1、1电能 电功率(限时:55 分钟)|对点训练|【考点 1】知道电功和电能,并能结合生活、生产中的实例进行说明;能运用关系式 W=UIt 进行计算。(B)1.芳芳家上月末电能表的示数如图 K17-1 甲所示,本月末电能表的示数如图乙所示,则这个月她家共耗电 kWh。若电价是 0.5 元/(kWh) ,则芳芳家本月应缴电费 元。 图 K17-12.2017眉山某品牌手机充电宝,上面标有电压为 5 V,容量为 12000 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。 【考点 2】理解测量小灯泡电功率实验的原理;能对“测量小灯泡电功率”实验的过程作出正确的说明, 以及
2、得出正确的结论等。B(会)1.如图 K17-2 所示是小松同学做电学实验时所画电路图的一部分,根据此图中所提供的器材,可以直接探究的问题是 ( )图 K17-2A.测 小灯泡正常发光时的电阻B.测小灯泡的实际电功率C.测小灯泡消耗的电能D.测小灯泡产生的热量2.2017绥化小明同学手里有一个标有“3.8 V”字样的小灯泡,他想知道小灯泡正常工作时的电功率,于是在学校实验室借来一些实验器材,连接了如图 K17-3 甲所示的实验电路,电源电压恒定不变。图 K17-3(1)在图中找出连线错误的一根导线并在该导线上画“”,用笔画线代替导线将电路连接正确。(所画的导线要用实线,不可用虚线)2(2)该实验
3、的原理是 。 (3)连接电路时,开关应该 。 (4)闭合 开关,移动滑动变阻器的滑片,他发现小灯泡始终不亮,电流表有示数,电压表无示数,则故障 原因可能是 。 (5)在实验室,电压表出现了故障不能使用。小明向老师借了一只定值电阻 R0(R0阻值已知),设计了如图乙所示的电路图,继续测量额定电压为 U 额 的小灯泡的额定功率。测量时应先闭合开关 S 和 S1,调节滑动变阻器,当电流表的示数为时,小灯泡正常发光;接着将 S1断开,S 2闭合,读出电流表的示数为 I,则小灯泡的额定功率 P 额 = (用I、 U 额 、 R0表示)。 【考点 3】理解电功率的意义,并能运用关系式 P=UI 进行相应的
4、计算。能运用焦耳定律 Q=I2Rt 进行分析和进行一般的计算。(B)1.电功率是表示电流做功 的物理量;某用电器工作时的实际功率为 10 W,10 W 的意义是电流通过该用电器每秒做功 。 2.2017天水某家庭电能表如图 K17-4 所示,若该家庭单独让空调工作,测得 1 min 内电能表的转盘转了 60 转,则空调消耗的电能为 kWh,空调的实际功率是 W。 图 K17-43.两个定值电阻 R1、 R2串联接在电压恒定不变的电源上时,它们两端的电压之比 U1 U2=53。若将它们并联接在同一电源上,它们两端的电压之比 U1 U2= ,它们的电功率之比 P1 P2= 。 4.甲、乙两灯泡中的
5、电流与电压变化的关系如图 K17-5 所示,将甲、乙两灯泡串联后接在电压为 V 的电源两端时,甲灯泡中通过的电流为 0.5 A,此时乙灯泡 1 min 消耗的电能是 J。 图 K17-55.如图 K17-6 所示,电动机 M 的线圈电阻 r 为 0.5 ,当 S 断开时,电流表示数为 1 A;当 S 闭合时,电流表示数为 3 A。则电阻 R 为 ,电动机工作 2 min,电动机线圈产生的热量为 J。 3图 K17-66.在探究微型电动机的性能时,小希用如图 K17-7 所示的实验电路进行实验。通过调节滑动变阻器 R 使电动机实现停止转动和正常运转,并将测量数据记录在表中,则这台电动机的电阻为
