【计算解答题集训-高频考点】九上科学第6节 电能 培优-含解析答案

1.小军和姐姐一起去买电饭煲，当他们选择某一品牌的电饭煲时，发现有800W和1200W两种功率可选，如图是他们针对买哪一款更省电的问题出现的不同意见．请你在相同质量的水升高相同的温度的前提下，下列说法正确的是（　　）

A.不考虑热损失，消耗电能一样多；考虑热损失，800W的消耗电能少
B.不考虑热损失，消耗电能一样多；考虑热损失，1200W的消耗电能少
C.不考虑热损失，800W的消耗电能少；考虑热损失，1200W的消耗电能少
D.不考虑热损失，1200W的消耗电能少；考虑热损失，800W的消耗电能少
【答案】B
【解析】（1）不考虑热损失，两只电饭煲省电情况相同，因为电能全部转化为内能被水吸收，水吸收的热量相同，所以省电情况一样；
（2）考虑热损失，1200W的电饭煲省电，因为水吸热相同，根据W=Pt，功率大的加热时间短，热散失少，所以省电．
综上所述，在相同质量的水升高相同的温度的前提下，不考虑热损失，消耗电能一样多；考虑热损失，1200W的消耗电能少．故选B．
2.用“220V，800W”的电热壶烧水．若不考虑能量损失，当把它接入110V的电源上时，用32min可将一壶水烧开，若将该壶接在220V电源上时，烧开同样一壶水所用时间为（?? ）
A、12min B、16min C、24min D、8min
【答案】D
【解析】【解答】烧开同样一壶水消耗的电能相等，设电热壶的电阻为R，根据 得：
则有： ，即 故选D．
【分析】电热水壶的原理是将电能转化为内能，在110V的电压下将水烧开和在220V的电压下烧开一壶水消耗的电能相等，根据 得出等式即可求出。
3.两个电阻上都标有“3V”字样，其电阻分别为 和 ，它们的电流随电压变化关系如图所示有(??? )

A.电阻 的额定功率为0.36W
B.电阻 的阻值为0.72Ω
C.若把电阻 和 并联在电源电压为2V的电路中工作，则电阻 的实际功率是0.12W
D.若把电阻 和 串联在电源电压为3V的电路中工作，则两电阻均能正常工作
【答案】A
【解析】【解答】根据电阻的电流随电压变化关系图，可以读出不同电压时，电阻中的电流．电阻 的额定电压为3V，读出此时电阻 中的电流为0.12A，额定功率为 ．当电阻 两端电压为3V时，读出此时电阻中的电流为0.24A，电阻 的电阻为: ．电阻并联时，它们两端电压相等，当电压为2V时，电阻R2两端电压为2V，此时电流为0.16A， 实际功率为: ．把两电阻串联时，导体中的电流相等，它们两端电压之和等于电源电压，所以每个电阻两端电压都小于电源电压，电阻两端电压都小于额定电压，均不能正常工作．
【分析】已知灯泡的额定电压，由图象得到额定电压对应的电流，利用公式P=UI得到额定功率．

4.两只灯泡A和B额定电压都是110 V，A的额定功率为60 W，B的额定功率为100 W，为了把它们接在220 V电路上都能正常发光，并要电路中消耗的电功率最小，应采用下面的哪种接法？(? )

A B C D
【答案】C
【解答】A、由于额定电压都是110V ， 额定功率PA=60W、PB=100W，由此可知RA＞RB ， 把灯泡B与电阻并联的话，会使并联的部分的电阻更小，所以AB的电压不会平分，AB不会同时正常发光，故A错误；
B、由于灯泡要满足110V的额定电压 ， 所以当A灯泡与电阻串联以后，再与B灯泡并联，而B灯泡的电压高于额定110V的电压，不能正常工作，故B错误；
C、由于额定电压都是110V，额定功率PA=60W、PB=100W，由此可知RA＞RB ， 把灯泡A与电阻并联的话，可以使并联部分的电阻减小，可能使A与并联部分的电阻相同，所以AB能同时正常发光，并且电路消耗的功率与B灯泡的功率相同，所以总功率的大小为200W；
D、把AB并联之后与电阻串连接入电路的话，当电阻的阻值与AB并联的总的电阻相等时，AB就可以正常发光，此时电阻消耗的功率为AB灯泡功率的和，所以电路消耗的总的功率的大小为320W；
由CD的分析可知，正常发光并且消耗的功率最小的为C，故C正确．
故选C．
5.灯L1标有“6V 6W”字样，灯L2标有“12V 12W”字样，将L1、L2连成如图所示电路，闭合开关S，两灯都能发光，则（　　）

