人教版初中物理九年级全一册 18.2 电功率 同步练习 （含答案解析）

18.2
电功率
同步练习
一．选择题
1．家用电能表标有3000R/kW?h的字样，当接入一个用电器正常工作时，1min内电能表的转盘转了15转，则该电器消耗的实际功率是（　　）
A．30W
B．180W
C．300W
D．3000W
2．下面的公式中，可以用来计算功率有（　　）
①P＝UI
②P＝FS
③P＝Fv
④P＝I2R
⑤P＝IR
A．①②⑤
B．①②③
C．①③④
D．①③⑤
3．标有“6V3W”的小灯泡，通过它的电流与电压的关系如图所示。若把它与电压为4V的电源相连，灯泡仍能发光，此时灯泡消耗的功率为（　　）
A．3W
B．1.3W
C．10W
D．1.6W
4．如图所示电路中，电源电压6V保持不变。只闭合开关S1，电流表示数为0.2A；再闭合开关S2，电流表示数为0.6A．则开关S2闭合前后R1消耗的电功率相差（　　）
A．3.2W
B．1.0W
C．1.2W
D．2.2W
5．R1＞R2两条电阻线串联，接入同一电路，R1、R2消耗的功率分别为P1、P2，则（　　）
A．I1＝I2
P1＝P2
B．I1＝I2
P1＞P2
C．U1＝U2
P1＞P2
D．U1＞U2
P1＝P2
6．下列关于电功率的说法中正确的是（　　）
A．用电器功率越大，做功越多
B．用电器功率越大，做功越快
C．用电器功率越大，做功越慢
D．用电器做功越多，功率越大
7．甲灯上标有“220V
40W”，乙灯上标有“36V
40W”字样，当它们各自在额定电压下工作时，以下说法中正确的是（　　）
A．甲灯电流做功较快
B．乙灯电流做功较快
C．两盏灯电流做功一样快
D．条件不足，无法比较
8．如图是电路元件甲和乙的I﹣U图象，下列说法正确的是（　　）
A．乙为定值电阻
B．当甲两端电压为2V时，R甲＝0.2Ω
C．甲和乙两个元件串联接入电路中，电路电流为0.2A时，电路的总功率为0.6W
D．甲和乙两个元件并联接入电路中，当电源电压为2V时，电路总电流为0.4A
9．如图所示，电源电压为U且恒定，定值电阻R0与滑动变阻器R串联的电路，已知：R＞R0，在滑动变阻器的滑片P移动过程中，下列表示R0和R消耗的电功率P0和PR随两电压表示数U1、U2的变化关系图线中，可能正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
10．如图所示，电源电压保持12V不变，小灯泡L上标有“6V
3W”字样，滑动变阻器最大阻值R＝60Ω．不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（　　）
A．开关S断开时，电压表没有示数
B．开关S闭合后移动滑片P，当电压表的示数减少1V时，滑动变阻器两端的电压就增加1V
C．开关S闭合后，灯泡L的最小电功率约为0.48W
D．灯泡L正常发光时，滑动变阻器消耗的电功率为6W
二．填空题
11．如图所示，将规格相同的小灯泡按照甲、乙两种连接方式接入电压均为U且保持不变的电路中，通过分别调节滑动变阻器R1和R2使所有灯泡均正常发光。甲、乙两电路中的总电流之比I1：I2＝　
　，电路的总功率之比P甲：P乙＝　
　.
12．如图所示的电路中，R1的阻值为10Ω，只闭合开关S1时电流表的示数为0.3A，若再闭合开关S1后，电流表的示数为0.45A，则，R2的阻值为　
　Ω，电路中消耗的最大电功率是　
　W.
