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1、
第18課時 電能電功率
一、選擇題
1.(多選)[2018·聊城]小明同學家的電能表上標有“3000 revs/(kW·h)”的字樣,他將家中的其他用電器都與電源斷開,僅讓電水壺在額定電壓下工作,觀察1 min內電能表的轉盤轉了45 revs,則下列說法正確的是 ( )
A.電水壺是利用電流的熱效應來工作的
B.燒水過程中消耗的電能為5.4×105 J
C.電水壺的額定功率為900 W
D.當實際電壓只有額定電壓的90%時,電水壺的實際功率為729 W
2.[2018·北京]有兩個額定電壓相同的電熱水壺甲和乙,甲的額定功率為1800 W,乙的額定功率為1200 W。
2、兩個電熱水壺都正常工作時,下列說法中正確的是 ( )
A.甲電熱水壺兩端的電壓較高
B.電流通過甲電熱水壺做功較快
C.通過兩個電熱水壺的電流相等
D.相同時間內,兩個電熱水壺消耗的電能一樣多
3.[2018·瀘州]小明家有額定電壓相同的微波爐和電視機各一臺,按照每度電0.55元的計費標準,將這兩個用電器正常工作1 h所用的電費繪制成了如圖18-14所示的柱狀圖,對小明家的這兩個用電器,下列判斷正確
的是 ( )
圖18-14
A.微波爐正常工作時的電壓大于電視機正常工作時的電壓
B.微波爐正常工作時的電流等于電視機正常工作時的電流
C.微波爐正常工作時的電功率大于
3、電視機正常工作時的電功率
D.每月在微波爐上用的電費一定比在電視機上用的電費多
4.[2018·株洲]智能手機耗電達到一定量時,會自動提示用戶采用“省電模式”,在這種模式下,可延長電池的供電時間,原因是 ( )
A.降低了電池的輸出電壓
B.減小了電池的輸出電流
C.減小了電子線路的電阻
D.增大了電池的輸出功率
5.[2018·南充]如圖18-15所示的電路,電源電壓為3 V,R1=15 Ω,R2=5 Ω,當開關S閉合時,下列分析正確的是 ( )
圖18-15
A.R1、R2兩端電壓之比為3∶1
B.通過R1、R2電流之比為3∶1
C.R1、R2消耗的電功率之比
4、為1∶3
D.R1消耗的電功率為1.8 W
6.將燈L1接在電壓為6 V的電路中,功率為6 W。若保持電路電壓U不變,再在電路中連入電燈L2,其燈泡上標示的數字如圖18-16所示,使電路的總功率為9 W。在下圖所示的四個電路中,連接正確的是 ( )
圖18-16
7.[2018·淄博]如圖18-17所示,電源電壓不變,只閉合開關S1,燈泡L發(fā)光,電壓表有示數;再閉合開關S2,電路中出現的情況是 ( )
圖18-17
A.電壓表的示數變小 B.電路的總電阻不變
C.燈泡L的亮度不變 D.電路的總功率變大
8.[2018·內江]圖18-18是電阻甲和乙的U-
5、I圖像,由圖像可知下列判斷正確的是 ( )
圖18-18
A.甲乙都是定值電阻
B.當乙兩端電壓為1 V時,其電阻值為10 Ω
C.將甲和乙串聯,若通過甲的電流為0.4 A,電路的總功率為1.2 W
D.將甲和乙并聯,若甲兩端電壓為1 V,干路上的電流為0.4 A
9.(多選)[2018·濱州]如圖18-19甲所示電路中,電源電壓保持不變,R1是定值電阻。當開關S閉合,滑動變阻器R2的滑片P由a端移動到b端時,兩電表示數變化關系如圖乙所示,則下列說法中正確的是 ( )
圖18-19
A.電源電壓為14 V
B.R2的最大阻值為30 Ω
C.滑片P由a向b恰好移動
6、三分之一長度時,R1的電功率為1.25 W
D.滑片P在a端時,2 min內R2消耗的電能是144 J
10.[2018·山西]如圖18-20所示是創(chuàng)新小組設計的汽車油量顯示儀的電路原理圖,其中電源電壓恒定為6 V,定值電阻R0為5 Ω,油量表實質上是量程為0~3 V的電壓表。R為壓敏電阻,其電阻值與油箱中油量的關系如下表所示。下列說法中正確的是 ( )
油量V/L
0
10
20
30
40
50
壓敏電阻R/Ω
25
20
15
10
5
2.5
圖18-20
A.油箱中油量增多時,壓敏電阻R的阻值變大
B.電壓表示數為3 V時,油箱中的油量為5
7、0 L
C.油箱中油量為20 L時,R0兩端的電壓為1.5 V
D.油箱中油量減少時,電路消耗電能的總功率變大
二、實驗題
11.[2018·玉林]在測量“小燈泡電功率”的實驗中,已知電源電壓為3 V,小燈泡額定電壓為2.5 V,圖18-21甲是未連接完整的實驗電路。
圖18-21
(1)請你用筆畫線代替導線將實物電路圖甲連接完整。(要求:滑片P向右移動時小燈泡變亮)
(2)閉合開關后,緩慢移動滑動變阻器的滑片P,當電壓表的示數如圖乙所示時,其示數為 V。?