6、。在正常运转时因发热而损失的功率为 W。 图 K17-7电动机状态 U/V I/A停止转动 2 0.5正常运转 2.4 27.通过一根电阻丝的电流为 2 A,通电 1 min,产生了 2.64104 J 的热量,它的电阻是( )A.66 B.6600 C.110 D.220 8.2017河南如图 K17-8 所示,从甲地通过两条输电线向乙地用户供电,若甲地电源电压恒为 U,输电线的总电阻为 r,当乙地用户用电时,下列说法正确的是 ( )图 K17-8A.用户使用的用电器两端电压为 UB.输电线上消耗的电功率为U2rC.当用户使用的用电器增多时,用电器两端的电压升高D.当用户使用的用电器增多时,
7、输电线上因发热而损失的功率增大【考点 4】能说明用电器的额定功率和实际功率的物理意义。(A)1.小科做作业时,电灯突然变暗,其原因可能是 ( )A.电灯的实际电压变大4B.电灯的额定电压变小C.电灯的实际功率变小D.电灯的额定功率变小2.一个标有“220 V 440 W”字样的电热器,当通 过它的电流为 1 A 时,它的实际功率 ( )A.等于额定功率 B.大于额定功率C.小于额定功率 D.无法判断3.如图 K17-9 所示电路,电源电压保持不变,当滑动变阻器的滑片从某一位置调至另一位置时,电压表示数增大了 1 V,电流表示数由 0.2 A 减小到 0.1 A,则小灯泡的实际功率变化了(忽略温
8、度对灯丝电阻的影响) ( )图 K17-9A.0.3 W B.0.6 WC.0.9 W D.1.2 W4.把标有“220 V 40 W”的灯泡 L1和“220 V 60 W”的灯泡 L2串联接入 220 V 电路两端,下列说法正确的是 ( )A.两灯泡的额定电压都变小了B.两灯泡的额定电功率都变小了C.灯泡 L1两端的实际电压比 L2两端的实际电压大D.通过灯泡 L1的实际电流比 L2的实际电流大|综合训练|一、填空题1.2018昆明电灯正常工作时会发热发光,这是电流 使电能转化为内能和光能。如果电灯在一段时间内消耗的电能为 E1,电流做的功为 W,转化的内能为 E2,转化的光能为 E3,那么
9、 E1、 E2和 E3三者的等量关系是 ,功与能的关系是 W= 。 2.2018吉林一只标有“8 V 0.4 A”的小灯泡,接在电源电压为 12 V 的电路中,为使其正常发光,应该串联一个 的电阻,该电阻通电 10 s 所产生的热量是 J。 3.2018齐齐哈尔图 K17-10 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 内电能表转过 25 r,则空调这段时间消耗的电能是 J ,空调的实际功率为 W。 5图 K17-104.2018娄底现有“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
10、。(假设灯丝电阻不变) 5.2018怀化电阻 R1=12 、 R2=4 ,并联在同一电路中,则它们两端的电压之比 U1 U2= ,电流之比I1 I2= ,电功率之比 P1 P2= 。 6.2018荆门有一台电动机,额定电压 3 V,额定电流 1 A,电动机线圈电阻 0.5 。这台电动机正常工作 1 min,消耗的电能为 J,产生的热量为 J,输出 的机械能为 J。 7.2018乐山两个电阻的电流随电压变化的关系图像如图 K17-11 甲所示,将它们连在如图乙所示的电路中。当闭合开关 S1,断开开关 S2、S 3时,电阻 R1、 R2两端的电压之比为 ;当断开开关 S1,闭合开关 S2、S 3时
11、,经过一段时间,电流通过电阻 R1、 R2产生的热量之比为 。 图 K17-118.2018衡阳某品牌电饭煲的工作原理如图 K17-12 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= 。 图 K17-12 额定电压 220 V加热挡 1210 W额定功率保温挡 22 W频率 50 Hz二、选择题9.2018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。两个电热水壶都正常工作时,下列说法中正确的是 ( )6A.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
