1、课时训练课时训练( (十七十七) ) 电能电能 电功电功 电功率电功率 (限时:60 分钟) | |基础巩固基础巩固| | 一、选择题一、选择题 1.从能量转化的角度来看，下列说法错误的是（ ) A. 电风扇工作时主要将电能转化为机械能 B.给铅蓄电池充电时化学能转化为电能 C.发电机工作时主要将机械能转化为电能 D.电热水壶工作时电能转化为内能 2.一个标有“220 V 440 W”的电热器，当通过它的电流为 1 A 时，它的实际功率 （ ) A. 等于额定功率 B.大于额定功率 C.小于额定功率 D.无法判断 3.【2019巴中】下列说法错误的是 （ ) A. 电荷的定向移动形成电流 B.
2、串联电路中电流处处相等 C.灯泡亮度由灯泡的实际功率决定 D.导体的电阻跟导体两端的电压成正比 4.如图 K17-1 所示是 A、B 两定值电阻的 U-I 关系图像，由图像中信息可知 （ ) 图 K17-1 A. 若将 A、B 两电阻串联在某电源两端，则 B 两端的电压大 B.若将 A、B 两电阻串联在某电源两端，则 B 的实际功率大 C.若将 A、B 两电阻并联在某电源两端，则通过 A 的电流大 D.若将 A、B 两电阻并联在某电源两端，则 A 的实际功率小 5.【2019长春】如图 K17-2 所示，电源电压恒定。闭合开关 S1，小灯泡发光，再闭合开关 S2，则 （ ) 图 K17-2 A
3、. 小灯泡变亮 B.电流表示数变小 C.电压表示数不变 D.电路的总电阻变大 6.【2018福建 A 卷】灯泡 L 与定值电阻 R 组成的电路如图 K17-3 甲所示，L 和 R 的 I-U 图 线分别为图乙中的 A、B，闭合开关 S，L 正常发光，电路的总功率为 4.8 W，此时灯泡 L 的 （ ) 图 K17-3 A. 电压为 7 V B.电流为 0.3 A C.电阻为 20 D.电功率为 3 W 7.【2019安顺】现有恒定电源、开关、电流表、电压表、灯泡、滑动变阻器各一个，其中 灯泡的 U-I 图像如图 K17-4 所示。将这些元件用导线连成电路后，闭合开关，滑动变阻器的 滑片从最左端
4、向右滑动的过程中，电压表的示数从 5 V 开始逐渐减小，电流表的示数从 0.3 A 开始逐渐增大。下列结论正确的是 （ ) 图 K17-4 A. 电源电压为 5 V B.小灯泡的最大功率为 0.3 W C.滑动变阻器的最大阻值为 20 D.整个电路的最小功率是 1.8 W 8.【2019齐齐哈尔改编】如图 K17-5 所示的电路，电源电压恒为 4.5 V，小灯泡 L 标有“3 V 1.5 W”字样（忽略灯丝电阻的变化)，滑动变阻器 R 规格为“30 1 A”，电流表量 程选择 00.6 A，电压表量程选择 03 V。闭合开关 S，在不损坏电路元件的情况下，下列 选项正确的是 （ ) 图 K17
5、-5 A. 电路中最大电流为 0.6 A B.电路的最大功率为 2.25 W C.电压表示数变化范围为 13 V D.滑动变阻器阻值变化范围为 030 二、填空题二、填空题 9.【2019攀枝花】为了提倡节能环保，攀枝花市引进大量新能源电动公交车。为新能源电 动公交车充电的导线较粗是为了减小导线的 。若充电过程中充电电流为 100 A，充 电电压为 380 V，则新能源电动公交车充电 2 h 消耗的电能为 kWh。 10.小柳在家中看电视时， 把遥控器一摁， 电视关了， 可是电视机上还有一个指示灯亮着 （此 时，电视机处于待机状态)。学习了电能的知识后，她想:这时电视机是否还在消耗电能呢？ 如
6、果消耗电能，具体情况又是怎样的？于是她设计了如下方案进行探究:全家外出旅游前， 让电视机处于待机状态， 然后拔掉其他用电器的插头或关掉开关， 记下时间和家中电能表的 信息如图 K17-6 甲;两天后回到家中，再记下此时的时间和电能表的信息如图乙。 图 K17-6 （1)从该电能表的表盘参数可知，当通过电能表的电流小于 A 时，电能表可以稳定 精确地工作。 （2)在小柳外出的这段时间内，她家的电视机消耗的电能是 kWh。 （3)小柳家电视机在待机状态下的电功率是 W。 11.【2018安徽】图 K17-7 中 R1=4 ，R2=6 ，把它们并联在 U=3 V 的电路中，则 R1和 R2并联后的总
