粤教版物理选修3-1 课时训练：2.5 电功率

课时训练13　电功率
基础夯实
1.对于纯电阻用电器,下列说法中正确的是(　　)
A.如果额定功率相同,额定电流大的用电器的电阻大
B.如果额定功率相同,额定电流大的用电器的电阻小
C.如果额定电压相同,额定电流大的用电器的电阻大
D.如果额定电流相同,额定功率大的用电器的电阻小
答案：B
解析：由公式P=I2R、P=、R=知,R=、R=,由此确定,选项B正确.
2.标有“220
V　40
W”的电脑、电扇、电烙铁都正常工作5
min,它们产生的热量(　　)(导学号51120171)
A.一样多　　　　　　　　B.电脑最多
C.电扇最多
D.电烙铁最多
答案：D
解析：三个用电器的电功率相同,5
min内消耗的电能相同,而电烙铁的电能全部转化成了电热,故选D.
3.下列关于电功的说法中,错误的是(　　)
A.电流做功的过程,就是电能转化为其他形式能的过程
B.电流做功消耗的能量由电源供给
C.电功就是电能
D.导体内电场力对自由电荷的定向移动所做的功就是电功
答案：C
解析：由电功的物理意义可以知道,选项A、D的说法正确;电流做功的过程是电能转化为其他形式能的过程,比如,电源给灯泡供电,灯泡发光的能量来源于电池内储存的化学能,选项B的说法正确;电功不是电能,而是通过做功的过程实现能量的转化,选项C错误.
4.白炽灯的灯丝断了后,轻摇灯泡,可以将断了的灯丝搭上,若将这只灯泡再装入原电路中,其亮度(　　)
A.比原来亮些
B.比原来暗些
C.与原来一样亮
D.都有可能
答案：A
解析：白炽灯的灯丝断了以后,如果再接上,灯丝的长度变短,由欧姆定律知,灯丝的电阻变小,在工作电压不变的条件下,由公式P=知,灯泡消耗的电功率变大,故灯泡变亮,选项A正确.
5.功率为10
W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60
W的白炽灯相当.根据国家节能战略,2016年前普通白炽灯应被淘汰.假设每户家庭有2只60
W
的白炽灯,均用10
W的LED灯替代,估算出全国一年节省的电能最接近(　　)
A.8×108
kW·h
B.8×1010
kW·h
C.8×1011
kW·h
D.8×1013
kW·h
答案：B
解析：用2只各为10
W的LED灯代替白炽灯,节省功率2(60-10)
W=0.1
kW,设白炽灯每天点亮5小时,则一天节省0.1
kW×5
h=0.5
kW·h,一年365天,全国近14亿人口,约4亿个家庭,则这4亿个家庭一年节省4×108×365×0.5
kW·h=7.3×1010
kW·h,最接近B选项.
6.(多选)关于计算电功率的三个公式P=UI,P=I2R,P=的适用范围,以下说法中正确的是(　　)
A.这三个公式的适用范围相同
B.第一个公式普遍适用,后两个公式只适用于纯电阻电路
C.第一个公式只适用于纯电阻电路,后两个公式普遍适用
D.三个公式的适用范围与电路的连接方式无关
答案：BD
解析：三个计算电功率的公式中,P=UI是普遍适用的,在任何电路中,均可以用该公式计算电功率,而P=I2R和P=只适用于纯电阻电路.另外,电路的连接方式并不影响电路中用电器的性质,选项B、D正确.
7.(多选)把标有“220
V　100
W”的A灯泡和“220
V
200
W”的B灯泡串联后接入220
V的电路中,如果导线电阻忽略不计,不考虑温度对电阻的影响,则有(　　)(导学号51120172)
A.A、B两灯泡的电阻之比为RA∶RB=1∶2
B.A、B两灯泡在串联电路中的电压之比为UA∶UB=2∶1
C.A、B两灯泡在串联电路中消耗的功率之比为PA∶PB=2∶1
D.A、B两灯泡在串联电路中相同时间内产生的热量之比为QA∶QB=1∶2
答案：BC
解析：由P=得RA=,RB=,所以RA∶RB=PB∶PA=200∶100=2∶1,故A错;串联后:UA∶UB=RA∶RB=2∶1,PA∶PB=RA∶RB=2∶1,故B、C对;QA∶QB=RA∶RB=2∶1,所以D错.
