[ID:5-5020241] [精]中考科学第一轮复习 第14讲:电功和电功率 (原卷+解析版)
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第十四讲 电功和电功率 考点 常见题型 考点分值 1.概述电功的概念 选择、填空 2~4分 2.知道电功的单位 选择(综合型)、填空 2~4分 3.列举决定电功大小的因素 选择(综合型)、填空 2~4分 4.知道用电器消耗的电能可以用电功来量度 选择、填空 2~4分 5.应用电功的公式计算用电器消耗的电能 选择(综合型)、填空 2~4分 6.根据电能表读数的变化估算消耗的电能 选择(综合型)、填空 2~4分 7.描述电功率的概念 选择、填空 2~4分 8.知道电功率的单位 选择(综合型)、填空 2~4分 9.应用电功率的公式进行简单的计算 选择(综合型)、填空 2~4分 10.知道额定功率的概念 选择、填空 2~4分 11.从说明书或铭牌上识别用电器的额定功率 选择(综合型)、填空 2~4分 12.知道电流具有热效应 选择(综合型)、填空 2~4分 13.概述探究影响电流热效应因素实验原理和设计的科学方法 选择、填空 2~4分 14.说出焦耳定律内容和数学表达式 选择(综合型)、填空 2~4分 15.应用焦耳定律解决简单的问题 选择(综合型)、填空 2~4分 一、电功 1.电功 (1)概念:__电流__所做的功。 (2)实质:是___电__能转化为其他形式的能。 (3)单位:__焦耳__,符号为J。常用单位:千瓦时(kW·h),俗称度。1焦=1伏·安·秒。 (4)单位换算:1度=1千瓦时(kW·h)=__3.6×106__焦耳(J)。 (5)计算公式:W=__UIt_。 (6)推导公式:W=I2Rt,W=___U2/R·t__。 (7)决定因素:某段电路两端的_电压_、此段电路的电流I以及通电时间t。 2.电能表(电度表) (1)用电器在一段时间里消耗的__电能_的多少,可以用电能表来测量。 (2)计量方法:某段时间电能表上先后两次读数_之差_,就是这段时间电路消耗的电能。 (3)电能表中各数值的意义: a.电能表的示数为__2 017.9_kW·h。 b.“220 V”表示这个电能表应该在220 V的电路中使用。 c.“10(20)A”表示这个电能表的标定电流为_10__A,额定最大电流为_20__A。 d.“600 revs/(kW·h)”表示接在这个电能表上的用电器每消耗__1__kW·h的电能时,电能表上的转盘转动_600_转。 e.“50 Hz”表示这个电能表在频率为50 Hz的交流电路中使用。 f.若每度电的价格为0.5元,月末的示数为 2462.5 ,则本月电费应为_222.3_元。 二、电功率 1.电功率 (1)概念:电流在_单位时间_内做的功。电功率用字母P表示。 (2)物理意义:表示电流做功的__快慢__。 (3)单位:__瓦特__,简称瓦,符号为W。 (4)单位换算:1千瓦(kW)=_1000__瓦(W)。 (5)大小:电功率大小等于电功与时间之比。 (6)公式:P= W/t (7)推导式: a.P=_UI_,即用电器所消耗的电功率等于用电器两端的电压与通过用电器电流的乘积。 b.根据欧姆定律I= U/R 可推导出:P=I2R;P=__U2/R__。 2.额定电压与额定功率 额定电压 用电器正常工作的电压值 额定电流 用电器正常工作的电流值 额定功率 用电器在_额定电流_或__额定电压_下工作时所对应的功率 实际功率 用电器在_实际电压_下工作时所对应的功率 U实=U额 P实_=_P额,用电器正常工作(如:灯泡正常发光) U实>U额 P实_>__P额,用电器不能正常工作(如:灯 泡超常亮),有时会损坏用电器 U实I2,A管中的液面较低 D. I1>I2,A管中的液面较高 【解析】电流通过导体时产生的热量与电流、导体电阻和通电时间有关。本实验是通过比较A、B管中液面高度来反映电流产生热量的多少。根据串、并联电路中电流特点可得,通过R1的电流I1等于通过R2的电流I2和外接电阻的电流之和,即I1大于I2;由于R1和R2的阻值相等、通电时间也相同,所以电流通过R1产生的热量更多,空气膨胀的更大,A管中液面更高。故选D。 【答案】D 5.如图甲所示的电路中,R0为定值电阻,在移动滑动变阻器R滑片的过程中,描绘出了如图乙所示的滑动变阻器消耗电功率与电流关系的图像,以下计算结果错误的是(  ) A. 滑动变阻器消耗的最大功率为3.6 W B. 电源电压为12 V C. 滑动变阻器最大阻值为100 Ω D. R0的阻值为20 Ω 【解析】R0与R串联,当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路中的电流最小,由图像可知,电路中最小电流为0.1 A,R的电功率为1.0 W,则滑动变阻器的最大阻值为Rmax===100 Ω,C正确;由图像可知,当电路中的电流为0.2 A时,滑动变阻器的电功率为1.6 W,此时滑动变阻器接入电路的电阻为R ′===40 Ω,则电源电压为U=0.2 A×(R0+40 Ω)……①,当电路中的电流为0.1 A时,电源电压为U=0.1 A×(R0+100 Ω)……②,联立①、②两式可得,R0=20 Ω,电源电压U=12 V,B、D正确;滑动变阻器消耗的功率为P ′=I′2R=()2R==,所以当R=R0=20 Ω时,滑动变阻器消耗的功率最大,滑动变阻器的最大功率为Pmax===1.8 W,A错误;故选A。 【答案】A 6.如图是一个油量表的示意图,滑动变阻器规格为“20 Ω 1 A”。闭合开关,当浮球最低时滑片P滑到a端,电流表示数为0.3 A;当浮球最高时滑片P滑到b端,电流表示数为0.5 A,下列说法错误的是(  ) A. 电阻R1的阻值为30 Ω B. 电源电压为15 V C. 在加满油后,1 min内电阻R1产生的热量为450 J D. 