(3)改變滑片P的位置,獲得多組對應的電壓、電流值,如下表所示。由表可知,隨著電壓的增大,小燈泡的電功率 (
8、選填“增大”“不變”或“減小”)。?
數據序號
1
2
3
4
5
6
7
發(fā)光情況
熄滅
熄滅
微光
較暗
不很亮
較亮
明亮
電壓U/V
0.2
0.5
1.0
1.3
1.7
2.0
2.5
電流I/A
0.10
0.20
0.38
0.42
0.48
0.52
0.56
(4)根據上表中數據,請在圖丙中畫出I-U關系圖像。
(5)根據圖丙中畫出的圖線可求得,當小燈泡兩端電壓為2.2 V時,小燈泡的實際功率為 W。(結果保留一位小數)?
12.[2018·泰州]在“比較兩個燈泡的亮暗”的活動中,如圖18-22(a)
9、所示。(電源由四節(jié)干電池串聯,每節(jié)電壓恒為1.5 V,燈L1額定電壓為3.8 V,燈L2額定電壓為2.5 V)
(1)請用筆畫線代替導線,將圖中的實物電路連接完整,使滑片在最右端時滑動變阻器連入電路的阻值最大。
圖18-22
(2)燈L1、L2應選擇電阻 (選填“相同”或“不同”)的白熾燈泡,連接電路后閉合開關,調節(jié)滑動變阻器,應比較兩燈泡亮暗和 ?？偨Y發(fā)現:兩燈串聯時,通過燈泡的電流相等,電壓越高,相同時間內 越多,燈泡就越亮。?
(3)小明為測出燈L1的額定功率,在原電路中串聯一只電流表如圖(b)所示,正確連接電路后閉合開關,讀出甲電壓表示數為2.8 V,乙電
10、壓表示數為1.8 V,電流表示數為0.14 A,當滑片移動到阻值最小處時,甲電壓表示數如圖(c)所示為 V。小明對電路進行改進,取走燈L2和乙電壓表,正確連接電路后,發(fā)現還是無法測量燈L1的額定功率,小明思考后,在不增加電路元件的情況下又對實驗進行改進,順利完成了實驗,他的做法是 ?。?
三、計算題
13.[2018·長沙] L1、L2是規(guī)格分別為“6 V 6 W”“3 V 2.7 W”的小燈泡,將它們連在如圖18-23所示的電路中,電源電壓恒定不變,當只閉合S時,L2正常發(fā)光。求:(不計溫度對燈絲電阻的影響)
(1)電源電壓。
(2)燈泡L1的電阻R1。
(3)當S、S1都閉
11、合時,10 s內電流做的總功。
圖18-23
14.某同學家的電子式電能表上個月月初、月末的表盤如圖18-24所示。表盤上“1600 imp/(kW·h)”表示每用電1 kW·h指示燈閃爍1600次。根據表盤上的信息,回答下列問題:
(1)該同學家上個月共用電多少?
(2)該同學家同時使用的用電器總功率不得超過多少?
