人教版九年级全册物理 18.2电功率 同步练习（含解析）

18.2电功率
同步练习
一．选择题
1．下列家用电器在正常工作时电功率最小的是（　　）
A．空调
B．电视机
C．电饭煲
D．电子钟
2．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的实际功率比L2的实际功率小
C．L1的电阻比L2的电阻小
D．L1两端电压比L2两端电压大
3．如图所示电路的两灯泡L1和L2分别标有“3.8V
0.2A”和“3.8V
0.3A”字样，闭合开关后两灯均发光。假设灯泡的电阻不受温度影响，且两灯灯丝的材料和长度均相同，下列判断正确的是（　　）
A．两灯串联
B．灯L2更亮
C．灯L1的电阻丝更粗
D．电流表A2的示数为0.5A
4．如图甲是通过小灯泡L的电流跟其两端电压关系。现将小灯泡L与电阻R连入图乙所示电路中，只闭合S，小灯泡的实际功率为1.8W；再闭合S1电流表示数为0.9A．下列结果正确的是（　　）
①电源电压为6V②电路消耗的总功率为5.4W
③通过电阻R的电流为0.6A④电阻R的阻值为10Ω
A．①②③④都正确
B．只有①②③正确
C．只有①③正确
D．只有②④正确
5．康晴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30分钟内消耗电能0.6千瓦时，这个用电器可能是（　　）
A．空调器
B．电冰箱
C．电视机
D．白炽灯
6．两个额定电压均为3V的小灯泡的I﹣U图象如图所示，如果将它们分别串联和并联在电路当中。在确保两小灯泡都安全的前提下保证至少一个灯泡正常工作，则串联和并联时两个小灯泡的总功率分别是（　　）
A．0.875W
2.25W
B．2.25W
0.875W
C．0.75W
1.5W
D．1.5W
0.75W
7．如图所示的电路中，电源电压保持不变，定值电阻R0＝4Ω，R为滑动变阻器。滑片P位于滑动变阻器的中点时，R0的电功率为16W，当滑片从中点向b端移动距离L后，R0的电功率为9W；滑片从中点向a端移动距离L后，R0的电功率为（　　）
A．36W
B．25W
C．23W
D．18W
8．利用如图所示的装置测量小灯泡的电功率，电源电压恒定不变，小灯泡上标有“3.8V“字样。如果闭合开关，实验操作过程中出现了以下几种情况，分析错误的是（　　）
A．无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡不亮，电压表的示数几乎等于电源电压，电流表几乎无示数，原因可能是小灯泡断路
B．无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡很暗且亮度不变，原因是滑动变阻器同时接入两个下接线柱
C．当小灯泡的实际电压为2.5V
时，要测量小灯泡的额定功率，需将滑片向左移动
D．电压表无示数，小灯泡不亮，可能是小灯泡短路
9．如图甲所示，电源电压9V保持不变，小灯泡L标有“6V
3W”字样，图乙是通过小灯泡的电功率随其两端电压变化的图象。滑动变阻R1的最大值为40Ω，定值电阻R2＝10Ω，则（　　）
A．闭合S、S2，断开S1，小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的电阻为12Ω
B．闭合S、S2，断开S1，小灯泡实际功率为1.6W时，滑动变阻器接入电路电阻为12.5Ω
C．闭合S、S1，断开S2，滑动变阻器的滑片P在中点时，R2的功率为1.8W
D．闭合S、S1，断开S2，电路的最小功率为0.9W
10．图甲为天然气泄漏检测电路原理图，电源电压恒定，R0为定值电阻，气敏传感器两端电压UQ随天然气浓度C变化的关系如图乙，则下列描述R0的功率P0，电路的总功率P随天然气浓度C变化的关系图线中，可能正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
二．填空题
11．两个小灯泡，甲标有6V
0.6A，乙标有4V
0.5A，现将它们申联后接入电压为9V的电路中，则　
　灯更亮。
