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双减作业本15.2电功率(第1课时)
1.了解电功率的概念及其计算公式。
2.了解用电器的额定功率。
3.能利用电功率公式进行简单的计算。
(巩固性作业)
1.以下单位中,属于电功率单位的是( )
A.千克 B.牛顿 C.帕斯卡 D.瓦特
2.关于电功率,下列说法正确的是( )
A.电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量
B.电功率是表示用电器消耗电能多少的物理量
C.用电器消耗的电能越多,电功率就越大
D.用电器工作时间越长,电功率越大
3.一台洗衣机的电功率是500W,表示该洗衣机( )
A.1s内电流做功500W
B.1s内输出机械能500J
C.1s内消耗的电能是500W
D.1s内消耗的电能是500J
4.关于标有“6V 3W”字样的小灯泡(忽略温度对灯丝电阻的影响),下列说法正确的是( )
A.小灯泡的实际电压是 B.小灯泡正常发光时的功率是
C.小灯泡的电阻为 D.小灯泡正常发光时的电流是
5.LED灯的能耗小,造价低,使用寿命长。若一个LED台灯,用电压为6V的电源供电,正常工作电流为300mA。此LED台灯正常工作时的电功率为( )
A.1.8W B.18W C.180W D.1800W
6.通过甲、乙两灯的电流之比为3∶2,灯两端的电压之比为1∶2,则两灯电功率之比为( )
A.1∶6 B.4∶3 C.3∶4 D.6∶1
7.如图所示,闭合开关,发现甲灯泡比乙灯泡亮。在该电路中,关于两灯泡的实际电流、实际电压、电阻、实际电功率和额定电功率大小的判断(已知两灯的额定电压相同,且灯丝的电阻均不随温度的变化而变化),下列说法正确的是( )
A.,,
B.,,
C.,,
D.,,
8.1kW·h的电能可以供一只“220V,100W”的灯泡正常工作 h,它正常工作的电流是 A。
9.如图所示电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合、S1断开时,电压表示数为3V,电流表示数为0.5A,则R1的阻值为 Ω;已知R2的阻值为12Ω,当开关S、S1都闭合时,电流表的示数为 A,此时电路消耗的电功率为 W。
10.如图所示,电源电压保持不变,R0=25Ω。闭合开关S,电压表示数为4V,电流表示数为0.2A。求:
(1)电阻R1的阻值;
(2)电源电压;
(3)电阻R1的实际功率。
(拓展性作业)
11.智能手机耗电达到一定值时,会自动提示用户采用“省电模式”,在这种模式下,可延长手机电池的供电时间,其原因可能是( )
A.增大了电池的输出电流 B.增大了手机的工作电压
C.减小了电子线路的电阻 D.减小了电池的输出功率
12.灯泡L1标有“6V 6W”的字样,L2标有“12V 6W”的字样,灯丝的电阻与温度无关。为保证用电器的安全,下列说法正确的是( )
A.两灯串联时,电源电压最高为18V
B.两灯都正常发光时,L1会比L2亮一些
C.两灯并联时,干路电流最高为1.5A
D.两灯串联时,电路消耗的电功率最高为7.5W
13.甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中不正确的是( )
A.甲灯的额定功率是一定的
B.两灯均正常发光时,甲灯灯丝电阻较大
C.两灯均正常发光时,相同时间内乙灯消耗的电能较多
D.将乙灯接入110V电路中,它的实际功率为50W
14.额定电压相同的电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程中消耗的电能W和通电时间t的关系如图所示。关于这三个用电器,下列判断正确的是( )
A.正常工作时,电热水壶比电烤箱产生的热量少
B.正常工作时,电热水壶比电饭锅的功率大
C.正常工作时,通过电饭锅的电流最大
D.正常工作时,电热水壶的电阻最大
15.连接如图所示的电路,闭合开关后,调节滑动变阻器,观察到白炽灯泡比亮。关于此实验,下列说法正确的是( )
A.、规格是相同的 B.通过的电流比通过的电流大
C.对应的电压表示数比的大 D.的额定功率一定比大
16.甲灯标有“220V 40W”,乙灯标有“220V 60W”,则它们正常发光时的电阻大小关系为 (选填“>”“”或“”);若把这两盏灯串联接入家庭电路中, (选填“甲”或“乙”)灯更亮些;若把这两盏灯并联接入家庭电路中,两盏灯的总功率是 W。
17.在研究小灯泡亮度时,小林同学分别让灯泡L1 与灯泡L2 正常工作,已知L1与L2的规格分别为“12V 3W”与“6V 3W”,则 (选填“L1更亮”、“L2更亮”或者“一样亮”)。仔细观察会发现 的灯丝比较粗。他将两灯串联接入电路中,则电路两端可加的最大电压为 V。(忽略温度对小灯泡电阻的影响)
18.某同学家中的电热水壶标有“220V 880W”。求:
(1)电热水壶的额定电流I。
(2)电热水壶的电阻R。
(3)电热水壶正常工作t=5min消耗的电能W。
(4)1kg的水从升高到吸收的热量。[]
19.晚上是用电高峰,家用电器工作时往往达不到额定的电压和电功率。晚上,小明在家中做了如下实验:他先关闭了家中所有用电器,查看自己家的电能表示数,如图所示。随即只让一个标有“220V,1210W”的电水壶盛满水持续工作3min,电能表的示数变为209.49kW·h,电水壶的电阻保持不变,求:(为方便计算,部分数据已作近似处理)
(1)电水壶的电阻;
(2)电水壶工作时的实际电功率;
(3)小明家此时的实际电压。
(探究性作业)
20.如图所示,标明了每个小灯泡的额定功率和额定电压,则其中灯泡都能正常发光的是( )
