第22讲 电功 电功率
课时1
基础练
一、选择题
1.[2025衡水枣强一模]如图1所示,在公共场所的入口设有自动测温设备,此设备除了测温还能记录通过的人数。如图2所示是计数电路图,为定值电阻,是光敏电阻,电源电压为。闭合开关,无人通过时,光敏电阻阻值为 ,电压表示数为,有人通过时,挡住入射到光敏电阻上的光,电压表示数变为,装置计数一次。关于该设备,下列说法正确的是( )
图1 图2
A.有人通过时,的阻值变小了
B.有人通过时,电路总功率变大
C.有人通过时,的阻值为
D.无人通过时,的功率为
二、非选择题
2.[2025衡水安平一模]用如图所示的装置可探究电流产生热量与_ _ _ _ (选填“电流”或“电阻”)的关系,若通过的电流为,通电,产生的热量为_ _ _ _ 。若将更换为 的电阻,_ _ _ _ (选填“仍能”或“不能”)完成该实验探究。
3.[2025石家庄裕华一模]某电热水壶有“加热”和“保温”两个挡位,其简化电路如图所示,、为阻值不变的加热电阻。开关接_ _ _ _ (选填“1”或“2”)时电热水壶为加热挡位。小明为了测量该电热水壶的加热功率,把家中的其他用电器都与电源断开,让电热水壶在加热挡位工作,内消耗电能,该电热水壶的加热功率为_ _ _ _ ,的阻值为_ _ _ _ 。
4.[2020河北节选]学习了电功率后,小明利用如图甲所示的电路图来探究小灯泡功率跟电阻的关系。规格为“”、额定电压是、额定电压是,可调电压电源。图丙是小灯泡和的图像。
甲 乙 丙
(1) 请根据图甲所示电路图用笔画线代替导线将图乙所示实物图补充完整。
(2) 电路连接完成后,小明只闭合开关,发现电流表有示数,但小灯泡不发光,原因是_ _ _ _ _ _ _ _ 。
(3) 如表是实验中的相关数据。
实验次数 开关状态 电源电压 电流表示数 小灯泡电阻 小灯泡功率
1 只闭合
2 只、闭合
3 只、闭合
4 、、均闭合
第1次实验中电源电压_ _ _ _ ,的阻值_ _ _ _ 。
(4) 分析表中数据可得出,规格不同的小灯泡消耗的实际功率跟电阻的关系是:
① _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;
② _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
提升练
5.[2025保定莲池一模]如图所示电路中,电源电压保持不变,小灯泡标有“”字样,定值电阻的阻值为 ,滑动变阻器标有“”。 当的滑片置于最左端时,只闭合开关,灯泡正常发光。
(1) 求小灯泡的额定电流。
(2) 滑片置于最左端,闭合、,求内电路产生的热量。
(3) 滑片置于最右端,只闭合,移动滑片,的电功率占电路总功率的比值最小时,求的电功率。
6.[2025石家庄四区联考]如图所示,电源电压保持不变,。若只闭合时,电流表的示数为,消耗的功率为;若只闭合时,通过的电流为,消耗的功率为,消耗的功率为,且,求:
(1) 的大小。
(2) 电源电压的值。
(3) 电路消耗的最小功率。
课时2
基础练
一、选择题
1.[2025江苏扬州]如图,电源电压可调,是阻值为 的定值电阻,为敏感元件,其阻值随电流增大而减小。电源电压从零增大,电路中电流逐渐增大。当电流为时,两端电压为。的功率为,的功率为。则( )
A.时,可能等于 B.时,一定小于
C.时,一定等于 D.时,一定小于
2.[2025石家庄一模]图甲所示是利用热敏电阻测量温度的电路,图乙所示是热敏电阻的阻值随温度变化的关系图。电路中电源电压保持不变,热敏电阻的测温范围是。某次测量时滑片位于滑动变阻器中点处,当温度为时,热敏电阻的阻值与滑动变阻器连入电路的电阻恰好相等,且此时灵敏电流计示数为。闭合开关,下列分析正确的是( )
A.电源电压为
B.保持变阻器滑片不动,随着温度降低,电流表的示数变小,电路总功率变小
C.保持变阻器的滑片在中点,电路中电流为时,温度为
D.若变阻器的滑片在最右端不动,在热敏电阻的测温范围内,电路总功率的范围为
二、非选择题
3.[2025保定模拟]电动汽车,绿色环保,在方便出行的同时也存在安全隐患。某品牌电动汽车在充电电压为的直流充电桩充电时,其功率与储能比(电池当前储能占充满状态储能的百分比)的关系如图所示,在、、、四段充电过程中,_ _ _ _ 段最容易使导线升温、老化,甚至引起火灾;其中段耗时,则该段消耗的电能为_ _ _ _ 。
4.[2025张家口一模]如图甲所示的电热杯垫有加热和保温两个挡位,图乙为其简化电路图,、为加热电阻丝(忽略温度对电阻的影响),已知电源电压且保持不变, ,开关_ _ _ _ _ _ 闭合,电热杯垫处于保温挡;当电热杯垫处于加热挡时,其功率为,加热电阻丝消耗的功率为_ _ _ _ ,加热电阻丝的阻值为_ _ _ _ 。
5.[2025邢台平乡一模]小明利用图甲所示的电路,测量额定电压为的小灯泡的电功率。
