电路,正常工作10min,发现此电能表的指示灯闪烁了500次,则这个电饭煲的额定功率是   W。
6、暑假期间,小怡同学全家出去游玩了10天,出去之前,记下了家中电能表示数为2017.8kW h,回家后电能表示数如图所示,经检查,家中除电视机处于待机状态,其它用电器均已关闭,则电视机待机状态下总功率为   W,在此期间,消耗的电能可供额定功率为10W的台灯正常工作   h。
7、如图甲所示为某太阳能百叶窗的示意图,它既能遮阳,还能发电。它的构造特点是百叶窗的叶片为太阳能电池板(以下简称电池板),其工作电路示意图如图乙所示,电池板将太阳能转化为电能(转化效率为10%),为蓄电池充电,蓄电池再向节能灯泡供电。设太阳每秒辐射到每平方米电池板上的能量为1.2×103J(即为1.2×103W/m2),电池板对蓄电池充电的功率为60W。蓄电池充满电后,能够让10盏“12V 3W”节能灯泡正常工作6小时。不考虑蓄电池充电和供电时的电能损耗。则:
(1)电池板对蓄电池充电,是将电能转化为______能的过程。
(2)白天蓄电池处于充电不供电状态,在图乙中应闭合______开关。
(3)10盏“12V 3W”节能灯泡正常工作时的总电功率为______W。
(4)要将剩余一半电量的蓄电池充满电,电池板需对蓄电池充电______小时,若充电电压为20V,则充电电流为______A。
(5)该百叶窗电池板的面积为______m2。
8、小明学习了电功率的知识后,想利用家里的电能表(如图所示)和手表,测出一些家用电器的有关数据.
(1)当家里只有一台电冰箱在正常工作时,他测出电能表1分钟转了3圈,求电冰箱在这段时间消耗的电能是多少焦耳?
(2)当电冰箱和电热水壶同时工作时,他测出电能表1分钟转了33圈,求此时电热水壶的电功率是多少瓦?
(3)如果用此电热水壶把 1 kg 的水由 20℃ 加热至沸腾需要的时间是多少秒?[不考虑热量的损失,大气压为1标准大气压,水的比热容为4.2×10 3 J/(kg℃)]
9、把标有“2.5V 2W”的两个小灯泡并联到2.5V的电路中,两个小灯泡同时工作10min,求:
(1)通过每盏灯泡的电流是多少?
(2)两盏灯泡总功率是多少?它们10min消耗的总电能是多少?
10、5月28日,五菱荣光mini新能源纯电动汽车上市,最低预售价为2.88万元,成为了最便宜的纯电动汽车。为该车提供能量的装置为锂离子电池组,当它给电动机供电时,电动机将驱动车轮行驶。电池容量为9.3kW·h,使用220V的家庭用电进行充电。每次慢充充满电需要6.5h,可以续航120km。求:
(1)该电动汽车慢速充电时的电流是多少?(结果保留一位小数)
(2)在对电池充电的过程中,电池相当于简单电路中的______(选填“电源”或“用电器”)。假设某次电动汽车的电池能量使用完毕,经过一次慢充充满电的过程中,家里的电能表指示灯泡闪烁了32000次(家里除电动汽车充电外没有其他用电器同时使用),电能表上铭牌标有3200imp/kW·h。则本次充电消耗了多少电能?
(3)该电动汽车慢速充电的效率是多少?
11、如图所示为某电烤箱的铭牌,高温挡额定功率模糊不清。如图虚线内所示是电烤箱内部的简化电路图。R1和R2均为电热丝,R2=72.6Ω。求:
(1)电烤箱在低温挡正常工作10min电流做的功;
(2)R1的阻值;
(3)高温挡额定功率。
12、小明的奶奶住在徐闻农村,她家的楼道灯泡在深夜时很容易烧坏。为解决这一问题,小明设计了如图所示的电路,L1和L2都是“220V 40W”。请回答下列问题:(设灯泡的电阻不变化,电源电压变化忽略不计)
(1)灯泡的电阻是多少 闭合开关S和S1,L1正常发光,工作5h消耗的电能是多少
(2)断开S1,闭合S,让两灯泡都发光,深夜灯泡就不容易烧掉了,请计算此时L1两端的电压。
(3)请计算两盏灯泡都亮时电路消耗的总功率是多少
【知识点7】电功率的计算式P=UI及推导式的应用
1、如图甲所示,电源电压保持不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,滑动变阻器R1的规格为“50Ω,0.5A”。闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片P,测得多组数据。用测得的数据绘制了电流与滑动变阻器阻值的变化关系图(如图乙所示)。在保证电路安全的情况下,下列计算结果中正确的是(  )
A.电源电压为12V
B.R0的阻值为15Ω
C.滑动变阻器的阻值变化范围是10~50Ω
D.滑动变阻器的最大功率为0.9W
2、如图所示,电源电压为3V,灯泡L1和L2分别标有“1.5V 0.6W”、“2V 0.8W”,不考虑灯丝电阻随温度的变化。闭合开关后,下列说法正确的是(  )
A.L1正常发光
B.L2正常发光
C.电压表示数大于1.5V
D.电压表示数小于1.5V
3、图甲中,电源电压为12V、电流表(0~0.6A)、电压表(0~15V)、滑动变阻器标有“?Ω   1A”字样,虚线框内是一个定值电阻或是一个小灯泡(6V   0.5A)闭合开关,在元件安全的情况下,使滑片P移动范围最大,得到滑动变阻器的图像如图乙。则:①虚线框内是小灯泡;②电路的最大功率为6W;③虚线框内元件和滑动变阻器的功率相等时,滑动变阻器的阻值为10Ω;④滑动变阻器最大阻值为20Ω。以上结论正确的有(  )
A. ③④
B. ②③
C. ①②
D. ①④
4、如图甲所示电路,电源电压不变,图乙是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压关系图象。闭合S时,电压表的示数为2V,下列判断正确的是(  )
A.电源电压为6V
B.R的电阻为5Ω
C.闭合S时,R消耗的电功率为3.6W
D.闭合S时,电路的总功率为6W
5、小泽同学根据他在电学实验课上获得的实验数据,绘制出如图所示的图象。其中图甲表示电阻R1,图乙表示电阻R2。根据图像信息可判断(  )
A.当R2两端的电压为8V时,电阻R2的阻值为10Ω
B.当R1两端的电压为2V时,通过它的电流为1.2A
C.当通过R2的电流为0.5A时,电阻R2的阻值为2Ω
D.当R1和R2并联在电压为4V的电路中,总电功率为3.6W
6、(2023·重庆B)如图甲所示的电路,电源电压恒定。闭合开关S,移动滑片P,电压表示数随电流表示数变化的图象如图乙所示。以下分析正确的是(  )
A.电源电压为10 V
B.R0最大功率为1 W
C.滑片P向左移动过程中,R0两端电压逐渐变小
D.滑片P向右移动过程中,电压表与电流表的比值变大
7、图甲中,电源电压为12V、电流表(0~0.6A)、电压表(0~15V)、滑动变阻器标有“?Ω   1A”字样,虚线框内是一个定值电阻或是一个小灯泡(6V   0.5A)闭合开关,在元件安全的情况下,使滑片P移动范围最大,得到滑动变阻器的图像如图乙。则:①虚线框内是小灯泡;②电路的最大功率为6W;③虚线框内元件和滑动变阻器的功率相等时,滑动变阻器的阻值为10Ω;④滑动变阻器最大阻值为20Ω。以上结论正确的有(  )
A. ③④
B. ②③
C. ①②
D. ①④
8、图甲是灯泡L的图像,灯泡的额定电压为2.5V。将灯泡L接入图乙电路,已知电阻的阻值为,电流表量程为,电源电压可调。在电路安全工作的前提下,下列判断正确的是(提示:可在图甲中作出电阻的图像)(  )
A. 两条支路中的电流不可能相同
B. 灯泡实际功率总比电阻功率大
C. 电路总功率最大可达到1.5W
D. 电源可调的最大电压为1.8V
9、小明将定值电阻、分别按如图甲、乙所示的方式连入电路中,已知,两电路中电源电压相等且保持不变,闭合开关S后,电压表和电流表的示数分别如图丙、丁所示,下列说法中正确的是(  )
A. 电源电压为3V
B. 乙图中通过的电流为0.6A
C. 的阻值为5Ω
D. 甲图中电路工作时消耗的功率为2.4W
10、如图所示,电源电压保持不变,R2=2R1,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样,闭合S1,断开S2,滑动变阻器的滑片位于最右端时,电压表的示数为3V,电路的总功率为P1;当闭合S2,断开S1,滑动变阻器的滑片移至中点时,电压表示数为1.2V,电路的总功率为P2。下列说法正确的是( )
A. P1:P2=4:5
B. 电源电压为12V
C. R1阻值为40Ω
D. 电路的最大功率为2.7W
11、图甲为灯泡L的电流与电压关系的图像。将该灯泡接入图乙电路,电阻R阻值为10Ω,闭合开关S,电流表示数为0.2A,则电源电压为______V,干路电流为______A,此时灯泡L的电功率为______W。
12、如图所示电路,甲、乙两灯分别标有“6V 3W”和“6V 6W”字样,不考虑温度对灯丝电阻的影响。当电源电压调为6V时,闭合开关      ,甲、乙两灯并联,此时干路的总电流为   A;当电路中甲、乙两灯串联时,要使其中一个灯泡正常发光,另外一个灯泡不会被烧坏,则电源电压应该调为    V。
13、小灯泡上标有“6V 3W”的字样,则小灯泡正常发光时的电阻为   Ω;若将小灯泡接在电源电压为9V的电路中,要使小灯泡正常发光,需要串联一个阻值为   Ω的定值电阻。
14、小灯泡上标有“6V 3W”的字样,则小灯泡正常发光时的电阻为   Ω;若将小灯泡接在电源电压为9V的电路中,要使小灯泡正常发光,需要串联一个阻值为   Ω的定值电阻。
15、通过小灯泡、定值电阻的电流随其两端电压变化的关系如题图所示,小灯泡是   (选填“A”或“B”)。已知灯泡的额定电压为2V,则灯泡L的额定电功率为   W;把小灯泡和定值电阻串联时,电路中的电流为0.4A,此时电路的总功率为   W。
16、图甲为低温液化制酒示意图,天锅内装有1m高的冷水,底部连有控制排水与注水的装置,该装置内部简化电路如图乙所示。电源电压恒为12V,为热敏电阻,其阻值随天锅中水温变化关系如图丙所示,当水温达到50℃时,排水口打开将水全部排出;Rp为压敏电阻,其阻值随水对锅底的压强变化关系如图丁所示,当水压为0时,注水口打开排水口关闭,将冷水注入天锅,注水高度达到1m时注水口关闭。(,g取10N/kg,不考虑水的蒸发)求
(1)水高为1m时,Rp的阻值;
(2)排水口刚打开时,电路中的电流;
(3)排水过程中,当的功率为1W时,Rp的阻值(设排水过程中水温保持50℃不变)。
17、“格物”学习小组为了研究小灯泡亮度与功率大小的关系,连接了如图实物电路,电源两端电压保持不变,滑动变阻器最大阻值为。滑动变阻器的滑片置于最右端,S闭合,电压表示数为1.2V,电流表示数为0.12A,小灯泡发光很暗。
(1)求此时小灯泡的电阻和电源两端电压?
(2)向左移动滑动变阻器的滑片,当其接入电路中的电阻减小时,小灯泡恰好正常发光,电流表示数为0.2A,求小灯泡正常发光时的电功率?
18、学校开展了防溺水安全教育后,小华组经过合作探究,设计了一种可以戴在手腕上的防溺水定位求救报警器,其简化电路如图甲所示。已知电源电压为6V,报警器由电压表改装,R0是定值电阻,RP是压敏电阻,图乙是压敏电阻阻值RP随水深h变化的图象。报警器未浸入水中时,RP的阻值为40Ω,电流表示数是0.12A;报警器浸入水下深度h大于等于1m时,报警器报警,当h为1m时,R0两端的电压为1.5V。通过计算回答:
(1)报警器未浸入水中时,RP两端的电压是多少?
(2)报警器浸入水下深度h为1m时,通过RP的电流是多少?
(3)报警器浸入水下深度h为1m时,RP的电功率是多少?