12．如图所示电路中，电源电压保持不变。R1＝10Ω，闭合开关S，滑片P在最右端时电流表的示数为0.25A；把滑片P移到中点时，电流表的示数为0.4A，则电源电压为　
　V，滑片P在最右端时，R1、R2的电功率之比为　
　。
13．将“6V
3W”的灯L1与“6V
6W”的L2串联接在电路中（不计温度对灯丝电阻的影响），要使其中一个灯正常发光且另一个灯不损坏，则电源电压应为　
　V，灯L2的实际功率是　
　W。
14．将R1和R2两个电阻先后串联、并联在同一电源上，R1先后两次的功率分别为4W和9W．两个电阻的阻值不变，则两个电阻的阻值之比R1：R2＝　
　，并联时电阻R2消耗的功率为　
　W。
15．一只标有“2.5V、0.625W”的小灯泡，接在如图所示的电路中，设电源电压和灯丝电阻均不变，则小灯泡正常发光时的电阻是　
　Ω；当闭合开关S，滑动变阻器的滑片P滑至a端时，小灯泡正常发光，此时灯泡的电功率为P1，当滑片P滑到中点c时，小灯泡的实际功率为P2，且P1：P2＝4：1，滑动变阻器的最大阻值是　
　Ω。
三．计算题
16．如图所示，电源电压不变，R1、R2、R3为加热电阻，R3＝10Ω，只闭合S1，电流表示数为0.2A，电压表示数为4.0V；闭合S1、S2、S3时，通电1min电路产生的热量为180J，求：
（1）R1阻值和电源电压；
（2）R2阻值；
（3）电路消耗的最大功率。
17．如图所示的电路，R1＝30Ω，R2＝10Ω，开关S闭合后，电流表A的示数为0.4A，求：S闭合后整个电路消耗的总功率。
18．如图为某型号电饭锅的电路图，其中R1、R2均为加热用的电阻丝。该电饭锅有“加热”和“保温”两种工作状态，其部分技术参数如表3所示，不计温度对电阻的影响。
额定电压
220V
额定功率
加热
1210W
保温
88W
（1）将开关S断开时，电热器处于　
　（选填“加热”或“保温”）状态。
（2）求该电饭锅正常工作时，加热状态下的电流是多少？
（3）求电阻R1的阻值是多少？
参考答案
一．选择题
1．解：
空调、电饭煲都属于大功率用电器，其功率一般在1000W左右；
电视机正常工作时的功率在150W左右；
电子钟的功率很小，小于1W；故电功率最小的是电子钟。
故选：D。
2．解：
（1）由图可知，两个灯泡串联，因串联电路中电流处处相等，所以通过两灯的电流相等；
灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定，L1比L2亮，所以L1的实际功率比L2的实际功率大，故AB错误；
（2）两灯的电流相等，且L1的实际功率较大，由P＝I2R可知，L1的电阻比L2的电阻大，故C错误；
由U＝IR知，L1两端电压比L2两端电压大，故D正确。
故选：D。
3．解：
A、由图可知，电流从电源的正极流出，经开关后分为两支，一支经过灯泡L1，另一支经过电流表A1和灯泡L2，汇合到电流表A2再回到电源的负极，因此，两灯泡并联，故A错误。
B、两灯泡L1和L2分别标有“3.8V0.2A”和“3.8V0.3A”字样，由I＝可得两灯的电阻关系为R1＞R2，
两灯泡并联，其两端电压相等，且R1＞R2，由P＝可知，灯泡L1的实际功率小于灯泡L2的实际功率，则灯L2更亮，故B正确；
C、两灯灯丝的材料和长度均相同，L1的电阻大于L2的电阻，则根据影响电阻大小的因素可知L1灯丝较细，故C错误；
D、由图知，两节干电池串联，则电源电压为3V；如果两灯能正常发光，则A2的示数为0.2A+0.3A＝0.5A；由于电源电压小于两灯泡的额定电压为3.8V，所以此时两灯泡都不能正常发光，则A2的示数应小于0.5A，故D错误。
故选：B。
4．解：
（1）只闭合S时，电路为L的简单电路，电流表测电路中的电流，
由图象可知，当UL＝6V，IL＝0.3A时，灯泡的实际功率：PL＝ULIL＝6V×0.3A＝1.8W；
因此电源电压U＝UL＝6V，故①正确；
（2）再闭合S1后，R与L并联，电流表测干路电流，
