1、1素养全练 20 电能与电功率基础夯实1.(2018四川成都中考)标有“12 V60 W”的汽车灯泡工作时,用电压表测得其两端电压如图所示,则灯泡两端的实际电压为 V,灯泡的实际功率 (选填“大于”“小于”或“等于”)60 W。 答案:11 .5 小于解析:由图示电压表可知,其量程为 015V,分度值为 0.5V,由图可知,电压表读数为 11.5V,即灯泡的实际电压为 11.5V;已知汽车灯泡的额定电压为 12V,因为实际电压小于额定电压,所以灯泡的实际功率小于额定功率 60W。2.(2018黑龙江齐齐哈尔中考)如图为电能表的实物图,小文只让家里的空调单独工作,测出 36 s内电能表转盘转过
2、25 r,则空调这段时间内消耗的电能是 J,空调的实际功率为 W。 答案:3 .6104 1 000解析:2500r/(kWh)表示的是电路中每消耗 1kWh 的电能,电能表的转盘转 2500r,空调工作时,电能表转盘转动 25r 消耗的电能: W= kWh=0.01kWh=0.013.6106J=3.6104J;252500空调工作的时间 t=36s,空调的实际功率: P= =1000W。Wt=3.6104J36s3.(2018湖南娄底中考)现有“220 V 100 W”的电灯泡一只,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
3、阻不变)。 答案:25 40解析:由 P= 可得灯丝电阻: R= =484。U2R U额 2P额 =(220V)2100W将它接在电压为“110V”的电路中,通过的电流: I= A,UR=110V484=522实际功率: P=UI=110V A=25W;522由 P= 得 1kWh 的电能可供它连续工作的时间: t= =40h。Wt WP= 1kWh2510-3kW24.(2018黑龙江哈尔滨中考)“探究小灯泡电功率”的实验电路如图甲,实验中选择“2 .5 V”小灯泡,调节滑动变阻器滑片的过程发现灯亮度变化,这是由 变化引起的。实验得到灯的 U-I 图象如图乙,则小灯泡的额定功率是 W。 答案
4、:灯泡的实际功率 0.75解析:甲图中,灯与变阻器串联,调节滑动变阻器滑片的过程中,电路中的电流变化,根据 P=I2R,灯的实际功率变化,灯的亮度发生变化;由图乙知,当灯的电压为 2.5V 时,电流大小为 0.3A,小灯泡的额定功率是: P=UI=2.5V0.3A=0.75W。5.(2018云南中考)如图所示,小灯泡 L 标有“3 V 0.9 W”的字样(忽略温度对灯丝电阻的影响)。当开关 S 闭合、S 1断开时,小灯泡正常发光,电压表的示数为 1.5 V,则电流表的示数为 A;如果电压表的量程为 03 V,为确保电压表不被损坏,则 (选填“能”或“不能”)同时闭合开关 S、S 1。 答案:0
5、 .3 不能解析:由电路图知,开关 S 闭合、S 1断开时,灯泡和定值电阻串联,电压表测量电阻两端电压,电流表测量电路电流。已知此时灯泡正常发光。由 P=UI,知电流表的示数为 I= =0.3A;P额U额 =0.9W3V(2)开关 S 闭合、S 1断开时,灯泡和定值电阻串联,灯泡正常发光,所以电源电压为 U=U 额+U1=3V+1.5V=4.5V,当同时闭合开关 S、S 1,灯泡短路,电压表测量电源电压。而电压表的量程为 03V,为确保电压表不被损坏,所以不能同时闭合开关 S、S 1。6.(2017安徽铜陵期末)在测量小灯泡电阻的实验中,因缺少电压表,小明利用两个电流表和一个阻值为 10 的电
6、阻,同样测出了小灯泡的电阻,原理如图甲所示。小明读出电流表 A1的示数为0.3 A,电流表 A2的示数如图乙所示,则通电 1 min 电流对小灯泡做功为 J。 答案:12解析:由图乙可知,电流表 A2的量程是 00.6A,最小分度值是 0.02A,电流表示数是 IA2=0.2A;3由并联电路电流的特点知,流过定值电阻 R0的电流: IR0=IA1-IA2=0.3A-0.2A=0.1A。电源电压: U=IR0R0=0.1A10 =1V,灯接在电源两端,灯泡两端的电压是 1V;通电时间 t=1min=60s,则通电 1min 电流对小灯泡做功:W=UIt=1V0.2A60s=12J。7.(2018