(1) 用笔画线代替导线,将图甲中的电路补充完整。要求:导线不得交叉,滑动变阻器的滑片向左移动时,电路中的电流变大。
(2) 连接电路后,闭合开关,小灯泡不发光,电压表有示数,电流表无示数,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡都不会发光,两电表示数均无变化。产生这一故障的原因可能是_ _ _ _ _ _ _ _ 。
(3) 排除故障后,移动滑动变阻器的滑片到某一位置,小灯泡正常发光,电流表的示数如图乙所示,此时通过小灯泡的电流为_ _ _ _ A,小灯泡的额定功率为_ _ _ _ 。
(4) 继续移动滑动变阻器的滑片,记下了多组电压值和电流值,根据测得的数据绘成如图丙所示图像。根据图像可知,小灯泡的电阻是变化的,其原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(5) 利用图丁所示电路,测出额定电压为的小灯泡的额定功率(定值电阻阻值已知,电源电压未知),实验步骤如下。
①闭合开关、,断开开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为;
② 保持滑动变阻器的滑片不动,_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ (填写各开关断开或闭合),读出电压表的示数为;
③ 则小灯泡的额定功率_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ (用、、表示)。
提升练
6.[2021河北]如图所示,小灯泡规格为“”, ,电源电压不变,电流表的测量范围为“”“”。闭合开关,小灯泡正常发光。
(1) 求的功率和电源电压。
(2) 拆除小灯泡,从规格分别为“”“”的滑动变阻器中选择其中之一,以及若干导线连入电路。选择哪种规格的变阻器电路消耗的功率最大 最大功率是多少
第22讲 电功 电功率
课时1
基础练
一、选择题
1.C
二、非选择题
2.电流; 300; 仍能
3.1; 1 100; 44
4.(1) 如图所示
(2) 电源电压低
(3) 4; 4
[解析]只闭合开关,三个小灯泡串联,由实验1的数据可知,此时电流为,则两端电压,由图丙可知,当电流为时,两端电压为,两端电压为,故电源电压;的电阻 。
(4) ① 在电流相同的条件下,小灯泡功率与电阻成正比
② 在电压相同的条件下,小灯泡功率与电阻成反比
提升练
5.(1)
[解析]小灯泡的额定电流。
(2)
[解析]当的滑片置于最左端时,只闭合,此时电路为只有小灯泡接入的简单电路,因为小灯泡正常发光,可知电源电压;滑片置于最左端,闭合、,此时小灯泡与定值电阻并联,变阻器连入电路的阻值为零,则内电路产生的热量。
(3)
[解析]滑片置于最右端,只闭合,此时定值电阻与变阻器串联,滑动变阻器标有“”,可知电路最大电流为,移动滑片,的电功率占电路总功率的比值最小时,设
,要使最小,则最大,即最小,又,则 ,此时。
6.(1)
[解析]只闭合时,消耗的功率为,
只闭合时,消耗的功率为,
由题意可知,,即,则。
(2)
[解析] ,
根据串联电路电压规律和欧姆定律,因电源电压不变,有,
即,
解得 , ,
电源电压。
(3)
[解析]根据可知,当电路的总电阻最大时,电路的功率最小,因并联电路的总电阻小于任一电阻,串联电路的总电阻大于任一电阻,且,
当与串联时,即只闭合时,电路的总电阻最大,
,
电路消耗的最小功率。
课时2
基础练
一、选择题
1.B
[解析]图中两个电阻串联,通过的电流始终相等,当电流为时,两端电压,根据串联电路的电压特点可知,此时电源电压;的阻值 ,即两个电阻大小相等,而电源电压从零增大,电路中电流逐渐增大,的阻值随电流增大而减小,因此,当或时,电源电压与相比减小,故电流减小,则阻值大于 ,比大,根据知,一定小于,错误,正确;当或时,电源电压与相比增大,故电流变大,则阻值小于 ,比小,根据知,一定大于,、错误。
2.B
二、非选择题
3.BC; 7.5
4.; 10; 5
5.(1) 如图所示
(2) 小灯泡断路
(3) 0.26; 0.65
(4) 灯丝电阻随温度升高而变大
(5) ② 断开开关,闭合开关、
③
提升练
6.(1) ;
[解析]电路中的电流,
两端的电压,
的功率,
电源电压。
(2) “ ”;
[解析]若与滑动变阻器串联,当滑动变阻器接入电路中的阻值为零时,电路中的电流最大,最大电流
。
若与滑动变阻器并联,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以通过两滑动变阻器的最小电流分别为
,。
因“”的滑动变阻器允许通过的最大电流为,所以,该规格的滑动变阻器不能与定值电阻并联;“”的滑动变阻器允许通过的最大电流为,所以,该规格的滑动变阻器能与定值电阻并联。此时电路的最大总电流
大大。
综上可知,当“”的滑动变阻器与定值电阻并联时,电路的总功率最大。
则电路消耗的最大功率。