中考物理第十八章电功率课时作业高效提能

一、选择题

1.(xx·芜湖模拟)将一台“220 V 100 W”的电风扇、一个“220 V 100 W”的充电器、一把“220 V 100 W”的电烙铁分别接到220 V的电源上,在相同的时间内,电流通过它们产生的热量最多的是 ( ) A.电烙铁 B.充电器 C.电风扇

D.一样多

【解析】选A。三个用电器虽然功率一样,但是电风扇主要把电能转化为机械能,发热量较小,充电器将电能转化为化学能在电池里储存起来,发热量很小,只有电烙铁是利用电热,电能全部变成内能。

2.(xx·曲靖一模)如图所示是分别通过甲、乙两段导体的电流和导体两端电压的图线,如果将甲、乙两导体并联后接在同一电路中,则甲、乙导体各自消耗的电功率的比值P甲∶P乙为 ( )

A.5∶2 C.4∶25

B.2∶5 D.25∶4

【解析】选B。由图象可知,通过两电阻的电流和电阻两端的电压成正比,即两电阻为定值电阻,由图象可知,

当U甲=U乙=4 V时,I甲=0.4 A,I乙=1.0 A,根据欧姆定律可得两电阻的阻值分别为:R甲===10Ω,R乙

===4Ω;所以,R甲∶R乙=10Ω∶4Ω=5∶2,将甲、乙两导体并联后接在同一电路中,由并联电路的电

压特点可知,两导体两端的电压相等,则甲、乙消耗电功率的比值:===。

3.(xx·扬州质检)小华家电热毯内的电阻丝断了,他爸爸将电阻丝的两个断头接上后继续使用,在使用中发现接头处的电热毯被烧焦了。造成这一现象的主要原因是 ( ) A.电阻丝的总电阻变小,接头处的电流比原来工作时电流大得多

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B.接头处比相同长度的电阻丝的电阻大,此处电流比其他部分的电流大得多 C.接头处比相同长度的电阻丝的电阻大,此处电功率比相同长度电阻丝的电功率大 D.接头处比相同长度的电阻丝的电阻小,此处电功率比相同长度电阻丝的电功率大

【解析】选C。将电阻丝的两个断头接上后,接头处是两根导线相切,由于接触的部位很少,很细,比相同长度的电阻丝的电阻大,在电流相同的情况下,根据P=I2R知,此处电功率比相同长度电阻丝的电功率大,在通电时间相同的情况下,此处产生的热量多,温度升得高,故接头处容易被烧焦,故选C。

4.(多选)(xx·聊城模拟)如图所示,将一只标有“6 V 3 W”的灯泡甲和“3 V 3 W”的灯泡乙并联后,接在3 V的电源上(设灯丝电阻不变),则 ( )

A.灯泡乙比灯泡甲亮 B.灯泡甲比灯泡乙亮

C.两灯的实际功率之和小于6 W D.两灯的实际功率之和等于6 W

【解析】选A、C。两灯泡并联接在3 V电源上,两灯电压都是3 V,乙灯泡电压等于额定电压,乙灯正常发光,

功率为3 W;甲灯电压小于额定电压,由P=可知,甲灯的实际功率小于额定功率3 W,乙灯的实际功率大于

甲灯的实际功率,乙灯比甲灯亮,故A正确,B错误;因此两灯的总功率小于3 W+3 W=6 W,故C正确,D错误。 5.(xx·齐齐哈尔质检)如图所示的电路中,电源电压和灯泡电阻都保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P由中点向右移动时,下列判断正确的是 ( )

世纪金榜导学号59944227

A.电压表和电流表的示数都增大,电路总功率变大 B.电压表和电流表的示数都减小,电路总功率变小 C.电流表示数增大,电压表示数变大,灯泡变亮 D.电流表示数变小,电压表示数不变,灯泡亮度不变

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【解析】选D。由题图知,灯泡与滑动变阻器并联,电流表测滑动变阻器的电流,电压表示数为电源电压。滑动变阻器的滑片P由中点向右移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,滑动变阻器所在的电路电流变小,电流表示数变小,电压表示数为电源电压不变;灯泡两端的电压不变,其电流不变,灯泡亮度不变;电路中的总电流变小,根据P=U总I总知,电路总功率变小。A、B、C均错,D正确。