电阻R1最小功率为7.5 W 【解析】当P位于a端时,R2全部连入电路,I 1=0.3 A,R 2=20 Ω,I1(R1+R2)=U ①,当滑片滑到b端时,R2为零,此时I2=0.5 A,I2R1=U ②,联立①②得:R1=30 Ω,U=15 V,所以A、B正确;加满油后,滑片移至b端,1 min内R1产生的热量Q=I22R1t=(0.5 A)2×30 Ω×60 s=450 J,C正确;当滑片位于a端时,电路中的电流最小,R1消耗的功率最小,最小值P小=I12R1=(0.3 A)2×30 Ω=2.7 W,D错误。故选D。 【答案】D 小明家电能表本月初的示数为 本月底的示数如图所示,小明家本月消耗的电能为________ kW·h,如果按 0.5 元/(kW·h)的电价计费,本月应付电费______元,该电能表的参数表明,小明家能同时使用的用电器总功率不得超过________ W。 【解析】(1)根据电能表的读数方法,月底电能表的示数是09516,最后一位是小数,单位是kW·h,它的读数为:951.6 kW·h。则本月用电度数为:W=951.6 kW·h-821.6 kW·h= 130 kW·h;(2)应交电费130 kW·h×0.5 元/kW·h=65元;(3)由电能表上的参数可知:工作电压220 V,平时允许通过的最大电流10 A。则小明家同时使用的用电器最大功率:P=UI=220 V×10 A=2 200 W。 【答案】130 65 2 200 8.有“3 V 0.75 W”的L1灯泡和“3 V 1.5 W”的L2灯泡,如题图甲所示,闭合开关,L1和L2正常发光,则电路总电阻R=______ Ω;如题图乙所示,闭合开关,L1灯正常发光,则电源2的电压U=______ V,此时L2灯消耗的实际功率P=______ W。(假设灯丝电阻不变) 【解析】L1正常发光的电阻R1===12 Ω,L2正常发光的电阻R2===6 Ω,如图甲所示L1、L2并联正常发光时,R总===4 Ω;图乙L1、L2串联,L1正常发光时,L1两端的电压为U1=3 V,通过的电流I===0.25 A,L2两端的电压为U2=IR2=0.25 A×6 Ω=1.5 V,所以电源2的电压U=U1+U2=3 V+1.5 V=4.5 V,L2消耗的实际功率P=U2I=1.5 V×0.25 A=0.375 W。 【答案】4 4.5 0.375 9.在测定额定电压为“2.5 V”小灯泡电功率的分组实验中: (1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。 (2)小明闭合开关后,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,则故障可能是________。排除故障后,移动滑片使小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡额定功率为________ W。 (3)小华在进行实验数据处理时,算出了小灯泡的平均功率(如下表),你认为这样处理数据是________(选填“合理”或“不合理”)的,理由:_____________________________。 实序号 电压U/V 电流I/A 功率P/W 平均功率P/W ① 2.0 0.26 0.52 ② 2.5 0.28 0.70 ③ 2.8 0.30 0.84 0.69 (4)下列描述小灯泡功率P随滑动变阻器阻值R变化情况的图像中,正确的是________。 【解析】(1)滑动变阻器应该串联在电路中,原图中滑动变阻器的下接线柱已经接入,因此只要在上接线柱中任选一个接入电路即可,小灯泡的额定电压为2.5 V,故电压表选择0~3 V量程,电压表并联在小灯泡两端;(2)电压表与灯泡并联,接通电路后灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,只能是灯泡断路,灯泡的额定电压为 2.5 V,此时电流表是以小量程接入电路,读数为0.3 A,则灯泡的额定功率为P=UI=2.5 V×0.3 A=0.75 W;(3)电功率是实际电压下的实际功率,这样算出的平均功率没有意义,所以求平均功率是不合理的;(4)PL=I2RL=,小灯泡的功率P随RP的增大而减小。 【答案】(1)如答图所示 (2)灯泡断路 0.75 (3)不合理 灯泡在不同的电压下实际功率不同,这样算出的平均功率没有意义 (4)B 10.如图所示电路,电源电压保持不变,灯泡额定电压为6 V,额定电流为0.8 A,电阻R2阻值为R1的2倍,当开关接a时,R1消耗的功率为3 W;当开关接b时,R1消耗的功率为 0.75 W。求: (1)灯泡的额定功率; (2)当开关接b时,灯泡的实际功率。 【解析】(1)灯泡的额定功率:P额=U额I额=6 V×0.8 A=4.8 W (2)开关接a时,电路中的电流为Ia,电路总功率为Pa,R1消耗的功率为P1=3 W;开关接b时,电路中的电流为Ib,电路总功率为Pb,R1消耗的功率为P1′=0.75 W。 由===得=则==另外,由于R2=2R1,P=I2R,所以开关接a时,R2消耗的功率P2=2P1=6 W,故Pa=P1+P2=3 W+6 W=9 W,故Pb=Pa=4.5 W. 所以当开关接b时,灯泡的实际功率P=Pb-P1′=4.5 W-0.75 W=3.75 W。 11.在综合实践活动中,小峰设计了一种煮饭电路,如图甲所示,图中R1和R2为电热丝,S1是自动控制开关。煮饭时,将该电路接入220 V电源,在 30 min内,电路总功率随时间变化的图像如图乙所示。求: (1)0~5 min内通过R1的电流。 (2)30 min内电路消耗的电能。 (3)10~15 min内R1的电功率。 【解析】(1)根据题意得0~5 min内,S1处于闭合状态,只有R1接入电路,R1此时的电功率P1=1 100 W 由P=UI得I1===5 A (2)30 min内,高温挡工作20 min,低温挡工作10 min,由W=Pt得W总=P高·t高+P低·t低=1 100 W×20×60 s+440 W×10×60 s=1.584×106 J。 (3)当电路中,只有R1接入时,处于高温挡即,P高=,R1===44 Ω。根据题意10~15 min内,S1处于断开状态,R1和R2串联,此时电路总电功率P′=440 W, 根据P=UI此时电路中的电流,I′===2 A,根据串联电路电流规律通过R1的电流I1′=I′=2 A,由P=UI=I 2R得:10~15 min内R1的功率为P1′=(I1′)2R1=(2 A)2×44 Ω=176 W。 12.图甲是恒温箱的简化电路,R1是热敏电阻,其阻值与温度的关系如图乙所示。R2是滑动变阻器,R3是发热电阻,其额定功率是 1 210瓦。 (1)电路中火线应与________(选填“A”或“B”)连接,E点应与________(选填“C”或“D”)连接。 (2)工作电路正常工作时,求R3的阻值。 (3)控制电路的电源电压U=6伏,电磁铁线圈电阻不计,当线圈的电流达到30毫安时,电磁继电器的衔铁会被吸下。若恒温箱内的温度设定为50 ℃,求此时滑动变阻器R2接入电路的阻值。 (4)保持其他条件不变,只把衔铁适当右移,请分析恒温箱设定的温度会发生怎样的变化。 【解析】(1)A D (2)解:R3===40 Ω (3)R总===200 Ω 由图乙得50℃时,R1=90 Ω R2=R总-R1=200 Ω-90 Ω=110 Ω (4)答:温度降低;因为衔铁右移,导致动力臂变大,衔铁更容易被吸下;则电磁铁磁性减弱,控制电路的电流变小;总电阻变大,而变阻器R2电阻不变,所以R1电阻变大;由图乙可知恒温箱设定的温度降低。 1.(2018·衡阳)电动自行车有行驶工作、蓄电池充电两种状态,局部电路图如图所示,断开S后,充电播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48V,此时通过电动机线图的电流为5A.电动机线图的电阻是0.5Ω.下列说法正确的是( ) A. 对蓄电池充电时,蓄电池相当于电路中的用电器 B. 电动自行车的电动机是把电能全部转化为机械能 C. 电动机正常工作lmin,电流通过线圆所产生的热量为14400J D. 电动机正常工作1min,消耗的电能为14400J 【解析】A. 对蓄电池充电时,蓄电池消耗电能,将电能转化成化学能储存起来,所以相当于电路中的用电器,故A正确;B. 电动自行车的电动机是把电能大部分转化为机械能,不可能全部转化成机械能,故B错误;电动机正常工作1min消耗的电能为W=48V5A60s=14400J,故C错误,D正确。故答案为AD, 【答案】AD 2.(2018·北京)小辉想探究电流通过电阻时产生的热量与哪些因素有关。他连接了如图所示的电路进行实验,其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量相等、初温均为25℃的煤油,阻值为5Ω和10Ω的电阻丝R1、R2.闭合开关一段时间后,记录此时两个温度计的示数。根据上述实验,下列说法中正确的是(  ) A.此实验探究的是热量与电阻的关系 B.此实验探究的是热量与电流的关系 C.此实验探究的是热量与时间的关系 D.此实验中用温度计示数变化的大小反映产生热量的多少 【解析】由图可知,两电阻丝串联,则通过两电阻丝的电流和通电时间是相同的,电阻不同,所以探究的是热量与电阻的关系,A正确,BC错误;电流通过电阻丝做功,消耗的电能转化为内能,产生的热量被煤油吸收,煤油吸收热量、温度升高,所以,本实验是通过温度计的示数变化反映电流产生的热量多少,D正确,选AD。 【答案】AD 3.(2017·包头)如图甲所示,A、B分别为小灯泡L(额定电压未知)和定值电阻R的U﹣I图象,小灯泡和定值电阻连接情况如图乙所示,测得电路的总功率为2.4W,下列说法正确的是(  ) A.小灯泡的电阻随温度的升高而减小 B.小灯泡的额定电压一定为8V C.定值电阻的电功率为1.8W D.小灯泡的实际功率为1.6W 【解析】通过定值电阻R的电流与电压成正比,图象为过原点的直线,故B为定值的图象,A为灯的图象,(1)由图知,通过灯的电流随灯泡两端的电压增大而变大,根据P=UI,灯的功率变大,灯丝温度升高,灯丝的电阻随温度的升高而增大,A错误;(2)根据并联电路各支路电压相等,并联电路的总电流等于各支路电流之和,只有当电源电压U=4V,通过定值电阻的电流为IR=0.2A,通过灯的电流为IL=0.4A,总电流为:I=IR+IL=0.2A+0.4A=0.6A,电路的总功率:P=UI=4V×0.6A=2.4W,与电路的总功率为2.4W相等,故可判断此时电源电压为4V;此时定值电阻的功率:PR=UIR=4V×0.2A=0.8W,此时灯的功率:PL=UIL=4V×0.4A=1.6W,C错误,D正确;(3)因本题中没有说明灯是否正常发光,无法判断灯的额定电压一定是多少,B错误,选D。 【答案】D 4.(2018·泸州)小英家6月底电能表的示数如图甲所示,7月底表盘示数如图乙所示,由图可知她家7月份用电器消耗的电能为   kW?h;电子式单相电能表她家现在已经接人用电器的总功率为3600W,则最多还可以连接   W的用电器同时工作。将铭牌已模糊的饮水机单独接在该电能表上正常工作3min,电能表指示灯闪烁了160次,则饮水机的额定功率是  W。 【解析】(1)由图知,小英家7月份用电器消耗的电能为:W=6768.2kW?h﹣6628.2kW?h=140kW?h; (2)由电能表的参数可知,工作电压为U=220V,允许工作的最大电流为I=30A, 电能表允许用电器工作的最大总功率:P大=UI=220V×30A=6600W, 已知她家现在已经接入用电器的总功率为3600W, 则最多还可以同时连接用电器的功率为6600W﹣3600W=3000W; (3)3200imp/kW?h表示每消耗1kW?h的电能,电能表的指示灯闪烁3200次, 则电能表指示灯闪烁160次时,饮水机消耗的电能:W=kW?h=0.05kW?h, 饮水机的实际功率:P== =1kW=1000W。 