A. B.
C. D.
21.小方同学家中手电筒里有一颗小灯泡,小灯泡L上标的额定电流是0.2A,而额定电压字样磨掉不清楚,于是小方利用所学电学知识设计了如图甲所示的实验电路来测定小灯泡上标的额定电压值。完成下列问题:
(1)请按照小方设计的电路图,帮助她用铅笔画线代替导线,把上面乙图中实物连接图补充完整;
(2)小方完成实验操作后,并根据实验中测得电压表和电流表的多组数据,绘制了如图丙所示的图象。小方看到图象发生弯曲,通过计算和查阅有关资料才知道,灯丝的电阻随灯丝温度的升高而 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。根据图象可知,该灯泡的额定电压是 V,当灯泡两端的电压为1.5V时,小灯泡的实际功率为 W。
22.生活用电离不开物理,在用电高峰时,我们会发现家庭电路中的白炽灯比正常发光时要暗一些,同学们在学习了电学知识后,对这一现象进行了调查研究。如图所示,供电电源的电压始终保持230V不变,已知输电线的电阻为10欧姆,用户得到的电压是220V。求:
(1)若家庭电路中都是标有“220V,11W”的白炽灯,有多少盏灯在正常工作;
(2)用电高峰时,若输电线中的电流为2A,则标有“220V,11W”的白炽灯的实际功率;
(3)请你说明为什么用电高峰时,白炽灯比正常发光时要暗一些。
答案部分
核心巩固:
1.【答案】D
【解析】电功率的公式为 ,其中 的单位是焦耳(J), 的单位是秒(s),因此电功率的单位为焦耳/秒(J/s),即瓦特(W),故ABC不符合题意,D符合题意。
故选 D。
2.【答案】A
【解析】A.电功率的物理意义就是表示用电器消耗电能的快慢,比如100瓦的灯泡比25瓦的灯泡消耗电能快,故A正确;
B.表示用电器消耗电能多少的物理量是电功,不是电功率,故B错误;
CD.电功率大小由电功和时间共同决定。仅电功多(消耗的电能多),若时间很长,电功率不一定大;
同理,仅工作时间长,若电功很小,电功率也不会大,电功率与工作时间长短没有直接的决定关系,故CD错误。
故选A。
3.【答案】D
【解析】电功率的物理意义是 “单位时间内电流所做的功(或用电器消耗的电能)”。一台洗衣机的电功率是500W,表示该洗衣机每秒钟消耗的电能是500J(或电流通过洗衣机每秒做功500J)。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
4.【答案】C
【解析】由题干可知,忽略温度对灯丝电阻的影响,额定电压为,额定功率,通过公式计算电阻为
正常发光时的电流为
A.“6V”是额定电压,实际电压由电路决定,不一定等于6V,故A错误;
B.“3W”是额定功率,正常发光时功率应为3W,不是6W,故B错误;
C.通过公式计算为,电阻与计算结果一致,故C正确;
D.正常发光时的电流是 0.5A,不是0.2A,故D错误。
故选C。
5.【答案】A
【解析】此LED台灯正常工作时的电功率
故选A
6.【答案】C
【解析】两灯电功率之比
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
7.【答案】B
【解析】灯泡的亮暗程度由实际功率决定,已知甲灯较亮,乙灯较暗,则甲灯泡的实际功率大于乙灯泡的实际功率,即。由图可知,两灯串联,由于串联电路中电流处处相等,即,由可知,甲灯的电阻大于乙灯的电阻,即。由U=IR可知,甲灯两端的实际电压大于乙灯两端的实际电压,即。已知两灯的额定电压相同,且,根据可知,甲灯的额定功率小于乙灯的额定功率,即。故ACD错误,B正确。
故选B。
8.【答案】10 0.45
【解析】[1]由可知,灯泡正常工作的时间
[2]由可知,灯泡正常工作的电流
9.【答案】 6 0.75 2.25
【解析】[1]当开关S闭合、S1断开时,只有电阻R1接入电路,电压表测电源电压,电流表测电路的电流,则:
电源电压
电路中的电流
电阻R1的阻值
[2]当开关S、S1都闭合时,两电阻并联,电流表测干路的电流
通过R2的电流为
电流表的示数
[3]此时电路消耗的电功率