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，通过灯泡的电流不变，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R的电流：IR＝I﹣IL＝0.9A﹣0.3A＝0.6A，故③正确；
因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，电路消耗的总功率：P＝UI＝6V×0.9A＝5.4W，故②正确；
由I＝可得，R的阻值：R＝＝＝10Ω，故④正确；
综合上述分析可知，①②③④都正确。
故选：A。
5．解：
用电器在测得在t＝30min＝0.5h内，消耗的电能为W＝0.6kW?h，
用电器的电功率：
P＝＝＝1.2kW＝1200W。
空调器的电功率一般大于1000W，电冰箱、电视机的电功率在200W左右，白炽灯的电功率约为40W。
故选：A。
6．解：两灯泡的额定电压均为3V，由图象可知，两灯泡的额定电流分别为I1＝0.25A、I2＝0.5A。
（1）因串联电路中各处的电流相等，且在确保两小灯泡都安全的前提下保证至少一个灯泡正常工作，
所以，电路中的电流I串＝I1＝0.25A，
由图象可知，两灯泡两端的电压分别为U1＝3V、U2＝0.5V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，两个小灯泡的总功率P＝UI串＝（U1+U2）I串＝（3V+0.5V）×0.25A＝0.875W，故BCD错误；
（2）因并联电路中各支路两端的电压相等，且两灯泡的额定电压均为3V，
所以，两灯泡并联时可以同时正常发光，此时电源的电压U′＝3V，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，两个小灯泡的总功率P′＝U′I并＝U′（I1+I2）＝3V×（0.25A+0.5A）＝2.25W，故A正确。
故选：A。
7．解：第1次操作：
定值电阻与变阻器串联，定值电阻R0＝4Ω，滑片P位于滑动变阻器的中点时，R0的电功率为16W，
根据P＝可得，定值电阻的电压为：
U1＝＝＝8V；
第2次操作：
当滑片从中点向b端移动距离L后，R0的电功率为9W，同理，定值电阻的电压为：
U2＝＝＝6V；
由欧姆定律，电路的电流为：
I2＝＝＝1.5A，
由I＝，在R不变时，电流与电压成正比，两种情况下，对定值电阻来说，电流之比：
＝＝；
设变阻器的最大电阻为R，滑片从中点向b端移动距离L后增大电阻为R′，由电阻的串联，两种情况下的滑动变阻器连入电路的电阻之比为：
，
由欧姆定律，电压不变时，电流与电阻成反比，第1、2次操作中，对应的电流之比：
＝，
故R′＝，
第3次操作：
根据串联电阻的规律，滑片从中点向a端移动距离L后，此时电路的总电阻：
R总3＝4Ω+0.5R﹣＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
第2次操作中，滑片从中点向b端移动距离L后变阻器的电压为：
R滑2＝0.5R+R′＝0.5R+，
根据串联电阻的规律，此时电路的总电阻：
R总2＝R滑2+4Ω＝0.5R++4Ω＝﹣﹣﹣﹣﹣①；
①÷②得：＝，
由欧姆定律，电压不变时，电流与电阻成反比，
故根据串联电阻的规律，滑片从中点向b端移动距离L后的电流与滑片从中点向a端移动距离L后的电流之比为：＝，
I3＝2I2＝2×1.5A＝3A，
根据P＝I2R，在电阻不变时，电功率与电流的平方成正比，
故在第2、3次操作中，＝（）2＝，
滑片从中点向a端移动距离L后，R0的电功率为：
P3＝4P2＝4×9W＝36W，只有A正确。
故选：A。
8．解：
A、无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡不亮，电流表几乎无示数，则电路可能断路；电压表的示数几乎等于电源电压，说明电压表与电源连通，原因是小灯泡断路，故A正确；
B、无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡很暗且亮度不变，则电路的电流很小，变阻器没有了变阻的作用，故原因是滑动变阻器同时接入两个下接线柱，故B正确；
