1、课时训练(十六) 电功 电功率(限时:50 分钟)一、填空题1.2018安徽图 K16-1 中 R1=4 , R2=6 ,把它们并联在 U=3 V 的电路中,则 R1和 R2并联后的总电阻为 ;通电 30 s,电阻 R1消耗的电能为 J。 图 K16-12.张薇发现爸爸手机电池上标有“电压 3.7 V,容量 3500 mAh”的字样,则它充满电后存储的电能为 J;经查,该手机的待机电流为 20 mA,则该手机最长待机时间为 h。 3.2018黑龙江小明家的电能表如图 K16-2 所示, 当小明家只有一盏电灯工作时,15 min 内转盘正好转过 25 圈,则该灯泡消耗的电能是 kWh,它的电功率
2、为 W。 图 K16-24.电阻甲、乙的电流和电压关系如图 K16-3 所示。当甲和乙串联接在 3 V 的电路中时,电路中电流为 A;当两个电阻并联接 在 2 V 的电源两端,则电路中的总功率为 W。 图 K16-35.2018娄底现有“220 V 100 W”的灯泡一只,将它接在电压为 110 V 的电路中,实际功率为 W,消耗 1 kWh 的电能可供它连 续工作 h。(假设灯丝电阻不变) 6.2018衡阳某品牌电饭煲的工作原理如图 K16-4 所示,下表为它的部分参数。将开关 S 闭合,则电饭煲处于 (选填“加热”或“保温”)状态,其中电阻 R1R 2= 。 额定电压 220 V额定功率
3、加热挡 1210 W保温挡 22 W频率 50 Hz图 K16-4 7.2018南充如图 K16-5 甲所示,电源电压一定,滑动变阻器的滑片从最右端滑到最左端时,灯泡的 U-I 图像如图乙所示。当通过灯的电流为 1 A 时,灯正常发光,则灯的额定功率为 W;滑动变阻器的最大阻值为 。 图 K16-58.2017滨州如图 K16-6 甲所示,将额定电压为 2.5 V 的小灯泡接入电源电压为 4.5 V 的电路中,闭合开关,调节滑动变阻器滑片 P,记录相应电压表和电流表示数绘制成如图乙所示的 I-U 图像,则小灯泡的额定功率为 W,小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的电阻是 。 图 K16-69
4、.林红同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时,电路如图 K16-7 所示。电源电压为 4.5 V,电压表量程为“03 V”,滑动变阻器规格为“20 1 A”,灯泡 L 标有“2.5 V 1.25 W”字样(忽略灯丝电阻变化)。在不损坏电路元件的情况下,该电路中的最大功率是 W,滑动变阻器阻值变化的范围是 。 图 K16-7二、选择题10.2017河南某水电站的年发电量在 8 亿千瓦时以上,“千瓦时”是下列哪个物理量的单位 ( )A.电能 B.电功率 C.电流 D.时间11.2018北京有两个额定电压相同的电热水壶甲和乙,甲的额定功率为 1800 W,乙的额定功率为 1200 W。两个电热水壶都正
5、常工作时,下列说法中正确的是 ( )A.甲电热水壶两端的电压较高B.电流通过甲电热水壶做功较快C.通过两个电热水壶的电流相等D.相同时间内,两个电热水壶消耗的电能一样多12.小明家记录 5 月初电能表示数为 1432.7 度,电能表的部分参数及 6 月初的示数如图 K16-8 所示,下列说法正确的是( )图 K16-8A.电能表是测量用电器电功率的仪表B.此电能表适用于电流方向 1 s 改变 50 次的交流电路C.小明家 5 月初至 6 月初消耗的电能是 105 kWhD.若电能表转盘在 10 min 内转过 250 r,则用电器的总功率为 1 kW13.2018内江将规格为“2.5 V 0.