10.【答案】(1)20Ω (2)9V (3)0.8W
【解析】(1)由电路图可知,电阻R0和R1串联,电压表测量R 两端的电压U1,电流表测量电路中的电流I。
根据题意可知,R1两端的电压U1 = 4V,通过R 的电流I = 0.2A。
由欧姆定律 可得,电阻R 的阻值为:
(2)在串联电路中,电流处处相等,所以通过R0的电流也为I =0.2A。
根据欧姆定律,电阻R 两端的电压为:
根据串联电路的电压特点,电源电压U等于各部分电路电压之和,即:
(3)电阻R1的实际功率P1为
素养提升:
11.D
【详解】智能手机耗电达到一定值时,剩余的电能也是定值,由W=Pt可知,要延长手机的工作时间,需要减小电池的输出功率,而手机工作的电压(电池的输出电压)是不变的,要减小电池的输出功率,由P=UI可知,在省电模式下,应减小电池的输出电流,因电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关,所以电子线路的电阻不变,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
12.D
【详解】AD.由得,两灯泡正常工作时电流分别为
则两灯的电阻分别为
两灯串联时,根据串联电路电流的特点可知,电路允许通过的最大电流为0.5A,根据串联电路电压的特点和欧姆定律可知,电源电压最高为
则电路消耗的电功率最高为
故A错误,D正确;
B.灯泡的亮度取决于实际功率。两灯都正常发光时,它们的实际功率都等于额定功率,均为6W,所以两灯一样亮,故B错误;
C.根据并联电路电压的特点可知,两灯并联时,电源电压最大为6V,根据并联电路电流的特点和欧姆定律可知,干路电流为
故C错误。
故选D。
13.D
【详解】A.灯泡的额定功率是一定的,实际功率随着实际电压的变化而变化,所以甲灯的额定功率是一定的,故A正确,不符合题意;
B.由图可知,甲灯是220V、25W,乙灯是220V、100W,由可知甲灯灯丝电阻较大,故B正确,不符合题意;
C.两灯均正常发光时,利用可知相同时间内乙灯消耗的电能较多,故C正确,不符合题意;
D.当乙灯接入110V电路中,由可知,在电阻不变的情况下,功率与电压的平方成正比,当电压变为110V,即为额定电压的,则实际功率就是额定功率的,所以此时的实际功率
故D错误,符合题意。
故选D。
14.B
【详解】由和图像可知,图像中电热水壶的电功率最大,电饭锅的电功率最小。
A.电热水壶和电烤箱工作时消耗的电能主要转化为内能,用于产生热量。在相同时间内,电热水壶的功率比电烤箱大,根据可知,电热水壶消耗的电能更多,产生的热量也更多,故A错误;
B.正常工作时,电热水壶的功率比电饭锅的功率大,故B正确。
C.三个用电器的额定电压相同,且都正常工作,所以它们两端的电压U相等。由于电饭锅的功率最小,根据公式可知,通过电饭锅的电流最小,故C错误。
D.由于三个用电器两端的电压U相等,电热水壶的功率P最大,根据可知,热水器的电阻R最小,故D错误。
故选B。
15.C
【详解】A.由图可知,两灯泡串联,串联电路中电流处处相等。L1比L2亮,说明L1的实际功率大,根据P=I2R,可知L1的电阻大,所以L1、L2规格不同,故A错误;
B.串联电路中电流处处相等,所以通过L1和L2的电流相等,故B错误;
C.根据U=IR,电流I相同,L1电阻大,所以L1两端的电压大,即L1对应的电压表示数比L2的大,故C正确;
D.灯泡的亮暗由实际功率决定,L1实际功率大,但额定功率是指灯泡在额定电压下的功率,题中未提及额定电压等相关信息,所以不能确定L1的额定功率一定比L2大,故D错误。
故选C。
16. > 甲 100
【详解】[1]由灯泡的铭牌可知,两灯泡的额定电压相等,由变形得可知,甲灯泡的额定功率小,电阻较大。
[2]若把这两盏灯串联接入家庭电路中,因串联电路中各处的电流相等,由可知,甲灯泡的实际功率较大,乙灯的实际功率较小,所以甲灯较亮,乙灯较暗。
[3]若把这两盏灯并联接入家庭电路中,因并联电路中各支路两端的电压相等,且额定电压下灯泡正常发光,所以并联在220V的家庭电路中,两盏灯的总功率是
