word版 初中物理

　第16讲　电流做功与电功率

　课时1　电功　电功率

　 eq \a\vs4\al(基础知识巩固)

　一、选择题

　1．(2020邵阳)甲、乙二个普通白炽灯泡铭牌上分别标着“220 V　40 W”、“110 V　40 W”字样，正常发光相同时间，它们消耗的电能(C)

　A．甲灯的多 B．乙灯的多

　C．一样多 D．不能确定

　2．(2020厦门二检)小夏用笔记本电脑学习微课程，电脑正常工作时电功率为P1；一段时间后电脑电量降低，开启“节电模式”，电功率为P2；接着对电脑充电，充电功率为P3，电池电量百分比不断增大．则(C)

　A．P1>P2>P3 B．P1<P2<P3

　C．P2<P1<P3 D．P1＝P2＝P3

　3．(2020淮安)如图所示分别是小英家上月初和上月末电能表的示数．结合表盘上的信息可知，下列选项中正确的是(D)

　A．小英家家庭电路中的干路电流不得超过10 A

　B．小英家上个月消耗的电能为1 011 kW·h

　C．电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗电能0.2 J

　D．电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗的电能越多

　4．(2020眉山)两个定值电阻，甲标有“10 Ω　1 A”，乙标有“15 Ω　0.6 A”，现把它们连入由一个开关和电源组成的电路，以下说法正确的是(D)

　A．甲、乙并联时允许干路最大电流为1.6 A

　B．甲、乙并联时允许乙的最大功率为9 W

　C．甲、乙串联时允许电源最大电压为19 V

　D．甲、乙串联时允许甲的最大功率为3.6 W

　5．(2020常德)用电器R1和R2上都标有“6 V”字样，它们的电流随电压变化关系如图所示．下列说法不正确的是(C)

　A.R1 和R2的阻值不随温度的变化而变化

　B．R1∶R2＝2∶1

　C．R1和R2并联在4 V电源上，通过电流I1∶I2＝2∶1

　D．R1和R2并联在4 V电源上，消耗总功率为1.2 W

　6．(2020聊城)下表是小明家电饭煲铭牌的部分信息，小明家电能表的示数如图所示．把电饭煲接在家庭电路中使用时，下列说法错误的是(D)

　额定电压

　220 V

　频率

　50 Hz

　额定功率

　高挡

　1800 W

　中挡

　1200 W

　低挡

　500 W

　A．电饭煲是利用电流的热效应工作的B．电饭煲在中挡正常工作时电热丝阻值比低挡正常工作时小

　C．电饭煲在高挡正常工作10 min，消耗的电能是1.08×106 J

　D．若家中只接入电饭煲，在高挡正常工作10 min，电能表示数将变成7 328.6 kW·h

　7．(2020铜仁)如图所示，电源电压不变，开关S闭合，S1由闭合到断开，电压表的示数由12 V变为8 V，则下列说法中正确的是(D)

　A．电源电压为20 V

　B．R1与R2的阻值之比为2∶1

　C．S1断开前后，整个电路消耗的电功率之比为3∶1

　D．S1断开前后，R2消耗的电功率之比为9∶4

　8．(2020连云港)如图甲所示电路中，R为定值电阻，R1为滑动变阻器．图乙是该滑动变阻器滑片从一端移至另一端过程中变阻器的电功率与其电阻的关系图像．下列说法正确的是(D)

　A．电源电压为3 V

　B．电压表的最大示数为2 V

　C．整个电路功率变化了0.1 W

　D．电流表的示数变化了0.4 A

　9．(2020厦门二检)如图甲电路，电源电压为3.0 V，L1、L2、L3为三个规格相同的小灯泡，其电流与电压的关系如图乙所示．闭合开关后，下列说法正确的是(D)

　A．干路的电流为0.5 A

　B．通过L1的电流为L2电流的2倍

　C．三个小灯泡的阻值相等

　D．电路消耗的总电功率为1.35 W

　二、填空题

　10．(2020郴州)如图所示电路，电源电压不变，定值电阻R2＝20 Ω，且R1＜R2.闭合开关S，电流表A1、A2的指针均指在图示位置，则电源电压为6V，电流通过R1、R2消耗的电功率之比为4∶1．