因为饮水机正常工作,所以饮水机的实际功率等于额定功率,则饮水机的额定功率是1000W。 【答案】140;3000;1000。 5.(2018·广安)如图,灯泡L上标有“6V 3W“字样,电源电压6V且保持不变,定值电阻R=80Ω(不计灯丝电阻的变化)。只闭合S1和S3,电阻R在100s产生的热量是   J,电路在工作状态下,整个电路消耗的最小功率是   W。 【解析】(1)由P=UI可得,I额===0.5A, 由I=可得灯泡L的电阻值RL===12Ω; (2)只闭合S1和S3,电阻R与灯泡并联,电阻R两端的电压为电源电压6V, 电阻R在100s产生的热量: Q=W=t=100s=450J; (3)闭合开关S2,断开开关S1、S3,电阻R和灯泡L串联,使其接入电路的阻值最大,则整个电路消耗的电功率最小。 最小电功率:P最小===1.8W。 【答案】450;1.8。 6.(2018·衡阳)某品牌电饭煲的工作原理如图甲所示,图乙为它的部分参数.如将开关S闭合,则电饭煲处于__________(选填“加热”或“保温”)状态,其中电阻R1: R2=_______。 【解析】有甲图可以看出S断开时,R1和R2串联,将开关S闭合后,R2短路。电路中只剩R1,电阻变小,而电源电压不变,所以功率变大,因此电饭煲处于加热状态;R1==40,R串==2200,R2=R串-R1=2200所以. 【答案】 (1)加热 (2)1:54 7.(2018·枣庄)如图所示,是某种电热器的电路图,电源电压220V,R1、R2的阻值分别为11Ω、22Ω,通过旋转扇形开关S,接触不同触点,实现高、中、低三个档位的转换,电热器在低温工作时的电功率是   W,在高温档工作1min产生的热量是   J。 【解析】根据P=,当电阻最大时,电功率最小,旋转扇形开关S接触c,即只有R2连入电路时为低温档, P小===2200W 当两电阻并联时,旋转扇形开关S接触c、d时电阻最小, R并===, 在高温档工作1min产生的热量是: Q高=t=×60s=3.96×105J。 【答案】6600;3.96×105。 8.(2018·德阳)小辉家使用功率为1000W的电热壶烧水,电热壶工作7min所消耗的电能是  J;假设这些电能全路转化成内能后有80%被20℃的水吸收,那么可以烧开的水的质量   kg.(c水=4.2×103J/(kg?℃),当地气压为一个标准大气压。) 【解析】由P=可得,电热壶工作7min所消耗的电能: W电=P电t=1000W×7×60s=4.2×105J, 假设这些电能全路转化成内能后有80%被20℃的水吸收, 则水吸收的热量:Q吸=80%W电=80%×4.2×105J=3.36×105J, 由Q吸=cm△t可得,可以烧开水的质量: m===1kg。 【答案】4.2×105;1。 9.(2018·遂宁)如图甲所示电路,电源电压恒定,R0为定值电阻,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   Ω;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P1、P2,则P1:P2=   。 【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,电源的电压:U=I1R0=0.3A×R0, 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, 则滑动变阻器的最大阻值:R===80Ω, 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=0.1A×R0+2V, 因电源的电压不变,所以,0.3A×R0=0.1A×R0+8V, 解得:R0=40Ω, 电源的电压:U=0.3A×R0=0.3A×40Ω=12V; 当滑动变阻器接入电路阻值为R=×80Ω=20Ω时, 电路中的电流:I===0.2A; 当滑动变阻器接入电路阻值为R=80Ω时, 电路中的电流:I'===0.1A; 根据P=UI可知,电路消耗的总功率之比为: P1:P2=UI:UI'=I:I'=0.2A:0.1A=2:1。 【答案】40;2:1。 10.(2018·日照)某学习小组在老师的指导下,探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关。他们用的实验器材如图所示,两个透明容器中密封着等量空气,U形管中液面最初相平,两个密闭容器中都有一段电阻丝。 (1)请你用笔画线代替导线,把图甲两个容器的电阻丝接到电路中。 (2)实验中通过观察液面高度的变化来比较电流通过导体产生热量的多少,这种方法叫   。 (3)接好电路,闭合开关,通电一段时间后  (填“左”或“右”)侧U形管中液面高度变化大,此实验现象表明,在电流和通电时间均相同的情况下,   越大,所产生的热量越多。 (4)让两个密闭容器中的电阻一样大,在其中一个容器的外部将一个相同阻值的电阻和这个容器内的电阻并联(如图乙所示).移走图甲中的电阻,换接图乙中的电阻到电路中,重新做这个实验。此时通过两容器中电阻的电流不同,在通电时间相同的情况下,观察U形管中液面高度变化,由此得到的结论是    (5)如果热量用Q表示,电流用I表示,电阻用R表示,时间用t表示,则Q=   。 