13．如图甲所示，电源电压为3V且保持不变，灯泡L1标有“3V
0.9W”字样，闭合开关，电流表A2的示数如图乙所示，此时灯泡L1的电阻为　
　Ω，电流表A1的示数为　
　A，灯泡L1、L2的实际功率之比为　
　。一段时间后，发现其中一个灯泡熄灭且两电流表示数相同，可能发生的故障是　
　。
14．小华在实验室测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率。在实验过程中，她调节滑动变阻器的滑片P，使电压表示数为　
　V，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图所示，通过小灯泡的电流为　
　A，小灯泡的额定电功率为　
　W。
15．在如图所示的电路中，电源电压恒为5V．开关S闭合后，滑片P移至中点时，电压表示数是3V，电流表示数是0.5A，则滑动变阻器的最大阻值是　
　Ω，此时电阻R1消耗的电功率是　
　W。
三．实验探究题
16．小红用电压表、电流表、滑动变阻器、导线、开关及干电池等实验器材，测量额定电压为2.5V小灯泡L的额定功率。
（1）小红连接的部分实验电路如图甲所示，请你添加一条导线将实验电路补充完整。
（2）开关S闭合前，应将滑动变阻器的滑片P移至　
　端（选填“A”或“B”）。
（3）小东排除故障后，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，电压表示数为2.2V，此时他应将滑片P向　
　端移动（选填“A”或“B”），才能使小灯泡正常发光。
（4）当调节滑动变阻器使电压表示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，则可知通过小灯泡L的电流为　
　A，小灯泡L的额定功率为　
　W。
17．爱米想知道灯丝电阻随温度变化的规律，他利用实验室的器材设计了图甲所示的电路。
（1）本实验测量小灯泡电阻的原理是　
　。
（2）闭合开关后，发现小灯泡不发光，经检查是由于某根导线断了造成的。他利用图乙的电路对图甲的电路进行检测。检测时，他将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处并将图甲中的开关　
　，若检验灯发光较亮说明被检测导线　
　（选填“断了”或“没断”）。
（3）更换导线后，正确进行实验并将数据填表（电源电压恒为4V）分析实验数据发现：温度越高，灯丝电阻越　
　。根据表中的数据分析，下列滑动变阻器的规格符合实验要求的是　
　。
A.30Ω0.2A
B.20Ω1A
C.10Ω1A
D.5Ω0.5A
物理量次数
l
2
3
4
U/V
2.5
2.0
1.5
1.0
I/A
0.30
0.26
0.24
0.20
R/Ω
8.3
1.1
6.3
5.0
（4）爱米查找资料，发现大多数金属的电阻都具有和灯丝电阻随温度变化规律相同的性质。他用一段具有这种性质的金属丝代替小灯泡接入图甲的电路中，并将滑动变阻器的滑片调到适当位置固定不动，设计了一个简易的测温装置若要满足温度升高时测温装置的示数变大，应将图甲中　
　表的表盘改装成测温装置的刻度盘。
（5）本实验测多组数据的目的是　
　。
（6）完成了上述的实验后，爱米还想和爱华同学测另一只额定电压为U1小灯泡的额定电功率，发现电流表损坏不能使用。他俩利用阻值已知的定值电阻R0，设计了如图丙所示的电路，测量额定电压为U1的另一小灯泡的额定功率。操作如下：
①闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器，使电压表的示数为U1；
②保持滑动变阻器滑片位置不变，　
　（填写开关S、S1和S2的状态），读出电压表示数为U2；
③小灯泡的额定功率P额＝　
　。（用U1、U2和R0表示）
参考答案
1．解：
3000R/（kW?h）表示每消耗1kW?h的电能，电能表的转盘转动3000转，
转盘转15转用电器消耗的电能：
W＝kW?h＝0.005kW?h，
则该电器消耗的实际功率：
P＝＝＝0.3kW＝300W。
故选：C。
2．解：对于机械来说，功率的定义式P＝，由W＝Fs可得，P＝＝＝Fv；
对于用电器来说，功率的定义式P＝，由W＝UIt可得普遍适用的电功率公式P＝＝＝UI，由I＝可得纯电阻用电器的功率P＝、P＝I2R；
综上可知，选项中用来计算功率有①③④。
故选：C。
3．解：小灯泡与电压为4V的电源相连时，灯泡两端的电压为4V，
由图象可知，通过灯泡的电流为0.4A，
此时灯泡消耗的功率P＝UI＝4V×0.4A＝1.6W。
故选：D。
4．解：由电路图可知，只闭合开关S1时，R1与R2串联，电流表测电路中的电流；
再闭合开关S2时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，
由I＝可得，R1的阻值：
R1＝＝＝10Ω，
由P＝I2R可得，开关S2闭合前后R1消耗的电功率相差：
△P＝P1′﹣P1＝I22R1﹣I12R1＝（0.6A）2×10Ω﹣（0.2A）2×10Ω＝3.2W。
故选：A。
5．解：两电阻串联，流过它们的电流相等，则I1＝I2；
∵I＝，∴U＝IR，∵I1＝I2，R1＞R2，∴U1＞U2，
∵I1＝I2，R1＞R2，由电功率公式P＝I2R可知，P1＞P2；
综上分析可知ACD错误，B正确。