A、灯L2比L1亮
B、灯L1、L2实际电压之比为1：2
C、若一电表示数突然减小，另两电表示数不变，则可能是灯L2灯丝断了
D、若将灯L1、L2串联后接入电路，两灯都能发光，则实际功率之比为1：2
【答案】D
【解析】解：由P=可知，灯泡电阻：R1===6Ω，R2===12Ω；由图示电路图可知，两灯泡并联，电压表测电源电压，电流表A1测干路电流，电流表A2测L2支路电流；
A、两灯泡并联，灯泡两端电压U相等，R1＜R2，由P=U2/R可知：P1＞P2，灯L1比L2亮，故A错误；
B、两灯泡并联，它们两端的电压相等，灯泡实际电压之比为1：1，故B错误；
C、电压表测电源电压，电流表A1测干路电流，电流表A2测L2支路电流，如果灯L2灯丝断了，通过L2的电流为零，两电流表示数都变小，电压表示数不变，不符合题意，故C错误；
D、若将灯L1、L2串联后接入电路，通过两灯泡的电流I相等，两灯都能发光，则实际功率之比：===， 故D正确

6.某电能表标有“600r/kW·h”字样，用它来测量某一用电器的功率。在15分钟的时间内，电能表转动30圈，则该用电器的电功率为(????? ) ?
A、 B、0.2W C、kW D、200W
【答案】D
【解析】【分析】已知消耗1kW?h的电能，电能表的转盘转动600转，可求转30转消耗的电能，根据公式P= 可求该电器的额定功率．
【解答】解：转10转消耗的电能W= kW?h×30= kW?h该电器的额定功率P= = = kW=200W
故选D．

7．有两只灯泡L1、L2，分别标有“220V 100W”和“220V 40W”的字样。若不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法中正确的是(　　)
A．两灯正常发光时，L1的电阻较大
B．两灯并联接入220V的电路，L1、L2消耗功率之比是2：5
C．两灯串联接入220V的电路，L1消耗的功率小于25W
D．两灯串联接入220V的电路，两灯泡消耗总功率大于40W小于100W
解析：(1)由P＝UI＝可得，两灯泡正常发光时的电阻分别为：R1＝484Ω，R2＝1210Ω，
则R1＜R2，即L1的电阻较小，故A错误；
(2)两灯并联接入220V的电路，它们两端的电压等于220V，均能正常发光，
则L1、L2消耗功率之比P1：P2＝100W：40W＝5：2，故B错误；
(3)两灯串联接入220V的电路时，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的电流I＝＝＝A，
L1消耗的功率P1′＝I2R1＝(A)2×484Ω≈8.2W＜25W，故C正确；
两灯泡消耗总功率P＝UI＝220V×A≈28.6W＜40W，故D错误。
答案：C
8．如图电路中R1：R2＝2：3，开关闭合后，电路的总功率为P0．若将R1的阻值增大2Ω，R2阻值减小2Ω，电路的总功率仍为P0；若将R1阻值减小2Ω，R2的阻值增大2Ω，电路的总功率为P；则P：P0等于(　A　)

A．3：2 B．4：3 C．5：4 D．6：5
9．小灯泡额定电压为6 V，额定功率估计在7～12 W之间，小佳按如图甲所示的电路测定灯的功率，所用
电流表有0.6 A、3 A两档，电压表有3 V、15 V两档，将它们连入电路时，小佳做了正确选择与操作，
变阻器滑到某处时两电表示数如图乙、丙所示，则(　　)

A．小灯泡额定功率为7.5 W B．在5 V时小灯泡的功率为7.5 W
C．在1V电压下小灯泡功率7.5 W D．在5 V时小灯泡功率为1.5 W
解析：根据题意，灯泡额定电压为6V，则可判断电压表应选择15V档；
∵灯泡额定电压为6V，额定功率估计在7W～l2W之间，则P额＞7W；
∴根据I额=P额/U额，可估算I额＞1A，电流表应选择3A档；根据乙丙可读数：I=1.50A，UL=5.0V，此时P=ULI=7.5W，A、C错误，B正确；根据欧姆定律变式，可计算RL=UL/I=5÷1.5Ω=3.3Ω，则P额=U额2/RL=10.8W，D错误，
答案：B
10．如图所示，是某电器内部的电路结构图，R1、R2为阻值相同的电热丝，不同的连接方式其发热功率不同，下列说法正确的是(　C　)