【解析】(1)将滑动变阻器,两相同的透明容器中的U形管,开关,逐一顺次连接即可,滑动变阻的连线要注意一上一下,如下图所示:(2)电流产生的热量不便于用眼睛直接观察和测量,通过U形管内液柱的高度差来反映,这种方法是初中物理常用的转换法;(3)因串联电路中各处的电流相等,所以,两电阻丝串联时通过它们的电流相等;由Q=I2Rt可知,在电路和通电时间相同时,右侧电阻较大,产生的热量较多,密闭空气吸收热量后,体积膨胀,右侧气体膨胀更大所以B管中的液面较高;(4)在乙装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联,根据串联电路的电流特点可知,B端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等,即I右=I左,两个5Ω的电阻并联,根据并联电路的电流特点知I右=I1+I2,两电阻阻值相等,则支路中电流相等,I1=I2,所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半,根据U型管液面的高度可知,电流越大,热量越多;故结论为:在电阻和时间相同的情况下,电流越大,产生的热量越多;(5)由焦耳定律可知,Q=I2Rt。 【答案】(1)见上图;(2)转换法;(3)右;电阻;(4)在电阻和时间相同的情况下,电流越大,产生的热量越多;(5)I2Rt。 11.(2018·玉林)在测量“小灯泡电功率”的实验中,已知电源电压为3V,小灯泡额定电压为2.5V,图甲是未连接完整的实验电路。 (1)请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整(要求:滑片P向右移动时,小灯泡变亮) (2)闭合开关后,缓慢移动滑动变阻器的滑片P,当电压表的示数如图乙所示时,其示数为   V。 (3)改变滑片P的位置,获得多组对应的电压、电流值,如下表所示。由表可知,随着电压的增大,小灯泡的电功率   (选填“增大”、“不变”或“减小”)。 数据序号 1 2 3 4 5 6 7 发光情况 熄灭 熄灭 微光 较暗 不很亮 较亮 明亮 电压U/V 0.2 0.5 1.0 1.3 1.7 2.0 2.5 电流I/A 0.10 0.20 0.38 0.42 0.48 0.52 0.56 (4)根据上表中数据,请在图丙中画出I﹣U关系图象。 (5)根据图线可求得,当小灯泡两端电压为2.2V时,小灯泡的实际功率为   W(结果保留一位小数)。 【解析】(1)要求滑片P向右移动,灯泡变亮,即电流变大,变阻器接入电路的电阻变小,故滑片以右电阻丝连入电路中与灯串联,如下图所示:(2)由图示电压表可知,其量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2V。(3)由表格数据,灯泡两端电压越大,通过的电流也越大,根据P=UI可知:随着电压的增大,小灯泡消耗的功率增大;由表中数据,当U=2.5V额定电压时,通过灯泡电流为0.56A,所以灯的额定功率P=UI=2.5V×0.56A=1.4W;(4)根据表格中数据描点,根据描点作图,用平滑曲线连接作出U﹣I关系图象,如下图所示:(5)由U﹣I关系图象可知,当小灯泡两端电压为2.2V时,小灯泡的电流I实=0.55A, 小灯泡的实际功率:P实=U实I实=2.2V×0.55A≈1.2W。 【答案】(1)如上图;(2)2;(3)增大;(4)如上图;(5)1.2。 12.(2018·白银)某实验小组的同学通过图甲所示的电路进行实验探究。 (1)断开开关S3,闭合开关S1和S2,移动滑动阻器滑片P,发现电压表始终无示数,电流表有示数,其原因可能是   (填符号) A.滑动变阻器断路 B.R断路 C.R短路 (2)故障排除后断开开关S3,闭合开S1和S2,通过调节滑动变阻器,读出多组相应的电压表和电流表的示数。甲同学根据测量数据绘成如图乙所示图象。由图象可知定值电阻R=   Ω; (3)乙同学根据测量数据分别计算出多个R的阻值并取平均值,其目的是为了   ; (4)断开开关S2,闭合开关S1和S3,通过多次调节滑动变阻器,测量灯L的电压和电流,根据测量数据绘成如图丙所示的图象。若灯L的额定电压为2.0V,则它的额定功率为  W。 (5)由图丙可看出灯丝的U﹣I图象不是一条直线,原因是   。 【解析】(1)A.若滑动变阻器断路,则整个电路断路,两表都没有示数,不符合题意; B.若R断路,则电流表没有示数,电压表与变阻器串联,测电源电压有示数,不符合题意;C.若R短路,则电压表没有示数,电流表有示数,符合题意;故选C;(2)根据测量数据绘成如图乙所示的直线,由欧姆定律,由图象可知定值电阻:R===10Ω;(3)乙同学根据测量数据分别计算出多个R的阻值并取平均值,其目的是为减小误差;(4)根据测量数据绘成如图丙所示的图象,当灯L的额定电压为2.0V,通过的电流为0.4A.则它的额定功率为 P=U′I′=2V×0.2A=0.8W。(5)因灯丝电阻会随温度而发生变化,不是一个定值,故灯丝的U﹣I图象不是一条直线。 【答案】(1)C;(2)10;(3)减小误差;(4)0.8;(5)灯丝电阻会随温度而发生变化。 13.(2018·南充)在“测量小灯泡额定功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V。 (1)将甲图中电路连接完整。(要求:滑动变阻器滑片P向右移灯泡变亮) (2)正确连接电路后,闭合开关S,移动滑片P,小张发现小灯泡始终不亮,电流表无示数,电压表示数始终为3V,则故障原因为   。 (3)电路故障排除后,闭合开关,移动滑片P,直到电压表示数为2.5V,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为   W。 (4)小张设计了如图丙所示的电路也完成了该实验(电源电压不变,R阻值已知) ①闭合开关S和S1,断开S2,并调节滑动变阻器使电压表示数为U额。 ②闭合开关S和S2,断开S1,滑动变阻器滑片P不动,读出此时电压表示数为U;则小灯泡额定功率的表达式灯P额=   。