7、湖南澧模拟)某品牌手机充电宝,上面标有电压为 5 V,容量为 10 000 mAh,它充满电后,可以储存的电能是 J,在充电过程中,将电能转化为 能储存。 答案:1 .8105 化学解析:该充电宝一次充满电后储存的电能: W=UIt=5V1000010-3A3600s=1.8105J;在充电过程中,是把电能转化为化学能储存在充电宝中。8.(2018安徽当涂模拟)如图为一只“6 V 1.5 W”小灯泡的电流随电压变化图象,现将两只这样的小灯泡串联接在电源电压为 8 V 的电路上,则 1 分钟整个电路消耗的电能为 J。 答案:96解析:把两只相同的灯泡串联接在 8V 的电源上时,因串联电路中各处的
8、电流相等,且规格相同两灯泡的电阻相等,由 I= 可知,两灯泡两端的电压相等,则每只灯泡两端的电压 UL= =4V。UR U2=8V2由图象可知,电路中的电流 I=0.2A,所以,电路 1min 消耗的电能: W=UIt=8V0.2A60s=96J。9.(2018四川南充中考)如图甲所示,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 L 的 I-U 图象如图乙所示,当灯电流为 1 A 时,灯正常发光,则灯的额定功率为 W,滑动变阻器的最大值为 。 导学号 97404045 答案:8 11解析:由题知,当灯的电流为 1A 时,灯正常发光,由图象可知,此时灯泡两端的电压为 8V,则灯泡的
9、额定功率: P 额 =ULIL=8V1A=8W;由电路图知,滑片在左端时,变阻器连入阻值为 0,电路为灯泡的简单电路,此时电路中电阻最小,电流最大为 1A,灯泡两端的电压为 8V,则电源电压: U=UL=8V。当滑片位于右端时,灯泡和变阻器的最大阻值串联,电路中电阻最大,电流最小,由图象可知,此时 UL=2.5V,I=0.5A。因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以滑动变阻器两端的电压: UR=U-UL=8V-2.5V=5.5V。4由 I= 可得,滑动变阻器的最大阻值:URR 滑大 = =11。URI=5.5V0.5A10.(2018四川遂宁中考)如图甲所示电路,电源电压恒定, R0为定值电
10、阻,闭合开关 S,当滑动变阻器的滑片 P 从一端移到另一端的过程中,电流表示数 I 与电压表示数 U 的关系如图乙所示,则定值电阻 R0的阻值为 ;当滑动变阻器接入电路阻值分别为 R 和 R 时,电路消耗的总功率为14P1、 P2,则 P1P 2= 。 答案:40 2 1解析:由图甲可知,两电阻串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑动变阻器接入电路中的电阻为 0 时,电路中的电流最大,由图乙可知 I1=0.3A,由 I= 可得,UR电源的电压: U=I1R0=0.3AR0。当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,由图乙可知, I2=0.1A,U2=8V,则
11、滑动变阻器的最大阻值: R= =80。U2I2= 8V0.1A因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压: U=I2R0+U2=0.1AR0+8V,因电源的电压不变,所以,0 .3AR0=0.1AR0+8V,解得: R0=40。电源的电压: U=0.3AR0=0.3A40 =12V。当滑动变阻器接入电路阻值为 R= 80 =20 时,电路中的电流: I= =0.2A;14 14 UR总 = 12V40+20当滑动变阻器接入电路阻值为 R=80 时,电路中的电流: I= =0.1A;UR总 = 12V80+40根据 P=UI 可知,电路消耗的总功率之比为: P1P 2=UIUI=II=
12、 0.2A 0.1A=2 1。11.(2018湖南湘西中考)以下所列家用电器中,正常工作时,电能主要转化为机械能的是( )5答案:A解析:在常见的家用电器中,电风扇主要把电能转化为机械能;而电水壶、电饭煲主要把电能转化为内能;电视机主要将电能转化为光能和声能。12.(2018安徽铜陵一模)电功这个物理量的单位是 ( )A.安培 B.帕斯卡 C.焦耳 D.瓦特答案:C解析:电流的国际单位是安培(A),故 A 错误;压强的国际单位是帕斯卡(Pa),故 B 错误;电功的国际单位是焦耳(J),故 C 正确;电功率的国际单位是瓦特(W),故 D 错误。13.(2018安徽长丰期末)测量用电器消耗电能的电