6、3 A”的小灯泡 L1和规格为“3.8 V 0.3 A”的小灯泡 L2串联,接在 3 V 的电源上,下列判断正确的是 ( )A.L1的电阻大于 L2的电阻B.L1的亮度比 L2的亮度小C.两只灯泡都正常发光D.两只灯泡实际功率相等14.2017福建如图 K16-9 所示,将标有“3 V 3 W”的灯泡 L1和标有“6 V 3 W”的灯泡 L2串联在电路中,闭合开关 S,其中只有一只灯泡正常发光,设小灯泡电阻不变,则 L1两端的电压及通过 L1的电流分别是 ( )图 K16-9A.3 V 1 A B.1.5 V 1 AC.3 V 0.5 A D.1.5 V 0.5 A15.图 K16-10 是某
7、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,下列关于图K16-11 所示的连接方式的说法中不正确的是 ( )图 K16-10 图 K16-11 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 2 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 4 倍16.如图 K16-12 甲所示电路,电源电压不变 ,R1是定值电阻, R2是滑动变阻器。闭合开关,将滑动变阻器滑片由一端移到另一端的过程中,电路中电流表示数和电压表示数的关系如图乙所示,则滑动变阻器滑片由一端移到另一端的过程中( )图 K16-12A.电路总
8、功率的最小值为 1.8 WB.电路总功率的最大值为 5.4 WC.定值电阻电功率的最小值为 1.35 WD.定值电阻电功率的变化为 4.05 W三、计算题17.2018长沙 L1、L 2是规格分别为“6 V 6 W”“3 V 2.7 W”的小灯泡,将它们连在如图 K16-13 所示的电路中,电源电压恒定不变,当只闭合 S 时,L 2正常发光。求:(不计温度对灯丝电阻的影响)(1)电源电压。(2)灯泡 L1的电阻 R1。(3)当 S、S 1都闭合时,10 s 内电流做的总功。图 K16-1318.如图 K16-14 所示,L 是标有“12 V 36 W”字样的灯泡, R1是阻值为 24 的定值电
9、阻, R2是最大阻值为 20 的滑动变阻器,电源电压和灯泡电阻均不变。(1)求灯泡的阻值。(2)开关 S、S 1均闭合,滑片移到最左端时,灯泡恰好正常发光,求电源电压和此时通过 R1的电流。(3)闭合开关 S、断开开关 S1,当滑片移动到最右端时,求电路的总功率及通电 1 min 灯泡消耗的电能。图 K16-1419.2018江西如图 K16-15 所示,电源电压可调,小灯泡 L1标有“6 V 6 W”的字样,小灯泡 L2、L 3标有“6 V 12 W”的字样。(不考虑温度对灯丝电阻的影响)(1)闭合开关 S1、S 2、S 3,调节电源电压为 6 V 时,求电流表 A1的示数。(2)闭合开关
10、S2,断开开关 S1、S 3,调节电源电压为 12 V 时,求电路消耗的总功率。(3)闭合开关 S2、S 3,断开开关 S1,调节电源电压为 10 V 时,求小灯泡 L3的实际发光功率。图 K16-15四、实验探究题20.林红同学在拆装手电筒时,发现手电筒的小灯泡上标有“3.8 V”的字样,但上面的电流值已经模糊不清,她想通过实验测量该小灯泡的额定功率,电源电压保持 6 V 不变,灯丝电阻约为 10 ,图 K16-16 甲为她所连的实验电路。图 K16-16(1)经检查发现电路接线未完成且有错误,请完成接线并在接错的导线上打上“”,加以改正。(2)实验时,林红移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示
11、数为 3.8 V 时,电流表的示数如图乙所示,则该小灯泡的额定电流为 A,额定功率为 W。 (3)如果电压表 015 V 量程损坏,03 V 量程完好,则林红利用现有器材可以测出灯泡的额定功率的方法是 。 (4)如果实验开始时,林红闭合开关,发现灯泡较暗,两表示数均较小,移动滑片,现象不变,可能的原因是 。 21.2018达州某实验小组的同学在进行“测量小灯泡的额定功率”的实验中,现有器材:电源(电压恒为 6 V)、开关、电压表、电流表各一个,导线若干,额定电压为 3.8 V 的待测小灯泡 (电阻约为 12 ),滑动变阻器两个( A:“5 2 A”,B:“20 0.5 A”)。(1)该实验的实
12、验原理是 ;实验中,应选用的滑动变阻器是 (选填“ A”或“ B”)。 (2)如图 K16-17 甲所示是小田同学连接的实物电路,图中只有一根导线连接错误,请你在图中用“”标出这根错接的导线,只改接一根导线使电路成为正确的电路。(导线不得交叉)图 K16-17(3)小田确认电路连接无误后闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡始终不发光且电压表的示数都接近电源电压,则电路的故障是 。 (4)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,并绘制出了小灯泡的 U-I 图像,如图乙所示,则该小灯泡的额定功率为 W。 (5)该组的另一同学接着实验时,发现电压表 015 V 量程已经损坏,03 V 量程还
13、可以正常使用,在不添加器材的情况下,为了测出该小灯泡的额定功率,请你在丙图中的虚线框内画出正确的电路图。(6)由图乙推知:小灯泡的实际电压是额定电压一半时的电功率为 P1,小灯泡的实际电流是额定电流一半时的电功率为P2,则 P1 (选填“大于” “小于”或“等于”) P2。参考答案1.2.4 67.5解析 通过 R1的电流 I1= = =0.75 A,通过 R2的电流 I2= = =0.5 A,R1和 R2并联后的总电阻UR13V4 UR23V6R= = = =2.4 ,电阻 R1消耗的电能 Q= R1t=(0.75 A)24 30 s=67.5 J。UI总 UI1+I2 3V0.75A+0.