(用U额、R、U表示) 【解析】(1)根据滑片P向右移灯泡变亮,说明变阻器连入阻值减小,所以应将变阻器的B接线柱接入电路,如图所示:(2)电流表无示数,灯不亮,说明电路可能断路;电压表有示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的灯泡断路了;(3)图乙中,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,则灯泡的额定功率:P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;(4)小张设计了如图丙所示的电路也完成了该实验(电源电压不变,R阻值已知)①闭合开关S和S1,断开S2,并调节滑动变阻器使电压表示数为U额。②闭合开关S和S2,断开S1,滑动变阻器滑片P不动,读出此时电压表示数为U;则小灯泡额定功率的表达式灯:P额=U额I额=U额×IR=U额×=。 【答案】(1)如上图;(2)灯泡断路;(3)0.75;(4)。 14.(2018·衢州)小柯家新添了一台变频空调,都分参数如下表所示,当室温和空调的设定温度相差较大时,变频空调一开机,即以最大功率工作,使室温迅速达到设定温度;当室温达到设定温度后,空调的制冷(热)功率随之减小,以维持室温基本不变。该空调另设电辅热功能,可以辅助制热,以弥补单靠空调压缩机工作制热不足的问题。 (1)空调接入家庭电路后,与其他用电器 并 联。 型号 XXX 功能 冷暖(辅助电加热) 制冷功率P冷/W 变化范围180﹣﹣1600 制热功率P热/W 变化范围200﹣﹣1900 电辅热功率P辅热/W 1000 电源电压/V 220 (2)假设该空调开机后以最大制冷功率工作0.5h,使室温降至设定温度。然后,空调又以某一恒定的功率工作了2.5h,全过程空调消耗的电能为1.9kW?h.求 ①前0.5h空调消耗的电能 ②后2.5h通过空调的电流。 【解析】(1)安装时空调应与其它用电器并联,这样工作时各用电器才会互不影响; (2)①由表格数据找到最大制冷功率为1600W,所以前0.5h消耗的电能: W1=P最大制冷t1=1.6kW×0.5h=0.8kW?h; ②全过程空调消耗的电能为1.9kW?h,所以后2.5h消耗电能: W2=W﹣W1=1.9kW?h﹣0.8kW?h=1.1kW?h, 功率为:P2===0.44kW=440W, 由P=UI可得,后2.5h通过空调的电流: I2===2A; 【答】(1)并; (2)①前0.5h空调消耗的电能为0.8kW?h; ②后2.5h通过空调的电流为2A。 15.(2018·重庆)如图所示的电路中,定值电阻R1=40Ω,R2=20Ω,电压表示数为10V.求: (1)通过R2的电流; (2)通电300s,电流通过R1所做的功。 【解析】(1)由电路图可知,两电阻串联,电压表测R2两端的电压。 根据欧姆定律可得,通过R2的电流: I2===0.5A; (2)串联电路中各处的电流相等,则通过R1的电流I1=I2=0.5A, 通电300s,电流通过R1所做的功: W1=I12R1t=(0.5A)2×40Ω×300s=3000J。 【答】(1)通过R2的电流为0.5A; (2)通电300s,电流通过R1所做的功为3000J。 16.(2018·自贡)如图所示的电路中,电源电压为6V并保持不变,电压表的量程为0﹣3V,电流表的量程为0﹣0.6A,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,灯泡标有“5V 2.5W“字样。闭合开关,将滑动变阻器的滑片移到最左端的位置,这时通过灯泡的电流为多少?若要求两电表的示数均不超过所选量程,灯泡两端电压不允许超过额定值,则该电路消耗的最大功率为多少?(不考虑灯丝电阻的变化) 【解析】由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。 (1)由P=UI=可得,灯泡的电阻: RL===10Ω, 将滑动变阻器的滑片移到最左端的位置时,接入电路中的电阻最大, 因串联电路中各处的电流相等,且总电阻等于各分电阻之和, 所以,此时通过灯泡的电流: IL′=I===0.2A; (2)当电压表的示数UL′=3V时,通过灯泡的电流: IL″===0.3A, 因电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A, 所以,电路中的最大电流I大=0.3A,此时电路消耗的电功率最大, 则P大=UI大=6V×0.3A=1.8W。 【答】闭合开关,将滑动变阻器的滑片移到最左端的位置,这时通过灯泡的电流为0.2A; 若要求两电表的示数均不超过所选量程,灯泡两端电压不允许超过额定值,则该电路消耗的最大功率为1.8W。 17.(2018·广安)电饭锅是家中常用的用电器,下表是小字家中一台电饭锅的铭牌,其内部结构简化如图所示,其中R1和R2都是电热丝(不考虑温度对电阻的影响) (1)电饭锅正常工作时,在加热状态下的总电流是多少? (2)电阻R2的阻值是多少? (3)一天,小宇断开家中其它用电器,只接通电饭锅且处于加热状态,发现家中标有“220V 10(20A);3000r/kW?h”的电能表5min内转了200圈,求电饭锅此时的实际加热功率是多少? 【解析】(1)由题知,电饭锅正常工作时,在加热状态下功率P=880W, 由P=UI可得总电流:I===4A; (2)当S、S0闭合时,R1和R2并联,电路总电阻较小;当S闭合、S0断开时,电路中只有R2,电路总电阻较大;由P=可知,当S、S0闭合时,电功率较大,为加热档;当S闭合、S0断开时,电功率较小,为保温档;P保温=44W,由P=可得: R2===1100Ω; (3)3000r/kW?h表示电饭锅每消耗1kW?h的电能,电能表的转盘转3000r, 则电能表转盘转200r消耗的电能: W=kW?h=kW?h, 电饭锅此时的实际加热功率: P实===0.8kW=800W。 【答】(1)电饭锅正常工作时,在加热状态下的总电流是4A; (2)电阻R2的阻值是1100Ω; (3)电饭锅此时的实际加热功率是800W。 18.