江西省中考物理大一轮复习第一篇教材复习第16课时电功电功率课时训练.docx
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江西省中考物理大一轮复习第一篇教材复习第16课时电功电功率课时训练
电功 电功率
(限时:
50分钟)
一、填空题
1.有一块手机用的锂电池,上面标明电压为3.7V,容量为3000mA·h,当给锂电池充电时,是把电能转化为 能,充满电后,手机锂电池大约存储的电能是 J。
2.[2018·安徽]图K16-1中R1=4Ω,R2=6Ω,把它们并联在U=3V的电路中,则R1和R2并联后的总电阻为
Ω;通电30s,电阻R1消耗的电能为 J。
图K16-1
3.[2019·龙东]图K16-2为某同学家电能表的表盘,现在他要用该电能表测量家里电饭煲的实际功率,让该电饭煲单独工作30min,消耗的电能是0.5kW·h,则电能表转盘转 圈,这段时间电饭煲消耗的实际功率是 W。
图K16-2
4.[2019·怀化]某节能灯泡包装盒上标有“220V 11W”的字样,当灯泡正常发光时,通过灯泡的电流为 A。
连续通电10s,消耗的电能是 J。
5.[2019·广东]某品牌电烤箱在额定电压下,功率从大到小有高挡、中挡和低挡。
如图K16-3所示为电烤箱在不同挡位工作时的电路图,R1、R2为发热电阻丝,且阻值R1>R2,则高挡、中挡和低挡对应的电路图分别是图 、图 和图 。
(均选填“甲”“乙”或“丙”)
图K16-3
6.[2019·安顺]图K16-4为电热水器的简化电路,它有加热和保温功能,R1和R2是两根电热丝,S为温控开关,1、2为开关的两个触点,当水温低于某个下限温度或高于某个上限温度时,S在两个触点间自动切换,使水温维持在设定的范围。
已知热水器的加热功率为400W,保温功率为100W(忽略温度对电阻的影响),则电路中R2= Ω。
在使用过程中,若热水器连续工作10min消耗的电能为1.2×105J,此过程中热水器的保温工作时间是 s。
图K16-4
7.[2019·淄博]灯泡L的电流随电压变化的图像如图K16-5甲所示,将此灯泡与定值电阻R接入图乙所示的电路中,只闭合开关S,小灯泡的实际功率为0.5W,则电源电压是 V;再闭合开关S1,电流表的示数变化了0.1A,则R的阻值是 Ω;通电1min,定值电阻R消耗的电能是 J。
图K16-5
8.林红同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时,电路如图K16-6所示。
电源电压为4.5V,电压表量程为“0~3V”,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”,灯泡L标有“2.5V 1.25W”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K16-6
二、选择题
9.[2019·玉林]下列关于电能的说法正确的是( )
A.可以通过电流表把电能直接测量出来
B.电能的单位是“度”,学名叫千瓦
C.消耗电能越多的用电器,电功率就越大
D.消耗电能相同的用电器,产生的热量不一定相同
10.[2019·衡阳]小明家上次查看电能表示数为
,本次查看时电能表示数如图K16-7所示,则下列说法正确的是( )
图K16-7
A.他家在这段时间内消耗的电能为903kW·h
B.电能表是测量电功率的仪表
C.若只让一个标有“220V 1000W”的电热水器正常工作10min,则电能表的转盘转了600转
D.这个电能表的额定功率为2200W
11.[2018·株洲]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
12.[2018·内江]将规格为“2.5V 0.3A”的小灯泡L1和规格为“3.8V 0.3A”的小灯泡L2串联,接在3V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
13.[2019·东营]图K16-8是测量小灯泡电功率的电路图,电源电压恒为6V,电流表量程0~0.6A,电压表量程0~3V,滑动变阻器规格“50Ω 1A”,小灯泡规格“2.5V 0.625W”。
若不考虑小灯泡阻值随温度的变化,小灯泡两端电压不允许超过额定值,闭合开关,下列说法正确的是( )
图K16-8
A.滑片向右滑动,电流表示数变小,电压表示数变大
B.电流表的示数允许变化范围是0.1~0.25A
C.滑动变阻器的阻值允许调节的范围是24~50Ω
D.电路的最大电功率是2.5W
14.图K16-9是某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K16-10所示的连接方式的说法中不正确的是( )
图K16-9 图K16-10
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
三、计算题
15.[2019·盐城]某新型电饭锅在煮饭时采用“高温”和“低温”两种方式交替加热,其内部电路如图K16-11所示,R1和R2均为电热丝,S1是温度自动控制开关,高、低温挡的额定功率如下表所示。
煮饭时,闭合开关S,电饭锅正常工作30min消耗的电能为0.44kW·h,求:
(1)煮饭时通过R1的电流。
(2)电热丝R2的电阻。
(计算结果保留一位小数)
(3)30min内R2消耗的电能。
图K16-11
额定电压
220V
额定
功率
低温挡
440W
高温挡
1100W
16.如图K16-12所示,L是标有“12V 36W”字样的灯泡,R1是阻值为24Ω的定值电阻,R2是最大阻值为20Ω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、S1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1min灯泡消耗的电能。
图K16-12
17.[2018·江西模拟]如图K16-13所示的电路中,电源电压U=12V,且保持不变,灯L上标有“10V 5W”字样,滑动变阻器的最大阻值为20Ω,不考虑灯丝电阻随温度的变化。
图K16-13
(1)开关S、S1闭合,S2断开,电流表的示数为I1=0.4A,则电阻R1阻值是多少?
