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专练20-电功率
电能 电功
1.(2019·原创题)下列用电器通电1h,最有可能消耗1kW·h电能的是( )
A.计算器 B.台式计算机
C.冰箱 D.家用空调
2.(2018?德州)小刚早上8:00出门前查看了他家的电能表示数如图甲所示,然后关闭家中其它用电器,只让电冰箱工作。下午18:00回家后再次查看电能表,显示的数字如图乙所示。则小刚家的电冰箱在这段时间内消耗的电能为__________kW?h,电冰箱的实际电功率为__________W。
3.(2019·原创题)充电宝是一个可充放电的锂聚合物电池。给充电宝充电时,充电宝相当于电路组成中的__________(选填“电源”或“用电器”);某充电宝部分相关参数如表所示。该充电宝完全充满电时储存的电能为_____________J,输出功率为______W。
完全充电 100mA/20V/5h
输出电压 5V
输出电流 1000mA
电功率
4.小刚利用电能表测某家用电器的电功率.当电路中只有这个用电器工作时,测得在 h内,消耗电能0.3 kW·h,这个用电器可能是( )
A.空调 B.电冰箱
C.电视机 D.白炽灯
5.(2018?海南)如图所示,A、B为两盏白炽灯,A灯型号是“110V 25W”,B灯型号是“110V 100W”,R是一个未知电阻。若把它们接到电压为220V的电路上,下面四种接法中可能让两盏灯都正常发光的电路是( )
A. B. C. D.
6.一只电烙铁的铭牌上标有“220 V 100 W”的字样,它正常工作时,电压是________V,电阻是________Ω,当其两端电压为110 V时,该电炉的实际功率为________W.(不计温度对电阻的影响)
7.(2018·东营)物理科技小组用标有“1 600 imp/(kW·h)”(表示每消耗1 kW·h的电能,电能表上的指示灯闪烁1 600次)的电能表测量电视机的功率:他们把电视机单独接入电路且使其正常工作6 min,指示灯闪烁16次,该电视机的功率为________kW.
8.如图所示是灯泡L1、L2两端电压与所通过的电流的关系曲线.若将L1、L2串联在电源电压为6 V的电路中,则通过灯L1的电流是________A,灯L2消耗的功率是________W.
测量小灯泡的电功率
9.(2018·广安)小丽同学手里有一只标有“3.8 V”字样的小灯泡,她想知道小灯泡的额定电功率,于是在学校实验室找来一些器材,连接成了如图甲所示的实验电路,电源电压恒定不变.
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲的电路连完整(要求滑片P向右移灯泡变亮).
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,发现灯泡始终不亮,电流表示数几乎为零,电压表指针明显偏转,出现这种现象的原因可能是________.
(3)排除故障后,该同学将滑动变阻器的滑片P移到某一位置时,电压表的示数为3 V,若要测小灯泡的额定功率,应在此位置基础上将滑片P向________(填“左”或“右”)移动.
(4)当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是________W.
焦耳定律
10.(2017·潍坊)下列家用电器中,利用电流热效应工作的是( )
A.抽油烟机 B.电视机 C.电饭煲 D.电风扇
11.(2018·安徽)某导体的电阻为20 Ω,当通过它的电流为2 A时,它1 min产生的热量为________J.
12.(2018·烟台)常温常压下,一台标有“220 V 2 000 W”的电热水壶正常工作时,将质量为1 kg、初温为20 ℃的水烧开,需要的时间是________[假设该热水壶产生的热量完全被水吸收,c水=4.2×103 J/(kg·℃)].
重难点1 额定功率和实际功率(小灯泡亮度问题)
(2018·黄石)将A、B两个灯泡,按图一、图二两种方式连接,已知RA=4 Ω、RB=6 Ω,电源电压相同,下面分析正确的是( )
A.图一中A灯比B灯亮
B.图二中A灯比B灯亮
C.图一中A灯比图二中A灯亮
D.图一中的总功率比图二中的总功率要大
【变式训练1】 如图电路中,开关闭合后,发现灯L1比L2亮,下列分析正确的是( )
A.通过L1的电流比通过L2的电流大
B.L1的电阻比L2的电阻大
C.L1两端电压比L2两端电压小
D.L1的实际功率比L2的实际功率小
【变式训练2】 如图所示,“220 V 15 W”的灯泡L1和“220 V 60 W”的灯泡L2,要使L1比L2亮,应闭合开关________;要使L2比L1亮,应闭合开关________.
