物理第2节 电功率课后测评
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1.电功率是表示 的物理量。电流在 叫做电功率。
【答案】电流做功快慢;单位时间内所做的功
【解析】电功率是表示电流做功快慢的物理量;电流在单位内所做的功叫做电功率,常用的电功率计算公式是P=UI。
2.电功率用字母 表示,单位是: (1W=1J/s)
功率的计算公式: ;电功率的推导公式:
【答案】P;W;P=Wt;P=UI
【解析】物理上,电功率用字母P表示,单位为瓦特(符号W);功率的计算公式为P=Wt,电功率的推导公式为P=UI。
3.某用电器的功率为40W,表示的含义:
【答案】(电流在该用电器上)1s内做功40J
【解析】某用电器的功率是40W,表示的意义是:1s内做功40J。
4.绿色生态理念要求人们注重环保节能。如图是额定功率为5W的LED灯与60W的白炽灯,LED灯直接把电转化为光,白炽灯由灯丝通电加热发光,正常工作时,它们亮度相同。
(1)使用 灯照明更符合绿色生态理念;
(2)两灯都正常工作时,相等时间内通过LED灯和白炽灯的电流所做的功之比为 。
【答案】LED;1:12
【解析】(1)正常工作时,亮度相同,但LED灯的功率小,消耗的电能少,更符合绿色生态理念;
(2)正常工作时,LED的功率为P1=5W,白炽灯的功率为P2=60W,由P=Wt得,相等时间内通过LED灯和白炽灯的电流所做的功之比为:W1W2=P1tP2t=P1P2=5W60W=112。
5.学习电功率时,老师拿来分别标有“36 V 40 W”“110 V 40 W”“220 V 40 W”的三个灯泡.针对这三个灯泡都在各自的额定电压下工作时的亮暗情况,小明做出了四种猜想:①“36 V 40 W”的灯最亮;②“110 V 40 W”的灯最亮;③“220 V 40 W”的灯最亮;④三个灯泡一样亮.你认为猜想 是正确的(只填序号即可).
【答案】④
【解析】因为三个灯泡的额定功率相同,当它们工作在额定电压下时,实际功率等于额定功率,即三个灯泡的实际功率相同,所以三个灯泡的亮度相同.
6.小明断开家中所有用电器后,观察到此时电能表示数如图所示,根据电能表参数分析,此电路中的用电器总功率不能超过 W。然后接入“220V 1210W”的电热器单独工作30min,电能表示数变为,则电热器实际工作电压为 V,在1min内电能表转盘转过 r。
【答案】6600;200;50
【解析】电能表允许电路中的用电器总功率不能超过:P=UI=220V×30A=6600W;
(2)电热器消耗的电能为W=530.8kW•h﹣530.3kW•h=0.5kW•h,
电热器的实际功率为P实=Wt=0.5kW⋅ℎ0.5ℎ=1kW=1000W;
由P=U2R得,电热器的电阻为R=U额2P额=(220V)21210Ω=40Ω,
电热器两端实际电压为U实=P实R=1000W×40Ω=200V;
3000r/(kW•h)表示用电器消耗1kW•h电能,电能表转盘转过3000转,
由上知,电热器30min消耗0.5kW•h电能,
所以1min消耗0.530kW•h电能,
1min电能表转盘转过0.530kW•h×3000r/(kW•h)=50r。
7.如图所示的电路中,电源电压3V不变,灯L1标有“3V 3W”字样,灯L2标有“3V 1.5W”字样。若使L1、L2都正常发光,需闭合开关 ;只闭合开关S3时, 较亮。(不考虑灯丝电阻的变化)
【答案】S1、S2;L2
【解析】由题知,两灯泡的额定电压相等,且等于电源电压,
所以,要使两灯同时正常发光,需要将两灯泡并联,由图知,应只闭合开关S1、S2;
由P=UI,I=UR得,R=U2P,
两灯的额大功率相等,灯L1额定功率较大,所以电阻较小,即R1<R2;
只闭合S3时,两灯串联,串联电路电流处处相等,根据P=I2R可知,L2的电阻大,其实际功率大,发光更亮,即L2比L1亮。
8.小新在家做作业时偶然发现桌上台灯标有“12W”的字样,通过查阅资料终于明白“12W”表示该台灯的( )
A.实际功率B.额定功率C.实际电压D.额定电压
【答案】B
【解析】某台灯铭牌上标有“12W”字样,就是指灯的额定功率为12W。
9.额定功率最接近800瓦的是( )
A.白炽灯 B.电风扇 C.洗衣机 D.微波炉
【答案】D
【解析】家庭用白炽灯大约40 W,A错误;电风扇的额定功率约为60 W,B错误;洗衣机的额定功率在400 W左右,C错误;微波炉的额定功率约为800 W,D正确.