(2)开关S、S2闭合,S1断开,移动滑动变阻器滑片P,使电压表示数为10V,滑动变阻器接入电路中的电阻是多少?
(3)开关S、S2闭合、S1断开,将滑动变阻器滑片P移至b端时,若灯L仍然发光,此时,灯L是正常发光吗?
小灯泡的功率是多大?
四、实验与探究题
18.[2019·江西]实验:
测量小灯泡的电功率。
实验中选择的小灯泡的额定电压为2.5V。
[实验步骤]
(1)请你用笔画线代替导线,把图K16-14中的电路连接完整(导线不准交叉),并要求滑动变阻器的滑片向左移动时,小灯泡会变亮。
图K16-14
(2)正确连接电路后,闭合开关,电流表指针不动,但用手按住开关,发现电流表指针摆动,出现这种现象的原因是 。
(3)查明原因,排除故障,正确操作,得到下表所示数据。
请将表中内容补充完整:
实验序号
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
灯泡亮度
1
2.0
0.28
0.56
发光暗淡
2
2.5
0.32
0.80
3
3.0
0.36
1.08
发光强烈
由表中数据可知,该灯的额定电功率为 W。
(4)利用上述电路,用定值电阻替换小灯泡,测量该定值电阻的阻值。
请你设计一个记录数据的表格。
19.如图K16-15甲所示是林红同学测量标有“3.8V”字样的小灯泡额定功率的电路图。
图K16-15
(1)林红连接电路时,开关应处于 状态,滑动变阻器的滑片应移到最 端。
(2)闭合开关发现灯泡不亮,电流表无示数,但电压表有示数,则发生的电路故障为 。
(3)当电压表示数为3.8V时,电流表的示数如图乙所示,是 A,由此可得,小灯泡的额定功率为
W。
(4)在实验中,林红同学把电流表与电压表的位置互换,闭合开关后造成 。
A.电流表被烧坏B.电压表被烧坏
C.小灯泡被烧坏D.小灯泡不亮
(5)实验中林红的电流表损坏了,实验室没有电流表可换,林红用一个已知阻值为R0的定值电阻和若干个开关,重新设计了如图丙所示的电路,在不改变该电路连接的情况下,也能正确测出小灯泡的额定功率。
林红正确连接电路后,接下来的实验步骤是:
①
;
②保持滑片位置不动,断开开关S1,闭合开关S、S2,记下电压表的示数为U2;
③小灯泡的额定功率的表达式为P= 。
20.[2019·河南]在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率是否相同”的实验中,实验室提供了如下器材:
电源电压U恒为8V,滑动变阻器规格为“20Ω 2A”,小灯泡的额定电压U额=2.5V、额定功率小于1.2W,两个阻值分别为10Ω、20Ω的定值电阻R0可供选择。
(1)为使小灯泡两端电压有一较大的调节范围,小聪设计了如图K16-16甲所示的电路,请用笔画线代替导线,完成图乙中实物电路的连接。
图K16-16
(2)正确连接电路后,进行实验,记录的实验数据如下表所示。
当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
实验次数
物理量
1
2
3
4
5
电压/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流/A
0.24
0.32
0.38
0.44
电功率/W
(3)分析表中数据可得出结论:
小灯泡工作时,消耗的电功率随电压的增大而 。
根据表中数据还可以判断出,小聪在实验中选用的是R0= Ω的定值电阻。
(4)完成实验后,爱动脑筋的小聪又想出一种测量小灯泡额定功率的方法,设计了如图丁所示的电路,所用电压表量程为“0~15V”,请将以下实验步骤补充完整。
①检查电路无误后,闭合开关S,将开关S1拨至“1”,调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为 ;
②滑片不动,再将开关S1拨至“2”,读出电压表示数为U0;
③小灯泡的额定功率P额= 。
(用U额、U0、R0表示)
若步骤②中,在将开关S1拨至“2”时,不小心将滑动变阻器滑片向右移动了少许,其他操作正确,则测出的小灯泡额定功率比真实值 (选填“偏大”或“偏小”)。
【参考答案】
1.化学 3.996×104
[解析]手机锂电池充满电后,存储的电能:
W=UIt=UQ=3.7V×3000mA·h=3.7V×3000×10-3A×3600s=3.996×104J。
2.2.4 67.5
[解析]通过R1的电流I1=
=0.75A,通过R2的电流I2=
=0.5A,R1和R2并联后的总电阻R=
=2.4Ω,电阻R1消耗的电能Q=
R1t=(0.75A)2×4Ω×30s=67.5J。
3.1500 1000
4.0.05 110
[解析]因为P=UI,所以灯泡正常发光的电流为I=
=0.05A.因为P=
,所以灯泡消耗的电能为W=Pt=11W×10s=110J。
5.丙 乙 甲
[解析]根据P=