17. 一样亮 L2 15
【详解】[1]灯泡的亮度由实际功率决定,两灯均正常工作,实际功率都等于额定功率(均为 3W),因此一样亮。
[2]根据,计算得
灯丝的材料和长度相近时,电阻越小,灯丝越粗,故的灯丝较粗。
[3]串联时,电路中电流不能超过两灯的额定电流,
所以最大电流
总电阻
最大电压
18.(1)4A
(2)55Ω
(3)
(4)
【详解】(1)由 得电热水壶的额定电流
(2)由 得电热水壶的电阻
(3)电热水壶正常工作时间
电热水壶消耗的电能
(4)水升高的温度
水吸收的热量
19.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)电水壶的电阻为
(2)电水壶开始工作前电能表示数为
工作3min后电能表示数为
电水壶消耗的电能为:
电水壶的实际电功率为
(3)小明家此时的实际电压为
自我超越:
20.【答案】A
【解析】A.由电路图可知,两灯并联,两灯额定电压均为12V,电源电压为12V,根据并联电压规律可知,两灯两端电压为
此时两灯两端实际电压等于额定电压,实际功率等于额定功率,两灯均正常发光,故A符合题意;
B.由电路图可知,两灯串联,两灯额定电压均为6V,电源电压为12V,由可得,两灯的电阻不相等,根据串联分压规律可知,两灯两端的电压也不相等,即两灯两端的电压一个大于6V,一个小于6V,实际电压均不等于额定电压,实际功率均不等于额定功率,两灯均未正常发光,故B不符合题意;
C.由电路图可知,两灯并联,两灯额定电压均为6V,电源电压为12V,根据并联电压规律可知,两灯两端电压为
此时两灯两端实际电压大于额定电压,实际功率大于额定功率,两灯均会被烧坏,故C不符合题意;
D.由电路图可知,两灯串联,由可得,“8V4W”的灯泡的电阻为
“6V2W”的灯泡电阻为
此时电路中的电流为
此时“8V4W”的灯泡两端的电压为
此时“6V2W”的灯泡两端的电压为
即两个灯泡的实际电压均不等于额定电压,实际功率均不等于额定功率,均未正常发光,故D不符合题意。
故选A。
21.【答案】(1) (2) 增大 2.5 0.225
【解析】(1)电流表与小灯泡串联,电流从正接线柱流入,从负接线柱流出;电路图中滑动变阻器向左滑动时接入阻值变小,故实物连接图中滑动变阻器选择左下端接线柱与电流表负接线柱相连,把滑动变阻器串联在电路中,如图所示:
(2)[1]在图丙中找到小灯泡两端电压在0.5V、1.5V、2.5V时的电流分别为0.075A、0.15A、0.2A,根据计算小灯泡两端电压在0.5V、1.5V、2.5V时的电阻分别为6.7Ω、10Ω、12.5Ω,可知小灯泡两端电压增大,灯丝温度升高,灯丝电阻增大。
[2]小灯泡在额定电流时,两端电压为额定电压,由图丙知,灯泡在0.2A时的电压为2.5V,所以该灯泡的额定电压为2.5V。
[3]由图丙知,当灯泡两端的电压为1.5V时,通过它的电流为0.15A,所以此时小灯泡的实际功率为
22.【答案】(1)有20盏灯在正常工作;(2)10.02W;(3)见解析
【解析】解:(1)由图可知,输电线与用户串联,由串联电路的电压特点可知,输电线两端的电压为
U线=U-U用户=230V-220V=10V
通过输电线的电流为
根据串联电路的电流规律可知,通过用户的电流为
I用户=1A
用户消耗的功率为
P=U用户I用户=220V×1A=220W
正常工作的灯的盏数
(2)输电线两端的电压为
U′=I′R=2A×10Ω=20V
用户两端的电压为
U′线=U-U′=230V-20V=210V
白炽灯的电阻为
白炽灯的实际功率
(3)用电高峰时,输电线中的电流大,输电线两端的电压大,用户两端的电压变小,根据可知,白炽灯的实际功率变小,所以白炽灯比正常发光时要暗一些。
答:(1)有20盏灯在正常工作;
(2)白炽灯的实际功率为10.02W;
(3)用电高峰时,输电线中的电流大,输电线两端的电压大,用户两端的电压变小,根据可知,白炽灯的实际功率变小,所以白炽灯比正常发光时要暗一些。
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