6.(xx·广东模拟)有两个电路元件A和B,把它们串联在电路中,如图甲所示。流过元件的电流与其两端电压的关系如图乙所示。闭合开关S,电流表的示数为0.4 A,则电源电压和元件B的电功率分别是 ( )

A.2.0 V 0.8 W C.4.5 V 1.0 W

B.2.5 V 1.0 W D.4.5 V 1.8 W

【解析】选C。A和B串联在电路中,串联电路中电流处处相等,闭合开关S,电流表的示数为0.4 A时,通过A、B的电流均为0.4 A,由图象知,此时UA=2 V,UB=

2.5 V,串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和,所以电源电压:U=UA+UB=2 V+2.5 V=4.5 V;元件B的电功率:PB=UBI=2.5 V×0.4 A=1 W。 二、填空题

7.(xx·曲靖一模)如图所示分别是华华家的电能表在国庆和11月15日显示的示数,在此期间华华家一共用电____________kW·h;若借助电能表测量家中洗衣机的功率,华华至少还需要一件工具(或器材)是_________________。

【解析】由图知,前后电能表的示数为:2 345.5 kW·h、2 457.0 kW·h。在此期间华华家一共用电:W=2 457.0

kW·h-2 345.5 kW·h=111.5 kW·h;利用电能表可以测量出用电器消耗的电能,由公式P=洗衣机的实际电功率,还需要用到一个测量时间的停表(秒表)。 答案:111.5 停表(秒表)

可知,要想测出

8.(xx·上海闵行区一模)某电热器标有“16 V W”字样,则它的额定电流为__________A。若该用电器的

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电阻保持不变,将它接在电压为8 V的电源上,它的额定功率是__________W,此时的实际功率是________W。

【解析】已知电热器的额定电压和额定功率,由P=UI可得,它的额定电流:I===4 A;

由I=可得,电热器的电阻:

R===4Ω,

将它接在电压为8 V的电源上,它的额定功率仍是 W,

此时的实际功率:P=答案:4 16

==16 W。

9.LED灯具有节能、环保等特点。如图是额定电压为220 V、额定功率为4.4 W的LED灯,该灯的额定电流是________A。若它每天正常发光5 h,一个月(30天)消耗的电能是________kW·h。与普通白炽灯相比,在达到相同亮度的条件下,假设LED灯可以节约90%的电能,则这个LED灯与功率为________W的白炽灯亮度相当。

【解析】本题考查电功和电功率的有关计算。该灯的额定电流为:I额=5 h,一个月(30天)消耗的电能是:W=Pt=

==0.02 A;每天正常发光

0.004 4 kW×5 h×30=0.66 kW·h;LED灯可以节约90%的电能,则它消耗的电能是白炽灯消耗电能的10%,则

白炽灯的功率为答案:0.02 0.66 44

=44 W。

10.(xx·桂林模拟)如图甲所示是家用电吹风的工作原理图,电吹风工作时可以吹出热风也可以吹出凉风。要让电吹风工作时吹出热风,它的开关应置于图甲中____________(选填“1”“2”或“3”)位置,某次用该电吹风将头发吹干的过程中,电吹风的功率随时间的变化关系如图乙所示,则在该次吹干头发过程中电吹风消耗的总电能是__________J。

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【解析】当电吹风机送出来的是热风时,需要电动机和电阻丝同时工作,即开关应置于图甲中的1位置,电风扇与电热丝是并列连接在电源上的,所以要让电吹风工作时吹出热风,它的开关应置于图甲中1的位置。根据功率随时间的变化关系图象可知:P热=616 W,t1=20 s,P凉=88 W,t2=30 s-20 s=10 s,W总=W热+W冷=P热t1+ P凉t2=616 W×20 s+88 W×10 s=13 200 J。 答案:1 13 200