(3)若只讓一個標有“220 V 484 W”的電熱器工作3 min,觀察到電能表的指示燈閃爍了32次,則該同學家的實際電壓是多大?(設電熱器的電阻不變)
圖18-24
12、
15.[2018·淄博]如圖18-25甲所示電路中,電源電壓保持不變,R0為定值電阻,R為滑動變阻器。閉合開關S,移動滑片P,滑動變阻器消耗的電功率與電流關系的圖像如圖乙所示。求:
(1)滑動變阻器的最大阻值。
(2)R0的阻值和電源電壓。
圖18-25
16.[2018·衡陽]現有一個可調電壓電源,一個滑動變阻器R(銘牌上標有“50 Ω 2 A”的字樣),一個電壓表,A、B、C三盞小燈泡,規(guī)格分別為:A燈“6 V 3 W”、B燈“6 V 4.8 W”、C燈“6
13、V 6 W”,三盞小燈泡的電流與電壓的關系如圖18-26甲所示,即三個燈的電阻隨實際功率變化而變化,在保證電路安全的情況下,進行以下實驗:
(1)若將A、B、C三盞小燈泡并聯接在可調電壓電源兩端,電源電壓調節(jié)為6 V,求經過2.5 min,三盞小燈泡消耗的總電能。
(2)若將A、B、C三盞小燈泡串聯接在可調電壓電源兩端,調節(jié)電源電壓,使A燈正常發(fā)光,求此時C燈的實際電功率。
(3)若將電路元件按如圖乙所示連接,電源電壓調節(jié)為20 V,當滑動變阻器滑片在某個點時,電壓表示數為15 V,求將滑動變阻器滑片從這個點開始向左滑動的過程中,滑動變阻器阻值變化范圍。
圖18-26
14、
17.[2018·包頭]如圖18-27所示為模擬調光燈電路,電路中電源電壓不變,燈泡L標有“6 V 3 W”字樣,且燈絲電阻隨溫度的變化而變化,定值電阻R1的阻值為6 Ω。將滑動變阻器R2的滑片P置于最右端,閉合開關,電壓表和電流表示數分別為6 V和0.2 A。移動滑片P至某一位置,電壓表和電流表示數分別為3 V和0.5 A。
(1)求燈泡L正常發(fā)光時的電阻。
(2)當R2的滑片P在最右端時,閉合開關,求此時燈泡L的實際功率。
(3)為使燈泡安全工作,R2的滑片能自由滑動,且滑片P滑到某一端時燈泡能正常發(fā)光,應采取怎樣的保護措施?請計
15、算說明。
圖18-27
四、綜合題
18.為了響應國家節(jié)能減排的號召,鼓勵市民節(jié)約用電,我市從2012年7月1日起,居民用電實行“一戶一表”的“階梯電價”,分三個檔次收費:第一檔是用電量不超過180千瓦時實行“基本電價”,第二、三檔實行“提高電價”,具體收費情況如圖18-28所示折線圖。請根據圖像回答下列問題。
(1)當用電量是180千瓦時時,電費是 元。?
(2)第二檔的用電量范圍是 。?
(3)“基本電價”是 元/千瓦時。?
(4)小明家8月份的電費是328.5元,請計算他家8月份的
16、用電量是多少千瓦時?
圖18-28
參考答案
1.ACD [解析] 電水壺是利用電流的熱效應將電能轉化為水的內能來工作的,故A正確。轉盤轉動45 revs消耗的電能W=45revs3000revs/(kW·h) =5.4×104 J,故B錯誤。電水壺的額定功率P額=Wt=5.4×104J60s=900 W,故C正確。由公式P=U2R可知在電阻不變的情況下,實際電壓是額定電壓的90%時,實際功率是額定功率的81%,即P實=81%P額=81%×900 W=729 W,故D正確。
2.B 3.C 4.B
5.C [解析]
17、由電路圖可知,電阻R1與R2并聯,因并聯電路中各支路兩端電壓相等,所以R1、R2兩端電壓之比為1∶1,故A錯誤。由I=UR可知,通過R1、R2的電流之比:I1I2=UR1:UR2=R2R1=5Ω15Ω=13,故B錯誤。由P=UI可知,R1、R2消耗的電功率之比:P1P2=UI1UI2=I1I2=13,故C正確。R1消耗的電功率為P1=U2R1=(3V)215Ω=0.6 W,故D錯誤。