A．甲的发热功率与丙的发热功率相等 B．丁的发热功率是丙的发热功率的4倍
C．丙的发热功率是乙的发热功率的2倍 D．丁的发热功率是乙的发热功率的2倍
11.在“测量小灯泡的电功率”的实验中，某同学连接好电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，当滑动变阻器连接电路中电阻变大时，电压表的读数也随着变大，反之随着变小，则发生这一现象原因是（?? ）
A、电压表的正、负接线柱接错了
B、电压表的量程选择不合适
C、电压表坏了
D、电压表与滑动变阻器并联
【答案】D
【解析】滑动变阻器连接电路中的电阻变大时，电压表的读数也随着变大，反之，随着变小，说明电压表不是接在小灯泡的两端，而是电压表与滑动变阻器并联了。故选D。
【分析】在调节滑动变阻器时，当滑动变阻器连接电路中的电阻变大时，电压表的读数也随着变大，当滑动变阻器连接电路中的电阻变小时，灯泡逐渐变亮（电路中电流变大），而电压表的示数变小，说明电压表不是接在小灯泡的两端，而是电压表与滑动变阻器并联了。
12.灯泡 和 上分别标有“6V? 6W”和“6V? 9W”字样，把他们先后接在如图所示电路的a、b两端(电源电压不变)，消耗的功率刚好为6W， 消耗的功率为(? )

A、一定等于9W
B、一定小于9W
C、一定大于9W
D、条件不足，无法确定
【答案】B
【解答】由 可知，当电压相同时，电功率越大，电阻越小，所以灯泡 的电阻小于灯泡 的电阻；将 接在a、b两端时，由于 的电阻较小，因此电路的总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路电流变大，故定值电阻R两端电压增大，再根据串联电路总电压等于各部分电压之和可知，灯泡L2分得的电压将小于6V，因此灯泡 的实际功率一定小于其额定功率．故选 B．
某一天晚上睡觉前，小文同学用有预约功能的电饭煲为家人第二天早餐煲粥。小文将大米等食材放入电饭煲内，接通220V家庭电路，经过了待机、加热、保温三个过程，早餐前断开电源，电饭煲消耗的电功率随时间变化的图象如图甲所示，电饭煲加热过程消耗的电能是　0.88　kW?h．已知小文家电饭煲加热和保温部分基本电路原理如图乙所示，S是接通家庭电路的开关，S1是自动开关，R1和R2为电阻不变的电热丝，则R2＝　220　Ω。

解析：(1)由图甲可知，0﹣5h这段时间是待机状态，待机功率P待＝44W；5﹣6h为加热状态，加热功率P加＝880W；6﹣7h为保温状态，保温功率P保＝220W。
加热过程的时间t加＝1h，P加＝880W＝0.88kW，
则加热过程消耗的电能：W加＝P加t加＝0.88kW×1h＝0.88kW?h；
(2)由图乙可知，当开关S、S1闭合时，R1与R2并联，电路总电阻较小，总功率较大，总功率为P加＝880W。
当开关S闭合、S1断开时，电路只有R2工作，总电阻较大，功率较小，其功率为P2＝220W。
则R2的阻值：。
14．某品牌电烤箱在额定电压下，功率从大到小有高档、中档和低档。如图所示为电烤箱在不同档位工作时的电路图，R1、R2为发热电阻丝，且阻值R1＞R2，则高档、中档和低档对应的电路图分别是　丙　图、　乙　图和　甲　图。(选填“甲”、“乙”或“丙”)

解析：由图甲知，只有开关S0、S1闭合，此时只有电阻丝R1接入电路中；
由图乙知，只有开关S0、S2闭合，此时只有电阻丝R2接入电路中；
由图丙知，三个开关都闭合，此时两电阻丝R1、R2并联接入电路中；
由题知，R1＞R2，由并联电路的电阻特点知，三个电路的电阻：R丙＜R乙＜R甲，
电源电压一定，由P＝知，P丙＞P乙＞P甲，所以高档、中档和低档对应的电路图分别是丙图、乙图、甲图。

15．图甲是某新型电饭锅的简化电路图。R0为15Ω的定值电阻，其阻值不受温度影响。RT是热敏电阻，其阻值随温度的变化规律如图乙所示。由图象可知，当RT的温度从30℃升高到130℃的过程中，电路总功率的变化规律是：　先增大后减小　；当RT的温度达到100℃时，RT的功率为　640　W。

解析：(1)由图乙知，随着温度的升高，热敏电阻RT的电阻先变小，到100℃电阻达到最小，然后随温度的升高电阻又逐渐增大，根据P＝知，在总电压一定时，电路总功率先增大，后减小；
(2)由图象可知，当RT的温度达到100℃时，RT的阻值为40Ω，
由图甲知，RT与R0串联，则温度100℃时，电饭锅的电流：I＝＝＝4A，
此时RT的功率为：PT＝I2RT＝(4A)2×40Ω＝640W。
16．在测量小灯泡的电功率时，电源电压为3V，小灯泡上标有“2.5V”字样。