重难点2 电功率的相关计算
类型1 常规纯电路图计算
(2018·遂宁)如图所示电路,电源电压不变,滑动变阻器的规格为“20 Ω 2 A”,L1的规格为“10 V 5 W”,L2的规格为“15 V 15 W”,不考虑温度对灯丝电阻的影响.
(1)只闭合开关S,当滑动变阻器接入电路的阻值为4 Ω时,灯泡L1正常发光,则电源电压为________V.
(2)闭合开关S、S1、S2,滑动变阻器滑片置于中点,通电1 min整个电路产生的热量是________J.
例2图 变式训练3图
【变式训练3】 (2018·河南)在图所示的电路中,电阻R1=10 Ω,R2=20 Ω,电源电压保持不变.当开关S1、S3断开,S2闭合时,电流表的示数为0.2 A.当开关S1、S3闭合,S2断开时,电流表的示数为________A,R2的电功率为________W,为了保障电路安全,________两个开关不能同时闭合.
类型2 电路图+坐标图类计算
(2018·南充)如图甲所示,电源电压一定,滑动变阻器的滑片从最右端滑到最左端时,灯泡L的I-U图象如图乙所示,当通过灯泡的电流为1 A时,灯泡正常发光,则灯泡的额定功率为________W,滑动变阻器的最大阻值为________Ω.
类型3 用电器类计算
(2018·枣庄)如图所示是某种电热器的电路图,电源电压220 V,R1、R2的阻值分别为11 Ω、22 Ω,通过旋转扇形开关S,接触不同触点,实现高、中、低三个挡位的转换,电热器在低温挡工作时的电功率是________W,在高温挡工作1 min产生的热量是________J.
例4图 变式训练4图
【变式训练4】 如图为一电热饮水机的电路简图,其额定电压为220 V,具有“加热”“保温”两种功能,对应功率分别为400 W和40 W,当开关S1、S2均闭合时,饮水机处于________(填“保温”或“加热”)状态,R1的阻值为________Ω,用饮水机给2 kg的水加热,当水温升高50 ℃时,水吸收的热量为________J.[c水=4.2×105 J/(kg·℃)]
破解易错题
(2018·荆门)有一台电动机,额定电压3 V,额定电流1 A,电动机线圈电阻0.5 Ω.这台电动机正常工作1 min,消耗的电能为________J,产生的热量为________J,输出的机械能为________J.
如果加在某定值电阻两端的电压从6 V升高到8 V,通过该定值电阻的电流变化了100 mA,则该电阻的电功率变化了________W.
实验突破1 测量小灯泡的电功率
(2018·沈阳)如图甲所示,在测量小灯泡电功率的实验中,已知小灯泡的额定电压为2.5 V,电源为两节新干电池.
(1)实验原理________.
(2)正确连接电路并测量,得到如下数据:
实验序号 1 2 3 4 5
电压U/A 0.5 1.3 2.1 2.5 2.9
电流I/A 0.16 0.22 0.26 0.28 0.30
发光情况 不发光 较暗 较亮 正常发光 强烈发光
在第1组数据中,电压表和电流表虽然都有示数,却观察到灯泡不发光,主要原因是:____________________;由表格中的数据,计算出小灯泡的额定电功率P额=________W.
(3)下表是实验过程中出现的不正常现象及检测结果,请分析导致该现象的可能原因,从下列选项中选择一个原因,并将前面的字母填入表格.
A.小灯泡灯丝断了
B.滑动变阻器断路
C.滑动变阻器下面两个接线柱接入电路
现象 检测 原因
灯泡不亮,两表的示数均较小 移动滑片,灯泡仍不亮,两表的示数均不变 ①________
灯泡不亮,电压表的示数接近电源电压,电流表几乎无示数 取下灯泡,两表的示数均不变 ②________
(4)图乙是该实验小组的同学测量小灯泡电功率的电路图,测量后他们对测量结果进行了误差分析,考虑电表本身对电路的影响,该电路主要由于所测________(填“电压”或“电流”)值偏大导致所测小灯泡电功率偏大.