14、5A I212.4.662104 1753.0.01 404.0.2 1.2 解析 当甲和乙串联接在 3 V 的电路中时,因串联电路中各处的电流相等,且总电压等于各分 电压之和,所以,由 题图可知,电路中的电流为 0.2 A 时,甲电阻两端的电压为 1 V、乙电阻两端的电压为 2 V。当两个电阻并联接在 2 V 的电源两端时,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,两电阻两端的电压 U 甲 =U 乙 =U=2 V,由图像可知,通过两电阻的电流分别为 I 甲 =0.4 A、 I 乙 =0.2 A,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 =0.4 A+0.2
15、A=0.6 A,电路中消耗的总功率 P=UI=2 V0.6 A=1.2 W。5.25 406.加热 1 547.8 118.0.625 8 解析 由题图乙可知,当小灯泡两端的电压为 U 额 =2.5 V 时,通过小灯泡的电流 I 额 =0.25 A,则小灯泡的额定功率 P=U额 I 额 =2.5 V0.25 A=0.625 W。由图甲可知,小灯泡与滑动变阻器串联,电压表测小灯泡两端的电压,当小灯泡正常发光时, U 额 =2.5 V,电路中的电流I=I 额 =0.25 A,根据串联电路电压规律可知,此时滑动变阻器两端的电压 U 滑 =U-U 额 =4.5 V-2.5 V=2 V,由欧姆定律得,滑
16、动变阻器接入电路的电阻R 滑 = = =8 。U滑I 2V0.25A9.2.25 410 解析 由题图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压。根据 P=UI 可得,灯泡正常发光时电路中的电流 I=IL= = =0.5 A,PL额UL额 1.25W2.5V由题知,滑动变阻器允许通过的最大电流为 1 A,因为串联电路中各处的电流相等,所以电路中的最大电流 Imax=IL=0.5 A,则电路的最大电功率 Pmax=UImax=4.5 V0.5 A=2.25 W。灯泡的电阻 RL= = =5 ,UL额IL2.5V0.5A电路中电流最大时,滑动变阻器接入电路的电阻最小为R 滑 min=
17、 = = =4 ;U滑ImaxU-UL额Imax4.5V-2.5V0.5A当电压表的示数为 3 V 时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,此时灯泡两端的电压 UL=U-U 滑max=4.5 V-3 V=1.5 V,电路中的最小电流 I min= = =0.3 A,所以滑动变阻器接入电路中的最大阻值 R 滑ULRL1.5V5max= = =10 ,所以滑动变阻器阻值变化的范围是 410 。U滑 maxImin3V0.3A10.A 11.B12.C 解析 电能表是测量用电器消耗电能多少的仪表,故 A 错误;频率为 50 Hz 的交变电流,周期 T=0.02 s,一个周期内 电流方向
18、改变 2 次,所以在 1 s 时间内电流方向改变 100 次,故 B 错误;6 月初电能表的示数为 1537.7 kWh,5 月初电能表示数为 1432.7 kWh,故小明家 5 月初至 6 月初消耗的电能是 W=1537.7 kWh-1432.7 kWh=105 kWh,故C 正确;电能表转盘转了 250 r 时,电路中消耗的电能 W= =0.1 kWh,用电器的总功率 P= = =0.6 kW,故 D250r2500r/kWh Wt0.1kWh16h错误。13.B14.D 解析 由 P=UI 可得,两灯泡的额定电流分别 I1= = =1 A,I2= = =0.5 A,P1U13W3V P2