6.B 7.D
8.C [解析] 電阻甲的U-I圖像是直線,說明它是定值電阻,電阻乙的U-I圖像是曲線,說明它是非定值電阻,故A錯誤。從圖中可知,當乙兩端電壓為1 V時,通過的電流為0.4 A,此時它的電阻
18、R=UI=1V0.4A=2.5 Ω,故B錯誤。將甲、乙串聯,若通過甲的電流為0.4 A,則通過乙的電流也為0.4 A,從圖像中可分別讀出對應的電壓分別為2 V、1 V,則總電壓為3 V,電路的總功率P=U總I串`=3 V×0.4 A=1.2 W,故C正確。若將甲、乙并聯,則其兩端電壓相等,甲兩端電壓為1 V時,乙兩端電壓也為1 V,從圖像中讀出對應的電流分別為0.2 A、0.4 A,則干路電流I總=I甲+I乙=0.2 A+0.4 A=0.6 A,故D錯誤。
9.BCD [解析] 由圖甲可知電路為電阻R1與滑動變阻器R2串聯,電壓表測電阻R1兩端的電壓。由圖乙可知,當電流表的示數為0.5 A時
19、,電壓表的示數為10 V,此時電路中的電流最大,則滑動變阻器連入電路中的電阻為0,電路中只有電阻R1,故此時電壓表的示數即電源電壓,為10 V,R1=UI大=10V0.5A=20 Ω,故A錯誤。當電流表的示數為0.2 A時,電壓表的示數為4 V,此時電路中的電流最小,則滑動變阻器全部連入電路,電源電壓為10 V不變,由串聯電路電壓規(guī)律及歐姆定律可得R2=UI小-R1=10V0.2A-20 Ω=30 Ω,即滑動變阻器的最大阻值為30 Ω,故B正確。若滑片P由a向b恰好移動三分之一長度時,R2連入電路中的電阻為其總電阻的三分之二,即R2'=23R2=23×30 Ω=20 Ω,此時電路中的總電阻R總
20、=R1+R2'=20 Ω+20 Ω=40 Ω,則此時電路中的電流I=UR總=10V40Ω=0.25 A,則R1的電功率P1=I2R1=(0.25 A)2×20 Ω=1.25 W,故C正確?；琍在a端時,滑動變阻器全部連入電路,此時電路中的電流為0.2 A,R2兩端的電壓為U2=U-U1=10 V-4 V=6 V,則2 min內R2消耗的電能W=U2I小t=6 V×0.2 A×120 s=144 J,故D正確。
10.C [解析] 由表格知,當油量增加時,壓敏電阻R阻值變小,故A錯誤;當電壓表示數為3 V時,電路中的電流I=U0R0=3V5Ω=0.6 A,壓敏電阻兩端分得的電壓為3 V,此時
21、R=URI=3V0.6A=5 Ω,對應表格知油量為40 L,故B錯誤;油箱中油量為20 L時,壓敏電阻的阻值為15 Ω,電阻中的總電阻R總=R0+R'=5 Ω+15 Ω=20 Ω,此時電路中的電流I'=U總R總=6V20Ω=0.3 A,則R0兩端的電壓為U0'=I'R0=0.3 A×5 Ω=1.5 V,故C正確。當油箱中油量減少時,壓敏電阻阻值增大,總電阻增大,電路中電流變小,根據公式P=UI知,電源電壓不變,電流變小,則總功率變小,故D錯誤。
11.(1)如圖所示
(2)2 (3)增大
(4)如圖所示
(5)1.2
12.(1)如圖所示
(2)不同 電壓表示數 電
22、流做功
(3)3.5 將甲電壓表與滑動變阻器并聯,改接小量程,調節(jié)滑動變阻器,使甲電壓表示數為2.2 V
13.解:(1)當只閉合S時,電路中只有燈泡L2接入電路中且正常發(fā)光,則電源電壓U=U2額=3 V。
(2)燈泡L1的電阻R1=U1額2P1額=(6V)26W=6 Ω。
(3)S、S1都閉合時,兩燈泡并聯,燈泡L1的實際功率P1=U2R1=(3V)26Ω=1.5 W,
電路的總功率P=P1+P2額=1.5 W+2.7 W=4.2 W,
10 s內電流做的總功W=Pt=4.2 W×10 s=42 J。
14.解:(1)該同學家上個月共用電:W=3265.4 kW·h-3246.