19、为了方便学生就餐,某学校餐厅使用了一款智慧餐盘,该系统可以自动识别餐盘中食品的种类和质量,并在显示屏上显示出价钱,通过人脸识别系统自动扣费。某实践小组在了解智慧餐盘的工作原理后,他们利用电压恒为24V的电源、量程为0~15V的电压表、定值电阻、滑动变阻器R(最大阻值为100Ω)等器材设计了一款自动称量装置,使用时,物体的质量可以从标注质量后的电压表表盘上直接读出。当餐盘不放物体时,滑片P恰好位于滑动变阻器的a端,如图甲所示。闭合开关S,滑片P从滑动变阻器的a端移动到b端的过程中,电压表的示数由0逐渐增大到15V,此过程的最大称量质量为2kg。实践探究过程中同学们还发现,滑片下移的距离与餐盘中所放物体质量的大小成正比,滑动变阻器a端与滑片P所在位置之间的阻值和aP之间的距离成正比。求:
(1)定值电阻在电路中的作用是什么?阻值为多少?
(2)整个电路消耗的电功率的变化范围是多少?
(3)当滑片P位于滑动变阻器的中点时,电压表的示数为多少(结果保留一位小数)?此时对应的物体质量为多少?
(4)实践小组在对电压表表盘进行质量标注的过程中发现,表盘上原刻度的每一小格对应的质量值是不同的,即质量刻度不均匀,如图乙所示。请设计一个可以实现质量刻度均匀的电路,在图丙方框内画出,并从节能的角度对甲、丙两个电路作出评价。
20、图甲是某物理兴趣小组设计的简易“坐位体前屈”测试仪,其简化原理如图乙。在测试中,测试的同学向前水平推动测试仪的滑块(相当于向右移动图乙中滑动变阻器的滑片P),用电压表的示数来反映被测试者的成绩。电源的电压恒为6V,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器R1标有“20Ω;1.5A”的字样,定值电阻R2=10Ω。闭合开关S,求:
(1)当滑动变阻器连入电路的阻值R1=2Ω时,电压表的示数。
(2)在保证电路元件安全的情况下,电路消耗总功率的最小值。
21、(2022·深圳)小明设计了如图甲的模拟智能测温报警电路:电源电压调为12 V,报警器(电阻不计)通过的电流超过10 mA时就会报警,热敏电阻RT的阻值随温度t的变化关系如图乙所示。要求:当所测温度达到或超过37.3 ℃时,系统报警。
(1)计算R0。
(2)38 ℃时电流约为多少?
(3)36 ℃到40 ℃过程中,电路最大总功率。2026届中考物理一轮复习 电磁学:电功率 知识点专练(参考答案)
【知识点1】电功率的概念
1、下列关于电功、电功率说法中哪个是正确的(  )
A.电流做功,其他形式的能转化为电能
B.电流做功,电流减小
C.电流做功越多,电功率就越大
D.在相同时间里,电流所做的功越多,电功率就越大
【答案】D
【解析】电流做功时,将电能转化为其他形式的能,故A错误;
电流做功时,消耗电能,但电流大小不变,故B错误;
电功率是指电流做功的快慢,电流做功越多,电功率不一定大,故C错误;
在相同时间里,电流所做的功越多,则电流做功越快,所以电功率就越大,故D正确。
2、两个工作原理相同的电暖器甲和乙,甲的额定功率为1000W,乙的额定功率为1200W,它们在正常工作的情况下,下列说法错误的是(  )
A.电暖器甲工作一小时,消耗一度电能
B.电流通过电暖器甲做的功比通过电暖气乙做的功少
C.电暖器甲消耗电能比电暖器乙消耗电能慢
D.电暖器甲将电能转化成内能一定比乙慢
【答案】B
【解析】在正常工作的情况下,电暖器甲工作一小时,消耗电能为
故A正确;
电流通过电暖器做的功的多少,与电功率和工作时间有关,但未说明工作时间多少,故电流通过电暖器甲做的功不一定比通过电暖气乙做的功少,故B错误;
电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程,电暖器把电能转化为内能。电功率是表示电流做功快慢的物理量,甲的额定功率为1000W,乙的额定功率为1200W,甲的额定电功率小于乙的额定功率,在正常工作的情况下,电暖器甲消耗电能比乙慢,甲将电能转化成内能比乙慢,故C、D正确。
3、如图为甲、乙两种电暖气以及参数,如果它们都正常工作,下列说法正确的是(  )
A.甲电暖气两端的电压较高
B.通过两个电暖气的电流相等
C.电流通过甲电暖气做功较快
D.相同时间内,两个电暖气消耗的电能一样多
【答案】C
【解析】电暖气正常工作时,实际电压等于额定电压,实际功率等于额定功率,
由图可知,两电暖气的额定电压相同,即两电暖气正常工作时的电压相同,故A错误;
两电暖气的额定电压相同,甲的额定功率大,根据I=可知,甲的额定电流也大,即正常工作时通过甲电暖气的电流大,故B错误;
电功率是表示电流做功快慢的物理量,甲的额定功率为2200W,乙的额定功率为1100W,正常工作时,实际功率等于额定功率,所以甲的功率大于乙的功率,说明正常工作时,电流通过甲电暖气做功较快,故C正确;
甲的额定功率大,根据W=Pt可知,在相同时间内,甲消耗的电能多,故D错误。
4、关于电功率的认识,以下说法正确的是( )
A.电功率越大的用电器消耗电能一定越多
B.消耗相同的电能,所用时间短的用电器电功率大
C.电功率是反映用电器消耗电能多少的物理量
D.两个用电器工作时,通电时间短的电功率大
【答案】B
【解析】根据W=Pt知道,消耗电能的多少与用电器电功率的大小和通电时间有关,电功率大不一定消耗电能多,故A错误;
根据W=Pt知道,消耗相同的电能,所用时间短的用电器电功率大,故B正确;
电功率是指电流在单位时间内做功的多少,它是表示电流做功快慢的物理量,故C错误;
电功率是指电流在单位时间内做功的多少,与通电时间长短无关,故D错误。
5、下列物理量最接近实际的是(  )
A.初中学生的质量约为500kg
B.普通课桌高度约为75cm
C.家用电饭锅的功率约为50W
D.人的正常体温约为42℃
【答案】B
【解析】A.初中学生的质量约为50kg,故A不正确;
B.普通课桌高度约为学生身高的一半,约为75cm,故B正确;
C.家用电饭锅的功率约为1000W,故C不正确;
D.人的正常体温约为37℃,故D不正确。
6、关于生活中一些物理量数据,下列说法正确的是(  )
A.1m3水的质量为1kg
B.两个鸡蛋重约1N
C.一台空调电功率约为1W
D.人的步行速度约为1km/h
【答案】B
【解析】A、水的密度为1.0×103kg/m3,则体积为1m3的水的质量为:m=ρ水V=1.0×103kg/m3×1m3=1000kg,故A错误;
B、两个鸡蛋的质量在100g=0.1kg左右,托起两个鸡蛋的力在F=G=mg=0.1kg×10N/kg=1N左右,故B正确;
C、一般空调的功率都会达到1kW以上,故C错误;
D、人的步行速度约为1.1m/s≈4km/h,故D错误。
7、如图所示是一个电能表,若把两个白炽灯泡(额定电压220V)分别单独接在规格相同的电能表上, A灯泡比B灯泡亮,各自让电能表铝盘转一圈,则以下说法正确的是
A.此电能表铝盘转3000转时,代表用电器消耗电能1000J
B.较亮的A灯泡所接的电能表铝盘转得快
C.较亮的A灯泡消耗的电能多
D.正常工作时较亮的A灯泡电阻更大
【答案】B
【解析】由图知此电能表铝盘转3000转消耗1kW的电能,即消耗电能3600000J,故A错误;
A灯泡比B灯泡亮,说明A的功率大,所以单独接在规格相同的电能表上时较亮的A灯泡所接的电能表铝盘转得快,故B正确;
根据W=Pt可知,消耗电能的多少与实际功率和时间有关,因为不知道时间的长短,所以无法比较两灯泡消耗电能的多少,故C错误;
根据R=可知正常工作时较亮的A灯泡电阻更小,故D错误。
8、如图,暑假期间,家住罗湖的小明在家用电磁炉煮粥,下列估测最接近生活实际的是(  )
A.室内的温度约5℃
B.不锈钢汤勺的质量约20g
C.汤勺长度约35cm
D.电磁炉的功率约10W
【答案】C
【解析】A、夏天室内的温度较高,约为30℃,故A不符合实际;
B、不锈钢汤勺的质量约200g,故B不符合实际;
C、锅的直径约为30cm,汤勺长度大于锅的直径,约35cm,故C符合实际;
D、电磁炉的电功率较大,在800W左右,故D不符合实际。
9、我国自主设计的塔式太阳能电站采用了高效的太阳能发电技术。某报道称:塔式太阳能电站采用的尖端技术可每秒发电1000W,并能24小时连续发电。请你指出该报道中的一处科学性错误:   ,并说明理由:   。
【答案】每秒发电1000W;混淆了电功和电功率的概念。
【解析】电能的单位是kW h,不能说每秒发电1000W,这样混淆了电功和电功率的概念。
10、电学实验中,小明观察相同电压下,灯泡发光亮度,提出猜想“两只灯泡串联起来使用的整体亮度不如只有一个灯泡的亮度”。小明的猜想是正确的吗?请你用所学的物理知识进行推理分析,并给出判断。
【答案】见解析
【解析】两个相同的灯泡串联接入电路, 总电阻
由和可知,它们的实际功率为;当把其中一只电阻接入该电路, 它的实际功率,所以小明的猜想“两只灯泡串联起来使用的整体亮度不如只有一个灯泡的亮度”是正确的。
11、小明发现电热水壶的电源线都比较短,上网查询后才明白,国家为了消费者的使用安全,规定电热水壶这一类的液体加热器,电源线长度不能超过75cm,利用所学知识来解释电热水壶电源线不能过长的原因。
(1)家庭电路中,纯电阻用电器的电流与电功率的关系?
(2)导体电阻与导体长度的关系?
(3)为什么电热水壶电源线不能过长?
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)见解析
【解析】(1)根据,电压一定时,用电器电功率越大,正常使用时电流越大。
(2)同种材料,横截面积相同时,导体长度越长,电阻越大。
(3)热水壶是大功率用电器,根据,电流和通电时间相同时,电线越长电阻越大,产生电热越多,易引起火灾。
【知识点2】电功率与哪些因素有关
1、如图所示,把实验室常用的两个不同规格的小灯泡连接在一起,开关闭合后L1比L2亮,电流表A的示数是0.2A,电压表V的示数3V,则下列说法正确的是( )
A.流过L1的电流大于L2的电流
B.L2两端电压等于3V
C.电源电压一定等于6V
D.开关断开后,电压表没有示数
【答案】D
【解析】由图可知,两个灯泡串联,电压表测量L1两端的电压,电流表测量电路中的电流,由串联电路电流的规律可知流过L1的电流等于L2的电流,故A错误;
开关闭合后L1比L2亮,L1的实际功率大于L2的实际功率,即P1>P2,通过两个灯泡的电流I1=I2,由
可知R1>R2,由
可知U1>U2,电压表V的示数3V,电压表测量L1两端的电压,U1=3V,所以U2<3V,L2两端的电压小于3V,由串联电路电压的规律可知电源电压
故B、C错误;
开关断开后,整个电路没有一处通路,没有电流流过电压表,所以电压表没有示数,故D正确。
2、如图所示,AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,将它们串联后连入电路中,比较这两段导体两端的电压及通过它们的电流和电功率的大小,正确的是(  )
A.UAB>UBC,IABUBC,IAB=IBC
【答案】D
【解析】如图所示,AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,将它们串联后连入电路中,电流相等,BC横截面积较大,电阻较小,两端电压较低,功率较小。故选D
3、在如图所示电路中,电源电压保持恒定,若先闭合S1,再闭合S2,则( )
A.电流表A2示数增大 B.电压表示数变小 C.电路的总电阻变大 D.小灯泡亮度变暗
【答案】A
【解析】若先闭合S1,灯泡L和A1、A2串联接入电路,根据串联电路电流规律,A2的大小就是A1,再闭合S2,R1也接入电路,此时L与R1并联接入,根据并联电路电流规律,A2示数应该变大,A项符合题意;
整个过程,电压表测的都是电源电压,示数大小不变,B项不合题意;
并联电路的总电阻小于任何一条支路的分电阻,所以若先闭合S1,再闭合S2,总电阻变小,C项不合题意;
整个过程,小灯泡两端的电压和流过它的电流大小不变,那么它的电功率大小也不变,小灯泡的亮度也不变,D项不合题意.
