15.2　认识电功率 练习题 2020——2021学年沪粤版九年级物理上册（含答案）

15.2　认识电功率
　　　　　　　　　　
　　　　
　　　
题组1　电功率
1.两个灯泡的电功率分别为50
W和25
W,它们都消耗100
J的电能,50
W的灯泡用的时间为　　　　,25
W的灯泡用的时间为　　　　。即消耗相同的电能,电功率大的灯泡所用时间　　　　(选填“长”或“短”),电功率小的灯泡所用时间　　　　(选填“长”或“短”),所以说电功率是表示电流做功　　　　的物理量。?
2.家用空调正常工作时的电功率最接近
(　　)
A.1000
W
B.100
W
C.10
W
D.1
W
3.在下列单位中,不是电功率单位的是
(　　)
A.J/s
B.kW·h/s
C.V·A
D.W·s
4.下列关于电功率的说法中正确的是
(　　)
A.电流做功越多,电功率越大
B.电流做功时间越短,电功率越大
C.在相等时间内,消耗电能越多的用电器电功率越大
D.电功率越大的用电器,消耗电能越多
5.智能手机耗电达到一定量时,会自动提示用户采用“省电模式”,在这种模式下,可延长电池的供电时间,原因是
(　　)
A.降低了电池的输出电压
B.减小了电池的输出电流
C.减小了电子线路的电阻
D.增大了电池的输出功率
题后反思
(1)根据P=可知,电功率等于电功和时间之比,但其大小与电功和时间无关。
(2)结合W=UIt和P=可推出P=UI,即电功率与相应的电压和电流有关。
题组2　电功率跟哪些因素有关　　　　　　　
6.研究电功率与电压、电流的关系时,某同学连接了如图1所示电路进行实验。下列关于该实验的说法,不合理的是
(　　)
A.该实验能研究电功率与电压的关系
B.该实验选择的两个小灯泡规格应该不同
C.小灯泡消耗的电功率可通过灯泡的亮度来比较
D.该实验能得出电流相同时,电功率与电压成正比
图1
图2
7.如图2所示是探究“电功率与电流的关系”的电路示意图。下列说法正确的是(　　)
A.该实验要选取规格相同的灯泡L1、L2
B.将题中的并联电路改为串联电路也可以完成该实验
C.将滑动变阻器串联在干路中不可能完成该实验
D.实验中将两灯并联控制了灯泡两端电压相同
8.某小组同学在老师指导下探究灯泡发光情况,他们用三组不同规格的灯泡分别接入电路,使它们都正常发光,并用电能表和钟表分别记录灯泡正常发光时消耗的电能和发光时间。该小组的同学仔细观察灯泡的亮暗程度,发现每组内的灯泡亮暗程度相同,且第一组最亮,第二组次之,第三组最暗。实验中记录的有关数据分别如表一、表二、表三所示。
表一(第一组)
实验序号
消耗的电能/(kW·h)
时间/h
1
0.1
0.5
2
0.2
1
3
0.4
2
表二(第二组)
实验序号
消耗的电能/(kW·h)
时间/h
4
0.1
1
5
0.2
2
6
0.4
4
表三(第三组)
实验序号
消耗的电能/(kW·h)
时间/h
7
0.1
4
8
0.2
8
9
0.4
16
(1)分析比较实验序号1、4、7或2、5、8或3、6、9的数据及观察到的现象,可得出的初步结论是:?
　。?
(2)分析比较实验序号　　　　的数据及观察到的现象,可得出的初步结论是:当灯泡通电时间相等时,灯泡消耗的电能越多,灯泡越亮。?
(3)进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及观察到的现象,可归纳得出结论:
a.　
。?
b.　
。?
题后反思
(1)把两个灯泡串联在电路中,便于控制电流相等;比较灯泡的亮暗和电压表的示数,可得出电功率与电压的关系。
(2)把两个灯泡并联在电路中,便于控制电压相等;比较灯泡的亮暗和电流表的示数,可得出电功率与电流的关系。
题组3　电功率的简单计算　　　　　　　
9.繁忙的交通路口安装了很多交通灯,提醒每位市民要遵守交通规则,如图3所示为某一路口的信号灯设施,三只灯均标有“220
V　100
W”,其中任意一只灯正常工作时的电功率是　　　　W,这套设备正常工作24
h消耗的电能为　　　　度。?
图3
图4
10.如图4所示,电阻R1和R2串联,闭合开关S后,电流表的示数为0.5
A,电压表的示数为2
V,R2的阻值为5
Ω,则R1的电功率为　　　W,R2的电功率为　　　　W。?