7、电阻为 ;通电 30 s，电阻 R1消耗的电能为 J。 图 K17-7 12.如图 K17-8 所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器（a、b 为其两个端点)。当闭合开关 S，滑片 P 在某一端点时，电压表示数为 8 V，R2消耗的功率为 0.8 W;当滑片 P 移到另一位置时，电流表示数为 0.3 A，R2消耗的功率比原来增加了 1 W。 则滑动变阻器 R2的最大阻值是 ，整个电路消耗的最大功率是 W。 图 K17-8 13.【2019柳州模拟】如图 K17-9 所示的电路中，电源电压恒定，灯 L 标有“3 V 1.5 W” 字样且电阻不变，电压表量程为 03 V，
8、电流表量程为 00.6 A，滑动变阻器 Rx标有“30 2 A”。闭合开关 S，移动滑片 P，当电压表示数为 2.7 V 时，电流表示数为 0.3 A，电源电 压为 V。为保证电路安全，Rx允许接入的最小阻值为 。移动滑片 P，电路 总功率的最小值为 W。 图 K17-9 三、实验探究题三、实验探究题 14.【原创】如图 K17-10 所示是小柳测定灯泡 L 额定功率的实物电路图（不完整)。 图 K17-10 （1)请用笔画线代替导线将实物电路图连接完整。 （2)正确连接电路后，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片 P 移到 （选填“A”或 “B”)端。 （3)该实验的原理是 。 15.【2019
9、北部湾经济区】小明用如图 K17-11 甲所示的实验装置测量小灯泡电阻，小灯泡 的额定电压为 4.5 V。 图 K17-11 （1)连接电路时，开关应 。 （2)请在图甲中用笔画线代替导线，完成剩余部分的电路连接（要求:滑片向左移动时，灯 变亮)。 （3)正确完成电路连接后，闭合开关时，电流表没有示数，小灯泡不亮，电压表示数接近电 源电压，则电路故障可能是小灯泡 （选填“短路”或“断路”)。 （4)排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡正常发光，电流表示数如图 乙所示，此时电路中的电流为 A，小灯泡的电阻为 。 （5)小明还设计了如图 K17-12 所示的电路，测出了另一小灯泡的
10、额定功率，已知滑动变阻 器的最大阻值均为 R0，小灯泡的额定电流为 I额。请将以下实验步骤补充完整: 图 K17-12 只闭合开关 S、S1，移动 R1的滑片，使电流表示数为 I额。 接着 。 再将 R1的滑片调至最左端，记下电流表的示数为 I1;将 R1的滑片调至最右端，记下电流表 的示数为 I2。 写出小灯泡额定功率的表达式:P= 。 （用 R0、I额、I1、I2表示) 16.【2018龙东】在测定额定电压为 3.8 V 的小灯泡（电阻大约为 10 )额定功率的实验 中，小明连接了如图 K17-13 甲所示的电路，其中电源电压为 6 V 且保持不变。 图 K17-13 （1)用笔画线代替导
11、线将图甲所示的实物电路连接完整。（要求:滑动变阻器的滑片向左移 动时小灯泡逐渐变亮，连线不得交叉) （2)在连接电路时， 若有 A （“5 1 A”)、 B（“10 0.5 A”)和 C（“10 0.2 A”) 三个滑动变阻器可供选择， 则应该选择变阻器 （选填“A”“B”或“C”)连入电路， 才能保证实验顺利进行。 （3)在实验中，若电压表示数为 2 V，为了能测量小灯泡的额定功率，必须将滑动变阻器的 滑片 P 向 （选填“A”或“B”)端移动，当电压表的示数为 3.8 V 时，小灯泡正常 发光，此时电流表示数如图乙所示，则电路中的电流是 A，小灯泡的额定功率为 W。 （4)小明根据测量小灯