(2018·杭州)小金对玩具汽车的电动机很感兴趣,他拆下电动机,测得它的内阻为1.5Ω.为测量电动机工作时的电流,利用身边现有器材,设计了如图所示的电路(符号表示数值可读的变阻器)。已知电源电压为12V,当变阻器的阻值为6Ω时,电压表的读数为3V.计算此时: (1)通过电动机的电流; (2)电动机消耗的电功率。 【解析】(1)由图知,电动机M与变阻器串联,电压表测电动机M两端的电压, 根据串联电路电压的规律知,变阻器的电压: UR=U﹣UM=12V﹣3V=9V; 由欧姆定律可得,通过变阻器的电流: IR===1.5A; 因串联电路中电流处处相等, 则通过电动机的电流: IM=IR=1.5A; (2)电动机消耗的电功率: PM=UMIM=3V×1.5A=4.5W。 【答】(1)通过电动机的电流为1.5A; 电动机消耗的电功率4.5W。 19.(2018·襄阳)如图所示电路,电源电压可调,R1=10Ω,小灯泡标有“6V 6W(阻值不变)。滑动变阻器R2上标有“15Ω 2A”的字样,求: (1)若只闭合S1,调节电源电压,使灯泡L正常工作10s,灯泡消耗的电能。 (2)若只闭合S2,调节电源电压,移动滑动变阻器滑片,电压表示数在1V~3V之间变化,求电源电压的最大调节范围。 【解析】(1)只闭合S1,灯泡和定值电阻R1串联,根据P=知,灯泡L正常工作10s消耗的电能:W=PLt=6W×10s=60J; (2)只闭合S2时,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压, 此时电路中的电流: I′=, 电压表的示数:U1=I′R1=R1==, 因移动滑动变阻器滑片,电压表示数在1V~3V之间变化, 所以,1V≤≤3V,即(1+)×1V≤U′≤(1+)×3V, 当R2=0Ω时,电源的电压最小为1V, 当R2=15Ω时,电源的电压最大为7.5V, 则电源电压的最大调节范围为1V~7.5V。 【答】(1)若只闭合S1,灯泡L正常工作10s消耗的电能为60J。 (2)若只闭合S2,调节电源电压,移动滑动变阻器滑片,电压表示数在1V~3V之间变化,电源电压的最大调节范围为1V~7.5V。 13 第十四讲 电功和电功率 考点 常见题型 考点分值 1.概述电功的概念 选择、填空 2~4分 2.知道电功的单位 选择(综合型)、填空 2~4分 3.列举决定电功大小的因素 选择(综合型)、填空 2~4分 4.知道用电器消耗的电能可以用电功来量度 选择、填空 2~4分 5.应用电功的公式计算用电器消耗的电能 选择(综合型)、填空 2~4分 6.根据电能表读数的变化估算消耗的电能 选择(综合型)、填空 2~4分 7.描述电功率的概念 选择、填空 2~4分 8.知道电功率的单位 选择(综合型)、填空 2~4分 9.应用电功率的公式进行简单的计算 选择(综合型)、填空 2~4分 10.知道额定功率的概念 选择、填空 2~4分 11.从说明书或铭牌上识别用电器的额定功率 选择(综合型)、填空 2~4分 12.知道电流具有热效应 选择(综合型)、填空 2~4分 13.概述探究影响电流热效应因素实验原理和设计的科学方法 选择、填空 2~4分 14.说出焦耳定律内容和数学表达式 选择(综合型)、填空 2~4分 15.应用焦耳定律解决简单的问题 选择(综合型)、填空 2~4分 一、电功 1.电功 (1)概念:________所做的功。 (2)实质:是________能转化为其他形式的能。 (3)单位:________,符号为J。常用单位:千瓦时(kW·h),俗称度。1焦=1伏·安·秒。 (4)单位换算:1度=1千瓦时(kW·h)=________焦耳(J)。 (5)计算公式:W=________。 (6)推导公式:W=I2Rt,W=________。 (7)决定因素:某段电路两端的________、此段电路的电流I以及通电时间t。 2.电能表(电度表) (1)用电器在一段时间里消耗的________的多少,可以用电能表来测量。 (2)计量方法:某段时间电能表上先后两次读数________,就是这段时间电路消耗的电能。 (3)电能表中各数值的意义: a.电能表的示数为________kW·h。 b.“220 V”表示这个电能表应该在220 V的电路中使用。 c.“10(20)A”表示这个电能表的标定电流为______A,额定最大电流为________A。 d.“600 revs/(kW·h)”表示接在这个电能表上的用电器每消耗______kW·h的电能时,电能表上的转盘转动________转。 e.“50 Hz”表示这个电能表在频率为50 Hz的交流电路中使用。 f.若每度电的价格为0.5元,月末的示数为 ,则本月电费应为______元。 二、电功率 1.电功率 (1)概念:电流在________内做的功。电功率用字母P表示。 (2)物理意义:表示电流做功的________。 (3)单位:________,简称瓦,符号为W。 (4)单位换算:1千瓦(kW)=________瓦(W)。 (5)大小:电功率大小等于电功与时间之比。 (6)公式:P= (7)推导式: a.P=________,即用电器所消耗的电功率等于用电器两端的电压与通过用电器电流的乘积。 b.根据欧姆定律I= 可推导出:P=I2R;P=________。 2.额定电压与额定功率 额定电压 用电器正常工作的电压值 额定电流 用电器正常工作的电流值 额定功率 用电器在________或?________下工作时所对应的功率 实际功率 用电器在________下工作时所对应的功率 U实=U额 P实____P额,用电器正常工作(如:灯泡正常发光) U实>U额 P实____P额,用电器不能正常工作(如:灯 泡超常亮),有时会损坏用电器 U实I2,A管中的液面较低 D. I1>I2,A管中的液面较高 5.如图甲所示的电路中,R0为定值电阻,在移动滑动变阻器R滑片的过程中,描绘出了如图乙所示的滑动变阻器消耗电功率与电流关系的图像,以下计算结果错误的是(  ) A. 