【核心素养】双减作业本15.2电功率（第2课时）（苏科2024版九年级下册）含详解

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双减作业本15.2电功率（第2课时）
1.理解电功率的计算公式。
2.理解电功率计算公式P=UI及其变形公式，并能进行简单的计算。
3.能在串并联电路中应用电功率公式解决问题。
（巩固性作业）
1．关于电功、电功率的说法中正确的是（　　）
A．用电器消耗电能越多，电功率越大
B．用电器消耗电能越多，电功越大
C．电流做功越快，电功越大
D．电流做功越多，电功率越大
2．将“　”和“　”的小灯泡接入不同的电路中，使它们都能够正常发光。则正常发光时，它们具有相同的（　　）
A．电功率 B．电压 C．电阻 D．电流
3．两个定值电阻R1和R2，将它们串联后接在电路中，总功率为P1，将它们并联后接在原电路中，总功率为P2，则（　　）
A．P1=P2 B．P1>P2 C．P14．两个完全相同的电阻和分别以并联和串联两种方式，接入电源电压分别为U和2U的电路中，如图所示。以下说法正确的是（ ）
A．甲、乙两图中通过的电流之比为 B．甲、乙两图中两端电压之比为
C．甲、乙两图总电阻之比为 D．甲、乙两图的总功率之比为
5．两个定值绕线电阻器上分别标有“1500Ω 10W”和“1500Ω 20W”，将它们串联后接入电路，它们消耗的电功率之比为（ ）
A．1∶2 B．1∶1 C．2∶1 D．4∶1
6．将标有“6V 3W”和“6V 2W”的甲、乙两只小灯泡串联起来（灯丝电阻不随温度变化）接在电压为6V的电源两端，接通电路后，以下说法正确的是（ ）
A．通过甲灯泡的电流更大 B．两只小灯泡都能正常发光
C．电路电流为0.2A D．甲、乙两灯的两端电压之比为3:2
7．如图所示是电阻R和灯泡L的U-I图像，下列说法正确的是（ ）
A．R是阻值为10Ω的定值电阻
B．R、L串联在电流为0.4A电路中，电路总电功率为0.8W
C．R、L串联在电源电压为6V的电路中，电路总电功率为1.8W
D．R、L并联在电源电压为1V的电路中，灯泡的功率为0.4W
8．甲灯泡标有“6V，3W”的字样，乙灯泡标有“6V，6W”的字样。忽略温度对灯丝电阻的影响，若将甲、乙两灯泡串联在6V的电路中，则 灯泡更亮；若将甲、乙两灯泡并联在6V的电路中，则 灯泡更亮。
9．如图所示的电路，定值电阻R1的阻值为5Ω，R2的阻值为10Ω，闭合开关后，电流表A的示数为0.2A。求：
(1)电阻R2两端的电压；
(2)电路总功率；
(3)整个电路在2min消耗的电能。
（拓展性作业）
10．小灯泡和电阻是实验室常见的电路基础元件，物理实验小组测得某小灯泡L和某电阻R的电流与电压关系的图像如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．小灯泡的电阻一直不变
B．电阻R的阻值为1.8Ω
C．仅把小灯泡L、电阻R并联在电压为1V的电路中，干路中的电流为0.2A
D．把小灯泡接在5V的电源两端，小灯泡的电功率为2.5W
11．定值电阻、，将、串联后接在3V的电源上，通电1min。消耗的电功率为，消耗的电能为；消耗的电功率为，消耗的电能为。则和分别为（　　）
A．1:2 1:2 B．2:1 2:1 C．1:1 2:1 D．1:1 1:2
12．甲、乙两个电阻的U-I图线如图所示，若把两个电阻连接在一个电路中，下列说法正确的是（ ）
A．串联时，甲、乙两个电阻功率之比是1∶2
B．串联时，通过甲、乙两个电阻的电流之比是2∶1
C．并联时，甲、乙两个电阻功率之比是1∶2
D．并联时，两个电阻接在2V电压下时总电流为0.5A
13．如图是一小灯泡L和一电阻R的I-U关系图像，小灯泡的额定电压为3.8V。下列说法正确的是（ ）
A．通过小灯泡的电流与其两端的电压成正比
B．小灯泡的额定功率为1.6W