4、某同学在课堂上做电学实验,实验器材有:多节干电池、两个小灯泡 “”和 “”、电压表、开关及若干导线等。请利用上述实验器材,该同学按图甲,把、分别接入电路,闭合开关,发现两个灯泡均发光,但按图乙连接电路,闭合开关后,只观察到灯泡发光,不发光,于是用已调好的电压表进行检测,他将电压表并联接在两端时,发现电压表有示数,则不发光的原因是_______。若想两个小灯泡同时发光,可行的操作是_______。
【答案】L1的实际功率较小 增大电源电压
【解析】灯泡L1的电阻
灯泡L2的电阻
当两灯泡串联时,根据
可知,灯泡L1的实际功率较小,所以L1不发光。
由题知,两灯泡的额定电流相等,若想两个小灯泡同时发光,可行的操作是仍将两灯泡串联,增大电源电压。
5、小明想探究“电流一定时,导体的电功率与导体电阻的关系”,现有器材:稳压电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干,可调阻值的电阻箱(符号为,可直接读出电阻箱的具体阻值)。请你帮助小明设计实验完成探究。
(1)实验电路图;
(2)实验步骤。
【答案】(1) (2)①按照电路图连接电路;②调节电阻箱阻值为,并记录;
③调节滑动变阻器,使电流表示数为I1,并记录;④读出电压表示数,并计算电阻箱消耗的功率;
⑤改变电阻箱电阻阻值,重复步骤②③④;
⑥分析数据,得出结论.
【解析】(1)根据题意,为了探究“电流一定时,导体的电功率与导体电阻的关系”,根据控制变量法思想,电路图设计如图所示:
(2)电流保持恒定,改变电阻,观察电功率与电阻的关系,为了达到实验目的,保持电源电压恒定前提下,滑动变阻器与电阻箱串联起到保持干路电流不变的作用,且应多测几组数据使实验结论具有普遍性。
具体步骤如下:
①按照电路图连接电路;
②调节电阻箱阻值为,并记录;
③调节滑动变阻器,使电流表示数为I1,并记录;
④读出电压表示数,并计算电阻箱消耗的功率;
⑤保证电流表示数恒定为I1不变,改变电阻箱电阻阻值,重复步骤②③④;
⑥分析数据,得出结论.
6、小洋设计实验探究“电功率跟电流、电压关系”。
(1)他设计图甲所示电路图探究“电功率与电流的关系”,实验中选择L1和L2两只灯泡并联的目的是:________;
(2)他想用图乙器材“探究电功率与电压的关系”。
①请你用笔画线代替导线完成图乙实物电路的连接;
②连好电路,闭合开关,发现L1不亮、L2亮、电压表无示数,则故障原因可能是_______;
(3)前面实验中用灯泡亮暗反映电功率大小,用到了转换法。请你仿照方案一,再设计一个比较电功率大小的方案二(填写①②③④处的内容)。
【答案】(1)保持电压不变 (2)①见解析图 ②灯泡L1短路 (3)①见解析 ②见解析 ③见解析 ④见解析
【解析】(1)探究“电功率与电流的关系”,保持电压不变,改变电流,实验中选择L1和L2两只灯泡并联是为了保持两个灯泡两端的电压不变。
(2)①探究电功率与电压的关系,保持电流不变,改变电压,两个灯泡串联,如图所示:
②连好电路,闭合开关,发现L1不亮、L2亮,说明电路是通路,电压表无示数,可能灯泡L1被短路。
(3)①设计一个能量转化为电能转化为机械能
②两个不同的电动机、钩码
③相同时间,吊起钩码相同的高度,吊起钩码的质量不同
④电动机吊起钩码质量大的功率大
7、用如图所示电路测量不同电压下小灯泡的实际功率
(1)请根据实验目的,正确连接出完整的实物图,使滑动变阻器接入电路的阻值最大;
(2)已知小灯泡额定电压为3V,想对比与小灯泡亮度相同的发光二极管(额定电压为3V)哪个耗电更快,为了测量亮度,使用图的数字式照度计,在相同环境下测量两者亮度。小灯泡越亮,照度计示数越大,其单位为lx,当照度计示数为零时,说明照度计感应不到发光,电路正确连接后,得到数据如下表:
小灯泡、发光二极管亮度与电压、电流数据表
①小灯泡的额定功率为_________W.
②为了达到目的,需要对比哪些数据_________(选填数据序号) 可知耗电更快的是_________(选填“小灯泡” 发光二极管”或“两者一样”),判断依据是:__________________。
【答案】(1) (2)①0.9 ②4、9 小灯泡 当亮度相同时,小灯泡的电功率大于发光二极管的电功率
【解析】(1)绘制实物图时,将电源,滑动变阻器,开关,灯泡,电流表按照次序连接,注意电流表要接小量程,滑动变阻器要接左侧的下接线柱,再将电压表并联接在灯泡两端,接小量程。
(2)①根据公式可得,小灯泡的额定功率为
②要想比较亮度相同的灯泡和发光二极管哪个耗电更快,需要选取亮度相同的两组数据,观察表格可以看出第4和9组数据符合要求;
根据表格中的第4和第9组数据,小灯泡和发光二极管的电功率分别为
可知
电功率即表示耗电的快慢,所以小灯泡耗电更快。
【知识点3】电功率的公式及单位
1、如图,在电压一定的电路中接入一段电阻丝R,同学们对通电时电阻丝的发热功率进行了分析,其中说法正确的是(  )
A.由P=I2R知,电阻R越大,发热功率越大
B.由知,电阻R越大,发热功率越小
C.由P=UI知,发热功率大小与电阻R大小无关
D.以上说法都不对
【答案】B
【解析】由题可知,电压一定,根据欧姆定律可知,电阻越大,电路中的电流越小,所以不能用P=I2R来判断发热功率的大小,故A错误;
由可知,电压一定时,电阻R越大,发热功率越小,故B正确,D错误;
电压一定时,电阻越大,导体中的电流越小,所以由P=UI可知,发热功率越小,则发热功率大小与电阻R大小有关系,故C错误。
2、以下不能作为电功率单位的是(  )
A.kW B.W C.J/s D.kW·h
【答案】D
【解析】kW·h为电能单位,不是电功率单位,其他均为电功率单位,故A、B、C不符合题意,D符合题意。
3、仔细分析下列估算数据,你认为正确的是(  )
A.竖直向上托起两个鸡蛋1m做的功约为10J
B.汽油机的效率可达到100%
C.某家用空调正常工作电流约5A
D.家用节能灯泡的电功率约2000W
【答案】C
【解析】向上托起两个鸡蛋的力约为1N,竖直向上托起两个鸡蛋1m做的功为
故A错误;
汽油机的效率约20%~35%,故B错误;
家用空调的功率约为1000W
接近5A,故C正确;
家用节能灯泡的电功率约20W,故D错误。
4、如图所示,电路电源电压不变,灯泡L上标有“18V 18W”的字样。当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P移到a端时,灯泡L正常发光,电流表示数为当开关S断开、滑动变阻器的滑片P移到距a端长度的c处时,电压表示数为则电源的电压为_________ V,滑动变阻器的最大电阻为_________开关S断开,滑动变阻器的滑片P在c处时,灯泡L的功率为_________
【答案】18 12 8
【解析】当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P移到a端时,灯泡与滑动变阻器的最大阻值并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,且灯泡正常发光,所以,电源的电压
由可得,通过灯泡的电流
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过滑动变阻器
由可得,滑动变阻器的最大阻值
开关S断开,滑动变阻器的滑片P在c处时,滑动变阻器阻值的和灯泡串联,则滑动变阻器的电阻为
而此时电压表的示数为15V,电压表测量滑动变阻器的电压,故电路中的电流为
小灯泡两端的电压为
此时,灯泡的实际功率
5、规格为“6V 9W”的小灯泡,它正常发光时的电流为 _________A,电阻为 _________Ω,将它接入电压为4V的电路中,小灯泡的额定功率为 _________W。
【答案】1.5 4 9
【解析】根据可知小灯泡正常发光时的电流
根据欧姆定律可知灯泡正常发光时的电阻为
将它接入电压为4V的电路中,小灯泡的额定电压是一个固定值,小灯泡的额定功率也是一个定值,小灯泡的额定功率不变,为9W。
6、如图所示,小灯泡L上标有“2.0V 3W”字样,闭合开关S,小灯泡正常发光,电流表示数为2.4A。求:
(1)通过灯泡的电流;
(2)通过电阻R的电流;
(3)电阻R消耗的功率。
【答案】(1)1.5A;(2)0.9A;(3)1.8W
【解析】(1)由电路图可知,闭合开关,灯泡L与定值电阻R并联,电流表测干路电流,由可得,小灯泡正常发光时的电流
(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R的电流
(3)因并联电路中各支路两端的电压相等,且小灯泡正常发光,所以电阻R两端的电压
电阻R消耗的功率
7、在一次物理课上,同学们想探究电流跟电压的关系。实验器材有:电源、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,三个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω),导线若干。
(1)请用笔画线代替导线把图甲中的电路连接完整;(要求滑动变阻器的滑片向右滑动时滑动变阻器连入电路的阻值变大)
(2)连好电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑片,电流表指针均无偏转,而电压表示数接近电源电压,则原因可能是定值电阻_________;
(3)解决上述问题后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电流表示数如图乙所示,为_________A;
(4)小亮同学有意识地将R两端电压调到0.5V、1V、1.5V,并分别测出其对应的电流;而小辉同学则随意地将R两端电压调到0.4V、0.7V、1.6V,并分别测出其对应的电流。你赞同_________同学的做法,理由是___________________________;
(5)如图丙所示是某同学根据实验数据作出的某定值电阻的I-U图象,阴影部分的面积表示。
【答案】(1) (2)断路 (3)0.3 (4)小亮 见解析
定值电阻在其两端电压为1V时的电功率
【解析】(1)电流表应串联在电路中,由图乙知电流表用0~0.6A的量程。要求滑动变阻器滑片向右滑动时,滑动变阻器连入电路的阻值变大,则滑动变阻器的左下接线柱应连入电路,所以连接如下图:
(2)连好电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑片,电流表指针均无偏转,说明电路断路,电压表与定值电阻并联,而电压表示数接近电源电压,则原因可能是定值电阻断路。
(3)题图乙中电流表选用小量程,分度值为0.02A,读数为0.3A。
(4)我赞同小亮同学的做法,理由是小亮的电压成整数倍增加,更容易分析数据得出电流与电压的关系。小辉的电压变化规律不明显,导致电流随电压随电流的变化规律不易发现定量关系。
(5)根据题图丙可知,阴影部分的面积等于电流与电压的乘积,根据P=UI,可知阴影部分的面积表示定值电阻在其两端电压为1V时的电功率。
【知识点4】额定功率与实际功率
1、下列数据符合实际的是(  )
A.一节干电池的电压为36V
B.家用小挂式空调的电流约为5A
C.电饭锅的额定功率约为50W
D.新型火箭发动机的效率可以达到100%
【答案】B
【解析】A、一节干电池的电压为1.5V,故A错误;
B、家用小挂式空调的电流约为5A,故B正确;
C、电饭锅的额定功率约为1000W,故C错误;
D、新型火箭发动机需要克服摩擦做功,也存在内能损耗的效率,所以不可能达到100%,故错误。
2、为了让同学们养成关注生活和社会的良好习惯,物理李老师让同学们对身边一些常见的物理量进行估测。以下是他们交流时的一些估测数据,你认为数据明显符合实际的是(  )
A.初中物理课本的长为27 dm
B.电冰箱的额定功率约100W
C.普通家用照明灯的工作电流约2A
D.健康成年人的体温是39℃