(5)测量小灯泡的电功率时,另一小组的同学在接完最后一根导线后,小灯泡立即发出明亮的光,说明他们在操作过程中犯了两个错误,请分别指出来:①________;
②________________________________________________________.
(6)电路正确连接后,闭合开关,发现无论怎样调节滑动变阻器,小灯泡两端的电压始终大于额定电压,原因可能是________________________________________.
(7)很多电学实验中用到滑动变阻器,并多次测量电压和电流值,但对测量数据的处理方式以及滑动变阻器的作用并不相同,下列说法正确的是________.
A.探究电流与电压的关系实验中多次测量是为了求平均值来减小误差,滑动变阻器的作用主要是保护电路
B.伏安法测电阻实验中多次测量是为了寻找普遍规律,滑动变阻器的作用主要是改变电阻两端的电压
C.伏安法测电功率实验中多次测量是为了比较实际功率与额定功率,滑动变阻器的作用主要是改变灯泡两端的电压
实验突破2 探究电流通过导体时产生的热量的影响因素
如图是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气.
(1)实验中,要比较电阻丝产生的热量的多少,只需比较与之相连的U形管中________.
(2)甲装置可探究电流产生的热量与________的关系,通电一段时间后,________(填“左”或“右”)侧容器中U形管中液面的高度差大.
(3)乙装置中的电阻R3的作用主要是________________________________________________.
(4)如果乙装置中R3发生了断路,保证通电时间相同,与步骤(3)相比较,则左侧U形管中液面的高度差将________(填“变大”“变小”或“不变”).
(5)利用甲装置还可以研究电压一定时,电流通过导体时产生的热量与电阻的关系.可将甲装置做如下改动:将接在B接线柱上的导线改接在A处,再取一根导线连接在________两个接线柱之间即可.
用Q=I2Rt可以算电流通过任何用电器产生的热量,那么能用Q=UIt计算电流通过任何用电器产生的热量吗?请用实例说明原因:________.
1.(2017·广西)常用于测量家用电器在一段时间内消耗多少电能的仪器是:( )
A.电流表 B.电压表 C.电能表 D.验电器
2.(2018·湘西)以下所列家用电器中,正常工作时,电能主要转化为机械能的是( )
3.(2018?宜昌)两个定值电阻R1、R2并联在电路中,如图甲所示,它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示,闭合开关S,则R1,R2产生的热量之比为( )
A.2:1
B.1:2
C.4:1
D.1:4
4.(2018·北京)有两个额定电压相同的电热水壶甲和乙,甲的额定功率为1 800 W,乙的额定功率为1 200 W.两个电热水壶都正常工作时,下列说法中正确的是( )
A.甲电热水壶两端的电压较高
B.电流通过甲电热水壶做功较快
C.通过两个电热水壶的电流相等
D.相同时间内,两个电热水壶消耗的电能一样多
5.(2018·毕节)现有L1“6 V 3 W”和L2“6 V 9 W”两只小灯泡,若将两灯串联接入电源电压为12 V的电路中,假设灯泡电阻不变,下列说法正确的是( )
A.两灯均能正常发光 B.两灯的额定电流相同
C.灯L1可能被烧毁 D.灯L2可能被烧毁
6.(2018?玉林)如图所示,电源电压U为10V并保持不变,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。闭合开关S,当滑片P移至最左端时,灯泡正常发光,电流表示数为0.5A;当滑片P移至中点时,电流表示数为0.4A.则( )
A.电路消耗的最小功率为2.5W
B.滑片P在中点时,灯泡消耗的功率为2.4W
C.滑片P在中点时,灯泡消耗的功率为3.2W
D.滑片P在最左端时,2min内电流通过灯泡所做的功为10J
7.(2018·西宁)如图是课本中“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻的关系”的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气,电路正确连接后,通电进行实验的过程中,下列说法正确的是( )