13、表是( )A.安培表 B.电度表 C.伏特表 D.验电器答案:B解析:安培表是测量电流大小的仪表,所以选项 A 不正确。电度表是测量电功的仪表,也叫电能表,所以选项 B 正确。伏特表是测量电压大小的仪表,所以选项 C 不正确。验电器是来检验物体是否带电的仪表,所以选项 D 不正确。14.(2017安徽临泉期末)LED 灯的能耗小,造价低廉,使用寿命长,一自制的 LED 台灯,用电压为 6 V 的电源电压供电,正常工作电流为 300 mA。那么此 LED 台灯正常工作时的功率为( )A.1.8 W B.18 WC.180 W D.1 800 W答案:A解析: I=300mA=0.3A,正常工作时
14、的功率 P=UI=6V0.3A=1.8W。15.(2017安徽繁昌期末)在图中,导体 A、 B 是由同种材料做成的, A 和 B 等长,但 A 比 B 的横截面积大,当S 闭合后,在相同时间内,下列叙述正确的是( )A.电流通过 A、 B 所做的功是 WAWBC.电流通过 A、 B 所做的功是 WA=WBD.无法比较电流通过 A、 B 时做功的大小6答案:A解析:因 A 和 B 长度相同,由同种材料做成, A 比 B 的横截面积大,所以 RARB,又 A 和 B 串联,电流处处相等,通电时间 t 相同,由公式 W=I2Rt 知, WAWB。故 A 正确,BCD 错误。16.(2018广西玉林中
15、考)如图所示,电源电压 U 为 10 V 并保持不变,滑动变阻器规格为“20 1 A”。闭合开关 S,当滑片 P 移至最左端时,灯泡正常发光,电流表示数为 0.5 A;当滑片 P 移至中点时,电流表示数为 0.4 A。则( )A.电路消耗的最小功率为 2.5 WB.滑片 P 在中点时,灯泡消耗的功率为 2.4 WC.滑片 P 在中点时,灯泡消耗的功率为 3.2 WD.滑片 P 在最左端时,2 min 内电流通过灯泡所做的功为 10 J答案:B解析:当滑片 P 移至最左端时,电路为灯泡的简单电路,电流表测电路中的电流,此时灯泡正常发光,由 I= 可得,灯泡正常发光时的电阻: RL= =20。当滑
16、动变阻器连入电路的电阻最大时,电路UR UIL=10V0.5A消耗的功率最小,若不考虑灯泡电阻随温度的变化,根据串联电路的电阻特点可得,最小总功率: P 最小 = =2.5W。由于灯泡不正常工作时的电阻低于正常工作时的电阻,所以,电路消耗U2R+RL= (10V)220+20的最小功率不是 2.5W。故 A 错误;滑片 P 在中点时,电流表示数为 0.4A,根据 I= 可得,此时滑动变UR阻器两端的电压: U 滑 =IR 滑 =0.4A 20 =4V,因串联电路中总电压等于各电压之和,所以,此时灯12泡两端的电压: UL=U-U 滑 =10V-4V=6V,灯泡的实际功率: PL=ULI=6V0
17、.4A=2.4W。故 B 正确,C 错误;滑片 P 在最左端时,2min 内电流通过灯泡做的功: WL=UILt=10V0.5A260s=600J,故 D 错误。17.(2018安徽当涂模拟)图甲是某同学探究电流与电压关系的电路图,开关 S 闭合后,将滑动变阻器的滑片 P 从 a 端移至 b 端,电流表和电压表的示数变化关系如图乙,由图象可知( )A.R0的电阻值是 10 B.该电路最小电功率是 0.3 WC.电阻 R0两端电压与通过 R0的电流成正比7D.滑动变阻器 R 的电功率变化范围是 00.5 W导学号 97404046答案:B解析:由电路图可知,两电阻串联,电压表测定值电阻两端电压,
18、电流表测电路电流。当滑片位于 b端时,电路为 R0的简单电路,电压表测电源的电压,此时电路中电阻最小,电路中的电流最大,由图象可知,电源电压 U=U0=3V,通过 R0的电流为 0.6A,由 I= 可得 R0的电阻值: R0= =5,故 A 错误;当滑UR 3V0.6A片位于 a 端时,滑动变阻器的电阻全部接入电路中,电路中电阻最大,电流最小,由图象可知,电路中的最小电流 Imin=0.1A,电路消耗的最小功率: Pmin=UImin=3.0V0.1A=0.3W,故 B 正确;从图象中可以看出该图象是正比例函数,因电压是形成电流的原因,所以通过 R0的电流与 R0两端的电压成正比,而不是电阻
