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課時訓練(十六)　電功　電功率 (限時:50分鐘) 一、填空題 1.[xx安徽]圖K16-1中R1=4 Ω,R2=6 Ω,把它們并聯(lián)在U=3 V的電路中,則R1和R2并聯(lián)后的總電阻為　　　　Ω;通電30 s,電阻R1消耗的電能為　　　　J。 圖K16-1 2.張薇發(fā)現(xiàn)爸爸手機電池上標有“電壓3.7 V,容量3500 mAh”的字樣,則它充滿電后存儲的電能為　　　　J;經(jīng)查,該手機的待機電流為20 mA,則該手機最長待機時間為　　　h。 3.[xx黑龍江]小明家的電能表如圖K16-2所示,當小明家只有一盞電燈工作時,15 min內(nèi)轉(zhuǎn)盤正好轉(zhuǎn)過25圈,則該燈泡消耗的電能是　　　kWh,它的電功率為　　　　W。 圖K16-2 4.電阻甲、乙的電流和電壓關系如圖K16-3所示。當甲和乙串聯(lián)接在3 V的電路中時,電路中電流為　　　　A;當兩個電阻并聯(lián)接在2 V的電源兩端,則電路中的總功率為　　　　W。 圖K16-3 5.[xx婁底]現(xiàn)有“220 V　100 W”的燈泡一只,將它接在電壓為110 V的電路中,實際功率為　　　　W,消耗1 kWh的電能可供它連續(xù)工作　　　　h。(假設燈絲電阻不變) 6.[xx衡陽]某品牌電飯煲的工作原理如圖K16-4所示,下表為它的部分參數(shù)。將開關S閉合,則電飯煲處于　　　　(選填“加熱”或“保溫”)狀態(tài),其中電阻R1∶R2=　　　　。 額定電壓 220 V 額定功率 加熱擋 1210 W 保溫擋 22 W 頻率 50 Hz 　 圖K16-4　 7.[xx南充]如圖K16-5甲所示,電源電壓一定,滑動變阻器的滑片從最右端滑到最左端時,燈泡的U-I圖像如圖乙所示。當通過燈的電流為1 A時,燈正常發(fā)光,則燈的額定功率為　　　W;滑動變阻器的最大阻值為　　　　Ω。 圖K16-5 8.[xx濱州]如圖K16-6甲所示,將額定電壓為2.5 V的小燈泡接入電源電壓為4.5 V的電路中,閉合開關,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P,記錄相應電壓表和電流表示數(shù)繪制成如圖乙所示的I-U圖像,則小燈泡的額定功率為　　　　W,小燈泡正常發(fā)光時,滑動變阻器接入電路的電阻是　　　　 Ω。 圖K16-6 9.林紅同學在做“調(diào)節(jié)燈泡亮度”的電學實驗時,電路如圖K16-7所示。電源電壓為4.5 V,電壓表量程為“0~3 V”,滑動變阻器規(guī)格為“20 Ω　1 A”,燈泡L標有“2.5 V　1.25 W”字樣(忽略燈絲電阻變化)。在不損壞電路元件的情況下,該電路中的最大功率是　　　　W,滑動變阻器阻值變化的范圍是　　　　。 圖K16-7 二、選擇題 10.[xx河南]某水電站的年發(fā)電量在8億千瓦時以上,“千瓦時”是下列哪個物理量的單位 (　　) A.電能　 B.電功率　 C.電流　 D.時間 11.[xx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。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(nèi),兩個電熱水壺消耗的電能一樣多 12.小明家記錄5月初電能表示數(shù)為1432.7度,電能表的部分參數(shù)及6月初的示數(shù)如圖K16-8所示,下列說法正確的是 (　　) 圖K16-8 A.電能表是測量用電器電功率的儀表 B.此電能表適用于電流方向1 s改變50次的交流電路 C.小明家5月初至6月初消耗的電能是105 kWh D.若電能表轉(zhuǎn)盤在10 min內(nèi)轉(zhuǎn)過250 r,則用電器的總功率為1 kW 13.[xx內(nèi)江]將規(guī)格為“2.5 V　0.3 A”的小燈泡L1和規(guī)格為“3.8 V　0.3 A”的小燈泡L2串聯(lián),接在3 V的電源上,下列判斷正確的是 (　　) A.L1的電阻大于L2的電阻 B.L1的亮度比L2的亮度小 C.兩只燈泡都正常發(fā)光 D.兩只燈泡實際功率相等 14.[xx福建]如圖K16-9所示,將標有“3 V　3 W”的燈泡L1和標有“6 V　3 W”的燈泡L2串聯(lián)在電路中,閉合開關S,其中只有一只燈泡正常發(fā)光,設小燈泡電阻不變,則L1兩端的電壓及通過L1的電流分別是 (　　) 圖K16-9 A.3 V　1 A B.1.5 V　1 A C.3 V　0.5 A D.1.5 V　0.5 A 15.