滑动变阻器消耗的最大功率为3.6 W B. 电源电压为12 V C. 滑动变阻器最大阻值为100 Ω D. R0的阻值为20 Ω 6.如图是一个油量表的示意图,滑动变阻器规格为“20 Ω 1 A”。闭合开关,当浮球最低时滑片P滑到a端,电流表示数为0.3 A;当浮球最高时滑片P滑到b端,电流表示数为0.5 A,下列说法错误的是(  ) A. 电阻R1的阻值为30 Ω B. 电源电压为15 V C. 在加满油后,1 min内电阻R1产生的热量为450 J D. 电阻R1最小功率为7.5 W 小明家电能表本月初的示数为 本月底的示数如图所示,小明家本月消耗的电能为________ kW·h,如果按 0.5 元/(kW·h)的电价计费,本月应付电费______元,该电能表的参数表明,小明家能同时使用的用电器总功率不得超过________ W。 8.有“3 V 0.75 W”的L1灯泡和“3 V 1.5 W”的L2灯泡,如题图甲所示,闭合开关,L1和L2正常发光,则电路总电阻R=______ Ω;如题图乙所示,闭合开关,L1灯正常发光,则电源2的电压U=______ V,此时L2灯消耗的实际功率P=______ W。(假设灯丝电阻不变) 9.在测定额定电压为“2.5 V”小灯泡电功率的分组实验中: (1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。 (2)小明闭合开关后,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,则故障可能是________。排除故障后,移动滑片使小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡额定功率为________ W。 (3)小华在进行实验数据处理时,算出了小灯泡的平均功率(如下表),你认为这样处理数据是________(选填“合理”或“不合理”)的,理由:____________________________________________。 实序号 电压U/V 电流I/A 功率P/W 平均功率P/W ① 2.0 0.26 0.52 ② 2.5 0.28 0.70 ③ 2.8 0.30 0.84 0.69 (4)下列描述小灯泡功率P随滑动变阻器阻值R变化情况的图像中,正确的是________。 10.如图所示电路,电源电压保持不变,灯泡额定电压为6 V,额定电流为0.8 A,电阻R2阻值为R1的2倍,当开关接a时,R1消耗的功率为3 W;当开关接b时,R1消耗的功率为 0.75 W。求: (1)灯泡的额定功率; (2)当开关接b时,灯泡的实际功率。 11.在综合实践活动中,小峰设计了一种煮饭电路,如图甲所示,图中R1和R2为电热丝,S1是自动控制开关。煮饭时,将该电路接入220 V电源,在 30 min内,电路总功率随时间变化的图像如图乙所示。求: (1)0~5 min内通过R1的电流。 (2)30 min内电路消耗的电能。 (3)10~15 min内R1的电功率。 12.图甲是恒温箱的简化电路,R1是热敏电阻,其阻值与温度的关系如图乙所示。R2是滑动变阻器,R3是发热电阻,其额定功率是 1 210瓦。 (1)电路中火线应与________(选填“A”或“B”)连接,E点应与________(选填“C”或“D”)连接。 (2)工作电路正常工作时,求R3的阻值。 (3)控制电路的电源电压U=6伏,电磁铁线圈电阻不计,当线圈的电流达到30毫安时,电磁继电器的衔铁会被吸下。若恒温箱内的温度设定为50 ℃,求此时滑动变阻器R2接入电路的阻值。 (4)保持其他条件不变,只把衔铁适当右移,请分析恒温箱设定的温度会发生怎样的变化。 1.(2018·衡阳)电动自行车有行驶工作、蓄电池充电两种状态,局部电路图如图所示,断开S后,充电播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48V,此时通过电动机线图的电流为5A.电动机线图的电阻是0.5Ω.下列说法正确的是( ) A. 对蓄电池充电时,蓄电池相当于电路中的用电器 B. 电动自行车的电动机是把电能全部转化为机械能 C. 电动机正常工作lmin,电流通过线圆所产生的热量为14400J D. 电动机正常工作1min,消耗的电能为14400J 2.(2018·北京)小辉想探究电流通过电阻时产生的热量与哪些因素有关。他连接了如图所示的电路进行实验,其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量相等、初温均为25℃的煤油,阻值为5Ω和10Ω的电阻丝R1、R2.闭合开关一段时间后,记录此时两个温度计的示数。根据上述实验,下列说法中正确的是(  ) A.此实验探究的是热量与电阻的关系 B.此实验探究的是热量与电流的关系 C.此实验探究的是热量与时间的关系 D.此实验中用温度计示数变化的大小反映产生热量的多少 3.(2017·包头)如图甲所示,A、B分别为小灯泡L(额定电压未知)和定值电阻R的U﹣I图象,小灯泡和定值电阻连接情况如图乙所示,测得电路的总功率为2.4W,下列说法正确的是(  ) A.小灯泡的电阻随温度的升高而减小 B.小灯泡的额定电压一定为8V C.定值电阻的电功率为1.8W D.小灯泡的实际功率为1.6W 4.(2018·泸州)小英家6月底电能表的示数如图甲所示,7月底表盘示数如图乙所示,由图可知她家7月份用电器消耗的电能为   kW?h;电子式单相电能表她家现在?
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  • 资料类型: 试卷 试卷
  • 资料版本:浙教版
  • 适用地区:浙江省
  • 文件大小:6.81M
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