故选：B。
6．解：
A、由W＝Pt可知，电流做功多少与电功率和通电时间有关，所以，用电器的功率越大，做功不一定越大；故A错误；
BC、电功率是表示电流做功快慢的物理量，电功率越大，做功越快；故B正确，C错误；
D、由电功率公式P＝可知，电功率表示单位时间用电器做功的多少，所以，用电器做功越多，功率不一定大；故D错误。
故选：B。
7．解：由题意可知，甲、乙两灯的额定功率均为40W，
因额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，
所以，两灯的实际功率相等；
电功率是表示电流做功快慢的物理量，所以两盏灯电流做功一样快。
故选：C。
8．解：
A．由I﹣U图象可知，元件乙对应的电流与电压不成正比，根据欧姆定律可知乙不是定值电阻，故A错误；
B.由图象可知，当甲两端电压为2V时，通过甲的电流为0.4A，由I＝可得，R甲＝＝＝5Ω，故B错误；
C.甲和乙两个元件串联接入电路中，电路电流为0.2A时，由图象可知，两元件两端的电压分别为U甲＝1V、U乙＝2V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以电源电压U＝U甲+U乙＝1V+2V＝3V，
则电路的总功率：P＝UI＝3V×0.2A＝0.6W，故C正确；
D.甲和乙两个元件并联接入电路中，当电源电压为2V时，它们两端的电压均为2V，
由图象可知，此时通过的电流分别为I甲＝0.4A，I乙＝0.2A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以干路电流I′＝I甲+I乙＝0.4A+0.2A＝0.6A，故D错误。
故选：C。
9．解：
AD、定值电阻R0与滑动变阻器R串联，V1测R0的电压，V2测R的电压：
根据P＝，R0消耗的功率P0＝＝×U12，R0为常数，由数学知识，电功率P0随电压表示数U1的变化关系图线为抛物线，A错误；
由串联电路电压的规律，U1＝U﹣U2，由欧姆定律，电路的电流：I＝，由P＝UI，R0消耗的功率：
P0＝U1I＝（U﹣U2）×＝﹣×U22+×U2，消耗的功率P0为U2的一元二次函数，因﹣＜0，抛物线开口向下，D错误；
BC、由串联电路电压的规律，U2＝U﹣U1，由欧姆定律，电路的电流：I＝，
根据P＝UI，R的电功率为：
PR＝（U﹣U1）×＝﹣×U12+×U1，
R的电功率PR为U1的一元二次函数，因﹣＜0，抛物线开口向下，
由数学知识，当U1＝﹣＝＝0.5U时，PR有最大值，B正确；
当变阻器连入电路的电阻最大时，由分压原理，电压表V2的示数最大，根据P＝，变阻器的电功率不可能为0，C错误；
故选：B。
10．解：
S闭合时，变阻器与灯串联，电压表测灯的电压：
（1）S断开时，电压表通过变阻器与电源连通，电压表测电源的电压，所以此时电压表的示数为12V，故A错误；
（2）S闭合时，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压，根据串联电路电压的规律，电压表示数减小1V，灯泡L两端的电压就增加1V，故B正确；
（3）由P＝可得，灯泡的电阻：
RL＝＝＝12Ω，
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，灯泡消耗的电功率最小，
因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，当变阻器的最大电阻连入电路时，电路的总电阻最大，根据欧姆定律可知，此时电路中的最小电流：
I＝＝＝A，
灯泡的最小电功率：PL＝I2RL＝（A）2×12Ω≈0.33W，故C错误；
（4）灯泡正常发光时的电压为6V，功率为3W；
因为串联电路中总电压等于各分电压之和，所以此时滑动变阻器两端的电压：
UR＝U﹣UL额＝12V﹣6V＝6V；
因为串联电路中各处的电流相等，根据P＝UI可知，此时滑动变阻器消耗的电功率和灯泡消耗的电功率相等，即为3W，故D错误；
故选：B。
11．解：由题意可知，小灯泡的规格都相同，设每个小灯泡正常发光时的电流均为I。
①甲图中，甲图中两灯并联后与变阻器R1串联，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，所有灯泡均正常发光时，干路电流为I1＝2I，
则电路的总功率：P1＝UI1＝U×2I＝2UI；
②乙图中，两灯泡和滑动变阻器R2串联，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，所有灯泡均正常发光时，电路中的电流I2＝I，
则电路的总功率：P2＝UI2＝UI；
则甲、乙两电路中的总电流之比I1：I2＝2I：I＝2：1；
甲、乙两电路的总功率之比为P1：P2＝2UI：UI＝2：1。
故答案为：2：1；2：1。
12．解：只闭合开关S1时，电路为R1的简单电路，根据I＝可知，电源的电压为：U＝I1R1＝0.3A×10Ω＝3V；
若再闭合开关S2后，两电阻并联，电流表测干路电流，并联电路各支路独立工作、互不影响，所以通过R1的电流不变，仍为0.3A，
并联电路中干路电流等于各支路电流之和，则通过R2的电流为：I2＝I﹣I1＝0.45A﹣0.3A＝0.15A，
并联电路各支路两端的电压相等，则R2的阻值：R2＝＝＝20Ω，