12、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10.2018宜昌两个定值电阻 R1、 R2并联在电路中,如图 K17-13 甲所示,通过它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示,闭合开关 S,则 R1、 R2产生的热量之比为 ( )图 K17-13A.21 B.12C.41 D.1411.2018德州图 K17-14 是检测酒精浓度的测试仪原理图,图中电源电压恒定为 8 V,R1为定值电阻,酒精气体传感器R2的阻值随酒精气体浓度的增大而减小。当酒精浓度为 0 时, R2=60 ,此时电压表示数为 2 V。以下说法错误的是 ( )图 K17-14A.若酒精气体浓度越大,电压表和电流表
13、示数都越大B.定值电阻 R1的阻值为 20 C.酒精浓度为 0 时,电路消耗的总功率为 0.6 WD.若电流表示数达到 0.2 A 时,表示酒驾,此时 R2消耗的电功率为 0.8 W12. 2018衡阳改编电动自行车有行驶工作、蓄电池充电两种状态,局部电路图如图 K17-15 所示,断开开关 S 后,充电插口可以外接充电器对电池进行充电,电动自行车行驶过程中,其电动机正常工作电压为 48 V,此时通过电动机线圈的电流为 5 A。电动机线圈的电阻是 0.5 。下列说法正确的是 ( )图 K17-15A.对蓄电池充电时,蓄电池相当于电路中的电源B.电动自行车的电动机是把电能全部转化为机械能7C.电
14、动机正常工作 1 min,电流通过线圈所产生的热量为 14400 JD.电动机正常工作 1 min,消耗的电能为 14400 J三、实验探究题13.2018十堰在“测量小灯泡的电功率”的实验中,电源电压为 6 V,小灯泡的额定电压为 3.8 V,小灯泡电阻约为100 。(1)请你用笔画线代替导线,将图 K17-16 甲中的实验电路连接完整。(要求滑片向左移动时电流表示数变小)图 K17-16(2)小天同学在连接好最后一根导线时,小灯泡立即发光,请你分析产生这一现象的操作错误是 。 (3)改正错误后继续实验,移动滑动变阻器滑片到某点,电压表示数为 2.5 V,要使小灯泡正常发光,滑动变阻器滑片应
15、向(选填“左”或“右”)移动,同时眼睛视线应注意观察 的示数,若当小灯泡正常发光时电流表示数为0.32 A,则小灯泡的额定功率是 W。 (4)记下多组对应电流表和电压表的示数,绘制出如图乙所示的 U-I 图像,由图像可知用此实验装置 (选填“可以”或“不可以”)做“探究通过定值电阻的电流与电压的关系”的实验。 14.2018桂林小绒在“测量小灯泡的电功率”实验活动中,使用的小灯泡额定电压为 2.5 V。(1)在检查实验仪器时,发现电流表指针如图 K17-17 甲所示,则应对电流表进行 。 图 K17-17(2)图乙是他未连接好的实验电路,请用笔画线代替导线帮他连接好实验电路。(要求滑动变阻器滑
16、片 P 向右滑动时灯8泡变亮)(3)检查电路连接无误后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电压表、电流表都有示数,则小灯泡不亮的原因可能是 。 (4)问题解决后,继续进行实验,闭合开关,发现电压表的示数如图丙所示,要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器滑片向 (选填“左”或“右”)端滑动,直至电压表示数为 V, 若此时电流表的示数为 0.30 A,则小灯泡的额定功率为W。 (5)若两个额定电压为 220 V 的白炽灯 L1和 L2的电压 U 与电流 I 的关系图像如图丁所示, 由图可知,L 2的额定电流为 A,额定功率为 W;如果将 L1和 L2串联后接在 220 V 的电源上,则 L2的实际功率为