C．将L、R并联在电压是2V的电路中，干路中的电流是0.3A
D．将L、R串联在电压是5V的电路中，电路中的电流是0.2A
14．根据额定电压为2.5V小灯泡的图像（如图所示）分析，下列结论不正确的是（　　）
A．当小灯泡正常发光时，其电阻为
B．当通过小灯泡的电流为0.15A时，其实际功率为0.15W
C．通过小灯泡的电流与其两端的电压成反比
D．小灯泡的额定功率为0.625W
15．如图甲是某一特殊纯电阻元件D和定值电阻R的I﹣U关系图像。小明将D和R以两种不同的方式接在同一电源上，如图乙和丙，若乙图中R与D的电功率之比为P1：P2＝a，丙图中R与D的电功率之比P3：P4＝b，则下列关系式中正确的是（　　）
A．ab＝1 a＞b B．ab＜1 a＜b
C．ab＜1 a＞b D．ab＞1 a＜b
16．两盏小灯泡A灯“6V 3W”和B灯“6V 4.8W”，它们的电流与电压关系如图所示。A灯正常发光时灯丝的电阻是 Ω，若将A、B两盏小灯泡并联在3V的电源两端，经过10s，两盏小灯泡消耗的总电能 J。
17．如图所示电路，电源电压恒定，若甲、乙都是电压表，闭合开关S，，若甲、乙都是电流表，要使和并联，开关S要 （选填“闭合”或“断开”）。则和消耗的功率之比为 。
18．威海地区夏季入伏以后空气湿度较大，人会感觉不舒服，人体感觉比较舒服的湿度范围是40%～60%。小明用一小量程电流表改装了一款湿度计，指针所指刻度可知湿度大小，其原理如图甲所示。电源电压为6V，为2.5kΩ的定值电阻，R为湿敏电阻，其阻值随空气湿度的变化关系如图乙所示，当指针所指湿度对应电流表示数为1.5mA时。
(1)求此时的空气湿度。
(2)若空气湿度为50%，求电路消耗的总功率。
（探究性作业）
19．如图所示是某同学自制的电子秤的原理图，电源电压为6V，R0是阻值为10Ω的定值电阻，压力表为0-15V的电压表，R是压敏电阻，其阻值与所受压力大小的关系如下所示。（忽略踏板、直杆ABO及压杆的重力）
压力F/N 0 50 100 150 450
电阻R/Ω 20 18 16 14 2
(1)当踏板上的压力增大时，R受到压力也增大，此时通过R的电流 ，压力表的示数 ；（两空均填“减小”或“增大”）
(2)若压杆对R的压力为250N，此时R的阻值为 ，电压表的示数为 V；
(3)根据表格，压力变化过程中，压敏电阻R的最大功率为 W。
20．科普阅读题：阅读短文，回答问题。
空气净化器
由于雾霾天气的增多，空气净化器逐渐走入家庭，其工作过程：脏空气进入净化器时，灰尘被正电钨丝放电而带上正电，流到负电格栅板时，带电灰尘被吸附。此后经过活性炭层时，有毒化学气体被吸附，排出的空气污染物浓度大幅降低，多次循环后变成洁净的空气。
某品牌的空气净化器铭牌上标有“220V 44W”字样。该空气净化器中有一个二氧化碳传感器（由可变电阻制成），用于监测室内是否缺氧，其控制电路如题图甲所示，电源电压保持6Ⅴ不变，R0为定值电阻，R1为可变电阻，其阻值随二氧化碳浓度的变化如题图乙所示。
(1)可变电阻R1的阻值随着二氧化碳浓度的增大而 （选填“增大”或“减小”）；
(2)负电格栅板吸附带电灰尘的原理是 ；
(3)该空气净化器正常工作时，通过的电流为 A；
(4)当二氧化碳浓度为31×10-5时，电压表示数为1V，则定值电阻R0的阻值为 Ω；
(5)若当电压表示数大于或等于3V时，空气净化器自动报警。则当空气净化器刚好自动报警时，二氧化碳浓度为 ，此时定值电阻R0的电功率为 W。
答案部分
核心巩固：
1．【答案】B
【解析】A．电功率是表示电流做功快慢的物理量，其大小与做功多少和做功时间都有关系，故A错误；
B．用电器消耗电能越多，则电流做功越多，也就是说电功越大，故B正确；
C．电流做功越快，电功率越大，在不确定做功时间的情况下，做功快的用电器，电流做功不一定多，故C错误；
D．电流做功越多，在做功时间不确定的情况下，电功率不一定大，故D错误。
故选B.