(1)在如图甲所示的电路中，闭合开关移动滑片，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，原因是　电压表串联在电路中　，经分析有一根导线链接错误，请在连接错误的导线上打“×”，并补画出一根导线连接成正确的电路。
(2)电路连接正确后，从滑动变阻器接入电路的最大阻值开始记录数据，得到小灯泡的I﹣U图象如图乙所示，则小灯泡的额定功率是　0.625　W．由图可知，小灯泡的实际功率随实际电压的增大而　增大　，滑动变阻器的规格应选择　C　。
A.10Ω 1A B.15Ω 1A C.25Ω 1A D.30Ω 1A
(3)有同学认为利用该电路还可以探究出导体中电流和导体两端电压成正比，你认为这种说法　不合理　(选填“合理”或“不合理”)，理由是　灯丝电阻是变化的，无法得到电流与电压成正比　。

解析：(1)在电路中，电压表串联在电路中测电源电压，电压表有示数，因电压表内阻很大，故电路的电流很小，灯不亮；
灯与变阻器并联，电压表串联在电路中是错误的，灯与变阻器串联，电压表与灯并联，如下所示：
(2)根据小灯泡的I﹣U图象知，灯在额定电压下的电流为0.25A，小灯泡的额定功率是：
P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；
由图可知，灯的电流随电压的变大而增大，根据P＝UI，故小灯泡的实际功率随实际电压的增大而增大；
由图知，当电压表示数为0.5V时，电路的最小电流为0.1A，由串联电路的规律及欧姆定律，滑动变阻器的最大电阻为：R滑＝＝＝25Ω，故变阻器规格应选择C；
(3)探究出导体中电流和导体两端电压关系时，要控制电阻阻值不变，因灯丝电阻是变化的，无法得到电流与电压成正比成正比，这种说法不合理。
17.实验小组用电能表参数是3200imp/（kW?h）的电子式电能表来测量电水壶的功率．他们将其余所有用电器关闭，只让电水壶工作，数出电能表指示灯在3min内闪烁了128次．则该水壶在3min内消耗的电能是 ?kW?h，该水壶的实际功率是________W．
【答案】0.04；800
【解析】3200imp/（kW?h），是指每消耗1kW?h的电能，电能表指示灯闪烁了3200次，
指示灯闪烁128次，电水壶消耗的电能：W=1283200kW?h=0.04kW?h=1.44×105J；
电水壶的功率：P=wt=1.44×105J3×60s=800W．故答案为：0.04；800．
【分析】根据电能表闪烁的次数可以求出电水壶消耗的电能，然后由电功率公式P=wt求出电水壶实际功率．
18.电动自行车已成为大众化的一种交通工具，小明对家里的电动自行车进行了测试，他骑车在平直的路面上由静止开始运动，获得如图所示的速度v和牵引力F随时间t变化的关系图象。已知匀速行驶时，电动机输入电压48V，输入电流5A，由图可知，0～2s电动自行车受到的摩擦力为________N； 电动自行车匀速行驶时，电能转化为机械能的效率为________。

【答案】35；87.5%
【解析】（1）观察速度-时间图象，电动自行车在0～7s速度越来越快，7～12s，速度不再变化；观察牵引力-时间图象，在7～12s牵引力大小不变，由于电动车匀速直线运动，牵引力等于摩擦力，求出摩擦力的大小；（2）利用P=fv求电动自行车匀速行驶时克服摩擦力做功的有用功率，利用P=UI求出总功率，然后利用求效率。
【解答】（1）由速度-时间图象可知，电动自行车在0～7s速度越来越快，所以电动车在0～2s做加速运动，受非平衡力作用；
由牵引力-时间图象可知，在7～12s牵引力大小F=35N，因为在7～12s匀速运动，所以摩擦力f=F=35N；
（2）由速度-时间图象可知，电动自行车匀速行驶时速度v=6m/s，则克服摩擦力做功的功率为P有用=fv=35N×6m/s=210W；
电动机输入总功率为P总=UI=48V×5A=240W，
所以效率=
故答案为：35；87.5%。

19﹒随着电器化时代的到来，家用电器已广泛应用到我们的生活中．某家庭煲汤用电热锅简化电路如图所示，电热锅额定电压为220V，R1，R2均为发热电阻，其阻值分别为80Ω、404Ω．接通电源，闭合开关S1、S2，电热锅处于“大火”加热状态；当锅内温度达到100℃时，开关S2自动断开，开关S1仍闭合，电热锅处于“小火”炖煮状态.
（1）电热锅在额定电压下，处于“大火”加热状态时，电路中的电流多大？
（2）电热锅在额定电压下，处于“大火”加热状态15分钟，消耗的电能是多少焦耳？
（3）电热锅在额定电压下，处于“小火”炖煮状态时，电功率多大？
（4）为测量电热锅的实际电压，将家中其他用电器全部关闭，电热锅在“大火”加热状态下，观察到标有“2000r/kW?h”字样的电能表在6分钟内转了100转，电热锅的实际电压是多少？