C、灯在额定电压下正常发光，示数为2.5V小于灯的额定电压3.8V，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，故滑片向右移动，故C错误；
D、电压表无示数，小灯泡不亮，若电流表有示数，可能是小灯泡短路；若电流表无示数，则可能整个电路断路，故D正确。
故选：C。
9．解：
A、当闭合S、S2，断开S1，小灯泡正常发光时，由P＝UI可得电路电流：IL＝＝＝0.5A，
因串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以滑动变阻器两端电压：U1＝U﹣UL＝9V﹣6V＝3V，
由I＝可得，滑动变阻器接入电路的阻值：R1＝＝＝6Ω，故A错误；
B、根据图乙知，当小灯泡的电功率为1.6W时，小灯泡两端的电压为4V，
根据P＝UI知此时电路的电流：I′＝＝＝0.4A，
根据串联电路电压的规律知，滑动变阻器两端的电压：U1′＝U﹣UL′＝9V﹣4V＝5V，
则滑动变阻器连入电路中的阻值：
R1′＝＝＝12.5Ω，故B正确；
C、闭合S、S1，断开S2，滑动变阻器的滑片P在中点时，电路电流：I2＝＝＝0.3A，
R2的功率：P2＝IR2＝（0.3A）2×10Ω＝0.9W，故C错误；
D、当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电路的电流最小，电路中的最小电流：
Imin＝＝＝0.18A，
所以电路中的最小功率为：Pmin＝UImin＝9V×0.18A＝1.62W，故D错误。
故选：B。
10．解：由题图可知，R0与气敏传感器串联，电压表测气敏传感器两端的电压。
由图乙可得，气敏传感器两端的电压与天然气浓度C成正比，即根据串联电路的电阻分压特点可知：气敏传感器的阻值变大，
所以，气敏传感器的阻值（R气）与天然气浓度C也成正比。
A和B、R0的功率P0＝＝，故P0与U0是一个二次函数关系，因U0与C是一个一次函数关系（成正比），所以P0与C项是二次函数关系。故A、B错误；
C和D、电路总功率P＝，R气随C的增大而增大，所以P随C的增大而减小，故C正确，D错误。
故选：C。
二．填空题
11．解：由I＝可得，两灯的电阻分别：
R甲＝＝＝10Ω，R乙＝＝＝8Ω；
两灯泡串联时通过它们的电流相等，由P＝UI＝I2R可知，甲灯泡的电阻大，实际功率大，所以甲灯更亮。
故答案为：甲。
12．解：（1）由电路图可知，R1与R2串联，电流表测电路中的电流。
当滑动变阻器滑片P在最右端时，接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流I＝0.25A，
因串联电路中各处的电流相等和I＝可得，电源的电压：
U＝I（R1+R2）＝0.25A×（10Ω+R2）﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
把滑片P移到中点时，电路中的电流I′＝0.4A，
则电源的电压：
U＝I′（R1+R2）＝0.4A×（10Ω+R2）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②解得：U＝10V，R2＝30Ω；
（2）滑片P在最右端时，因串联电路中各处的电流相等，则R1、R2的电功率之比为：
P1：P2＝I2R1：I2R2＝R1：R2＝10Ω：30Ω＝1：3。
故答案为：10；1：3。
13．解：（1）由P＝UI＝可得，两灯泡的电阻分别为：
R1＝＝＝12Ω，R2＝＝＝6Ω，
由I＝可得灯L1、L2的额定电流：
I1＝＝＝0.5A，I2＝＝＝1A，
因串联电路中各处的电流相等，且L1恰能正常发光，
所以，电路中的电流：
I＝0.5A，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电源两端的电压：
U＝I（R1+R2）＝0.5A×（12Ω+6Ω）＝9V；
灯泡L2的实际功率：
P2′＝I2R2＝（0.5A）2×6Ω＝1.5W。