12、泡实际功率的多组实验数据， 作出 I-U 图像如图丙所示。 结果发现图 像不是直线，这表明通过小灯泡的电流与其两端的电压 （选填“成”或“不成”) 正比，这是因为 。 （5)若把小灯泡换成一个定值电阻，还可探究 的关系。 A. 电流与电阻 B.电流与电压 四、综合应用题 17. 【2018柳州】 如图 K17-14 所示， 滑动变阻器 R2最大阻值为 10 ， 将其滑片移到 b 端， 只闭合开关 S，电流表的示数为 0.3 A，小灯泡的实际功率为 0.9 W;闭合开关 S、S1，将滑 动变阻器滑片移到 a 端， 小灯泡恰好正常发光， 电流表示数为 1 A。 不考虑灯丝电阻的变化， 求: （1)
13、电源电压。 （2)R1的阻值。 （3)小灯泡的额定功率。 图 K17-14 18.【2019荆州】如图 K17-15 所示，电源电压恒为 4.5 V，灯泡 L 上标有“3 V 1.5 W” 字样，滑动变阻器 R2上标有“15 1 A”字样，定值电阻 R1的阻值为 10 ，电流表的量 程为 03 A，电压表的量程为 03 V，不计温度对灯丝电阻的影响。求: （1)灯泡正常工作时的电阻为多大。 （2)当开关 S、S1、S2闭合，S3断开时，电路最小总功率为多大。 （3)当开关 S、S3闭合，S1、S2断开时，在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器 R2的取 值范围。 图 K17-15 | |能力提
14、升能力提升| | 一、选择题一、选择题 1.【2019柳州模拟】标有“6 V 1.5 W”的小灯泡，通过它的电流与其两端电压变化的关 系如图 K17-16 所示。若把这样的三只灯泡串联起来，接在 12 V 的电源两端，此时灯泡的电 阻和实际功率约为 （ ) 图 K17-16 A. 24 0.67 W B.20 0.96 W C.24 0.96 W D.20 0.8 W 2.把标有“220 V 40 W”的灯泡 L1和“220 V 60 W”的灯泡 L2串联接入 220 V 电路的两 端，下列说法正确的是（ ) A. 两灯泡的额定电压都变小了 B.两灯泡的额定电功率都变小了 C.灯泡 L1两端的
15、实际电压比 L2两端的实际电压大 D.通过灯泡 L1的实际电流比 L2的实际电流大 3.甲、乙两灯分别标有“6 V 3 W”和“6 V 6 W”字样。先将两灯串联后接在电压为 U 的电路中，甲灯的功率为 P1，再将两灯并联后接在同一电压下，乙灯的功率为 P2，两次灯泡 均安全，忽略温度对灯丝电阻的影响，则 P1P2为 （ ) A. 92 B.29 C.49 D.19 4.【2019温州】小明按图 K17-17 甲连接电路，闭合开关，灯泡 L1的功率为 P1。他将一个 阻值大于 L1的灯泡 L2串联接入电路中 （如图乙)， 闭合开关后， 灯泡 L1、 L2的功率分别为 P1、 P2（不计温度对灯
16、泡电阻的影响，电源电压恒定)。下列关系式正确的是 （ ) 图 K17-17 A. P2P1P1 B.P2P1P1 C.P1P2P1 D.P1P1P2 5.【2019内江】如图 K17-18 所示，电源电压恒定不变，闭合开关 S，将滑动变阻器的滑 片 P 从中点向 b 端移动一段距离，电压表 V1、V2示数的变化量分别为 U1、U2，电流表示 数的变化量为 I，阻值相同的定值电阻 R1、R2消耗电功率的变化量分别为 P1、P2。则 下列判断正确的是 （ ) 图 K17-18 A. P1+P2=I 2（R 1+R2) B.|U1|U2| C.|U1 I|+| U2 I|=R1+R2 D.|U1|U
17、L,两端实际电压变大,则灯泡的实际功率变大,灯泡变亮,A、B 错误。断开开关 S2时, 整个电路的电阻变大,电源电压不变,由欧姆定律知,电路中电流减小,导线的电阻不变,由公 式 W=I 2Rt 知,单位时间内长导线上消耗的电能减少,C 错误。断开开关 S 2时,整个电路的电阻 变大,电源电压不变,由 W=U 2 t 知,单位时间内整个供电线路消耗的电能减少,D 正确。 8.C 9.C 【解析】 由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流 表测电路中的电流,由题中数据可知,小灯泡的电阻为 RL=U 2 P = （2V） 2 1W =4 ,正常发光时,通过灯 泡的电流为