A.左边容器电阻丝中的电流比右边容器电阻丝中的电流大
B.U形管中液面高度的变化反映电阻丝产生热量的多少
C.要保持两个电阻丝两端电压相等
D.通电时间相同,两个容器中空气吸收的热量相同
8.(2017·威海)如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R是转动式滑动变阻器,它的金属滑片P是杠杆的一端,下列说法正确的是( )
A.电路中R和R0是并联的
B.油量表是由电流表改装而成的
C.油位越高,流过R的电流越大
D.油位越低,R两端的电压越小
9.(2018·包头)如图甲所示的电路中,R0为定值电阻,R为电阻式传感器,电源电压保持不变,当R阻值从0增大到60Ω,测得R的电功率与通过它的电流关系图像如图乙,下列说法正确的是( )
A.R的阻值增大,电流表与电压表的示数都变小
B.电源电压为12V
C.当电流为0.6A时,1s内电路消耗的电能为21.6J
D.R0两端的电压变化范围为6~18V
10.(2018·德州)如图是检测酒精浓度的测试仪原理图,图中电源电压恒定为8 V,R1为定值电阻,酒精气体传感器R2的阻值随酒精气体浓度的增大而减小.当酒精浓度为0时,R2=60 Ω,此时电压表示数为2 V.以下说法错误的是( )
A.若酒精气体浓度增大,电压表和电流表示数都增大
B.定值电阻R1的阻值为20 Ω
C.酒精浓度为0时,电路消耗的总功率为0.6 W
D.若电流表示数达到0.2 A时,表示酒驾,此时R2消耗的电功率为0.8 W
11.(2018·达州)如图所示的电路,当S1、S2都闭合时,R1的电功率为25 W,当把S2断开时,R1的电功率为4 W,则此时R2的电功率为________W.
第11题图 第12题图
12.(2018·张家界)图中电源电压保持不变,灯泡L标有“6 V 3 W”字样,当开关S闭合时,灯泡L正常发光,电流表的示数为0.8 A,则电阻R=________Ω;由于电池使用过久,电源实际电压只有4.8 V,则该灯泡工作的实际功率为________W.(不考虑温度对灯丝电阻的影响)
13.(2018·娄底)现有“220 V 100 W”的电灯泡一只,将它接在电压为“110 V”的电路中,实际功率为________W,消耗1 kW·h的电能可供它连续工作________h.
14.(2018·泸州)小英家6月底电能表的示数如图甲所示,7月底表盘示数如图乙所示,由图可知她家7月份用电器消耗的电能为________kW·h;她家现在已经接入用电器的总功率为3 600 W,则最多还可以连接________W的用电器同时工作.将铭牌已模糊的饮水机单独接在该电能表上正常工作3 min,电能表指示灯闪烁了160次,则饮水机的额定功率是________W.
15.(2018·威海)标有“220 V 2 000 W”的“即热式”电热水龙头,其加热电阻丝的阻值是________Ω;在额定电压下工作21 s,若不计热量损失,能够使________kg的水从15 ℃上升到35 ℃.[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
16.(2018·宁波)如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片从b点滑到a点过程中,两个电压表示数随电流表示数变化的图象如图乙所示.
(1)图乙中________(填“dc”或“ec”)表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图象.
(2)该过程中电路的总功率最大值为________W.
17.(2018·武汉)某同学利用图甲所示的器材测量小灯泡的电功率.实验中电源电压保持不变,滑动变阻器的规格为“100 Ω 0.5 A”,小灯泡的额定电压为2.5 V.
(1)如图甲所示,电路中还有两根导线没有连接,请你将电路连接完整.(要求导线不允许交叉)
(2)该同学连接好电路后,按正确的步骤进行实验.小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定电流是________A,额定功率是________W.
(3)该同学继续进行实验,记录的部分数据如下表所示,其中有一组数据明显存在错误,这组数据是________(填数据序号).剔除掉这组错误的数据,我们分析后可以得出实验中电源电压不会超过________V.