故答案为：9；1.5。
14．解：设电源电压为U，
当R1和R2串联时，R1的功率：
P1串＝（）2R1＝4W﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当R1和R2并联时，R1的功率：
P1并＝＝9W﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②可得：R1：R2＝2：1；
并联时电阻R2消耗的功率：
P2并＝＝＝2P1并＝2×9W＝18W。
故答案为：2：1；18。
15．解：（1）由P＝UI＝可得，小灯泡正常发光时的电阻：
RL＝＝＝10Ω；
（2）当闭合开关S，滑动变阻器的滑片P滑至a端时，接入电路中的电阻为零，电路为灯泡的简单电路，
因小灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，
所以，电源的电压U＝UL＝2.5V，此时灯泡的电功率为P1＝PL＝0.625W＝W，
当滑片P滑到中点c时，灯泡L与R串联，
由P1：P2＝4：1可得，此时小灯泡的实际功率P2＝P1＝×W＝W，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由P＝UI＝I2R可得，电路中的电流I＝＝＝A，
由I＝可得，电路的总电阻R总＝＝＝20Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，滑动变阻器接入电路中的电阻R＝R总﹣RL＝20Ω﹣10Ω＝10Ω，
则滑动变阻器的最大阻值R＝20Ω。
故答案为：10；20。
三．计算题
16．解：（1）只闭合S1，电阻R1、R3串联，电流表测串联电路中的电流，电压表测电阻R1两端的电压。
由I＝可得R1的阻值：
R1＝＝＝20Ω；
根据串联电路的特点和欧姆定律可得，电源电压：
U＝I（R1+R3）＝0.2A×（20Ω+10Ω）＝6V；
（2）闭合S1、S2、S3，电阻R1、R2并联，电流表A测量干路电流，电压表测量的是电源电压；
则通过R1的电流：I1＝＝＝0.3A，
通电1min电路消耗的电能W＝Q＝180J，
根据W＝UIt可得干路电流：I′＝＝＝0.5A；
因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：
I2＝I′﹣I1＝0.5A﹣0.3A＝0.2A，
根据I＝可得R2的阻值：
R2＝＝＝30Ω；
（3）闭合S1、S2、S3时电阻R1、R2并联，总电阻最小，根据P＝可知此时电路消耗的功率最大，
则电路消耗的最大功率：P最大＝＝＝＝3W。
答：（1）R1阻值为20Ω，电源电压为6V；
（2）R2阻值为30Ω；
（3）电路消耗的最大功率为3W。
17．解：由电路图可知，R1与R2并联，电流表测R1支路的电流。
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由I＝可得，电源的电压：
U＝I1R1＝0.4A×30Ω＝12V；
通过R2的电流：
I2＝＝＝1.2A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，电路的总电流：
I＝I1+I2＝0.4A+1.2A＝1.6A；
整个电路消耗的总功率为：
P＝UI＝12V×1.6A＝19.2W。
答：S闭合后整个电路消耗的总功率为19.2W。
18．解：（1）当开关S断开时，R1与R2串联，此时电路中的总电阻最大；由P＝UI＝可知，电源的电压一定时，电路的总功率最小，电热器处于保温状态。
（2）开关S闭合时，R1短路，只有R2接入电路，处于加热状态；
由P＝UI得，加热时的电流为：
I加热＝＝＝5.5A；
（3）由I＝得，R2的电阻为；
R2＝＝＝40Ω；
保温时，R1与R2串联，由P＝UI＝得，电路中的总电阻为：
R总＝＝＝550Ω；
R1的阻值为：
R1＝R总﹣R2＝550Ω﹣40Ω＝510Ω。
故答案为：（1）保温；（2）加热状态下的电流是5.5A；（3）电阻R1的阻值是510Ω。