2．【答案】D
【解析】A．电功率：电功率，由于电压U不同、电流I相同，所以电功率不同，故A不符合题意；
B．电压：额定电压分别为 2.5V 和 3.8V，明显不同，故B不符合题意；
C．电阻：根据欧姆定律，电压U不同、电流I相同，所以电阻不同，故C不符合题意；
D．两者的额定电流都是0.3A，正常发光时，电流等于额定电流，因此电流相同，故D符合题意。
故选D。
3．【答案】C
【解析】两电阻串联时，电路中总电阻为
两电阻并联时，根据并联电路电阻特点可知，并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，故，两电阻串联与并联后接在同一电源上，电压U相等，由可知。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
4．【答案】D
【解析】A．根据并联电路电压的规律，在甲图中R1两端电压为U，乙图中R1两端电压为
故甲、乙两图中R1两端电压之比为1:1，根据欧姆定律，甲、乙两图中通过R1的电流之比为1:1，故A错误；
B．根据并联电路电压的规律，在甲图中R2两端电压为U，乙图中R2两端电压为
故甲、乙两图中R2两端电压之比为1:1，故B错误；
C．根据串并联电路总电阻的规律，甲、乙两图中R1=R2，等效电阻之比为
故C错误；
D．甲、乙两图的总功率之比为
故D正确。
故选D。
5．【答案】B
【解析】两个电阻器串联，电流相等，由题意可知，两个电阻器的阻值均为1500Ω，也相等，根据可知，它们消耗的电功率也相等，即消耗的电功率之比为1∶1，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
6．【答案】C
【解析】A．串联电路中电流处处相等，故通过甲、乙两灯的电流相同，故A错误；
BC．正常发光需达到额定电压6V。两灯串联总电压为6V。
甲灯电阻
乙灯电阻
总电阻
电路电流
甲灯电压
乙灯电压
两灯均未达到额定电压，无法正常发光，故B错误，C正确；
D．甲、乙两灯的两端电压之比
故D错误。
故选C。
7．【答案】D
【解析】A．从图像R可知，该图像是一条过原点的倾斜直线，表明电压与电流成正比，因此R是一个定值电阻。根据欧姆定律可知R的阻值
故A错误；
B．R、L串联在电流为0.4A电路中，根据串联电路电流处处相等可知，此时通过定值电阻和灯泡的电流相等，等于0.4A；从图中可知R、L两端的电压分别为2V、1V，根据串联电路的电压特点可知电源电压
电路总电功率为
故B错误；
C．将L和R串联在电源电压为6V的电路中，串联电路各处电流相等，串联电路总电压等于各部分电压之和，通过小灯泡和定值电阻的电流相同，且小灯泡和定值电阻两端电压之和等于电源电压，由图可知当时，，电源电压
电路总电功率为
故C错误；
D．将L和R并联在电源电压为1V的电路中，并联电路各支路两端电压相等，由图可知，当电源电压为1V时，通过灯泡的电流分别为0.4A，灯泡的功率为
故D正确。
故选D。
8．【答案】甲 乙
【解析】[1]忽略温度影响，甲灯的电阻
乙灯的电阻
可得R甲 >R乙 。甲、乙两灯泡串联，串联电路中电流处处相等，实际功率公式为P=I2R。由于R甲 >R乙 ，且电流I相同，因此甲灯的实际功率P甲实 >P乙实 ，甲灯更亮。
[2]甲、乙两灯泡并联，并联电路中各支路电压U相等，实际功率公式为。由于R甲 >R乙 ，且电压U相同，因此乙灯的实际功率P乙实 >P甲实 ，乙灯更亮。
9．【答案】(1)2V (2)0.6W (3)72J
【解析】（1）由电路图可知，R1与R2串联，电流表测电路中电流，
由串联电路的电流处处相等的特点可知，此时电路中电流为
由欧姆定律可得R2两端的电压