,当电压U一定时,电阻R越小,电功率P越大。
也就是说,电烤箱在额定电压下,其高挡位(即电功率P最大)对应其电路的电阻最小,其低挡位(即电功率P最小)对应其电路的电阻最大,而中挡位对应的电路的电阻处于两者之间。
由图甲知,只闭合S1和S0,此时电路阻值为R1;由图乙知,只闭合S2和S0,此时电路的阻值为R2;由图丙知,同时闭合S0、S1和S2,此时电路的阻值为R=
。
因为R1>R2>R,可见图丙对应的电路阻值最小,应为高挡,而图甲对应的电路阻值最大,应为低挡。
因此,高挡、中挡和低挡对应的电路图分别是图丙、图乙和图甲。
6.363 400
7.2 20 12
[解析]由小灯泡的I-U图像可知,当灯泡的实际功率为0.5W时,UL=2V,IL=0.25A。
由图乙所示电路图可知,只闭合开关S时,只有灯泡接入电路,灯泡两端的电压等于电源电压,则电源电压U=UL=2V;由图甲所示电路图可知,闭合开关S后再闭合开关S1,灯泡与电阻R并联,电流表测干路电流,电流表示数变大,由题可知,电流表示数变化了0.1A,则通过电阻R的电流:
IR=ΔI=0.1A,由I=
得电阻R的阻值:
R=
=20Ω。
通电1min,定值电阻R消耗的电能:
WR=UIRt=2V×0.1A×1×60s=12J。
8.2.25 4~10Ω
[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=
=0.5A,
由题知,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,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=0.5A,则电路的最大电功率Pmax=UImax=4.5V×0.5A=2.25W。
灯泡的电阻RL=
=5Ω,
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=
=4Ω;
当电压表的示数为3V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=4.5V-3V=1.5V,电路中的最小电流Imin=
=0.3A,所以滑动变阻器接入电路中的最大阻值R滑max=
=10Ω,所以滑动变阻器阻值变化的范围是4~10Ω。
9.D
10.C [解析]他家在这段时间内消耗的电能W=8633.5kW·h-8543.2kW·h=90.3kW·h,故A错误。
电能表是测量消耗电能的仪表,故B错误。
3600r/(kW·h)表示电路中每消耗1kW·h的电能,电能表的转盘转过3600r,只让一个标有“220V 1000W”的电热水器正常工作10min,其消耗的电能为W=Pt=1kW×
h=
kW·h,则电能表的转盘转过的圈数N=
kW·h×3600r/(kW·h)=600r,故C正确。
电能表属于测量仪表,不消耗电能,没有额定功率,故D错误。
11.B [解析]手机工作电压是一定的,如果降低了电池的输出电压,手机将不能正常工作,故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,要延长手机工作的时间,需要减小输出功率,而手机工作电压是不变的,由P=UI知,在省电模式下,应减小电池的输出电流,故B符合题意。
如果电子线路电阻变小,而输出电压不变,由P=
知输出功率变大,反而耗电,故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,故D不符合题意。
12.B
13.B [解析]由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。
当滑动变阻器滑片向右滑动,接入电路中的电阻变大时,根据欧姆定律可知电路中的电流变小,即电流表示数变小;根据U=IR可知灯泡两端的电压变小,即电压表示数变小,故A错误。
根据P=UI可得,灯的额定电流:
IL额=
=0.25A,因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,所以,电路中的最大电流为Imax=0.25A,
由I=
,灯泡的电阻:
RL=
=10Ω,电路中的最小总电阻:
Rmin=
=24Ω,
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最小阻值:
R滑min=Rmin-RL=24Ω-10Ω=14Ω,故C错误。
该电路的最大功率:
Pmax=UImax=6V×0.25A=1.5W,故D错误。
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,灯泡的功率最小,此时电路中的电流:
Imin=
=0.1A,则电流表示数的变化范围是0.1~0.25A,故B正确。