11.(xx·雅安中考)有一种亮度可以调节的小台灯,其电路如图甲,电源电压为12 V,灯泡L的额定电压为8 V,通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图乙。当灯泡正常发光时,灯丝的电阻为________Ω。调节滑动变阻器R,使灯泡的实际功率为1.2 W时,灯泡两端的电压是________V。

【解析】本题考查欧姆定律的应用及电功率的计算。由图乙可知,灯泡L两端的电压为8 V时,通过它的电

流为0.4 A,所以当灯泡正常发光时,灯丝的电阻R==可知,灯泡两端的电压为4 V,通过灯泡的电流为0.3 A。 答案:20 4 三、简答题

=20Ω;当灯泡的实际功率为1.2 W时,分析图中

12.据媒体报导,某乡村进行电网改造时,经测算,有一条线路应采用截面积为2.5 mm2的铝芯线,但电工在安装时却采用了1.5 mm2的铝芯线,结果酿成一场火灾。请你分析发生火灾的原因。

【解析】本题考查焦耳定律的应用。电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积有关。根据Q=I2Rt知,电流通过导体产生的热量与电流、通电时间和电阻有关。

答案:长度与材料相同的电线,横截面积较小的电线电阻较大,根据Q=I2Rt知,在电线中的电流和通电时间都不变的情况下,电阻大的电线产生的热量会明显增加,温度明显升高,会烧坏电线的绝缘皮,引起火灾。

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四、实验探究题

13.(xx·云南一模)在测定小灯泡电功率的实验中,选用的电源电压为4.5 V,小灯泡的额定电压为2.5 V、电阻约为10Ω。

(1)连接电路时开关应______________,闭合开关前,图甲中滑动变阻器的滑片P应位于__________(选填“A”或“B”)端。

(2)用笔画线代替导线,将如图甲所示的实物电路连接完整。

(3)闭合开关,移动变阻器的滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数、电流表无示数,原因可能是____________________(写出一种即可)。

(4)排除故障后,闭合开关移动滑片P至电压表的示数如图乙所示,要获得小灯泡额定功率的数据,滑片P应向____________(选填“A”或“B”)端移动。移动滑动变阻器滑片的同时,眼睛应注视__________(选填字母)。 A.小灯泡亮度 B.电流表示数 C.电压表示数

D.滑动变阻器滑片

(5)改变滑片P的位置,获得多组对应的电压、电流值,绘制得如图丙所示的图象。由图象可知,小灯泡两端电压是1.5 V时,其电阻是____________Ω;灯泡的额定功率是____________W。该实验中滑动变阻器除了保护电路外,还有__________ ____________的作用。

【解析】(1)为保护电路,连接电路时开关应断开;闭合开关前,图中滑动变阻器的滑片P应位于A端,此时滑动

变阻器接入电路的阻值最大。(2)由题意可知,电路中最大电流约为I==0.45 A,故电流表选用0～0.6 A量程。(3)电流表无示数,说明电路断路,而电压表有示数,说明与电压表并联的电路发生了断路,如灯丝断了、灯座接触不良等。(4)由图乙所示电压表可知,其量程为0～3 V,分度值为0.1 V,读数为2.2 V,灯泡两端电压小于额定

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电压,根据串联分压可知,要测灯泡额定功率,应向B端移动滑片,减小滑动变阻器接入电路的阻值,使灯泡两端电压增大,移动滑动变阻器滑片的同时,眼睛应注视电压表示数,直到电压为2.5 V位置。(5)由图丙可

知,U=1.5 V时,电流I=0.15 A,此时灯泡的电阻为R===

10Ω;灯泡额定电压2.5 V对应的电流为0.2 A,灯泡额定功率P=UI=2.5 V×

0.2 A=0.5 W;该实验中滑动变阻器除了保护电路外,还有改变灯泡两端电压的作用。 答案:(1)断开 A (2)如图

(3)灯丝断了 (4)B C (5)10 0.5 改变灯泡两端电压 五、计算题

14.图示电路中,电源电压不变,小灯泡L标有“2.5 V 1.25 W”字样,变阻器R的最大阻值为40Ω,闭合开关,当滑动变阻器接入电路的阻值为4Ω时,小灯泡L恰好正常发光。求:

(1)电源电压。

(2)小灯泡在此电路中的最小功率。

【解析】由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测R两端的电压。(1)当滑动变阻器接入电路的阻值为4Ω时,小灯泡L恰好正常发光,因串联电路中各处的电流相等,所以,由P=UI可得,电路中的电流:

I=IL===0.5 A,

由I=可得,变阻器R两端的电压:

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UR=IR=0.5 A×4Ω=2 V,

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=UL+UR=2.5 V+2 V=4.5 V;

(2)灯泡的电阻:RL===5Ω,

当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电流最小,此时灯泡的电功率最小,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′===0.1 A,

灯泡的最小功率:PL小=(I′)2RL=(0.1 A)2×5Ω=0.05 W。 答案:(1)4.5 V (2)0.05 W

15.(xx·云南一模)图甲是某款电热水龙头,即开即热、冷热兼用,图乙是它的原理电路图。R1、R2为电热丝,通过旋转手柄带动开关S接通对应的电路,从而实现冷水、温水、热水之间切换,有关参数如下表,不考虑温度对电阻丝阻值的影响,请回答下列问题:

产品名称 应用场所 额定功率 额定电压 额定频率 防触电类型 即热式电热水龙头 厨房、卫生间 温水(2 200 W) 热水(3 300 W) 220 V 50 Hz Ⅰ类(最高等级) (1)开关部位1与2接触时,水龙头放出的水是______(选填“温”或“热”)水,此时电路中的电流多大? (2)水龙头放热水时,正常工作50 s,消耗的电能是多少? (3)R2的电阻值多大?

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【解析】(1)开关1与2接触时,电阻R1单独接入电路,接入电阻较大,由P=

可知电功率较小,为低温挡,水

龙头放出的水是温水;此时电路中的电流I1===10 A。(2)开关与2、3接触时,电阻R1、R2

并联接入电路,连入电阻较小,由P=常工作50 s,消耗的电能:W=P

可知电功率较大,为高温挡,水龙头放出的水是热水,P热水=3 300 W,正

热水

t=3 300 W×50 s=1.65×105J。(3)由P=UI得总电流

I===15 A,R2支路的电流I2=I-I1=15 A-10 A=5 A,由欧姆定律得:R2===44Ω。

答案:(1)温 10 A (2)1.65×105J (3)44Ω 【学科素养题】

学习了电学的相关知识后,老师给兴趣小组的同学们设计一道趣味挑战题:使用限定器材完成小灯泡的额定功率的测量。已知小灯泡的额定电压为U0,老师提供给同学们器材如下: 世纪金榜导学号59944228 电压恒为U的电源一个(U>U0),开关S,已调零的电流表两只,定值电阻R1(阻值R1已知),滑动变阻器一个,导线若干。

(1)设计实验电路图,画在虚线框内。

(2)完整填写实验操作的主要步骤:

①根据实验电路图,灯泡正常工作时,电流表A1读数I1=________________(用U、U0、R1表示); ②根据实验电路图连接电路,连接过程中滑动变阻器的滑片应置于____________处; ③闭合开关,调节________________,直至电流表A1读数为I1;读出此时电流表A2示数I2。 (3)用题目给出的和实验中测得的物理量表示小灯泡的额定功率P0=________________。

【解析】(1)定值电阻R1和灯泡并联连接,电流表A1在支路,调节滑动变阻器使得A1的示数为I1=路上,电路图如下:

,A2在干

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;

(2)①为了测量小灯泡的额定功率,小灯泡两端的电压应为额定电压U0,因为UL=U0=I1R1,所以I1=。②为了

保护电路,在闭合开关S前,应使滑动变阻器滑片处于最大阻值处,即变阻器的右端;③通过移动滑片来改变滑动变阻器连入电路中的电阻值,从而改变电路中的电流。

(3)小灯泡的额定电流,IL=I2-I1=I2-小灯泡的额定功率为

;

PL=ULIL=U0×(I2-答案:(1)见解析

)。

(2)① ②阻值最大 ③滑动变阻器

(3)U0×(I2-

)

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