圖K16-10是某電器內(nèi)部的電路結構圖,R1、R2為阻值相同的電熱絲。不同的連接方式其發(fā)熱功率不同,下列關于圖K16-11所示的連接方式的說法中不正確的是 (　　) 圖K16-10　　　　　　　　　圖K16-11　　　　 A.甲的發(fā)熱功率與丙的發(fā)熱功率相等 B.丁的發(fā)熱功率是丙的發(fā)熱功率的2倍 C.丙的發(fā)熱功率是乙的發(fā)熱功率的2倍 D.丁的發(fā)熱功率是乙的發(fā)熱功率的4倍 16.如圖K16-12甲所示電路,電源電壓不變,R1是定值電阻,R2是滑動變阻器。閉合開關,將滑動變阻器滑片由一端移到另一端的過程中,電路中電流表示數(shù)和電壓表示數(shù)的關系如圖乙所示,則滑動變阻器滑片由一端移到另一端的過程中 (　　) 圖K16-12 A.電路總功率的最小值為1.8 W B.電路總功率的最大值為5.4 W C.定值電阻電功率的最小值為1.35 W D.定值電阻電功率的變化為4.05 W 三、計算題 17.[xx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K16-13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都閉合時,10 s內(nèi)電流做的總功。 圖K16-13 18.如圖K16-14所示,L是標有“12 V　36 W”字樣的燈泡,R1是阻值為24 Ω的定值電阻,R2是最大阻值為20 Ω的滑動變阻器,電源電壓和燈泡電阻均不變。 (1)求燈泡的阻值。 (2)開關S、S1均閉合,滑片移到最左端時,燈泡恰好正常發(fā)光,求電源電壓和此時通過R1的電流。 (3)閉合開關S、斷開開關S1,當滑片移動到最右端時,求電路的總功率及通電1 min燈泡消耗的電能。 圖K16-14 19.[xx江西]如圖K16-15所示,電源電壓可調(diào),小燈泡L1標有“6 V　6 W”的字樣,小燈泡L2、L3標有“6 V　12 W”的字樣。(不考慮溫度對燈絲電阻的影響) (1)閉合開關S1、S2、S3,調(diào)節(jié)電源電壓為6 V時,求電流表A1的示數(shù)。 (2)閉合開關S2,斷開開關S1、S3,調(diào)節(jié)電源電壓為12 V時,求電路消耗的總功率。 (3)閉合開關S2、S3,斷開開關S1,調(diào)節(jié)電源電壓為10 V時,求小燈泡L3的實際發(fā)光功率。 圖K16-15 四、實驗探究題 20.林紅同學在拆裝手電筒時,發(fā)現(xiàn)手電筒的小燈泡上標有“3.8 V”的字樣,但上面的電流值已經(jīng)模糊不清,她想通過實驗測量該小燈泡的額定功率,電源電壓保持6 V不變,燈絲電阻約為10 Ω,圖K16-16甲為她所連的實驗電路。 圖K16-16 (1)經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)電路接線未完成且有錯誤,請完成接線并在接錯的導線上打上“”,加以改正。 (2)實驗時,林紅移動滑動變阻器的滑片,當電壓表的示數(shù)為3.8 V時,電流表的示數(shù)如圖乙所示,則該小燈泡的額定電流為　　　　A,額定功率為　　　　W。 (3)如果電壓表0~15 V量程損壞,0~3 V量程完好,則林紅利用現(xiàn)有器材可以測出燈泡的額定功率的方法是　　　　　　　　　　。 (4)如果實驗開始時,林紅閉合開關,發(fā)現(xiàn)燈泡較暗,兩表示數(shù)均較小,移動滑片,現(xiàn)象不變,可能的原因是　。 21.[xx達州]某實驗小組的同學在進行“測量小燈泡的額定功率”的實驗中,現(xiàn)有器材:電源(電壓恒為6 V)、開關、電壓表、電流表各一個,導線若干,額定電壓為3.8 V的待測小燈泡(電阻約為12 Ω),滑動變阻器兩個(A:“5 Ω　2 A”,B:“20 Ω　0.5 A”)。 (1)該實驗的實驗原理是　　　　;實驗中,應選用的滑動變阻器是　　　　(選填“A”或“B”)。 (2)如圖K16-17甲所示是小田同學連接的實物電路,圖中只有一根導線連接錯誤,請你在圖中用“”標出這根錯接的導線,只改接一根導線使電路成為正確的電路。(導線不得交叉) 圖K16-17 (3)小田確認電路連接無誤后閉合開關,發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動滑動變阻器的滑片,小燈泡始終不發(fā)光且電壓表的示數(shù)都接近電源電壓,則電路的故障是　。 (4)排除故障后,移動滑動變阻器的滑片,并繪制出了小燈泡的U-I圖像,如圖乙所示,則該小燈泡的額定功率為　　　　W。 (5)該組的另一同學接著實驗時,發(fā)現(xiàn)電壓表0~15 V量程已經(jīng)損壞,0~3 V量程還可以正常使用,在不添加器材的情況下,為了測出該小燈泡的額定功率,請你在丙圖中的虛線框內(nèi)畫出正確的電路圖。 (6)由圖乙推知:小燈泡的實際電壓是額定電壓一半時的電功率為P1,小燈泡的實際電流是額定電流一半時的電功率為P2,則P1　　　　(選填“大于”“小于”或“等于”)P2。 參考答案 1.2.4　67.5 [解析] 通過R1的電流I1=UR1=3V4Ω=0.75 A,通過R2的電流I2=UR2=3V6Ω=0.5 A,R1和R2并聯(lián)后的總電阻R=UI總=UI1+I2=3V0.75A+0.5A=2.4 Ω ,電阻R1消耗的電能Q=I12R1t=(0.75 A)24 Ω30 s=67.5 J。 2.4.662104　175 3.0.01　40 4.0.2　1.2　 [解析] 當甲和乙串聯(lián)接在3 V的電路中時,因串聯(lián)電路中各處的電流相等,且總電壓等于各分電壓之和,所以,由題圖可知,電路中的電流為0.2 A時,甲電阻兩端的電壓為1 V、乙電阻兩端的電壓為2 V。當兩個電阻并聯(lián)接在2 V的電源兩端時,因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,所以,兩電阻兩端的電壓U甲=U乙=U=2 V,由圖像可知,通過兩電阻的電流分別為I甲=0.4 A、I乙=0.2 A,因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,所以,干路電流I=I甲+I乙=0.4 A+0.2 A=0.6 A,電路中消耗的總功率P=UI=2 V0.6 A=1.2 W。 5.25　40 6.加熱　1∶54 7.8　11 8.0.625　8　 [解析] 由題圖乙可知,當小燈泡兩端的電壓為U額=2.5 V時,通過小燈泡的電流I額=0.25 A,則小燈泡的額定功率P=U額I額=2.5 V0.25 A=0.625 W。 由圖甲可知,小燈泡與滑動變阻器串聯(lián),電壓表測小燈泡兩端的電壓,當小燈泡正常發(fā)光時,U額=2.5 V,電路中的電流I=I額=0.25 A, 根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知,此時滑動變阻器兩端的電壓U滑=U-U額=4.5 V-2.5 V=2 V, 由歐姆定律得,滑動變阻器接入電路的電阻 R滑=U滑I=2V0.25A=8 Ω。 9.2.25　4~10 Ω　 [解析] 由題圖可知,燈泡與滑動變阻器串聯(lián),電壓表測滑動變阻器兩端的電壓。 根據(jù)P=UI可得,燈泡正常發(fā)光時電路中的電流I=IL=PL額UL額=1.25W2.5V=0.5 A, 由題知,滑動變阻器允許通過的最大電流為1 A,因為串聯(lián)電路中各處的電流相等,所以電路中的最大電流Imax=IL=0.5 A,則電路的最大電功率Pmax=UImax=4.5 V0.5 A=2.25 W。 燈泡的電阻RL=UL額IL=2.5V0.5A=5 Ω, 電路中電流最大時,滑動變阻器接入電路的電阻最小為 R滑min=U滑Imax=U-UL額Imax=4.5V-2.5V0.5A=4 Ω; 當電壓表的示數(shù)為3 V時,滑動變阻器接入電路中的電阻最大,電路中的電流最小,此時燈泡兩端的電壓UL=U-U滑max=4.5 V-3 V=1.5 V,電路中的最小電流I min=ULRL=1.5V5Ω=0.3 A,所以滑動變阻器接入電路中的最大阻值R滑max=U滑maxImin=3V0.3A=10 Ω,所以滑動變阻器阻值變化的范圍是4~10 Ω。 10.A　11.B 12.C　[解析] 電能表是測量用電器消耗電能多少的儀表,故A錯誤;頻率為50 Hz的交變電流,周期T=0.02 s,一個周期內(nèi)電流方向改變2次,所以在1 s時間內(nèi)電流方向改變100次,故B錯誤;6月初電能表的示數(shù)為1537.7 kWh,5月初電能表示數(shù)為1432.7 kWh,故小明家5月初至6月初消耗的電能是W=1537.7 kWh-1432.7 kWh=105 kWh,故C正確;電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了250 r時,電路中消耗的電能W=250r2500r/kWh=0.1 kWh,用電器的總功率P=Wt=0.1kWh16h=0.6 kW,故D錯誤。 