14.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=
,
丙图中只有电阻R1工作,R丙=R,P丙=
,
丁图中两电阻并联,R丁=
R,P丁=
=2
。
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。
15.解:
(1)当闭合开关S、S1,电热丝R1和R2并联,此时为高温挡;当断开S1只有R1单独工作时,为低温挡,
则煮饭时通过R1的电流I1=
=2A。
(2)R2的电功率P2=P高-P低=1100W-440W=660W,
则由P=
可知,电热丝R2阻值R2=
≈73.3Ω。
(3)30min内R1一直工作,R1消耗的电能
W1=P低t=0.44kW×0.5h=0.22kW·h。
R2消耗的电能W2=W总-W1=0.44kW·h-0.22kW·h=0.22kW·h。
16.解:
(1)灯泡的阻值RL=
=4Ω。
(2)当开关S、S1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额=12V;通过R1的电流
I1=
=0.5A。
(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=20Ω,且与灯泡串联;此时电路中的电流I=
=0.5A,
电路的总功率P=UI=12V×0.5A=6W。
通电1min灯泡消耗的电能W=I2RLt=(0.5A)2×4Ω×60s=60J。
17.解:
(1)根据P=
可得,灯泡的电阻:
RL=
=20Ω。
当开关S、S1闭合,S2断开时,电路中灯L和R1串联,电流表测电路中的电流,
根据I=
可得,电路的总电阻:
R=
=30Ω,
因为串联电路的总电阻等于各分电阻之和,所以电阻R1的阻值:
R1=R-RL=30Ω-20Ω=10Ω。
(2)当S、S2闭合,S1断开时,灯泡L与R2串联,电压表测灯泡的电压,由题知,此时UL=10V,则灯泡正常发光,
此时电路中的电流:
I2=
=0.5A,
串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和,
则滑动变阻器两端的电压:
U2=U-UL=12V-10V=2V,
根据I=
可得滑动变阻器接入电路中的电阻:
R2=
=4Ω。
(3)当开关S、S2闭合、S1断开时,将滑动变阻器滑片P移至b端时,电路中只有灯L连入,灯两端的电压等于电源电压,超出了灯的额定电压,所以灯泡不是正常发光。
此时,灯泡的功率PL实=
=7.2W。
18.
(1)如图所示
(2)开关接触不良
(3)正常发光 0.80
(4)如表所示
实验次数
电流
I/A
电压
U/V
电阻
R/Ω
电阻的平
均值R/Ω
1
2
3
19.
(1)断开 左
(2)灯泡断路
(3)0.3 1.14
(4)D
(5)①闭合开关S和S1,断开S2,移动滑片至某一位置,使电压表示数为3.8V
③3.8V×
20.
(1)如图所示
(2)1.05
(3)增大 10
(4)①5.5V
③U额·
偏小
[解析]
(1)小灯泡的额定电流约为I=
=0.48A<0.6A,则电流表选择0~0.6A的量程;小灯泡、R0及滑动变阻器串联。
故将电流表的“0.6”接线柱与电源的正极连接,小灯泡的左接线柱与R0的左接线柱连接即可。
(2)由
(1)可知,电流表选择0~0.6A的量程,分度值为0.02A,故示数为0.42A,则小灯泡的额定功率为P额=U额I额=2.5V×0.42A=1.05W。
(3)由表中数据可知,随着灯泡两端电压的增大,电流也增大,根据P=UI可知,小灯泡消耗的电功率增大,即小灯泡工作时,消耗的电功率随电压的增大而增大。
由表中数据可知,第5次实验时电流最大,此时电路总电阻最小,由I=
可得,第5次实验时电路总电阻为R总=
≈18.2Ω<20Ω,已知定值电阻R0的阻值为10Ω或20Ω,因R总=RL+R0+R滑,故小聪在实验中选用的是R0=10Ω的电阻。
(4)要测量小灯泡的额定功率,需使小灯泡两端的电压等于其额定电压,所以实验步骤如下:
①闭合开关S,将开关S1拨至“1”,小灯泡、R0和滑动变阻器串联,电压表测R0和滑动变阻器两端的电压之和,调节滑动变阻器的滑片,小灯泡正常发光时,应使电压表的示数为UV=U-U额=8V-2.5V=5.5V;②滑片不动,再将开关S1拨至“2”,电压表测R0两端的电压U0,此时电路中的电流即为小灯泡的额定电流I额=
;③小灯泡的额定功率为P额=U额I额=U额·
。
若步骤②中将开关S1拨至“2”时,滑片向右移动少许,滑动变阻器接入电路的阻值变大,根据串联分压知识可知,滑动变阻器两端的电压变大,定值电阻R0两端的电压U0变小,根据P额=U额I额=U额·
可知,测出的小灯泡的额定功率比真实值偏小。
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