11.[2020·郴州]
如图5甲所示电路,电源电压不变,定值电阻R2=20
Ω,且R1图5
12.如图6甲所示,电阻R1和R2串联,R1=10
Ω,R2=20
Ω,闭合开关后,则通过R1、R2的电流之比I1∶I2=　　　　,R1、R2两端的电压之比U1∶U2=　　　　,R1、R2的电功率之比P1∶P2=　　　　。若将电阻R1和R2并联,如图乙所示,闭合开关后,则通过R1、R2的电流之比I1'∶I2'=　　　　,R1、R2两端的电压之比U1'∶U2'=　　　　,R1、R2的电功率之比P1'∶P2'=　　　　。?
图6
13.[2020·襄阳]
在如图7所示的电路中,电源电压为6
V,电阻R1的阻值为10
Ω,滑动变阻器R2上标有“30
Ω　2.5
A”字样。闭合开关S,电流表的示数为0.9
A。求:
(1)此时通过电阻R1的电流。
(2)此时滑动变阻器R2消耗的电功率。
图7
题后反思
计算电功率的步骤:
(1)先确定电路的连接方式。
(2)根据欧姆定律及串、并联电路的电流和电压关系,计算出各个电阻相应的电流和电压值。
(3)根据P=UI计算电功率。
题组4　与电功率有关的图像问题　　　　　　　
14.某电器元件上标有“6
V　6
W”字样,接入电路后,通过它的电流I随其两端电压U的变化关系如图8所示。由图像可知,该电器元件的电阻是　　　　(选填“变化”或“不变”)的;当其两端电压为2
V时,其电阻值为　　　　Ω,电功率为
　　　　W。
图8?
图9
图10
15.[2019·雅安]
两个电路元件甲和乙的电流与电压的关系如图9所示。若将元件甲、乙并联后接在电压为2
V的电源两端,元件甲和乙消耗的总功率为　　　　W;若将它们串联后接在电压为3
V的电源两端,元件甲和乙消耗的总功率为　　　　W。?
16.通过两定值电阻甲、乙的电流与其两端电压关系如图10所示,当将甲、乙两电阻并联在3
V的电源两端时,下列分析正确的是
(　　)
A.甲、乙两端的电压之比为1∶2
B.通过乙的电流是0.6
A
C.甲消耗的电功率为1.8
W
D.乙在1
min内消耗的电能为36
J
17.[2020·大连]
如图11所示的电路,电源电压保持不变。闭合开关S,在滑动变阻器的滑片从a端向b端移动的过程中,不计温度对灯丝电阻的影响,则图12中表示电路总功率P与电压表示数U之间关系的图像为
(　　)
图11
图12
题后反思
与电功率有关的图像问题的分析步骤:
(1)确定图像中横坐标和纵坐标所表示的物理量。
(2)根据给出的电流(或电压)值,在图像中找出相应的电压(或电流)值。
(3)根据P=UI计算电功率。
【能力提升】
18.某兴趣小组同学探究串联电路中滑动变阻器的电功率与哪些因素有关。
图13
[提出猜想]
小科根据公式P=I2R认为:滑动变阻器的电功率随其接入电路电阻的增大而增大。小敏根据公式P=认为:滑动变阻器的电功率随其接入电路电阻的增大而减小。
[实验设计]
实验器材:1个10
Ω的定值电阻、1个标有“20
Ω　2
A”字样的滑动变阻器、1个电流表和1个电压表、电压大约为6
V的蓄电池、开关及若干导线。
(1)图13甲为兴趣小组设计的实验电路。请你用笔画线代替导线,按实验要求将电路连接完整。
(2)闭合开关后发现电压表有示数、电流表无示数,则故障原因可能是　
。?
[实验数据与处理]
排除故障后,兴趣小组完成实验,并对实验数据处理,绘制了滑动变阻器的电功率和其接入电路电阻的关系图像,如图乙所示。
[评价与交流]
(3)分析实验图像可得到结论:当滑动变阻器接入电路的阻值大于定值电阻的阻值时,滑动变阻器的电功率随其接入电路电阻的增大而　　　　。?
(4)若只将上述实验中的定值电阻换成30
Ω的,再次进行实验,则滑动变阻器的电功率将随其接入电路电阻的增大而　　　　。?　　　　　　　　　　