【答案】B
【解析】A、27dm=2.7m,初中物理课本的长为27cm,不是27dm,故A不符合题意;
B、电冰箱的额定电流约为0.5A,额定功率:P=UI=220V×0.5A=110W,与100W相差不大,故B符合题意;
C、普通家用照明灯的工作电流约0.1A,故C不符合题意;
D、健康成年人的体温是36.5℃~37℃,故D不符合题意。
3、将小灯泡L1和L2接入电路,测得电流如图所示,下列说法正确的是(  )
A.L1两端电压比L2大
B.L1电流做功比L2快
C.L1的实际功率比L2小
D.L1发光时电阻比L2大
【答案】B
【解析】A、由图可知,两灯泡并联,并联电路中各支路电压都相等,则L1两端电压和L2两端电压相等,故A错误;
BC、根据P=UI可知,P1>P2,即L1的实际功率比L2大,由于功率表示电流做功的快慢,功率越大,做功越快,所以L1做功比L2做功快,故B正确,C错误;
D、已知图中灯泡发光时的电流分别为I1=0.4A,I2=0.3A,两灯泡并联,并联电路中各支路电压都相等,由R可知,L1发光时电阻比L2小,故D错误。
4、新能源汽车环保节能,但有续航里程、充电难和充电安全等问题,新能源汽车充电桩有快充和慢充两种。下列说法正确的是(  )
A.安装充电桩时不需要接地和漏电保护
B.若充电桩起火,第一时间应浇水扑灭
C.额定工作时,快充比慢充的功率大
D.额定工作时,快充比慢充消耗的电能多
【答案】C
【解析】A、安装充电桩时,为了安全,要接地线,每个充电桩在安装时都要装漏电保护器,故A错误;
B、若充电桩起火,应先关闭电源再施救,生活用水是导体,电器着火不能直接用水浇灭,否则可能会引起触电事故,故B错误;
CD、对同一台汽车充电,电池需要的电能是一定的,快充时间短,根据W=Pt可知,快充的功率大,慢充的时间长,功率小,故C正确,D错误。
5、下列表述不正确的是(  )
A.两灯泡串联在 220V 的电路中,甲灯泡较亮
B.细绳悬挂的两轻质带电小球保持静止,则两球一定带同种电荷
C.验证焦耳定律实验中,装置通电一分钟后,右管中的液面较高
D.每消耗的电能,电能表上的转盘转过3000 转
【答案】A
【解析】由图可知,甲乙两灯泡额定电压相同,由得
甲乙两灯泡串联在电路中,所以电流相等,由得
灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,所以乙灯泡较亮,故A错误;
细绳悬挂的两轻质带电小球保持静止,两球相互排斥,则两球一定带同种电荷,故B正确;
装置通电一分钟后,由焦耳定律可知,右侧电阻较大,产生的热量较多,所以右管中的液面较高,故C正确;
由表上的信息可知,每消耗的电能,电能表上的转盘转过3000 转,故D正确。
6、如图所示,电源电压保持不变,滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω,小灯泡的电阻RL=8Ω,R2<RL,闭合开关S,当滑片P置于b端时,小灯泡的实际功率为2W,忽略温度对小灯泡电阻的影响,则滑片P置于a端时小灯泡的实际功率可能是(  )
A.10W
B.15W
C.25W
D.30W
【答案】B
【解析】(1)由电路图知,当滑动变阻器滑片P置于b端时,灯泡L和定值电阻R2、滑动变阻器R1的最大阻值串联,
根据P=I2R可知,灯泡的实际功率:
PL=I2RL=I2×8Ω=2W,
解得:I=0.5A,
串联电路中总电阻等于各分电阻之和,由I可得,电源的电压:
U=I(R1+RL+R2);
(2)当滑片P在a端时,滑动变阻器接入电路中的电阻为0,灯泡L与R2串联,
此时电路中的电流:
I′I0.5A0.5A,
灯泡的实际功率:
PL′=(I′)2RL=(0.5A)2×8Ω,
当R2=0时,PL′=(0.5A)2×8Ω=(0.5A)2×8Ω=24.5W,
当R2=8Ω时,PL′=(0.5A)2×8Ω=(0.5A)2×8Ω=10.125W,
因为R2<RL,
所以10.125W<PL′<24.5W,结合选项可知,B符合,ACD不符合。
7、下列估测值最接近生活实际的是(  )
A.人的正常体温约为50℃
B.人的脉搏频率约1800次/分钟
C.一个鸡蛋的质量约50g
D.教室内电子白板的额定功率约为1000W
【答案】C
【解析】A、人的正常体温约为37℃,故A错误;
B、脉搏频率和心跳频率相同,大约70次/分钟,故B错误;
C、一个鸡蛋的质量约50g,故C正确;
D、教室内内电子白板的额定功率约为100W,故D错误。
8、两个灯泡连接在同一电路中,用电流表测得通过它们的电流相等,那么(  )
A.这两个灯泡可能并联
B.这两个灯泡的实际功率一定相等
C.这两个灯泡一定串联
D.这两个灯泡的规格一定相同
【答案】A
【解析】ACD、两个灯泡串联时,根据串联电路的电流规律可知,通过它们的电流一定相等;当它们并联时,若规格相同,因为并联支路两端的电压相等,且它们各自的电阻相等,由公式 可知,通过它们的电流也相等,所以两个灯泡可能串联,也可能并联,故A正确,C、D错误;
B、由于两个灯泡的规格可能不同,即电阻不同,由P=I2R可知,虽然电流相同,但实际功率可能不同,故B错误。
9、已知发光二极管与小灯泡的额定电压均为。把它们分别接在图甲、乙所示的电路中,闭合开关调节滑动变阻器使电压表的示数均为,发现比亮。用数显电流表测得通过的电流远小于通过的电流,下列说法正确的是(  )
A. 的实际功率比 大
B.若把 调到亮度和 相当,两灯泡的实际功率相同
C. 的额定功率比 大
D.若把 调到亮度和 相当, 的实际功率比 大
【答案】D
【解析】甲图中发光二极管与滑动变阻器串联接入电路,乙图中小灯泡与滑动变阻器串联接入电路,闭合开关调节滑动变阻器使电压表的示数均为,发光二极管与小灯泡的额定电压均为,此时发光二极管与小灯泡的实际功率等于额定功率,用数显电流表测得通过的电流远小于通过的电流,根据可知发光二极管实际功率小于小灯泡的实际功率,即发光二极管额定功率小于小灯泡的额定功率,故A、C错误;
BD.发光二极管实际功率小于小灯泡的实际功率,但比亮,说明发光二极管的光电转化率较大,若把调到亮度和相当,则需调小发光二极管的实际功率,则的实际功率比大,故B错误,D正确。
10、两白炽灯泡L1上标着“220V 100W”,L2上标着“220V 40W”现把它们串联后接入220伏的电路,下列说法正确的是(  )
A.L2的功率小于L1的功率
B.L1、L2的总功率小于100W大于40W
C.L1的功率小于25W
D.L1、L2功率之比是5∶2
【答案】C
【解析】由P=UI=可得,两灯泡的电阻分别为:
R1===484Ω
R2===1210Ω
两灯泡串联后接入220V的电路时,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:
I=
两灯泡的实际功率分别为:
P1′=I2R1=(A)2×484Ω=W≈8.2W
故C正确;
P2′=I2R2=(A)2×1210Ω=W≈20.4W
所以,L2的功率大于L1的功率,故A错误;
两灯泡的总功率:
P=P1′+P2′=8.2W+20.4W=28.6W40W
故B错误;
两灯泡的功率之比:
P1′:P2′=W: W=2∶5
故D错误.
11、标有“6V,3.6W”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6V的电源两端,每只灯泡的实际电阻为    Ω,实际功率为    W。
【答案】10;6;1.5。
【解析】(1)由P=UI得,小灯泡正常发光时的电阻:
R10Ω。
(2)把这种规格的两只灯泡串联接在6V的电源两端,每只灯泡两端的电压都为3V,
从图象上可以看出,此时电路电流约为0.5A,
每只灯泡的实际电阻:R′6Ω。
每只灯泡的实际功率:
P=U′I′=3V×0.5A=1.5W。
12、小劲有两只额定电压相同的小灯泡L1、L2,他想知道哪只灯泡的额定功率更大,于是将它们串联接入电路,如图所示。闭合开关,两只灯泡均发光,这时电压表V1的示数比V2的大,则此时实际功率较大的小灯泡是______。据此可判断:电阻值较大的小灯泡是_____、额定功率较大的小灯泡是_____。(均选填“L1”或“L2”)
【答案】L1 L1 L2
【解析】灯泡串联时,电流I1=I2,电压表V1示数比V2大,即U1>U2,由P=UI得:P1>P2,故L1的实际功率大。
根据欧姆定律变形可得:,又I1=I2,U1>U2,所以两灯泡的电阻关系为:R1>R2。
因为两灯泡的额定电压U相等,又R1>R2,根据可得额定功率P额1<P额2。故额定功率较大的小灯泡是L2。
13、有一只标有“3.8V;0.3A”的小灯牌,其中“3.8V”是指小灯泡的       。将小灯泡接在电源电压为3.0V的电路中,小灯泡实际的电功率是   W(灯丝电阻不变,结果保留两位小数)。小灯泡的亮暗由它的   (选填“额定功率”或“实际功率”)决定。
【答案】额定电压;0.71;实际功率。
【解析】小灯泡的规格“3.8V;0.3A”中“3.8V”是指小灯泡的额定电压。
小灯泡的规格灯牌上标出的是其额定电压与额定电流,则由欧姆定律可得,小灯泡的灯丝电阻为
将小灯泡接在电源电压为3.0V的电路中时,小灯泡实际的电功率为
小灯泡的亮度与实际功率有关,与额定功率无关。
14、茶是世界三大饮品之一,起源于中国,盛行于世界。
(1)烧水时,用额定功率为880W的电热壶正常工作5分钟,可以将一壶水烧至95℃,此过程需要消耗的电能为    J;
(2)用热水冲泡茶叶时,茶叶的温度升高,内能    ,这是通过    的方式改变了茶叶的内能;
(3)该水壶是利用电流的   效应工作的,日本家庭电路电压为110V,若将该电热水壶带去日本使用,则实际功率为
   W。
【答案】(1)2.64×105;
(2)增大;热传递;
(3)热;220。
【解析】(1)烧水时,用额定功率为880W的电热壶正常工作5分钟,可以将一壶水烧至95℃,此过程需要消耗的电能为W=Pt=880W×5min=880W×300s=2.64×105J;
(2)用热水冲泡茶叶时,茶叶的温度升高,内能增大,这是通过热传递的方式改变了茶叶的内能;
(3)该水壶是利用电流的热效应工作的;
该电热水壶的电阻为R55Ω;
日本家庭电路电压为110V,若将该电热水壶带去日本使用,则实际功率为P实220W。
15、在晚上的用电高峰期,小明发现自己房间的灯突然变暗了,他认为是灯的实际功率变小了,相同时间内消耗的电能也减少了。他又想:那么在此时使用电热水壶烧水同样也能省电。小明的想法正确吗?请你结合学过的电学知识帮助小明简要分析说明。
【答案】见解析
【解析】小明的想法不对。使用电热壶烧开一壶水消耗的电能(或水吸收的热量)是一定的,结合W=Pt可知电热水壶的实际功率变小时(或用电器两端的电压变小,电流也变小),需要的加热时间变大,所以不能省电。
16、白炽灯泡的灯丝烧断了,重新搭接上使用,发现比原来更亮了,请解释这一现象。
【答案】白炽灯泡的灯丝烧断重新搭接上后,灯丝总长度变短,总电阻变小;照明电路电压一定,根据P灯泡消耗的电功率变大,灯泡变亮。
【知识点5】用电器的铭牌含义
1、一只电热水壶的铭牌上标着“220V 1000W”的字样,以下说法正确的是(  )
A.该铭牌表示电热水壶的实际电压是220V,实际功率是1000W
B.该电热水壶正常工作时的电阻是484Ω
C.当电热水壶工作电压为110V时,其功率为500W
D.该电热水壶正常工作30min,消耗的电能为0.5kW·h
【答案】D
【解析】“220V 1000W”表示额定电压为220V,额定功率为1000W,故A错误;
电热水壶正常工作时的电阻
故B错误;
当电热水壶工作电压为110V时,其功率为
故C错误;
该电热水壶正常工作30min,消耗的电能为
故D正确。
2、将一个“3.8V 1W”的小灯泡直接接在电压为3V的电源两端,则(  )
A.小灯泡比正常发光时要亮
B.小灯泡的额定功率变大
C.小灯泡的额定功率变小