此时电路中消耗的电功率最大，则P＝UI＝3V×0.45A＝1.35W。
故答案为：20；1.35。
13．解：
（1）由电路图可知，闭合开关，两灯泡并联，电流表A1测量干路电流，电流表A2测量L2的电流；
根据并联电路的电压特点可知：U1＝U2＝U＝3V，
已知U1额＝3V，所以灯泡L1正常工作，
根据P＝可得L1的电阻：R1＝＝＝10Ω；
灯泡L1正常工作的电流：I1＝＝＝0.3A；
由图乙可知，电流表A2量程是0～0.6A，则示数为0.4A，即通过L2的电流I2＝0.4A；
所以，干路电流I＝I1+I2＝0.3A+0.4A＝0.7A，即电流表A1的示数为0.7A；
L1、L2的实际功率之比为
P1：P2＝U1I1：U2I2＝3V×0.3A：3V×0.4A＝3：4；
（2）一段时间后，其中一个灯泡熄灭，说明可能是电路出现开路或该灯泡短路；由于另一个灯泡发光，则说明不可能是对灯泡短路，否则另一个灯泡不能发光；
由于两电流表有示数且相同，说明发光的灯泡是L2，则故障是L1开路。
故答案为：10；0.7；3：4；L1开路。
14．解：在实验室测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率时，电压表与灯泡并联，电流表与灯泡串联，
小灯泡正常发光时其两端的电压为2.5V，即调节滑动变阻器使电压表示数为2.5V，
由图可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，通过小灯泡的电流为0.3A，
则小灯泡的额定电功率P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W。
故答案为：2.5；0.3；0.75。
15．解：（1）由图可知：R0与R1串联连入电路，电压表测量滑动变阻器R2两端的电压，
当电压表的示数为3V、电流表示数为0.5A时，
即：U2＝3V，I＝0.5A，
滑动变阻器此时接入电路的电阻为：R滑中＝＝＝6Ω，
则滑动变阻器的最大阻值是：R2＝2R滑中＝2×6Ω＝12Ω；
（2）根据串联电路的总电压等于各部分电路两端的电压之和可得：
R1两端的电压为：U1＝U﹣U2＝5V﹣3V＝2V，
电阻R1消耗的电功率为：
P1＝U1I＝2V×0.5A＝1W。
故答案为：12；1。
16．解：（1）电压表与灯并联，如下所示：
（2）开关S闭合前，应将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大处的A端；
（3）灯在额定电压下正常发光，示数为2.2V小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向B端移动，直到电压表示数为额定电压，才能使小灯泡正常发光。
（4）当调节滑动变阻器使电压表示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，则可知通过小灯泡L的电流为0.38A，小灯泡L的额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.38A＝0.95W。
故答案为：（1）如上所示；（2）A；（3）B；（4）0.38；0.95.
17．解：
（1）本题中测电阻的原理是：R＝；
（2）防止甲图中的电源烧坏检验灯，检测时要将甲图中的开关断开；若导线的两个接头之间的电路连通时，就能使检验灯亮，说明被检测导线没断；
（3）由表中数据看出，灯两端的电压越高、灯丝的电阻越大，而灯两端的电压越高、实际电功率越大，灯越亮、温度越高，可见灯丝温度越高，灯丝电阻越大；
根据表中的数据可知，从第一次到第四次实验，小灯泡两端的电压减小，电流减小，说明滑动变阻器阻值变大，故从第一次到第四次实验，小明是将滑片逐渐向B端移动；
由表中第四列数据，设此时变阻器连入电路的电阻为R，
因为U＝UL+UR，
即：4V＝1V+0.2A×R，
所以滑动变阻器连入电路的电阻为15Ω，
由表中数据看出，电路中的电流最小为0.2A，A滑动变阻器不符合要求，故只有B滑动变阻器符合要求；
（4）用一段具有这种性质的金属丝代替小灯泡接入图甲的电路中，将滑动变阻器的滑片调到适当位置固定不动，金属丝温度升高，金属丝的电阻变大，金属丝分压变大，电压表的示数变大，电路中的电流会变小，电流表的示数变小，所以，若要满足温度升高时测温装置的示数变大，应选电压表的表盘改装成测温装置的刻度盘；
（5）多次测量求平均值，可以减小误差；
（6）实验步骤：
①闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器，使电压表的示数为U1，此时电压表测量小灯泡两端的电压；
②保持滑动变阻器滑片位置不变，闭合开关S、S2，断开S1，读出电压表示数为U2，此时电压表测灯与定值电阻的总电压；
③在②中，电压表测灯与定值电阻的总电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，
根据串联电路电压的规律，此时定值电阻的电压为：U1′＝U2﹣U1，
由欧姆定律灯的额定电流：IL＝＝，
灯的额定功率：P＝ULIL＝U1。
故答案为：（1）R＝；（2）断开；没断；（3）大；B；（4）电压；（5）减小误差；（6）闭合开关S、S2，断开S1；U1。