19、U23W6V因串联电路中各处的电流相等,且其中只有一只灯泡正常发光,所以,电路中的电流为 0.5 A,I1=I2=0.5 A,故 A、B 错误;由 I= 可得,灯泡 L1的电阻 R1= = =3 ,L 1两端的电压 U1=I1R1=0.5 A3 =1.5 V,故 C 错误、D 正确。UR U1I13V1A15.A 解析 由题可知, R1、 R2为阻值相同的电热丝,设 R1=R2=R,分析图 K16-11 所示的连接方式可知:甲图为开路, P 甲 =0,乙图中两电阻串联, R 乙 =2R,P 乙 = = ,U2R乙 U22R丙图中只有电阻 R1工作, R 丙 =R,P 丙 = = ,U2R丙 U
20、2R丁图中两电阻并联, R 丁 = R,P 丁 = = =2 。12 U2R丁 U212R U2R可见,甲的发热功率与丙的发热功率不相等,故 A 不正确,符合题意;丁的发热功率是丙的发热功率的 2 倍,故 B 正确,不符合题意;丙的发热功率是乙的发热功率的 2 倍,故 C 正确,不符合题意;丁的发热功率是乙的发热功率的 4 倍,故 D 正确,不符合题意。16.A 解析 由题图甲可知,滑片在最左端时,电压表被短路,示数为 0,电流为 I 左 =1.2 A,滑片在最右端时,电压表测量滑动变阻器两端的电压 U 滑 =4.5 V,电流为 I 右 =0.3 A,根据欧姆定律可得: U=I 左 R1 ,U
21、=I 右 R1+U 滑 , 两式联立得 I 左 R1=I 右 R1+U 滑 ,解得 R1=5 , U=6 V。电路总功率的最小值 P 小 =UI 右 =6 V0.3 A=1.8 W,故 A 正 确。电路总功率的最大值 P 大 =UI 左 =6 V1.2 A=7.2 W,故B 错误。定值电阻电功率的最小值 P1 小 = R1=(0.3 A)25 =0.45 W,故 C 错误。I2右定值电阻电功率的最大值 P1 大 = R1=(1.2 A)25 =7.2 W,I2左定值电阻电功率的变化为 P=P1 大 -P1 小 =7.2 W-0.45 W=6.75 W,故 D 错误。17.解:(1)当只闭合 S
22、 时,电路中只有灯泡 L2接入电路中且正常发光,则电源电压 U=U2 额 =3 V。(2)灯泡 L1的电阻 R1= = =6 。U1额 2P1额 (6V)26W(3)S、S 1都闭合时,两灯泡并联,灯泡 L1的实际功率 P1= = =1.5 W,U2R1(3V)26电路的总功率 P=P1+P2 额 =1.5 W+2.7 W=4.2 W,10 s 内电流做的总功 W=Pt=4.2 W10 s=42 J。18.解:(1)灯泡的阻值 RL= = =4 。U额 2P额 (12V)236W(2)当开关 S、S 1均闭合,滑片移到最左端时,此时 R1与 L 并联;因为灯泡恰好正常发光,所以电源电压 U=U
23、 额 = 12 V;通过 R1的电流I1= = =0.5 A。UR112V24(3)闭合开关 S、断开开关 S1,滑片移到最右端时,此时滑动变阻器全部电阻接入电路即 R 大 =20 且与灯泡串联;此时电路中的电流 I= = = =0.5 A,UR串 UR大 +RL 12V20+4电路的总功率 P=UI=12 V0.5 A=6 W。通电 1 min 灯泡消耗的电能 W=I2RLt=(0.5 A)24 60 s=60 J。19.解:(1)闭合开关 S1、S 2、S 3时,灯 L2被短路,L 1和 L3并联,且正常发光,电流表 A1测干路电流,示数为I=I1+I3= + = + =3 A。P1U1P
24、3U36W6V12W6V(2) 闭合开关 S2,断开开关 S1、S 3,L2和 L3两灯串联,且两灯规格相同,分压都是 6 V,两灯均正常发光,故电路消耗的总功率 P=P2+P3=12 W+12 W=24 W。(3)闭合开关 S2、S 3,断开开关 S1,电路为 L3的简单电路,L 3两端实际电压为 10 V 时,远远超过其额定电压 6 V,此时灯泡烧杯,实际功率为 0 。20.(1)如图所示或(2)0.3 1.14(3)将电压表与滑动变阻器并联(4)同时接入滑动变阻器下面两个接线柱解析 (2)电流表示数为 0.3 A,灯泡额定功率P=UI=3.8 V0.3 A=1.14 W。21.(1)P=UI B(2)如图所示(3)灯泡断路 (4)1.14 (5)如图所示(6)大于