D.小灯泡的实际功率小于1W
【答案】D
【解析】小灯泡只有在额定电压下才能正常发光,已知U实<U额,所以小灯泡不能正常发光,灯泡的电阻一定,根据可知,P实<P额,灯泡发光较暗,故A不符合题意;
用电器的额定功率是用电器正常工作时的功率,额定功率的大小不变,与实际电压无关,故B、C不符合题意;
因为U实<U额,所以P实<P额,故D符合题意。
3、某同学家中有一个电热水器,上面标有“220V 2000W”的字样,下面关于这个电热水器的说法中正确的是(  )
A.这个电热水器正常工作时的电流是10A
B.这个电热水器正常工作时的电阻为484Ω
C.这个电热水器正常工作时的电压是220V
D.这个电热水器正常工作0.5 h消耗电能为1.8×106J
【答案】C
【解析】A.由P=UI可得,电热水器的额定电流:I9.1A,故A错误;
B.电热水器正常工作时的电阻为:R24.2Ω,故B错误;
C.这个电热水器正常工作时的电压是220V,故C正确;
D.由P可得,电热水器正常工作0.5h消耗的电能W=Pt=2000W×0.5×3600s=3.6×106J,故D错误。
4、标有“6V 6W”“3V 3W”的灯泡L1和L2(假设灯丝电阻不变),若将它们并联接在某电源上,两灯泡都发光,下列说法正确的是(  )
A.电源电压为9V时,灯泡L1、L2都正常发光
B.灯泡L1、L2的实际功率之比为2︰1
C.电源电压为3V时,通过灯泡L2的电流比L1大
D. L1比灯泡L2亮
【答案】C
【解析】两灯泡并联时,根据并联电路的电压特点,当电源电压为9V时,两灯泡两端的电压均为9V,而两个灯泡的额定电压均不等于9V,所以两灯泡不能正常发光,故A错误;
根据功率公式可得R1的电阻
R2的电阻
根据功率公式可知
P1︰P2=R2︰R1=3Ω︰6Ω=1︰2
因为L2实际功率大,所以灯泡L2比灯泡L1亮,故B、D错误;
电源电压为3V时,两灯泡两端的电压均为3V,因为R1 >R2,根据欧姆定律公式可知I15、标有“220V 25W”“110V 40W”“36V 40W”、“36V 60W”四种规格的灯泡,若都在正常工作,其中最暗的灯泡是(  )
A.“220V 25W” B.“110V 40W” C.“36V 40W” D.“36V 60W
【答案】A
【解析】四个电灯泡都正常工作,即为每个电灯泡得到的电压都是额定电压,实际功率都为额定功率,故“220V 25W”规格的灯泡的功率最小,亮度最暗。
故选A。
6、如图所示,是某液晶彩电的铭牌,下列说法正确的是
A.该彩电正常工作时,1s内消耗250W电能
B.1度电可供彩电正常工作40h
C.该彩电只能接在240V电压下使用
D.与“220V 60W“的灯泡相比,他们正常工作时,液晶彩电消耗电能快
【答案】D
【解析】250W表示该彩电正常工作时,1s内消耗250J电能,故A错;由W得t,故B错误;该彩电可接在220240V电压下使用,故C错误;与60W的灯泡相比,它消耗电能快,故D正确。
7、甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,不考虑两灯丝电阻随温度的变化,则下列说法中正确的是(  )
A.两灯泡均正常发光时,甲灯泡消耗的电能更少
B.两灯泡串联接在220V电源上,乙灯泡较亮
C.乙灯泡的实际功率一定是60W
D.将甲灯泡接入110V电路中,它的实际功率为10W
【答案】D
【解析】两灯泡均正常发光时,没有工作时间,无法比较两灯泡消耗的电能,故A错误;
额定电压相同,甲灯泡额定功率较小,由电阻较大;两灯泡串联接在220V电源上,电流相等,甲灯泡两端电压较高,甲灯泡较亮,故B错误;
接在不同电路中,灯泡的实际功率会发生变化,故C错误;
将甲灯泡接入110V电路中,电压降低一半,电流降低一半,功率变为额定功率的四分之一,它的实际功率为10W,故D正确。
8、有甲、乙两只灯泡分别标有“220V 40W”和“110V 40W”字样,当它们正常发光时,亮度情况是(  )
A.甲灯泡较亮 B.乙灯泡较亮 C.一样亮 D.无法判断
【答案】C
【解析】两个灯泡都在额定电压下工作,则
P实=P额
因为两个灯泡的额定功率都为40W,则两个灯泡的实际电功率相等,所以当它们正常发光时,两灯泡一样亮。故选C。
9、如图是某品牌手机充电器的铭牌,以下选项正确的是
A.充电器可以在110V电路中使用 B.充电器只能在220V电路中使用 C.充电器只能在5V电路中使用 D.充电器输出电压为240V
【答案】B
【解析】根据手机充电器的铭牌可知,220V表示充电器的额定输入电压是220V,因此该充电器,只能在220V电路中使用,
铭牌中输出3.7V伏表示充电器的输出电压为3.7V,故ACD错误,B正确。
10、一个标有“36V 10W”字样的灯泡,额定功率是______W,由三节新干电池串联组成的电池组的电压为______V,该灯泡在此电压下灯泡______(选填“能”或“不能”)正常发光。
【答案】10 4.5 不能
【解析】用电器正常工作的电压为额定电压,用电器在额定电压下的功率为额定功率,所以标有“36V 10W”字样的灯泡,额定功率为10W。
一节干电池电压为1.5V,所以三节干电池串联总电压为
该灯泡的额定电压为36V,在4.5V电压下低于额定电压,故不能正常发光。
11、如图甲所示的白炽灯泡是日常生活中重要的光源,小峰对图中的白炽灯泡和灯泡口进行了仔细观察后,结合所学有关知识,明白了许多道理;
(1)白炽灯泡上铁螺扣套和灯泡口螺扣上都有许多花纹(螺纹),这是为了增大它们之间的______力;
(2)该灯泡的额定电压是______V,该灯泡的额定功率是______W;
(3)灯丝用久了会变细,还会变暗,这是由于灯丝在高温下发生了______ (填物态变化名称)现象,同时使灯丝电阻变大而实际______变小的结果。
【答案】(1)摩擦 (2)220 25 (3)升华 功率
【解析】(1)白炽灯泡上铁螺扣套和灯泡口螺扣上都有许多花纹,是在压力一定时通过增大接触面粗糙程度,增大摩擦力;
(2)由图乙可知该灯泡的额定电压是220V,该灯泡的额定功率是25W;
(3)灯丝长时间使用在高温下会发生升华现象,使灯丝变细,电阻变大,由可知,电压不变,实际功率减小。
12、根据图中所示的两盏白炽灯泡的铭牌,可以知道:
①甲灯泡上的参数“100W”意思是:______;
②二者均正常发光时,甲灯泡的电阻______(选填“大于”“小于”或“等于”)乙的电阻。
【答案】在额定电压220V下工作时, 甲灯泡的功率为100W 小于
【解析】甲灯泡上的参数“100W”意思是:在额定电压220V下工作时, 甲灯泡的功率为100W。
正常发光时,甲灯泡的电阻为
乙的电阻为
所以甲灯泡的电阻小于乙的电阻。
13、(1)图1停表的读数是______;
(2)图2是小明家的电能表,小明断开其他用电器,只将“,”的电炉子接入电路,测得内电能表转盘转过81转,电炉子的实际功率为______,此时电炉子两端的实际电压______(选填“大于”“等于”或“小于”)它的额定电压。
【答案】(1)337.5 (2)810 小于
【解析】(1)由图1知,在停表的中间表盘上,中间有两个小格,所以一个小格代表,指针在“5”和“6”之间,偏向“6”一侧,所以分针指示的时间为
在停表的大表盘上,之间有10个小格,所以一个小格代表,指针在处,所以秒针指示的时间为,即停表的读数为
(2)表示接在这个电能表上的用电器每消耗的电能,电能表的转盘转动,转动时用电器消耗的电能
电炉子的实际功率
因为,所以此时电炉子两端的实际电压小于它的额定电压。
14、共享电动自行车满足了人们对短途出行的需求。某型号电动自行车的部分参数如表所示,厂家在电动自行车出厂前在水平路面上进行骑行测试。(g取10N/kg)
请解答下列问题:
(1)轮胎能承受的最大压力是多少?
(2)实际测试者质量为70kg,以最高时速匀速骑行时所受阻力为人、车总重力的0.03倍,则骑行100s牵引力做功的功率为多少?
(3)电池充满电后,该测试者始终以最高时速骑行,电池能量的80%用于牵引力做功,则骑行的路程为多少?
【答案】(1)根据p可知,轮胎能承受的最大压力为:
F压=pS=2×105Pa×1×10﹣2m2=2000N;
(2)最高时速匀速骑行时所受阻力为人、车总重力的0.03倍,则阻力为f=0.03(G人+G车)=0.03(m人+m车)g=0.03×(70kg+50kg)×10N/kg=36N,因车匀速行驶,故F=f=36N,
则骑行100s牵引力做功的功率为:
PFv=36N×6m/s=216W;
(3)蓄电池储存的电能:
W=UIt=UQ=50V×12A×3600s=2160000J,
电动自行车牵引力做功为:
W有=ηW=80%×2160000J=1728000J,
电动自行车行驶的路程为:
s48000m。
15、如图,是小明家新购置的便携式电热水杯及其相关参数。
(1)电热水杯正常工作时的电流是多少?
(2)电热水杯正常工作时,其加热电阻阻值是多少?
【答案】(1)由题图可知,电热水杯的额定电压为220V,额定功率为880W,则正常工作时的电流
(2)电热水杯正常工作时,其加热电阻阻值
16、下图是某电热水壶铭牌上的部分参数。
(1)该电热水壶正常工作时的电功率是多少?
(2)该电热水壶正常工作5min,求电流所做的功;
(3)在220V的家庭电路中,若将该电热水壶接在额定电流为5A的接线板(插座)上使用,请通过计算判断是否安全?
【答案】(1)根据题意可知,该电热水壶正常工作时的电功率是1500W。
(2)该电热水壶正常工作时的电功率是1500W,电热水壶正常工作5min,电流所做的功为
(3)根据题意可知,该电热水壶的额定电流为
由于该电热水壶的额定电流大于接线板(插座)的额定电流5A,所以该电热水壶接在接线板(插座)上不安全。
【知识点6】电功率的定义式P=W/t的应用
1、九一班开展“节约一度电”的主题活动。下列选项中,一度电可让其正常工作25h的用电器是(  )
A.电风扇 B.电饭锅
C.电熨斗 D.电热水器
A.答案A
B.答案B
C.答案C
D.答案D
【答案】A
【解析】一度电(1kW h),可让其正常工作25h,则该用电器的功率:
P0.04kW=40W,
电风扇的功率约为40W,电饭锅、电熨斗、电热水器的功率都在1000W左右,故只有A合实际。
2、的电能可供下列用电器正常工作时间最长的是( )
A. 节能灯
B. 电饭煲
C. 电视机
D. 电烤箱
【答案】A
【解析】节能灯、电饭煲、电视机和电烤箱四个用电器中,节能灯的电功率最小,根据可知,的电能可供下列用电器正常工作时间最长的是节能灯,故A符合题意,B、C、D不符合题意。
3、某电水壶工作2min,使图示电能表的转盘转过150r。则电水壶消耗的电能为   kW h,电功率为   kW,这些电能可供一只“220V,10W”的节能灯正常工作   h。
【答案】0.05;1.5;5。
【解析】电能表的转盘转过150r消耗的电能:W0.05kW h;
电热水壶的电功率:P1.5kW;
由P得,这些电能可供一只“220 10W”的节能灯正常工作的时间:t′5h。
4、如图甲为亮度可调的台灯,图乙是一个电位器(符号),可调节灯泡亮度。若该台灯内置电源,电源两端电压恒定为6V,灯泡的伏安特性曲线U﹣I图如图丁所示,电位器标有“20Ω,2A”字样。
(1)若当电位器旋钮顺时针转动时灯泡变亮,则应把接线柱a、b、c中的   接入电路中。
(2)现有6V电源1个、灯泡1只、电位器1个、开关1个,请在图丙方框中设计出该台灯的电路图。
(3)连接好器材以后闭合开关并转动旋钮,发现小灯泡忽明忽暗。拆开电位器外壳,发现碳膜电阻片(如图乙黑色弧形部分)磨损严重。这种电位器接在电路中,会造成   (选填“断路”或“短路”)。
(4)通过调节旋钮,当灯泡最亮时,电流为   A;当灯泡电压为2V时,电位器的电阻为   Ω。
(5)当电位器阻值调到最小时,灯泡正常发光,则灯泡的额定功率为多少W?通电2个小时消耗的电能为多少J?