序号 1 2 3 4
U/V 2.1 1.3 0.1 3.0
I/A 0.26 0.11 0.05 0.3
18.(2018·通辽)某小组在“测量小灯泡的电功率”实验中,备有器材规格如下:电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω,变阻器A的规格为“10Ω1A”,B的规格为“50Ω2A”。
(1)用笔画线代替导线,将图甲的电路连接完整,要求滑动变阻器滑片P向右滑动时小灯泡变亮。
(2)该组同学选用的滑动变阻器应是______(选填“A”或“B”)。
(3)闭合开关后,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,则故障可能是______________。
(4)小灯泡的电流随它两端电压的变化如图乙所示,分析图像可知,小灯泡的额定功率为__________W;小组同学分析图像后发现:通过灯泡的电流与其两端电压不成正比。形成这一现象的原因是______________________________。
19.(2018·大连)如图是某电火锅加热器的简化电路图,电源电压是220V,R1、R2是发热电阻,开关接“1”时为低温挡,此时R1的功率是11W,R2的功率是99W,开关接“2”时为高温挡,试求:
(1)低温挡工作时,电路中的电流是多少?
(2)低温挡工作10min,消耗的电能是多少?
(3)高温挡的功率是多少?
20.(2018·遵义)小华家买了一个家用电吹风,其简化电路如图所示,主要技术参数如下表.电吹风在额定电压下工作,请解答如下问题:
热风温度 50~75 ℃
额定功率 热风时:990 W
冷风时:110 W
额定电压 220 V
质量 0.5 kg
(1)电吹风吹冷风时,通过电动机的电流是多大?
(2)电热丝工作时的电阻是多大?
(3)若电吹风内电动机的电阻是1 Ω,则电吹风吹冷风30 min产生的热量是多少?
参考答案
明确考点
1.D 2.0.5 50 3.用电器 3.6×104 5 4.A 5.C 6.220 484 25
7.0.1 8.0.4 0.8
9.(1)
(2)灯泡断路 (3)右 (4)1.444 10.C 11.4 800 12.168 s
突破重难点
例1 B
【变式训练1】 B
【变式训练2】 S2 S1、S3
例2 (1)12 (2)1 440
【变式训练3】 0.9 1.8 S1和S2
例3 8 11 例4 2 200 3.96×105
【变式训练4】 加热 121 4.2×105
例5 180 30 150 例6 1.4
实验突破1
①P=UI ②改变灯泡两端电压 ③大 ④太小 ⑤>
⑥= ⑦<
例7 (1)P=UI (2)小灯泡的实际功率太小 0.7 (3)C A (4)电流 (5)连接电路时,开关没有断开 滑动变阻器没有移到阻值最大处 (6)滑动变阻器的最大阻值过小 (7)C
实验突破2
①比热容小 ②U形管液面高度 ③普遍规律
例8 (1)液面高度差的变化 (2)电阻 右 (3)使通过R1和R2的电流不相等 (4)变小 BD (6)不能,含有电动机的电路,如含电风扇的电路,电流做的功大部分转化为机械能,只有一小部分转换化为内能,此时W=UIt>Q
针对性训练
1.C 2.A 3.A 4.B 5.C 6.B 7.B 8.C 9.D 10.C
11.6 12.20 1.92 13.25 40 14.140 3 000 1 000 15.24.2 0.5 16.(1)dc (2)36
17.(1) 0.28 0.7 (3)2 5.1
18.(1)如图所示
(2)B
(3)小灯泡断路
(4)0.8灯泡的电阻随温度变化而变化
19.解:(1)开关接“1”时为低温挡,由图知R1与R2串联,
此时电路的总功率:P=P1+P2=11W+99W=110W,
由P=UI可得,低温挡工作时电路中的电流:
I===0.5A。
(2)由P=可得,低温挡工作10min消耗的电能:
W=Pt=110W×10×60s=6.6×104J。
(3)低温挡时,R1的功率是11W,
由P=I2R可得R1的电阻:
R1===44Ω,
开关接“2”时为高温挡,由图知,电路中只有R1工作,
则高温挡的功率:
P高===1100W。
20.解:(1)吹冷风时,只有电动机工作,P1=110 W,由P=UI可得,通过电动机的电流:I1===0.5 A (2)电吹风吹热风时,电动机和电热丝同时工作,电动机与电热丝并联,电热丝R2的电功率:P2=P-P1=990 W-110 W=880 W 由P=可得,电热丝R2的电阻值:R2===55 Ω (3)30 min=1 800 s,电流通过电动机产生的热量:Q1=IR1t=(0.5 A)2×1 Ω×1 800 s=450 J
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