能力提升
8.(多选)如图所示,电源电动势为E,内电阻为r,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器.当R3的滑片P向右移动时,下列说法中正确的是(　　)(导学号51120173)
A.R1的功率必然减小
B.R2的功率必然减小
C.R2的功率必然增大
D.电源消耗的功率必然减小
答案：BD
解析：P向右移动时,R3增大,因此外电路的总电阻R增大.由I=知,I减小,由U=E-Ir知路端电压U增大,所以由部分电路欧姆定律知,R1支路的I1增大,R2支路的I2减小,因而可得P1增大,P2减小,P内减小.
9.(多选)如图所示,电阻R=20
Ω,电动机的线圈电阻R'=10
Ω.当开关断开时,电流表的示数是I,电路消耗的电功率为P,当开关闭合后,电动机正常工作.若保持电路两端的电压U不变,电流表的示数I'和电路消耗的电功率P'应是(　　)(导学号51120174)
A.I'=3I
B.I'<3I
C.P'=3P
D.P'<3P
答案：BD
解析：设电动机正常工作时电流为I0,由于UI0>R',则U>I0R',变形为I0<=2I,则电路中总电流I'=I+I0<3I,电路消耗电功率P'=UI'<3UI=3P.
10.如图所示,电源的电动势为50
V,电源内阻为1.0
Ω,定值电阻R=14
Ω,M为直流电动机,电枢电阻R'=2
Ω,闭合开关,电动机正常运转时,电压表示数为35
V,求在100
s时间内电源做的功和电动机上转化为机械能的部分是多少 (导学号51120175)
答案：5.0×103
J　3.3×103
J
解析：由题设条件知,电源内电阻r和定值电阻R上的电压之和为E-U,所以电路中的电流
I=
A=1.0
A
在100
s内电源做的功为
W=EIt=50×1×100
J=5.0×103
J
在100
s内电动机消耗的电能为
E1=UIt=35×1×100
J=3.5×103
J
在100
s内电动机电枢上产生的内能为
Q=I2R't=12×2×100
J=200
J
在100
s内电动机上转化为机械能的部分
ΔE=E1-Q=3.5×103
J-200
J=3.3×103
J.
11.如图所示,R1=8
Ω,电源的电动势E=8
V,内阻r=2
Ω.R2为变阻器,问:(导学号51120176)
(1)要使变阻器获得的电功率最大,则R2的值应是多大 这时R2的功率多大
(2)要使R1得到最大的电功率,R2的取值多大 R1的最大功率多大 这时电源的效率是多少
答案：(1)10
Ω　1.6
W
(2)0　5.12
W　80%
解析：(1)把R1看成是电源内阻的一部分,这样内阻就是R1+r,利用电源输出功率最大的条件,可以求出.
当R2=R1+r=8
Ω+2
Ω=10
Ω时,R2有最大的功率P2=
W=1.6
W.
(2)因为R1是定值电阻,所以流过R1的电流越大,R1的功率就越大,
因为R1与R2是串联,当R2=0时,电路中有最大电流I=
A=0.8
A
所以R1有最大功率
P1=I2R1=0.82×8
W=5.12
W
这时电源的效率为
η=×100%=×100%=80%.
12.
如图所示,电解槽A与电炉丝R并联后接到电源上,电源电动势E=120
V,内阻r=1
Ω,电炉丝电阻R=19
Ω,电解槽电阻r'=0.5
Ω.已知S1、S2都闭合时电炉消耗的功率为475
W(电炉电阻可看做不变).试求:(导学号51120177)
(1)此时流过电解槽的电流大小;
(2)此时电解槽中电能转化成化学能的功率.
答案：(1)20
A　(2)1
700
W
解析：(1)电炉中电流
IR=
A=5
A
路端电压为U=IRR=5×19
V=95
V
干路电流为I=
A=25
A
通过电解槽的电流为IA=I-IR=20
A.
(2)电解槽消耗的电功率
PA=IAU=20×95
W=1
900
W
电解槽内阻损耗热功率
P热=r=202×0.
5
W=200
W
电解槽转化成化学能的功率
P化=PA-P热=1
700
W.