23、8 kW·h=18.6 kW·h。
(2)“220 V”表示這個電能表的額定電壓,“10 A”表示電能表的標定電流,則電能表正常工作時的最大功率為P=UI=220 V×10 A=2200 W。
(3)因為電能表的指示燈閃爍了32次,所以電熱器消耗的電能為W'=321600 kW·h=0.02 kW·h=7.2×104 J,
時間t=3 min=180 s,
則電熱器的實際功率為P實=W't=7.2×104J180s=400 W,
又因為U額=220 V,P額=484 W,所以電熱器的電阻為:R=U額2P額=(220V)2484W=100 Ω,
由P=U2R可得,該同學家的實際電壓為
24、U實=P實R=400W×100Ω=200 V。
15.解:(1)當滑動變阻器接入電路的阻值最大時,電路中的電流最小,由圖乙可知,電路中的最小電流I小=0.2 A;此時滑動變阻器的功率P=1.2 W,則根據P=I2R可得,滑動變阻器的最大阻值R大=PI小2=1.2W(0.2A)2=30 Ω。
(2)由圖乙可知,當電路中的電流為I'=0.4 A時,R的電功率P'=1.6 W,此時R接入電路的阻值為R'=P'I'2=1.6W(0.4A)2=10 Ω;
根據歐姆定律可得
U=I'(R0+R')=0.4 A×(R0+10 Ω)①,
U=I小(R0+R大)=0.2 A×(R0+30 Ω)②;
25、①②聯立得R0=10 Ω,U=0.4 A×(10 Ω+10 Ω)=8 V。
16.解:(1)A、B、C三燈與電源電壓并聯,電源電壓U=6 V,此時三燈均正常發(fā)光,所以W總=WA+WB+WC=(PA+PB+PC)t=(3 W+4.8 W+6 W)×2.5×60 s=2070 J。
(2)A燈正常發(fā)光,由圖甲中A的電流與電壓的關系圖可知,此時電路電流I=0.5 A,電路為串聯電路,所以通過B、C兩燈的電流均為0.5 A,由圖甲可知,此時UB=3 V,UC=2 V,此時C燈的實際電功率為PC實=UCI=2 V×0.5 A=1 W。
(3)由圖乙可知,B、C兩燈和滑動變阻器串聯接入電路;當電壓表
26、示數為15 V時,UBC=U'-U示=20 V-15 V=5 V;由圖甲可知,此時電路電流為I'=IB'=IC'=0.5 A,此時滑動變阻器接入電路的電阻R滑=U示I'=15V0.5A=30 Ω;
滑動變阻器允許通過的最大電流為2 A,B燈允許通過的最大電流為IB額=PB額UB額=4.8W6V=0.8 A,C燈允許通過的最大電流為IC額=PC額UC額=6W6V=1 A,所以電路中允許通過的最大電流為Imax=0.8 A,由圖甲可知,此時U″B=6 V,U″C=4 V,滑動變阻器兩端的電壓為U″R=U'-U″B-U″C=20 V-6 V-4 V=10 V,此時滑動變阻器的電阻為R'滑=U″RI
27、max=10V0.8A=12.5 Ω,
所以滑動變阻器接入電路的阻值變化范圍為12.5~30 Ω。
17.解:(1)由題意可知,燈泡正常發(fā)光時的電阻為R=U額2P額=(6V)23W=12 Ω。
(2)燈泡正常工作時的電流I額=P額U額=3W6V=0.5 A,
由題圖可知,燈泡L與定值電阻R1、滑動變阻器R2串聯,電壓表測R2兩端電壓,電流表測電路中電流,移動滑片P至某一位置,電壓表和電流表示數分別為3 V和0.5 V,即此時電路中的實際電流I=0.5 A=I額,燈泡恰好正常工作,燈泡兩端電壓U燈=U額=6 V,R2兩端電壓即電壓表示數U2=3 V,R1兩端電壓U1=IR1=0.5 A×
28、6 Ω=3 V,
則電源電壓U=U1+U2+U燈=3 V+3 V+6 V=12 V,
當滑片滑至最右端時,R2兩端電壓即電壓表示數為U2'=6 V,電路中電流I'=0.2 A,
則R1兩端電壓U1'=I'R1=0.2 A×6 Ω=1.2 V,燈泡兩端電壓U燈'=U-U1'-U2'=12 V-1.2 V-6 V=4.8 V,此時燈泡的實際電功率P實=U燈'I'=4.8 V×0.2 A=0.96 W。
(3)由圖可知:L、R1、R2串聯連接,當滑片滑到最左端時,電路為R1與L的串聯電路,根據題意,燈泡兩端電壓最大為U大=6 V,通過的電流I大=I額=0.5 A,則此時R1的阻值應為R1'=U-U大I大=12V-6V0.5A=12 Ω,ΔR=R1'-R1=12 Ω-6 Ω=6 Ω,故可用一個12 Ω的電阻替換R1,或再串聯一個6 Ω的電阻。
18.解:(1)108 (2)180
（呼和浩特專用）2019中考物理高分一輪 第18單元 電能 電功率習題