（2）由串联电路的电阻规律可得，电路中的总电阻为
由欧姆定律可得，电源电压为
闭合开关S时，根据可知电路消耗的电功率
（3）整个电路在2min消耗的电能为
素养提升：
10．【答案】C
【解析】A．由图可知，小灯泡的图像是一条逐渐靠近电压坐标轴的曲线，因此它两端电压和通过它的电流的比值不是定值，即小灯泡的电阻是变化的，故A错误；
B．由图像可知，R的图像是一条过原点的倾斜直线，则R是定值电阻，当定值电阻两端电压是6V时，通过它的电流是0.3A，电阻R的阻值为，故B错误；
C．把小灯泡L、电阻R并联在电压为1V的电路中，并联电路中各支路两端电压是相等的，都是1V，由图像可知，此时通过灯泡和定值电阻的电流分别是0.15A和0.05A，因此通过干路的总电流为，故C正确；
D．由图可知，当小灯泡两端电压是5V时，通过它的电流是0.25A，则此时它的电功率为，故D错误。
故选C。
11．【答案】A
【解析】定值电阻、，将、串联后接在3V的电源上，由串联电路电流处处相等可知
故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
12．【答案】C
【解析】A．由图像可知，当时，，，由可知，两电阻的阻值分别为，
因电阻是导体本身的一种性质，与两端的电压和通过的电流无关，所以，串联时，甲、乙两个电阻阻值之比
由可知，串联时，甲、乙两个电阻功率之比是
故A错误；
B．因串联电路中各处的电流相等，所以，串联时，通过甲、乙两个电阻的电流之比是1∶1，故B错误；
C．并联时，两个电阻两端的电压相同，由可知，此时甲、乙两个电阻功率之比是
故C正确；
D．并联时，两个电阻接在2V电压下时，它们两端的电压均为2V，由图像知道，通过两电阻的电流分别为I甲′=0.2A，I乙′=0.4A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，总电流
故D错误。
故选C。
13．【答案】D
【解析】A．由图可知，通过小灯泡的电流与其两端电压的关系图像是一条曲线，说明通过小灯泡的电流与其两端的电压不成正比，故A错误；
B．由图像可知，当灯泡两端的电压为4V时，通过的电流为0.4A，此时的电功率为
而小灯泡的额定电压为3.8V，此时的电流小于0.4A，因此小灯泡的额定功率小于1.6W，故B错误；
C．将L、R并联在电压是2V的电路中，根据并联电路电压的特点和图像可知，此时通过灯泡的电流为0.3A，通过定值电阻的电流为0.1A，根据并联电路电流的特点可知，此时干路中的电流为
故C错误；
D．将L、R串联在电路中，电路中的电流为0.2A时，灯泡两端的电压为1V，定值电阻两端的电压为4V，根据串联电路电压的特点可知，电源电压为
故D正确。
故选D。
14．【答案】C
【解析】AD．灯泡的额定电压为2.5V，当小灯泡正常发光时，从图中可知，通过灯泡的电流为0.25A，根据欧姆定律可得，其电阻为
额定功率为
故AD正确，不符合题意；
B．从图中可知，当小灯泡的电流为0.15A时，灯泡两端的实际电压为1V，灯泡的实际功率为
故B正确，不符合题意；
C．由图可知，通过灯泡的电流与随两端电压的增大而增大，说明通过小灯泡的电流与其两端的电压不成反比，故C错误，符合题意。
故选C。
15．【答案】B
【解析】设乙图中的电源电压为U，由乙图知R和D并联，根据并联电路电压的规律可知，R和D两端的电压相等都等于电源电压，则R与D的电功率之比为①
由丙图知R和D串联，设此时特殊纯电阻元件D的电阻为RD′，根据串联电路电流的规律可知，通过R和D的电流相等，则R和D的电功率之比为②
则③