19、R0两端电压与通过 R0的电流成正比,故 C 错误;由串联电路特点和欧姆定律知,电路中的电流: I= ,滑动变阻器消耗的电功率: PR=I2R= R= R,UR0+R= 3V5 +R ( 3V5 +R)2 (3V)2(5 -R)2+20R所以,当 R=5 时,滑动变阻器消耗的电功率最大,则 PRmax= =0.45W,则滑动变阻器消耗电功(3V)220率的范围为 00.45W,故 D 错误。18.(2018安徽模拟)如果加在某定值电阻两端的电压变化了 3 V,通过该电阻的电流由 0.1 A 增加到 0.3 A,则该电阻的电功率变化了( )A.0.6 W B.1.2 W C.1.35 W D.0
20、.15 W答案:B解析:设电阻为 R,原来电压 U,后来电压为 U,由欧姆定律可得,原来通过电阻的电流: I= ,UR即 0.1A= UR定值电阻的阻值不变,电流增大时,说明其两端电压升高,则电压升高后的电流: I= ,UR=U+3VR即 0.3A= U+3VR由 解得: U=1.5V,R=15,则 U=U+3V=1.5V+3V=4.5V。该电阻的电功率变化量: P=P-P=UI-UI=4.5V0.3A-1.5V0.1A=1.2W。能力提升19.(2018安徽模拟)在远距离输电时,输电线上的电阻会造成电能的损失。如图所示,某电站在起点 A、 B 处的输出电功率为 P 输出 =500 kW,当使
21、用 U 输出 =5 kV 的电压输电时,在终点 C、 D 处测得用户消耗的电功率为 P 用户 =300 kW。完成下列问题:8(1)求输电线的总电阻 R 导线 ;(2)若用 = 表示输电效率,要将输电效率提高到 98.4%,又不改变输电线,那么电站的输出电压应P用户P输出为多少?答案:(1)20 (2)25 kV解析:(1)由 P=UI 可得,输电线上的电流: I= =100A,输电线消耗的电功率: P 导线 =P 输出 -P输出U输出 =500103W5103VP 用户 =500kW-300kW=200kW。由 P=UI=I2R 可得,输电线的总电阻:R 导线 = =20;P导线I2=200
22、103W(100A)2(2)由 = 可得,输电效率提高到 98.4%时用户消耗的电功率:P用户P输出P 用户 =P 输出 = 500kW98.4W=492kW。输电线路消耗的电功率: P 导线 =P 输出 -P 用户 =500kW-492kW=8kW。输电线中的电流: I= =20A。P导线 R导线 = 8103W20电站的输出电压: U 输出 = =2.5104V=25kV。P输出I=500103W20A20.(2017安徽合肥蜀山区期末)(1)如图甲所示,串联电路两端的电压为 U,电阻 R1、 R2两端的电压分别为 U1和 U2。试推导: U2= U。R2R1+R2型号 YSJ-66额定电
23、压 220 V加热功率 1 000 W保温功率 44 W(2)如图乙所示是家用电热饮水机简化电路图, R1、 R2是发热电阻丝,表中是其参数表。试求:电热丝R1的电阻值。答案:(1)见解析 (2)R1的阻值为 1 051.6 解析:(1)由图甲可知,两电阻串联,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流:I= 。UR1+R29则 R2两端的电压: U2=IR2= R2= U,即 U2= U;UR1+R2 R2R1+R2 R2R1+R2(2)由乙电路图可知,开关 S1、S 2闭合时,电路为 R2的简单电路,电路的总电阻最小,由 P=UI=可知,电压一定时,电路的总功率最大,电热饮水机处于加热状态,则 R2的阻值:U2RR2= =48.4;U2P加热 =(220V)21000W开关 S1闭合、S 2断开时, R1与 R2串联,电路的总电阻最大,电路的总功率最小,电热饮水机处于保温状态,此时电路中的总电阻:R= =1100。U2P保温 =(220V)244W因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以, R1的阻值: R1=R-R2=1100 -48.4 =1051.6。导学号 97404047