13.B 14.D　[解析] 由P=UI可得,兩燈泡的額定電流分別I1=P1U1=3W3V=1 A,I2=P2U2=3W6V=0.5 A, 因串聯(lián)電路中各處的電流相等,且其中只有一只燈泡正常發(fā)光,所以,電路中的電流為0.5 A,I1=I2=0.5 A,故A、B錯誤; 由I=UR可得,燈泡L1的電阻R1=U1I1=3V1A=3 Ω,L1兩端的電壓U1=I1R1=0.5 A3 Ω=1.5 V,故C錯誤、D正確。 15.A　[解析] 由題可知,R1、R2為阻值相同的電熱絲,設R1=R2=R, 分析圖K16-11所示的連接方式可知:甲圖為開路,P甲=0, 乙圖中兩電阻串聯(lián),R乙=2R,P乙=U2R乙=U22R, 丙圖中只有電阻R1工作,R丙=R,P丙=U2R丙=U2R, 丁圖中兩電阻并聯(lián),R丁=12R,P丁=U2R丁=U212R=2U2R。 可見,甲的發(fā)熱功率與丙的發(fā)熱功率不相等,故A不正確,符合題意; 丁的發(fā)熱功率是丙的發(fā)熱功率的2倍,故B正確,不符合題意; 丙的發(fā)熱功率是乙的發(fā)熱功率的2倍,故C正確,不符合題意; 丁的發(fā)熱功率是乙的發(fā)熱功率的4倍,故D正確,不符合題意。 16.A　[解析] 由題圖甲可知,滑片在最左端時,電壓表被短路,示數(shù)為0,電流為I左=1.2 A, 滑片在最右端時,電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓U滑=4.5 V,電流為I右=0.3 A, 根據(jù)歐姆定律可得:U=I左R1①, U=I右R1+U滑②, ①②兩式聯(lián)立得I左R1=I右R1+U滑, 解得R1=5 Ω,U=6 V。 電路總功率的最小值P小=UI右=6 V0.3 A=1.8 W,故A正確。電路總功率的最大值P大=UI左=6 V1.2 A=7.2 W,故B錯誤。 定值電阻電功率的最小值P1小=I右2R1=(0.3 A)25 Ω=0.45 W,故C錯誤。 定值電阻電功率的最大值P1大=I左2R1=(1.2 A)25 Ω=7.2 W, 定值電阻電功率的變化為 ΔP=P1大-P1小=7.2 W-0.45 W=6.75 W,故D錯誤。 17.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(lián),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(nèi)電流做的總功W=Pt=4.2 W10 s=42 J。 18.解:(1)燈泡的阻值RL=U額2P額=(12V)236W=4 Ω。 (2)當開關S、S1均閉合,滑片移到最左端時,此時R1與L并聯(lián); 因為燈泡恰好正常發(fā)光,所以電源電壓U=U額=12 V;通過R1的電流 I1=UR1=12V24Ω=0.5 A。 (3)閉合開關S、斷開開關S1,滑片移到最右端時,此時滑動變阻器全部電阻接入電路即R大=20 Ω且與燈泡串聯(lián);此時電路中的電流I=UR串=UR大+RL=12V20+4Ω=0.5 A, 電路的總功率P=UI=12 V0.5 A=6 W。 通電1 min燈泡消耗的電能W=I2RLt=(0.5 A)24 Ω60 s=60 J。 19.解:(1)閉合開關S1、S2、S3時,燈L2被短路,L1和L3并聯(lián),且正常發(fā)光,電流表A1測干路電流,示數(shù)為 I=I1+I3=P1U1+P3U3=6W6V+12W6V=3 A。 (2) 閉合開關S2,斷開開關S1、S3,L2和L3兩燈串聯(lián),且兩燈規(guī)格相同,分壓都是6 V,兩燈均正常發(fā)光,故電路消耗的總功率P=P2+P3=12 W+12 W=24 W。 (3)閉合開關S2、S3,斷開開關S1,電路為L3的簡單電路,L3兩端實際電壓為10 V時,遠遠超過其額定電壓6 V,此時燈泡燒杯,實際功率為0 。 20.(1)如圖所示 或 (2)0.3　1.14 (3)將電壓表與滑動變阻器并聯(lián) (4)同時接入滑動變阻器下面兩個接線柱 [解析] (2)電流表示數(shù)為0.3 A,燈泡額定功率 P=UI=3.8 V0.3 A=1.14 W。 21.(1)P=UI　B (2)如圖所示 (3)燈泡斷路　(4)1.14　 (5)如圖所示 (6)大于