　11．(2020湘潭)如图所示，“2.5 V　0.3 A”和“3.8 V　0.3 A”的两只小灯泡串联(选填“串联”或“并联”)在电路中，闭合开关后，观察到“3.8 V”的小灯泡比“2.5 V”的小灯泡亮，说明“3.8 V”小灯泡的实际功率比“2.5 V”小灯泡的实际功率大(选填“大”或“小”).

　 eq \o(\s\up7(),\s\do5(第11题图))

　 eq \o(\s\up7(),\s\do5(第13题图))

　12．(2020荆门)LED灯在现代生活中得到普遍应用，具有节能、环保的特点．若一个“220 V　5 W”的LED灯每天正常工作10小时，则30天消耗的电能是1.5kW·h，这些电能可供“220 V　40 W”日光灯正常工作37.5h.

　13．(2020铜仁)如图所示是小明家的电能表，他家同时使用的用电器总功率不能超过4 400W.小明让他家的某用电器单独工作15 min，这段时间内电能表的转盘刚好转了300转，则这个用电器的实际功率为800W.

　14．(2020扬州)某型号的电烤箱有“高温”和“低温”两挡．电路如图所示，开关S接1时，是“高温”挡；当开关S分别接“1”和“2”时，电流表的示数为5 A和1 A，则电阻R0＝44 Ω、R＝176 Ω．电烤箱处于“高温”挡工作10 min产生的热量为6.6×105 J．

　三、计算题

　15．(2020盐城)如图甲所示为某电烤箱的内部简化电路，S1为自动控制开关，R1和R2均为电热丝，图乙是电烤箱正常工作时电流随时间变化的图像．求：

　(1)低温挡工作时的功率；

　(2)电热丝R2的阻值；

　(3)15 min内R1消耗的电能．

　解：(1)由图可知，闭合开关S，电路为只有R1的简单电路，电路中的电阻较大，由P＝ eq \f(U2,R) 可知电功率较小，处于低温挡；当S和S1闭合时，两个电阻并联，电路中的总电阻较小，由P＝ eq \f(U2,R) 可知电功率较大，处于高温挡；由P＝UI可知，电压不变，低温挡时，通过电路的电流较小；由图乙可知，低温挡时的电流是6 A，低温挡工作时的功率为：

　P低＝UI低＝220 V×6 A＝1 320 W；

　(2)由图乙可知，低温挡时只有R1的简单电路，低温挡时的电流是6 A，通过R1的电流是6 A，高温挡时的总电流是10 A，高温挡两个电阻并联，

　由并联电路的特点可知通过R1的电流不变，由并联电路电流的规律可知，通过R2的电流为：

　I2＝I－I1＝10 A－6 A＝4 A，

　电热丝R2的阻值为：

　R2＝ eq \f(U,I2) ＝ eq \f(220 V,4 A) ＝55 Ω；

　(3)15 min内R1消耗的电能

　W1＝UI1t＝220 V×6 A×15×60 s＝1.188×106 J＝0.33 kW·h.

　16. (2019锦州)为培养同学们的探究能力，某校组织科技社团的同学们对小灯泡的亮暗进行了研究．现取“6 V　6 W”和“6 V　3 W”的小灯泡L1和L2各一个，标有“50 Ω　1 A”的滑动变阻器一个，量程为0～0.6 A的电流表和量程为0～3 V的电压表各一个，根据测得的数据绘制出了两灯中电流与其两端电压变化关系的图像如图甲所示．求：