【答案】(1)b、c;
(2)见解析图
(3)断路;
(4)1.0;8;
(5)灯泡的额定功率为6W;通电2个小时消耗的电能为43200J。
【解析】(1)电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻,从而改变电路的电流达到改变灯泡亮度的目的,若顺时针转动旋钮时灯泡变亮,这说明通过灯泡的电流变大,滑动变阻器接入电路的电阻变小,则应将b、c两个接线柱接入电路当中。
(2)根据上述分析,电路图如下
(3)碳膜电阻片(如图乙黑色弧形部分)磨损严重时,碳膜电阻片与滑片时而接触,时而断开,电路中出现断路现象,从而导致小灯泡忽明忽暗。
(4)当滑动变阻器阻值最小为0时,灯最亮,由图丙和丁可知,此时小灯泡两端的电压为6V,此时通过灯泡的电流为1.0A;
由图丁可知,小灯泡两端的电压为2V时,流过小灯泡的电流为0.5A,由串联电路电压规律得滑动变阻器两端电压UR=U﹣UL′=6V﹣2V=4V;
滑动变阻器接入电路中的电阻R8Ω;
(5)当滑动变阻器阻值最小为0时,此时小灯泡正常发光,由图丙和丁可知,此时小灯泡两端的电压为6V,通过灯泡的电流为1.0A;则灯泡的额定功率为P额=U额I=6V×1.0A=6W;
则灯泡通电2小时消耗的电能为W=P额t=6W×2×3600s=43200J。
5、如图所示,用来测量电能的仪表,这只电表此时的读数是
   kW h,当电路中只有一个电饭煲接入电路,正常工作10min,发现此电能表的指示灯闪烁了500次,则这个电饭煲的额定功率是   W。
【答案】5218.1;1000。
【解析】(1)由图可知,电能表此时的读数为5218.1kW h,
(2)已知每消耗1kW h的电能,指示灯闪烁3000次,则电能表的指示灯闪烁了500次,电饭煲消耗的电能:WkW hkW h,
电饭煲正常工作t=10minh,则该电饭煲的额定功率:P1kW=1000W。
6、暑假期间,小怡同学全家出去游玩了10天,出去之前,记下了家中电能表示数为2017.8kW h,回家后电能表示数如图所示,经检查,家中除电视机处于待机状态,其它用电器均已关闭,则电视机待机状态下总功率为   W,在此期间,消耗的电能可供额定功率为10W的台灯正常工作   h。
【答案】20;480。
【解析】根据图中电能表的最后一位数是小数,单位是kW h,回家后电能表示数为2022.6kW h,则电视机消耗的电能为
W=2022.6kW h﹣2017.8kW h=4.8kW h;
则电视机待机状态下总功率为

消耗的电能可供额定功率为10W的台灯正常工作时间为

7、如图甲所示为某太阳能百叶窗的示意图,它既能遮阳,还能发电。它的构造特点是百叶窗的叶片为太阳能电池板(以下简称电池板),其工作电路示意图如图乙所示,电池板将太阳能转化为电能(转化效率为10%),为蓄电池充电,蓄电池再向节能灯泡供电。设太阳每秒辐射到每平方米电池板上的能量为1.2×103J(即为1.2×103W/m2),电池板对蓄电池充电的功率为60W。蓄电池充满电后,能够让10盏“12V 3W”节能灯泡正常工作6小时。不考虑蓄电池充电和供电时的电能损耗。则:
(1)电池板对蓄电池充电,是将电能转化为______能的过程。
(2)白天蓄电池处于充电不供电状态,在图乙中应闭合______开关。
(3)10盏“12V 3W”节能灯泡正常工作时的总电功率为______W。
(4)要将剩余一半电量的蓄电池充满电,电池板需对蓄电池充电______小时,若充电电压为20V,则充电电流为______A。
(5)该百叶窗电池板的面积为______m2。
【答案】(1)化学 (2)S1 (3)30 (4)1.5 3 (5)0.5
【解析】(1)电池板对蓄电池充电时,是将电能转化为化学能的过程;
(2)由图乙知,要给蓄电池充电,需要闭合开关S1;
(3)一盏节能灯泡正常工作时消耗的电功率为3W,则10盏同样的节能灯泡正常工作时的总电功率为10×3W=30W;
(4)因为蓄电池充满电后,能够让10盏“12V 3W”节能灯泡正常工作6小时,说明充满电后的蓄电池具有的能量为:W=nPt=10×3W×6×3600s=6.48×105J,
当蓄电池的电量只有一半时,若要给蓄电池充满电,则需要充电能量为W=0.5×6.48×105J=3.24×105J,
又由得电池板需对蓄电池充电的时间为:,
若充电电压为U=20V,则充电电流为;
(5)太阳的辐射功率为,设太阳辐射到每平方米电池板的功率为P1,则百叶窗电池板的面积为。
8、小明学习了电功率的知识后,想利用家里的电能表(如图所示)和手表,测出一些家用电器的有关数据.
(1)当家里只有一台电冰箱在正常工作时,他测出电能表1分钟转了3圈,求电冰箱在这段时间消耗的电能是多少焦耳?
(2)当电冰箱和电热水壶同时工作时,他测出电能表1分钟转了33圈,求此时电热水壶的电功率是多少瓦?
(3)如果用此电热水壶把 1 kg 的水由 20℃ 加热至沸腾需要的时间是多少秒?[不考虑热量的损失,大气压为1标准大气压,水的比热容为4.2×10 3 J/(kg℃)]
【答案】(1)7200J (2)1200 W (3)280 s 
【解析】(1)电冰箱消耗电能为
W冰== kW h =7.2×103 J
(2)共消耗电能为W =33r×1 kW h /1500r= kW h =7.92×104J
电热水壶消耗电能为W热= W - W冰=7.92×104J -7.2×103 J = 7. 2×104J;t=1min=60s
电热水壶的电功率为P= =7. 2×104J/ 60s =1200W
(3)水吸收热量为
Q吸=cm (t-t0) = 4.2×103J/(kg℃) ×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J
消耗电能为W1=Q吸=3.36×105 J
时间为t==280s
9、把标有“2.5V 2W”的两个小灯泡并联到2.5V的电路中,两个小灯泡同时工作10min,求:
(1)通过每盏灯泡的电流是多少?
(2)两盏灯泡总功率是多少?它们10min消耗的总电能是多少?
【答案】(1)0.8A;(2)4W; 2400J
【解析】(1)由功率公式P=UI得每盏灯泡的电流
I===0.8A
(2)两个小灯泡并联到2.5V的电路中,都能正常工作,两盏灯泡的总功率
P总=2×P额=2×2W=4W
由P=得它们10min消耗的总电能
W=Pt=4W×10×60s=2400J
10、5月28日,五菱荣光mini新能源纯电动汽车上市,最低预售价为2.88万元,成为了最便宜的纯电动汽车。为该车提供能量的装置为锂离子电池组,当它给电动机供电时,电动机将驱动车轮行驶。电池容量为9.3kW·h,使用220V的家庭用电进行充电。每次慢充充满电需要6.5h,可以续航120km。求:
(1)该电动汽车慢速充电时的电流是多少?(结果保留一位小数)
(2)在对电池充电的过程中,电池相当于简单电路中的______(选填“电源”或“用电器”)。假设某次电动汽车的电池能量使用完毕,经过一次慢充充满电的过程中,家里的电能表指示灯泡闪烁了32000次(家里除电动汽车充电外没有其他用电器同时使用),电能表上铭牌标有3200imp/kW·h。则本次充电消耗了多少电能?
(3)该电动汽车慢速充电的效率是多少?
【答案】(1)6.5A (2)用电器 10kW·h (3)93%
【解析】(1)电动汽车慢速充电时的功率为
由P=UI可得,电动汽车慢速充电时的电流为
(2)在对电池充电的过程中,电池消耗了电能,电池相当于简单电路中的用电器。
本次充电消耗的电能为
(3)电动汽车慢速充电的效率为
11、如图所示为某电烤箱的铭牌,高温挡额定功率模糊不清。如图虚线内所示是电烤箱内部的简化电路图。R1和R2均为电热丝,R2=72.6Ω。求:
(1)电烤箱在低温挡正常工作10min电流做的功;
(2)R1的阻值;
(3)高温挡额定功率。
【答案】(1)电烤箱在低温挡正常工作10 min电流做的功为2.4×105J;
(2)R1的阻值为48.4Ω;
(3)高温挡额定功率为1000W。
【解析】(1)电烤箱在低温挡正常工作10 min电流做的功为
(2)旋钮开关接1时,R1和R2串联,此时总电阻较大,根据可知总功率较小,为低温挡,则R1和R2总电阻为
旋钮开关接2时,电路中只有R1,此时总电阻较小,根据可知总功率较大,为高温挡,则R1的阻值为
R1=R总﹣R2=121Ω﹣72.6Ω=48.4Ω
(3)结合(2)可知高温挡时,电路中只有R1,则高温挡额定功率为
12、小明的奶奶住在徐闻农村,她家的楼道灯泡在深夜时很容易烧坏。为解决这一问题,小明设计了如图所示的电路,L1和L2都是“220V 40W”。请回答下列问题:(设灯泡的电阻不变化,电源电压变化忽略不计)
(1)灯泡的电阻是多少 闭合开关S和S1,L1正常发光,工作5h消耗的电能是多少
(2)断开S1,闭合S,让两灯泡都发光,深夜灯泡就不容易烧掉了,请计算此时L1两端的电压。
(3)请计算两盏灯泡都亮时电路消耗的总功率是多少
【答案】(1) 1210Ω;0.2kW·h;(2)110V;(3) 20W。
【解析】(1)根据灯泡的额定电压和额定功率“220V,40W”可求出电阻,灯泡L2的电阻
R===1210Ω
两个开关都闭合时,L2被短路,只有L1接入电路,正常发光,L1正常工作5h消耗的电能
W=Pt=0.04kW×5h=0.2kW h
(2)当S1断开时,闭合S时,两灯泡都接入电路串联在电源两端,串联电路中的电流
I= ==A
L1两端的电压
U1=IR1=A×1210Ω=110V
(3)总功率可用总电压与总电流的乘积求出,两盏灯泡都亮时电路消耗的总功率
P总=UI=220V×A=20W
【知识点7】电功率的计算式P=UI及推导式的应用
1、如图甲所示,电源电压保持不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,滑动变阻器R1的规格为“50Ω,0.5A”。闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片P,测得多组数据。用测得的数据绘制了电流与滑动变阻器阻值的变化关系图(如图乙所示)。在保证电路安全的情况下,下列计算结果中正确的是(  )
A.电源电压为12V
B.R0的阻值为15Ω
C.滑动变阻器的阻值变化范围是10~50Ω
D.滑动变阻器的最大功率为0.9W
【答案】D
【解析】由图甲可知,定值电阻R0和滑动变阻器R1串联,电流表测电路中的电流,电压表测变阻器R1两端的电压;
由图乙可知,当滑动变阻器的阻值为R1=10Ω时,此时电路中的电流I=0.3A,
则R0两端的电压可表示为U0=IR0=0.3A×R0,此时变阻器两端的电压为U1=IR1=0.3A×10Ω=3V,
由串联电路的电压规律可得,电源电压:U=U0+U1=3V+0.3A×R0
同理,当滑动变阻器的阻值为R1′=50Ω时,此时电路中的电流I′=0.1A,
则R0两端的电压可表示为U0′=I′R0=0.1A×R0,此时变阻器两端的电压为U1′=I′R1′=0.1A×50Ω=5V,
由串联电路的电压规律可得,电源电压:U=U0′+U1′=5V+0.1A×R0
联立两式解得电源电压U=6V,R0的阻值为R0=10Ω,故AB错误;
当电路中的电流最大时,滑动变阻器的阻值最小,因电流表的最大测量值为0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A,所以电路中的最大电流为I大=0.5A,
此时R0两端的电压为:U0=I大R0=0.5A×10Ω=5V,
此时滑动变阻器两端的电压为:U滑=U﹣U0=6V﹣5V=1V,
则滑动变阻器的小阻值为:R滑小2Ω,
滑动变阻器的阻值越大,电路中的电流越小,电路越安全,