18、 IL=P U = 1W 2V=0.5 A。由题意可知,当电压表的示数为 3 V 时,小灯泡两端的电压最小, 为 Umin=1 V,电路中电流最小,为 Imin=Um = 1V 4=0.25 A,小灯泡此时消耗的电功率最小,为 Pmin=Um 2 =（1V） 2 4 =0.25 W,A 错误。由题意可知,电路中的最大电流为 0.5 A,此时小灯泡两端的 电压为 2 V,由于电源电压为 4 V,所以此时滑动变阻器两端的电压为 2 V,而电压表的最大示 数为 3 V,则电压表的示数变化范围为 23 V,B 错误。由于小灯泡与滑动变阻器串联,所以当 电路中的电流最大为 0.5 A 时,滑动变阻器连入
19、电路的阻值最小,此时 R 两端电压 UR=U-UL=4 V-2 V=2 V,则 Rmin=U I = 2V 0.5A=4 ,当滑动变阻器连入电路的电阻最大时,滑动变阻器两端的电 压为3 V,灯泡两端的电压为1 V,由串联电路的电压的特点可知Um U = m ,即 1V 3V= 4 m ,解得： Rmax=12 ,所以滑动变阻器连入电路的阻值范围为 412 ,C 正确。 由题意可知,电路中的电流的变 化范围为 0.250.5 A,由于电源电压为 4 V,则由 P=UI 可知,电路中总功率的变化范围为 12 W,D 错误。 10.12 12 【解析】由图可知,定值电阻 R1、R2并联,两端电压相等
20、,都等于电源电压。 通过 R1电流 I1= U 1= U 2 2, 通过 R2电流 I2= U 2, 则 I1I2= U 2 2 U 2=12； P1P2=U 2 1 U2 2= U2 2 2 U2 2=12。 11.（1）并联 （2）5 充电时电池发热要消耗能量 12.0.2 0.1 【解析】由电路图乙可知,只闭合开关 S 时,只有灯 L 单独工作,此时 L 的实际功率为 0.8 W, 由图甲可知,当 U=2 V 时,通过 L 的电流为 0.4 A 时,灯 L 的实际功率为 0.8 W,由此可知,电 源电压为 2 V；由图乙可知,再闭合 S1后,L 与 R 并联,则电流表由测 L 中的电流变
21、为测并联 电路干路中电流,即电流表示数变化量为通过 R 的电流,电流表的示数变化 （变大） 了 0.2 A, 由 R=U I可知,R 的阻值为 R= U I = 2V 0.2A=10 。若将 R 与滑动变阻器串联,滑动变阻器消耗的功率 为 P滑=I 2R 滑=( U 滑) 2 R滑= U2 滑 2 2 滑 滑 2= U2 滑 （ 滑- ） 2 4 滑 = U2 （ 滑- ）2 滑 4 ,则可知当滑动变阻器接入电路 的阻值与 R 相等（即 R滑=10 ）时,滑动变阻器消耗的功率最大,则滑动变阻器最大电功率 为 P滑大=U 2 4 = （2V） 2 4 10=0.1 W。 13.12 41 【解析
22、】由电路图可知,闭合开关 S,R0与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压, 当滑动变阻器的滑片处于1 4R 时,电压表的示数为 U1=4 V, 当滑动变阻器的滑片 P 继续向右滑至中点时,滑动变阻器连入电路的电阻值为1 2R, 根据分压原理可知,滑动变阻器接入电路的电阻增大,此时电压表示数应增大,所以此时电压 表示数 U2=U1+U=4 V+2 V=6 V, 根据电阻的串联和欧姆定律可得,滑片移动前后电路中的电流分别为 I1= U 1 4 0 ,I2= U 1 2 0 。 根据 U=IR 可得,电压表示数的表达式分别为： U1= U 1 4 0 1 4R=4 V, U2= U 1 2
23、0 1 2R=6 V, 联立解得：R=2R0,U=12 V。 当移动滑动变阻器的滑片P至最左端时,电路为R0的简单电路,R0两端的电压为电源电压达到 最大,R0的功率最大,则 R0的最大功率为： P0=U 2 0= （12V） 2 0 , R0与滑动变阻器串联,根据电阻的串联规律和欧姆定律可得,电路中的电流： I= U P 0, 则滑动变阻器 R 的电功率： P=I 2R P=( U P 0) 2R P= U2 （ P 0）2 P = U2 （ P- 0）2 4 P 0 P = U2 （ P- 0）2 P 4 0 , 由上式可知,当 RP=R0时,R 的电功率最大,其电功率的最大值： P= U