17、 W。 四、计算题15.2018玉林如图 K7-18 所示是某款电热水壶,其铭牌的部分参数如下表所示,当电热水壶正常工作时,求: c 水=4.2103 J/(kg)(1)电热水壶的电阻。(2)将一壶水从 25 加热到 100 时,水吸收的热量。(3)若加热一壶水所需时间为 10 min,电热水壶的热效率是多少。图 K17-18额定电压 220 V频率 50 Hz额定功率 1000 W容量 1.5 L916.2018宜昌图 K17-19 甲是小红家里具有加热和保温功能的电热饮水机,其电路图如图乙所示,S 1为温控开关,额定电压为 220 V,加热功率为 500 W,保温功率为 60 W,R1、
18、R2均为加热电阻丝(假设电阻不变),请解答下列问题:(1)电阻丝 R1的阻值是多少?(2)某一次小红家中只使用了该饮水机,在加热状态下她观察到电能表上的指示灯在 5 min 内闪烁了 54 次,她家电能表上标有“1600 imp/(kWh)”的字样,此时,饮水机的实际功率和实际电压是多少?图 K17-1910参考答案【对点训练】考点 11.102 51 解析 芳芳家本月用电为 1674.6 kWh-1572.6 kWh=102 kWh,芳芳家这个月应缴电费为 0.5 元/(kWh)102 kWh=51 元。2.2.16105 化学解析 该电池充满电后储存的电能 W=UIt=5 V1200010
19、-3 A3600 s=2.16105 J;充电宝的充电和供电是相反的过程,充电时是把电能转化为化学能,放电时是把化学能转化为电能。考点 21.B 解析 根据 R= 可求出小灯泡的电阻,但灯泡的电阻受温度的影响,不同电压下灯泡的电阻不同,不能使小灯泡达UI到额定电压,所以不能直接测出小灯泡正常发光时的电阻,故 A 不符合题意;知道灯泡的实际电压和实际电流,根据公式P=UI 可计算出灯泡的实际功率,故 B 符合题意;根据 W=UIt 可知,测小灯泡消耗的电能时需要知道通电时间,故 C 不符合题意;由 Q=I2Rt 可知,要测小灯泡产生的热量,需要知道通电时间,故 D 不符合题意。2.(1)如图所示
20、(2)P=UI (3)断开 (4)小灯泡发生短路(或电压表发生短路) (5) U 额U额R0 (I-U额R0)考点 31.快慢 10 J2.0.02 1200解析 空调消耗的电能 W= =0.02 kWh;空调的功率 P= = =1.2 kW=1200 W。60revs3000revs/(kWh) Wt0.02kWh160h3.11 354.8 180解析 甲、乙两灯泡串联 ,甲灯泡中通过的电流为 0.5 A 时, I 乙 =I 甲 =0.5 A,由题图可知,灯泡两端的电压分别为 U 甲=2 V,U 乙 =6 V,电源电压 U=U 甲 +U 乙 =2 V+6 V=8 V,乙灯泡 1 min 消
21、耗的电能 W 乙 =U 乙 I 乙 t=6 V0.5 A60 s=180 J。5.10 240解析 由题图知,开关 S 断开时, I=1 A,U=10 V,R= =10 ;当开关 S 闭合时,电流表示数为 3 A,流过电动机的电流UI11IM=I 总 -I=3 A-1 A=2 A,根据焦耳定律可得 Q= rt=(2 A)20.5 120 s=240 J。IM26.4 16 解析 电动机停止转动时,电动机的电阻 r= = =4 ;电动机正常运转时,因发热而损失的功率 Pr= r=(2 A)24 U1I12V0.5A I22=16 W。7.C8.D考点 41.C2.C3.A 解析 因小灯泡的电阻不