因此滑动变阻器的阻值变化范围为2Ω~50Ω,故C错误;
滑动变阻器消耗的电功率:P滑=I2R1=()2R1,
所以,当R1=R0=10Ω时,滑动变阻器消耗的电功率最大,且此时电路中电流为0.3A;
则滑动变阻器消耗电功率的最大值:P最大=I2R1=(0.3A)2×10Ω=0.9W,故D正确。
2、如图所示,电源电压为3V,灯泡L1和L2分别标有“1.5V 0.6W”、“2V 0.8W”,不考虑灯丝电阻随温度的变化。闭合开关后,下列说法正确的是(  )
A.L1正常发光
B.L2正常发光
C.电压表示数大于1.5V
D.电压表示数小于1.5V
【答案】C
【解析】闭合开关,L1、L2串联,电压表测L2两端的电压,灯泡L1和L2分别标有“1.5V 0.6W”、“2V 0.8W”,可求出L1和L2的电阻为:
R13.75Ω;
R25Ω;
AB、两灯串联在3V的电源上,不考虑灯丝电阻随温度的变化,电路中的电流为:
I0.34A;
L2两端的电压为:
U2=R2I=5Ω×0.34A=1.7V;1.7V<2V,故L2不能正常工作;
L1两端的电压为:
U1=U﹣U2=3V﹣1.7V=1.3V;1.3V<1.5V,故L1不能正常工作;
故AB错误;
CD、电压表测L2两端的电压,示数为1.7V,故C正确,D错误。
3、图甲中,电源电压为12V、电流表(0~0.6A)、电压表(0~15V)、滑动变阻器标有“?Ω   1A”字样,虚线框内是一个定值电阻或是一个小灯泡(6V   0.5A)闭合开关,在元件安全的情况下,使滑片P移动范围最大,得到滑动变阻器的图像如图乙。则:①虚线框内是小灯泡;②电路的最大功率为6W;③虚线框内元件和滑动变阻器的功率相等时,滑动变阻器的阻值为10Ω;④滑动变阻器最大阻值为20Ω。以上结论正确的有(  )
A. ③④
B. ②③
C. ①②
D. ①④
【答案】A
【解析】分析电路可知,虚线框内元件和变阻器串联,电压表测变阻器电压,电流表测电路电流。
①由图乙可知,变阻器的电流和电压成一次函数线性关系,根据串联分压规律可知虚线框内元件的电流和电压也成一次函数线性关系,而灯泡的电阻是变化的,所以虚线框内是定值电阻,故①错误;
②由图乙可知,电流最小时,变阻器电压为8V,则此时虚线框内定值电阻的电压为
滑动变阻器能通过最大电流为1A,电流表(0~0.6A)、则电路的最大功率为
故②错误;
③定值电阻的阻值为
根据,变阻器和定值电阻串联,电流相等,所以虚线框内定值电阻和滑动变阻器的功率相等时,二者电阻相等,即滑动变阻器的阻值为10Ω。故③正确;
④当电压表示数最大为8V时,电流为0.4A,此时滑动变阻器阻值最大为
故④正确。
故A正确,B、C、D错误。
4、如图甲所示电路,电源电压不变,图乙是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压关系图象。闭合S时,电压表的示数为2V,下列判断正确的是(  )
A.电源电压为6V
B.R的电阻为5Ω
C.闭合S时,R消耗的电功率为3.6W
D.闭合S时,电路的总功率为6W
【答案】C
【解析】闭合S时,R与L串联,电压表测L电压,此时电压表示数为2V,根据乙图可知此时电流为0.6A;
图中R电压4V时,电流为0.4A,电阻R10Ω;
根据串联电路的特点知,R的电流也是0.6A,R的电压U=I'R=0.6A×10Ω=6V,
根据串联电路电压规律知,电源电压U电=UL+U=2V+6V=8V;故AB错误;
闭合S时,R消耗的电功率为P=UI=6V×0.6A=3.6W,故C正确;
闭合S时,电路的总功率为P=U电I=8V×0.6A=4.8W,故D错误。
5、小泽同学根据他在电学实验课上获得的实验数据,绘制出如图所示的图象。其中图甲表示电阻R1,图乙表示电阻R2。根据图像信息可判断(  )
A.当R2两端的电压为8V时,电阻R2的阻值为10Ω
B.当R1两端的电压为2V时,通过它的电流为1.2A
C.当通过R2的电流为0.5A时,电阻R2的阻值为2Ω
D.当R1和R2并联在电压为4V的电路中,总电功率为3.6W
【答案】D
【解析】A、由图可知,当R2两端的电压为8V时,通过的电流为0.6A,由I可得,电阻R2的阻值为:
,故A错误;
B、由图可知,当R1两端的电压为2V时,通过它的电流为0.2A,故B错误;
C、当通过R2的电流为0.5A时,由图可知,R2两端电压为4V,则R2的电阻为:
,故C错误;
D.当R1和R2并联在电压为4V的电路中,根据并联电路电压规律可知,两电阻两端电压均为4V,
由图可知此时R1的电流为0.4A,R2的电流为0.5A,
干路电流为I=I1+I2'=0.4A+0.5A=0.9A,
总功率为:P=UI=4V×0.9A=3.6W,故D正确。
6、(2023·重庆B)如图甲所示的电路,电源电压恒定。闭合开关S,移动滑片P,电压表示数随电流表示数变化的图象如图乙所示。以下分析正确的是(  )
A.电源电压为10 V
B.R0最大功率为1 W
C.滑片P向左移动过程中,R0两端电压逐渐变小
D.滑片P向右移动过程中,电压表与电流表的比值变大
【答案】D
【解析】闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表测滑动变阻器两端的电压,由题图乙可知通过电路的电流最大为0.6 A时,滑动变阻器两端的电压为0,通过电路的电流最小为0.1 A时,滑动变阻器两端的电压为10 V,串联电路总电压等于各部分电压之和,根据欧姆定律可得U=IR0+UV,代入数据可得0.6 A×R0=0.1 A×R0+10 V,解方程可得R0=20 Ω,电源电压U=IR0+UV=0.1 A×20 Ω+10 V=12 V,故A错误;根据P=I2R可知通过电路的电流最大时,定值电阻的电功率最大,则R0最大功率为P0=I2R0=(0.6 A)2×20 Ω=7.2 W,故B错误;滑片P向左移动过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变小,则电路总电阻变小,根据欧姆定律可知通过电路的电流变大,根据U=IR可知定值电阻两端的电压变大,故C错误;滑片P向右移动过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变大,根据欧姆定律可知电压表与电流表的比值即滑动变阻器接入电路的阻值,所以电压表与电流表的比值变大,故D正确。
7、图甲中,电源电压为12V、电流表(0~0.6A)、电压表(0~15V)、滑动变阻器标有“?Ω   1A”字样,虚线框内是一个定值电阻或是一个小灯泡(6V   0.5A)闭合开关,在元件安全的情况下,使滑片P移动范围最大,得到滑动变阻器的图像如图乙。则:①虚线框内是小灯泡;②电路的最大功率为6W;③虚线框内元件和滑动变阻器的功率相等时,滑动变阻器的阻值为10Ω;④滑动变阻器最大阻值为20Ω。以上结论正确的有(  )
A. ③④
B. ②③
C. ①②
D. ①④
【答案】A
【解析】分析电路可知,虚线框内元件和变阻器串联,电压表测变阻器电压,电流表测电路电流。
①由图乙可知,变阻器的电流和电压成一次函数线性关系,根据串联分压规律可知虚线框内元件的电流和电压也成一次函数线性关系,而灯泡的电阻是变化的,所以虚线框内是定值电阻,故①错误;
②由图乙可知,电流最小时,变阻器电压为8V,则此时虚线框内定值电阻的电压为
滑动变阻器能通过最大电流为1A,电流表(0~0.6A)、则电路的最大功率为
故②错误;
③定值电阻的阻值为
根据,变阻器和定值电阻串联,电流相等,所以虚线框内定值电阻和滑动变阻器的功率相等时,二者电阻相等,即滑动变阻器的阻值为10Ω。故③正确;
④当电压表示数最大为8V时,电流为0.4A,此时滑动变阻器阻值最大为
故④正确。
故A正确,B、C、D错误。
8、图甲是灯泡L的图像,灯泡的额定电压为2.5V。将灯泡L接入图乙电路,已知电阻的阻值为,电流表量程为,电源电压可调。在电路安全工作的前提下,下列判断正确的是(提示:可在图甲中作出电阻的图像)(  )
A. 两条支路中的电流不可能相同
B. 灯泡实际功率总比电阻功率大
C. 电路总功率最大可达到1.5W
D. 电源可调的最大电压为1.8V
【答案】D
【解析】该题中,电流表在干路,最大干路电流为0.6A,由甲图可知,若灯泡正常发光,灯泡电流为0.26A,定值电阻的电流则为
此时干路电流
0.26A+0.5A=0.76A
0.76A大于0.6A,说明该电路最大电压不为2.5V。由甲图可知,电压为1.8V时,灯泡电流为0.24A,定值电阻的电流为
此时干路电流为
0.24A+0.36A=0.6A
则该电路最大电压为1.8V。
由甲图可知,最左边一个点算出其灯泡电阻为
由甲图可知,电压为1.8V时,灯泡电流为0.24A,此时灯泡电阻为
灯泡电阻变化范围为1.67Ω~7.5Ω之间,当灯泡电阻与R0相等时,电流相等,灯泡电阻可以达到5Ω,故两支路电流可能相等,故A错误;
并联电路中,灯泡与定值电阻两端电压相等,根据公式可知,电阻越大,实际功率越小,灯泡最大电阻为7.5Ω,大于R0,此时灯泡实际功率小于电阻功率,故B错误;
电流最大为0.6A,电压为1.8V,此时电功率最大,为
故最大功率为1.08W,达不到1.5W,故C错误;
由甲图可知,电压为1.8V时,灯泡电流为0.24A,定值电阻的电流为
此时干路电流为0.24A+0.36A=0.6A,则该电路最大电压为1.8V。故D正确。
9、小明将定值电阻、分别按如图甲、乙所示的方式连入电路中,已知,两电路中电源电压相等且保持不变,闭合开关S后,电压表和电流表的示数分别如图丙、丁所示,下列说法中正确的是(  )
A. 电源电压为3V
B. 乙图中通过的电流为0.6A
C. 的阻值为5Ω
D. 甲图中电路工作时消耗的功率为2.4W
【答案】D
【解析】由甲图可知,R1与R2串联工作,且R2=2R1,此时电压表测量R1两端的电压,由图丙可知R1的电压为2V,根据串联电路分压规律可知,R2两端的电压为
电源电压为
故A错误;
由乙图可知,R1与R2并联工作,此时电流表测量干路电流,示数为1.8A。则有
结合前面分析可知,电源电压为6V,又已知R2=2R1,解得R2=10Ω、R1=5Ω,此时通过R1的电流为
故B、C错误;
甲图中电路工作时消耗的功率为
故D正确。
10、如图所示,电源电压保持不变,R2=2R1,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样,闭合S1,断开S2,滑动变阻器的滑片位于最右端时,电压表的示数为3V,电路的总功率为P1;当闭合S2,断开S1,滑动变阻器的滑片移至中点时,电压表示数为1.2V,电路的总功率为P2。下列说法正确的是( )
A. P1:P2=4:5
B. 电源电压为12V
C. R1阻值为40Ω
D. 电路的最大功率为2.7W
【答案】D
【解析】闭合S1,断开S2,滑动变阻器的滑片位于最右端时,R1与R串联,电压表的示数为3V,此时电路中的电流为
当闭合S2,断开S1,滑动变阻器的滑片移至中点时,R2与R串联电压表示数为1.2V,此时电路中的电流为

故A错误;
由题意得
解之得电源电压U=6V,R1阻值R1=20Ω,R2阻值R2=40Ω;
故B、C错误;
当闭合S1、S2,滑动变阻器的滑片位于最左端时,滑动变阻器接入电路的阻值为0,电阻R1与R2并联,电路中的电阻最小,电流最大,电路的总功率最大。此时通过R1的电流为
通过R2的电流为
电路中的总电流为
电路的最大功率为
故D正确。
11、图甲为灯泡L的电流与电压关系的图像。将该灯泡接入图乙电路,电阻R阻值为10Ω,闭合开关S,电流表示数为0.2A,则电源电压为______V,干路电流为______A,此时灯泡L的电功率为______W。
【答案】2 0.45 0.5
【解析】定值电阻R与灯泡L并联,根据并联电路电压规律