24、2 4 0= （12V） 2 4 0 , 则 P0P=（12V） 2 0 （12V） 2 4 0 =41。 14.（1）电流表 电压表 断开 小灯泡短路 0.48 1.2 （2）电路中接入的用电器功率越大（其他答案合理即可） 进户线有电阻（其他答案合理即可） 1052 15.（1）如图所示 （2）断开 B （3）C （4）A 1.14 （5）U额 U额（U-U额） 0 16.解：（1）由题图甲可知,R1、R2串联,电压表测 R1两端电压,U1=8 V,则电路中的电流为 I=U2 2= U-U1 2 =24V-8V 20 =0.8 A。 （2）R1消耗的电功率 P1=U1I=8 V0.8 A=6
25、.4 W。 （3）如图所示 由已知,图乙有两种接法。 方法一：用 R3替换原电路中的 R1,则 R3两端电压不能超过电压表的最大量程 15 V。由串联电 路分压原理可知,此时选择 R5替换原电路中的 R2,可使 R3两端电压比选择 R4时获得更小的电 压。 当 R5接入最大阻值时,R3两端有最小电压, Umin= U 3 5R3= 24V 10 50 10 =4 V, 因此 R3两端的电压变化范围是 4 VU315 V。 方法二：用 R3替换原电路中的 R2,用 R4或 R5替换原电路中 R1, 此时电压表测滑动变阻器两端电压,U大=15 V, 则 R3两端最小电压 Umin=U-U大=24
26、V-15 V=9 V, 电路中最小电流 Imin=Um 3 = 9V 10 =0.9 A, 则滑动变阻器接入电路的最大阻值 R最大= U大 Im = 15V 0.9 A16.7 4R5, 即用 R4或 R5替换原电路中的 R1均可。 此时滑动变阻器与 R3串联,其接入电路中阻值越小,R3两端电压越大, 当 R最小=0 时,Umax=U=24 V,由于要求电压表示数不为零, 则 R3两端电压变化范围为 9 VU324 V。 综上所述,应用 R3替换原电路 R2,R4或 R5替换原电路 R1, 可得 R3两端电压的最大变化范围为 9 VU324 V。 17.解：（1）由 P=UI=U 2 可得,灯
27、泡的电阻 RL= U额 2 P额= （4 V） 2 1.6 W =10 , 只闭合开关 S2时,灯泡 L 与电阻 R1串联,电压表测 L 两端的电压,为 U1=2 V, 因串联电路中各处的电流相等, 所以,电路中的电流 I=U1 = 2 V 10 =0.2 A, 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和, 所以,电源的电压 U=I（RL+R1）=0.2 A（10 +20 ）=6 V。 （2）将滑动变阻器滑片滑到最左端,闭合所有开关,电阻 R1与 R2最大阻值并联,电流表 A2测 干路电流, 此时电路的总电阻 R= U I = 6 V 0.5 A=12 , 因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和
28、, 所以有1 = 1 1+ 1 2,即 1 12 = 1 20 + 1 2, 解得：R2=30 ,即滑动变阻器的最大阻值为 30 。 （3）只闭合开关 S3时,灯泡 L 与滑动变阻器 R2串联,电流表 A1测电路中的电流,电压表测 L 两端的电压, 当电压表的示数 UL=3 V 时,灯泡两端的电压最大,其实际功率最大,P大=U 2 = （3 V） 2 10 =0.9 W, 当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路中的电流最小,L 的功率最小, 此时电路中的电流 I小= U 2= 6 V 10 30 =0.15 A, 则灯泡的最小功率 P小=I小 2 RL=（0.15 A） 210 =0.225 W, 所以,小灯泡电功率的变化范围为 0.2250.9 W。