由题意可知，乙图和丙图中的电源电压相等，当R和D串联时，由串联电路电压的规律可知，而R和D并联时它们两端的电压都等于电源电压，在甲图中作出D元件的I-U图像如下，在I-U图像中，图线越靠近电压这一端，表示元件的电阻越大，所以由下图可知④
由①④可知a＜1，由②④可知b＞1，则a＜b，由③④可知ab＜1，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
16．【答案】12 24
【解析】[1]根据公式，已知A灯的额定电压为6V，额定功率为3W，则A灯正常发光时灯丝的电阻
[2]当A、B两盏小灯泡并联在3V的电源两端时，因为并联电路各支路电压相等且等于电源电压，所以
由图像可知，当时，通过A灯的电流为0.3A，通过B灯的电流为0.5A。
根据并联电路电流特点可知，干路电流为
经过10s，两盏小灯泡消耗的总电能
17．【答案】断开 3∶1
【解析】[1]由图可知，若甲、乙都是电流表，要使和并联，电流应分别经过两电阻回到电源的负极，不能经过开关，则开关S需要断开。
[2]由图可知，若甲、乙都是电压表，闭合开关S，电路为两电阻串联，电压表甲测电源电压，电压表乙测两端电压，此时，则和两端电压之比为，由于串联电路中电流处处相等，则电阻和的阻值之比是
当甲、乙均为电流表时，断开开关，两电阻并联，且并联电路中各支路两端的电压相等。根据可知，则和消耗的功率之比为
18．【答案】(1)60% (2)0.008W
【解析】（1）由图甲可知，定值电阻R 与湿敏电阻串联，电流表测量电路中的电流。当电流表示数为
时，电路的总电阻为
根据串联电路电阻的特点，湿敏电阻的阻值为
查阅图乙可知，当湿敏电阻阻值为1.5kΩ时，对应的空气湿度为60%。
（2）查阅图乙可知，当空气湿度为50%时，湿敏电阻的阻值，此时电路的总电阻为
电路消耗的总功率为
自我超越：
19．【答案】(1)增大 增大 (2) 10 3 (3)0.9
【解析】（1）[1][2]据图可知，电路是串联的，电压表测R0两端电压，当踏板上的压力增大时，由表格中数据可知R的阻值减小，电路的总电阻减小，由欧姆定律可知，电路中电流增大，所以通过R的电流增大，由可知，R0两端的电压增大，则电压表的示数增大，即压力表的示数增大。
（2）[1][2]由表格中数据可知，压力每增大50N，R的电阻值减小2Ω，所以当时，此时R的阻值为
此时电路中的电流
电压表的示数
（3）分析电路可知，R与R0串联，由公式可知，当时，压敏电阻R的功率取最大值，此时R的最大功率为
20．【答案】(1)减小 (2)异种电荷相互吸引 (3)0.2 (4)10 (5)35×10-5 0.9
【解析】（1）由图乙可知，可变电阻R1的阻值随着二氧化碳浓度的增大而减小。
（2）根据短文可知，灰尘被正电钨丝放电而带上正电，流到负电格栅板时，由于异种电荷相互吸引，所以负电格栅板吸附带电灰尘。
（3）空气净化器铭牌上标有“220V 44W”字样，由P=UI可知，该空气净化器正常工作时，通过的电流为
（4）由乙图可知，当二氧化碳浓度为31×10-5时，R1的阻值为50Ω；由甲图可知，R0、R1串联，电压表串联R0两端的电压，根据串联电路的电压特点可知，R0两端的电压为
U1=U-U0=6V-1V=5V
根据串联正比分压可得
代入数值得
解得R0=10Ω。
（5）[1]当电压表示数等于3V时，空气净化器自动报警。电路中的电流为
根据串联电路的电压特点可知，R1两端的电压
U1'=U-U0'=6V-3V=3V
由欧姆定律可知，此时R1的阻值为
由图乙可知，此时二氧化碳浓度为35×10-5。
[2]此时定值电阻R0的电功率为
P0=U0'I0'=3V×0.3A=0.9W
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