电流表接在定值电阻R支路上,且示数为0.2A
故电源电压为2V。
由甲图可知,当灯泡电压为2V时,电流为0.25A,故干路电流为
此时灯泡L的电功率
12、如图所示电路,甲、乙两灯分别标有“6V 3W”和“6V 6W”字样,不考虑温度对灯丝电阻的影响。当电源电压调为6V时,闭合开关      ,甲、乙两灯并联,此时干路的总电流为   A;当电路中甲、乙两灯串联时,要使其中一个灯泡正常发光,另外一个灯泡不会被烧坏,则电源电压应该调为    V。
【答案】S2、S3;1.5;9。
【解析】根据P得,甲灯的电阻为:R112Ω;乙灯的电阻为:R26Ω;
甲灯正常发光通过的电流:
I10.5A,
乙灯正常发光通过的电流:
I21A,
由图可知,当S1断开,闭合开关S2、S3时,电流分别经过两个灯泡回到电源的负极,电流有两条路径,两灯并联;
此时电源电压是6V,两灯都能正常发光,并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以此时干路的总电流为:I=I1+I2=0.5A+1A=1.5A;
当电路中甲、乙两灯串联时,其中一灯恰好正常发光,所以甲能正常发光,此时电路中的电流:I′=I1=0.5A,
乙两端的电压:U′2=I′R2=0.5A×6Ω=3V,
电源的电压:U=U1+U′2=6V+3V=9V
13、小灯泡上标有“6V 3W”的字样,则小灯泡正常发光时的电阻为   Ω;若将小灯泡接在电源电压为9V的电路中,要使小灯泡正常发光,需要串联一个阻值为   Ω的定值电阻。
【答案】12 6
【解析】(1)已知灯泡L标有“6V 3W”(灯泡电阻不变),根据P可得灯泡L正常发光时的电阻:
RL12Ω;
灯泡正常发光时的电流:I额0.5A;
若将小灯泡接在电源电压为9V的电路中,要使小灯泡正常发光,则定值电阻两端电压U′=U0﹣U=9V﹣6V=3V;
6Ω。
14、小灯泡上标有“6V 3W”的字样,则小灯泡正常发光时的电阻为   Ω;若将小灯泡接在电源电压为9V的电路中,要使小灯泡正常发光,需要串联一个阻值为   Ω的定值电阻。
【答案】12 6
【解析】(1)已知灯泡L标有“6V 3W”(灯泡电阻不变),根据P可得灯泡L正常发光时的电阻:
RL12Ω;
灯泡正常发光时的电流:I额0.5A;
若将小灯泡接在电源电压为9V的电路中,要使小灯泡正常发光,则定值电阻两端电压U′=U0﹣U=9V﹣6V=3V;
6Ω。
15、通过小灯泡、定值电阻的电流随其两端电压变化的关系如题图所示,小灯泡是   (选填“A”或“B”)。已知灯泡的额定电压为2V,则灯泡L的额定电功率为   W;把小灯泡和定值电阻串联时,电路中的电流为0.4A,此时电路的总功率为   W。
【答案】A;1.2;2。
【解析】灯泡发光发热,灯丝电阻随温度的升高而增大,根据小灯泡、定值电阻的电流随其两端电压变化的关系图象可知,A图象的电阻逐渐变大,为灯丝;B图象的电阻不发生变化,为定值电阻;
灯泡L的额定电压为2V,从图中可知灯泡的额定电流为0.6A,根据P=UI可知灯泡L的额定电功率PL=ULIL=2V×0.6A=1.2W;
把R与L串联时,电流处处相等,电路中的电流为0.4A,从图中可知R与L两端的电压分别为4V、1V,此时电路的总电压U=U1+U2=4V+1V=5V,总功率P=UI′=5V×0.4A=2W。
16、图甲为低温液化制酒示意图,天锅内装有1m高的冷水,底部连有控制排水与注水的装置,该装置内部简化电路如图乙所示。电源电压恒为12V,为热敏电阻,其阻值随天锅中水温变化关系如图丙所示,当水温达到50℃时,排水口打开将水全部排出;Rp为压敏电阻,其阻值随水对锅底的压强变化关系如图丁所示,当水压为0时,注水口打开排水口关闭,将冷水注入天锅,注水高度达到1m时注水口关闭。(,g取10N/kg,不考虑水的蒸发)求
(1)水高为1m时,Rp的阻值;
(2)排水口刚打开时,电路中的电流;
(3)排水过程中,当的功率为1W时,Rp的阻值(设排水过程中水温保持50℃不变)。
【答案】解:(1)水高为1m时,压敏电阻受到液体产生的压强为
由图丁可知,的阻值为100Ω;
(2)当水温达到50℃时,排水口打开,热敏电阻为100Ω,根据串联电阻的规律及欧姆定律,排水口刚打开时,电路中的电流为
(3)水温达到50℃时热敏电阻为100Ω,当的功率为1W时,根据P=I2R可知,通过
根据串联电阻的规律及欧姆定律,的阻值
17、“格物”学习小组为了研究小灯泡亮度与功率大小的关系,连接了如图实物电路,电源两端电压保持不变,滑动变阻器最大阻值为。滑动变阻器的滑片置于最右端,S闭合,电压表示数为1.2V,电流表示数为0.12A,小灯泡发光很暗。
(1)求此时小灯泡的电阻和电源两端电压?
(2)向左移动滑动变阻器的滑片,当其接入电路中的电阻减小时,小灯泡恰好正常发光,电流表示数为0.2A,求小灯泡正常发光时的电功率?
【答案】解:(1)滑动变阻器的滑片置于最右端,S闭合,滑动变阻器和小灯泡串联,此时滑动变阻器的电阻最大为,电压表测小灯泡的电压,则此时小灯泡的电阻为
滑动变阻器两端电压为
则电源电压为
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻减小时,滑动变阻器的电阻为
此时滑动变阻器的电压为
则小灯泡两灯的电压为
小灯泡正常发光时的电功率为
18、学校开展了防溺水安全教育后,小华组经过合作探究,设计了一种可以戴在手腕上的防溺水定位求救报警器,其简化电路如图甲所示。已知电源电压为6V,报警器由电压表改装,R0是定值电阻,RP是压敏电阻,图乙是压敏电阻阻值RP随水深h变化的图象。报警器未浸入水中时,RP的阻值为40Ω,电流表示数是0.12A;报警器浸入水下深度h大于等于1m时,报警器报警,当h为1m时,R0两端的电压为1.5V。通过计算回答:
(1)报警器未浸入水中时,RP两端的电压是多少?
(2)报警器浸入水下深度h为1m时,通过RP的电流是多少?
(3)报警器浸入水下深度h为1m时,RP的电功率是多少?
【答案】解:(1)由图甲可知,两电阻串联,电流表测电路中的电流;报警器未浸入水中时,RP的阻值为40Ω,电流表示数是0.12A,则RP两端的电压为:
UP=I1RP=0.12A×40Ω=4.8V;
(2)由图乙可知,报警器浸入水下深度h为1m时RP的阻值为30Ω,此时R0两端的电压为1.5V,根据串联电路电压规律可知,RP两端电压为:
UP=U﹣U0=6V﹣1.5V=4.5V,
则通过RP的电流为:
IP0.15A;
(3)报警器浸入水下深度h为1m时,RP的电功率为:
P=UPIP=4.5V×0.15A=0.675W。
19、为了方便学生就餐,某学校餐厅使用了一款智慧餐盘,该系统可以自动识别餐盘中食品的种类和质量,并在显示屏上显示出价钱,通过人脸识别系统自动扣费。某实践小组在了解智慧餐盘的工作原理后,他们利用电压恒为24V的电源、量程为0~15V的电压表、定值电阻、滑动变阻器R(最大阻值为100Ω)等器材设计了一款自动称量装置,使用时,物体的质量可以从标注质量后的电压表表盘上直接读出。当餐盘不放物体时,滑片P恰好位于滑动变阻器的a端,如图甲所示。闭合开关S,滑片P从滑动变阻器的a端移动到b端的过程中,电压表的示数由0逐渐增大到15V,此过程的最大称量质量为2kg。实践探究过程中同学们还发现,滑片下移的距离与餐盘中所放物体质量的大小成正比,滑动变阻器a端与滑片P所在位置之间的阻值和aP之间的距离成正比。求:
(1)定值电阻在电路中的作用是什么?阻值为多少?
(2)整个电路消耗的电功率的变化范围是多少?
(3)当滑片P位于滑动变阻器的中点时,电压表的示数为多少(结果保留一位小数)?此时对应的物体质量为多少?
(4)实践小组在对电压表表盘进行质量标注的过程中发现,表盘上原刻度的每一小格对应的质量值是不同的,即质量刻度不均匀,如图乙所示。请设计一个可以实现质量刻度均匀的电路,在图丙方框内画出,并从节能的角度对甲、丙两个电路作出评价。
【答案】(1)根据甲图可知,定值电阻与滑动变阻器R串联,电压表测量R两端电压,在R接入电路中的电阻为0时,定值电阻可以保护电路;根据题意可知,电压恒为24V的电源、量程为0~15V的电压表、定值电阻、滑动变阻器R(最大阻值为100Ω),滑片P从滑动变阻器的a端移动到b端的过程中,电压表的示数由0逐渐增大到15V,此过程的最大称量质量为2kg,此时的电压是15V,滑动变阻器R接入电路阻值最大,为100Ω,此时电路中的电流是
定值电阻的阻值为
(2)根据题意可知,滑片P从滑动变阻器的a端移动到b端的过程中,电压表的示数由0逐渐增大到15V,所以滑片P在a端时,电路中只有定值电阻,根据
可知,整个电路消耗的电功率为
滑片P在b端时,定值电阻与滑动变阻器R串联,同理可知,整个电路消耗的电功率为
整个电路消耗的电功率的变化范围是;
(3)当滑片P位于滑动变阻器的中点时,滑动变阻器接入电路中的电阻为50Ω,此时电路中的电流为
电压表的示数为
滑片下移的距离与餐盘中所放物体质量的大小成正比,最大称量质量为2kg,当滑片P位于滑动变阻器的中点时,质量为1kg。
(4)要使表盘上刻度均匀,必须保证电流不变,电压表示数与它所跨接的部分阻值成正比,电路如图:
与图甲相比,该电路电流最小且保持不变,比图甲电路更节能。
20、图甲是某物理兴趣小组设计的简易“坐位体前屈”测试仪,其简化原理如图乙。在测试中,测试的同学向前水平推动测试仪的滑块(相当于向右移动图乙中滑动变阻器的滑片P),用电压表的示数来反映被测试者的成绩。电源的电压恒为6V,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器R1标有“20Ω;1.5A”的字样,定值电阻R2=10Ω。闭合开关S,求:
(1)当滑动变阻器连入电路的阻值R1=2Ω时,电压表的示数。
(2)在保证电路元件安全的情况下,电路消耗总功率的最小值。
【答案】解:(1)由图可知,滑动变阻器与定值电阻R2串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,当滑动变阻器连入电路的阻值R1=2Ω时,电路总电阻
R=R1+R2=10Ω+2Ω=12Ω
电路电流
滑动变阻器两端的电压
(2)由P=UI可知,电源电压恒定,电流越小,电路消耗电功率越小,则滑动变阻器阻值最大时,电路中的电流最小;因为电压表最大示数为3V,定值电阻R2两端电压
则电路中的最小电流
由P=UI可知,电路中的最小电功率
Pmin=UImin=6V×0.3A=1.8W
21、(2022·深圳)小明设计了如图甲的模拟智能测温报警电路:电源电压调为12 V,报警器(电阻不计)通过的电流超过10 mA时就会报警,热敏电阻RT的阻值随温度t的变化关系如图乙所示。要求:当所测温度达到或超过37.3 ℃时,系统报警。
(1)计算R0。
(2)38 ℃时电流约为多少?
(3)36 ℃到40 ℃过程中,电路最大总功率。
【答案】(1)R0的阻值为800 Ω;
(2)38 ℃时电路中的电流为0.011 A;
(3)36 ℃到40 ℃过程中,电路最大总功率为0.144 W。
【解析】(1)题图甲中R0与热敏电阻RT串联,电流为10 mA时,电路中的总电阻:R===1 200 Ω,从题图乙可知37.3 ℃时热敏电阻RT的阻值为400 Ω,R0的阻值:R0=R-RT=1 200 Ω-400 Ω=800 Ω;
(2)从题图乙可知38 ℃时热敏电阻RT的阻值为300 Ω,电路中的电流:I==≈0.011 A;
(3)串联电路中电源电压一定,由P=可知,电路中的电阻最小时,电路总功率最大,36 ℃到40 ℃过程中,热敏电阻RT的阻值最小为200 Ω,电路最大总功率:P最大===0.144 W。
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