　　　　
　　
答案
1.2
s　4
s　短　长　快慢
2.A　3.D　4.C
5.B　[解析]
手机的工作电压是一定的,降低输出电压,手机不能正常工作,A不符合题意;手机电池储存的电能是一定的,由公式W=Pt知,要延长手机工作时间,需要减小输出功率,而手机的工作电压是不变的,由P=UI知,在省电模式下,减小了电池的输出电流,B符合题意;手机内部电子线路的结构是不变的,所以电阻也是一定的,C不符合题意;由公式W=Pt知,增大电池的输出功率,手机的工作时间会缩短,D不符合题意。
6.D　[解析]
电功率与电压和电流有关,由图可知两灯泡串联,通过两灯泡的电流相同,所以该电路所示实验可以研究电功率与电压的关系,A正确;为了探究电功率与电压的关系,应选择规格不同的两个小灯泡做实验,B正确;我们可以通过观察灯泡的亮度来判断灯泡功率的大小,灯泡越亮,灯泡的功率越大,C正确;由此实验无法得出“电流相同时,电功率跟电压成正比”这个结论,D错误。
7.D
8.(1)当灯泡消耗的电能相同时,灯泡通电时间越短,灯泡越亮
(2)2、4(或3、5或6、7)
(3)a.当灯泡所消耗的电能与灯泡通电时间的比值相同时,灯泡的亮暗程度相同
b.灯泡所消耗的电能与灯泡通电时间的比值越大,灯泡越亮
9.100　2.4
10.1　1.25
11.6　4∶1
[解析]
由电路图知,R1和R2并联,A1测干路电流,A2测R2支路电流。根据并联电路电流特点知,干路电流等于各支路电流之和,而两电流表指针偏转角度相同,所以A1使用的是0~3
A的量程,示数为1.5
A,A2使用的是0~0.6
A的量程,示数为0.3
A,电源电压:U=I2R2=0.3
A×20
Ω=6
V。由并联电路电流特点知,通过R1的电流:I1=I-I2=1.5
A-0.3
A=1.2
A,则电流通过R1、R2消耗的电功率之比:====
。
12.1∶1　1∶2　1∶2　2∶1　1∶1　2∶1
13.(1)由电路图知,R1与R2并联,电流表测干路的电流。由欧姆定律I=可得,通过R1的电流:
I1===0.6
A。
(2)根据并联电路电流的规律可得,通过R2的电流:
I2=I-I1=0.9
A-0.6
A=0.3
A;
R2消耗的电功率:P=UI2=6
V×0.3
A=1.8
W。
14.变化　4　1　[解析]
(1)图中的电流与电压不成正比,说明电阻不是定值,则该电器元件的电阻是变化的。
(2)由图像可知,U=2
V时对应的电流为I=0.5
A,所以此时元件的电阻为R===4
Ω,此时的电功率为P=UI=2
V×0.5
A=1
W。
15.1.2　0.6
16.C　[解析]
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,甲和乙并联后接在电压为3
V的电源两端时,U甲=U乙=U=3
V,则甲、乙两端的电压之比为1∶1,故A错误。由图像可知,此时通过它们的电流分别为I甲=0.6
A,I乙=0.3
A,故B错误。甲消耗的电功率为P甲=U甲I甲=3
V×0.6
A=1.8
W,故C正确。乙在1
min内消耗的电能:W乙=U乙I乙t=3
V×0.3
A×60
s=54
J,故D错误。
17.A　[解析]
滑动变阻器R和灯L串联,电压表测量滑动变阻器R两端的电压,设电压表示数为U,电源电压为U',由串联电路电压的规律及欧姆定律,电路中的电流:I=,则电路的总功率:P=U'I=U'×=-×U,因该式中,U'和RL均为定值,故电路的总功率与电压表示数是一次函数关系,故A正确。
18.(1)如图所示
(2)滑动变阻器断路　(3)减小
(4)增大
[解析]
(1)测滑动变阻器的电功率时,电压表应与滑动变阻器并联;由图乙,根据P=可知,当变阻器连入电路的电阻为20
Ω时,变阻器两端的电压:U===4
V>3
V,故电压表应选用大量程与滑动变阻器并联。
(2)经分析,闭合开关后发现电压表有示数而电流表无示数,则故障原因可能是滑动变阻器断路。
(3)定值电阻的阻值为10
Ω,由图乙知,当滑动变阻器连入电路的电阻为10
Ω时,滑动变阻器的电功率最大,当滑动变阻器接入电路的阻值大于10
Ω时,滑动变阻器的电功率随其接入电路电阻的增大而减小。
(4)由图乙知,当变阻器连入电路的电阻小于定值电阻的阻值时,变阻器的功率随变阻器连入电路的电阻的增大而增大;故只将上述实验中的定值电阻换成30
Ω的,再次进行实验,则滑动变阻器的电功率将随其接入电路电阻的增大而增大。