　(1)小灯泡L2的额定电流．

　(2)将两灯并联接在电压为6 V的电源两端，10 min内电路消耗的电能．

　(3)将灯L2与滑动变阻器R串联接在电压为12 V的电源两端，如图乙所示．闭合开关S，调节滑动变阻器，为了保证电路元件安全，求滑动变阻器允许接入电路的最小阻值．

　解：(1)由P＝UI可得，小灯泡L2的额定电流I2额＝ eq \f(P2额,U2额) ＝ eq \f(3 W,6 V) ＝0.5 A；

　(2)将L1和L2并联接在6 V电源两端时，因并联电路中各支路两端的电压相等，且额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，所以，电路的总功率：P＝P1＋P2＝6 W＋3 W＝9 W，由P＝ eq \f(W,t) 可得10 min内电路消耗的电能：

　W＝Pt＝9 W×10×60 s＝5 400 J；

　(3)由图示电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端电压，为了保证电路元件安全，电压表的示数为3 V时，电路中电流最大，由I＝ eq \f(U,R) 可知，滑动变阻器接入电路的最小阻值：R滑最小＝ eq \f(U滑最小,I最大) ＝ eq \f(U′－U2额,I2额) ＝ eq \f(12 V－3 V,0.3 A) ＝30 Ω.

　 eq \a\vs4\al(综合能力提升)

　1．(2020大连)如图所示的电路，电源电压保持不变．闭合开关S，在滑动变阻器的滑片从a端向b端移动的过程中，不计温度对灯丝电阻的影响，则电路总功率P与电压表示数U之间的关系图像为(A)

　2．(2020凉山州)如图所示，把分别标有“6 V　6 W”和“6 V　3 W”的甲乙两个小灯泡串联接入电路，闭合开关后，其中一个灯泡正常发光，另一个灯泡发光较暗，不考虑温度对灯丝电阻的影响，则以下说法正确的是(B)

　A.甲灯的电阻大于乙灯的电阻

　B．整个电路此时消耗的总功率是4.5 W

　C．1秒内甲灯消耗的电能是3 J

　D．甲灯两端的电压为6 V

　3．(2020孝感改编)如图甲所示，电源电压U恒定，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，两电压表V1、V2的示数随电流表示数变化的图像如图乙所示，则下列不正确的是(C)

　A．图乙中“ac”段表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图像

　B．电源电压U＝3.0 V

　C．定值电阻R0＝24 Ω

　D．调节滑片P的过程中，滑动变阻器R的最大电功率为0.375 W

　4．(2020天门)如图是多功能汤锅加热的测试电路图，使用时通过旋钮开关(虚线圆圈部分)可实现保温、慢炖、快炖三种功能切换，且保温、慢炖、快炖状态的加热功率依次增大．已知四个发热电阻的阻值相等，测试电源电压为220 V，慢炖状态的功率为550 W．求：

　(1)R1的阻值．

　(2)保温状态的功率．

　(3)若把1.1 kg的水从20 ℃加热到100 ℃，快炖需要6 min40 s，则加热的效率是多少？

　解：(1)由电路图可知，开关旋转到2时，电炖锅处于慢炖状态；

　由P＝UI＝ eq \f(U2,R) 可得，发热电阻丝R4的阻值：

　R4＝ eq \f(U2,P慢炖) ＝ eq \f(（220 V）2,550 W) ＝88 Ω，

　故R1＝R2＝R3＝R4＝88 Ω；

　(2)开关旋转到1时，电炖锅处于保温状态，

　保温功率：P保温＝ eq \f(U2,R1＋R4) ＝ eq \f(（220 V）2,88 Ω＋88 Ω) ＝275 W；

　(3)水吸收的热量：

　Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×1.1 kg×(100 ℃－20 ℃)＝3.696×105 J，

　当开关旋转到3时，电炖锅处于快炖状态，

　电路中的总电阻：R并＝ eq \f(R2R3,R2＋R3) ＝ eq \f(88 Ω×88 Ω,88 Ω＋88 Ω) ＝44 Ω，

　快炖功率：P快炖＝ eq \f(U2,R并) ＝ eq \f(（220 V）2,44 Ω) ＝1 100 W，

　消耗的电能：W＝P快炖t＝1100 W×400 s＝4.4×105 J，

　加热效率：η＝ eq \f(Q吸,W) ＝ eq \f(3.696×105 J,4.4×105 J) ×100%＝84%.