22、变,即 = ,I1=0.2 A,I2=0.1 A,可求得 U1=2U2,因 U1-U2=1 V,所以 U1=2 V、 U2=1 V;根据U2I2U1I1P=UI 可求得小灯泡前后消耗的电功率分别为 0.4 W、0.1 W,故实际功率变化了 0.3 W。也可先根据欧姆定律推导得出小灯泡的电阻 R= =10 ,然后根据 P=I2R 可求得小灯泡前后消耗的电功率分别为 0.4 W、0.1 W。U1-U2I1-I24.C 解析 用电器正常工作时的电压为额定电压;用电器在额定电压下工作时的功率为额定功率。把两个灯泡串联接入 220 V 电路两端,其额定电压和额定电功率都不改变,故 A、B 错误。由灯泡的
23、铭牌可知,两灯泡的额定电压相等,L1的额定功率小于 L2的额定功率,则 L1的电阻大于 L2的电阻,L 1与 L2串联在电路中,通过它们的实际电流相等,所以灯泡 L1两端的实际电压比 L2两端的实际电压大,故 C 正确、D 错误。【综合训练】1.做功 E1=E2+E3 E12.10 163.3.6104 1000解析 空调这段时间内消耗的电能为 W= =0.01 kWh=3.6104 J;空调的实际功率为 P= = =1000 25r2500r/(kWh) Wt3.6104J36sW。4.25 405.11 13 13解析 两个电阻并联,根据并联电路电压规律,各支路两端的电压相等,因此它们两端
24、的电压之比为11; I1= ,I2= ,I1I 2= =R2R 1=1 3。 P1=UI1,P2=UI2,所以功率之比 P1P 2=UI1UI 2=I1I 2=13。UR1 UR2 UR1 UR26.180 30 1507.12 218.加 热 154129.B10.A11.C 解析 两电阻串联,电压表测 R1两端的电压,电流表测电路中的电流,若酒精气体浓度越大,则 R2越小,总电阻变小,电流变大,由 U=IR 可知,电压表示数变大,A 正确,不符合题意。当酒精浓度为 0 时, R2=60 ,此时电压表示数为2 V,R2两端的电压为 U2=U-U1=8 V-2 V=6 V,根据分压原理 = ,
25、定值电阻 R1= R2= 60 =20 ,B 正确,不符合题意。R1R2U1U2 U1U2 2V6V由此上分析知,酒精浓度为 0 时,此时总电阻为 R=R1+R2=20 +60 =80 ,电路消耗的总功率为 P= = =0.8 W,C 错U2R(8V)280误,符合题意。若电流表示数达到 0.2 A 时,根据串联电路的规律和欧姆定律, R2= -R1= -20 =20 ,此时 R2消耗UI 8V0.2A的电功率为 P2=I2R2=(0.2 A)220 =0.8 W,D 正确,不符合题意。12.D 13.(1)如图所示(2)连接电路时,开关未断开 (3)右 电压表 1.216(4)不可以14.(
26、1)校零(2)如图所示(3)实际功率太小(4)右 2.5 0.75(5)0.5 110 2415.解:(1)电热水壶的电阻 R= = =48.4 。U2额P额 (220V)21000W(2)水的体积 V=1.5 L=1.510-3 m3,水的质量 m=V= 1103 kg/m31.510-3 m3=1.5 kg, 水吸收的热量 Q 吸 =c 水 m(t-t0)=4.2103 J/(kg) 1.5 kg(100 -25 ) =4.725105 J。(3)电热水壶 消耗的电能 W=P 额 t=1000 W1060 s=6105 J,13电热水壶的热效率 = = =78.75%。Q吸W4.725105J6105J16.解:(1) R1的功率 P1=P 加热 -P 保湿 =500 W-60 W=440 W,R1的阻值 R1= = =110 。U2P1(220V)2440W(2)5 min 消耗的电能 W= =0.03375 kWh=1.215105 J。54imp1600imp/(kWh)加热状态的实际功率P 实 = = =405 W;Wt1.215105J560s加热状态的总电阻R 总 = = =96.8 ;U2P加热 (220V)2500W实际电压 U 实 = = =198 V。P实 R总 405W96.8