10.甲、乙用电器上分别标着“220 V 15 W”“110 V 100 W”,它们都在额定电压下工作,则下列说法中正确的是( )
A.甲用电器做功一定少B.乙用电器做功一定快
C.完成相同的功,甲用电器所用的时间一定少D.相同的时间内,乙用电器消耗的电能一定少
【答案】B
【解析】由W=Pt可知,电流做功的多少与通电时间有关,A错误;电功率是表示电流做功快慢的物理量,甲用电器的功率小于乙用电器的功率,所以乙做功快,B正确;完成相同的功,甲用电器用的时间多,C错误;相同时间内,乙用电器消耗的电能多,D错误.
11.用同种材料制成的横截面积相同的电阻丝甲、乙,乙的长度比甲大,将它们并联在电路中,则它们的电功率( )
A.甲的较大 B.乙的较大C.一样大D.无法确定
【答案】A
【解析】用同种材料制成的横截面积相同的电阻丝,因为乙长度比甲大,所以乙电阻大于甲的电阻.将它们并联在电路中时,电压相同,由P=U2R可知,电阻越大的电功率越小,相反电阻越小的电功率越大,所以甲的实际功率较大.
12.假期小明一家要出门旅游,出发前家里只有一台额定功率为200W的冰箱正常工作,其它用电器都已关闭。小明看到家里电能表的示数为2021.6kW•h,过了7天小明回到家再次查看电能表的示数如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.这段时间冰箱消耗的电能是7kW•h
B.冰箱每天平均工作的时间为0.5h
C.冰箱正常工作1min电能表的转盘转过12转
D.再有其它家电和冰箱一同正常工作时,电能表转盘的转速不变
【答案】A
【解析】A、电度表的读数为2028.6kW•h,在这7天内所消耗的电能
W=2028.6kW•h﹣2021.6kW•h=,故A正确;
B、P=200W=0.2KW,W=Pt,t=WP=7kW⋅ℎ0.2KW=35h,每天工作的时间为35ℎ7=5h,故B错误;
C、600r/kW•h的含义为电表转600转所耗的电能为1kW•h,冰箱正常工作1min所耗电能
W=Pt=0.2KW×160h=1300kW•h,则电表工作1min转的次数为600300=2,故C错误;
D、再有其它家电和冰箱一同正常工作时,总功率增加,电能表转盘的转速增大,故D错误;
13.图甲是通过小灯泡L的电流与其两端电压的关系图象。现将小灯泡L与电阻R连入如图乙所示的电路中。闭合开关S,小灯泡的实际功率为1.8W,电压表示数为3V。下列结果正确的是( )
①电源电压为9V②电阻R的阻值为10Ω
③电路消耗的总功率为2.7W④通过电阻R的电流为0.6A
A.只有①②③正确B.只有②③④正确
C.只有①③正确D.只有②④正确
【答案】A
【解析】闭合开关,R和L串联,电压表测量R两端的电压。
①小灯泡的实际功率为1.8W,从图甲且根据P=UI可知,此时通过灯泡的电流为0.3A,灯泡两端的电压为6V,电压表示数为3V,则R两端的电压为3V,根据串联电路的电压特点可知电源电压
U=6V+3V=9V,故①正确;
④通过灯泡的电流为0.3A,则通过R的电流也为0.3A,故④错误;
②根据欧姆定律可知R=URI=3V0.3A=10Ω,故②正确;
③电路消耗的总功率P=UI=9V×0.3A=2.7W,故③正确;
故只有①②③正确。
14.将灯泡L和定值电阻R以图甲方式连在6V的电源上,图乙是L和R的U﹣I图象,结合图中信息可知( )
A.灯泡L的电阻随着电流的增大而减小B.灯泡L的实际阻值为10Ω
C.灯泡L的实际功率为0.8WD.定值电阻R实际功率为6.4W
【答案】C
【解析】A、根据图乙可知曲线是灯泡L的图像,斜率代表灯泡L的电阻值,由图可知斜率随着电流增加而增大,即灯泡L的阻值随电流的增大而增大,故A错误;
B、由图甲可知灯泡L与电阻R串联,根据串联电路的特点,可知电流相等,且灯泡两端电压和定值电阻两端电压之和等于6V,再结合图乙可知符合条件的电流I=0.4A,此时灯泡两端电压为2V,定值电阻两端电压为4V,所以灯泡L的实际阻值RL=UL/I=2V/0.4A=5Ω;故B错误;
C、灯泡L的实际功率PL=IUL=0.4A×2V=0.8W,故C正确;
D、定值电阻R的实际功率PR=IUR=0.4A×4V=1.6W,故D错误。
15.如图中,灯泡L1、L2分别标有“6V 3W”“6V 6W”字样,电源电压不变,开关S闭合。①只闭合S1,灯泡L1、L发光;②只闭合S2,灯泡L2、L发光。
灯泡L在②中比在①中(设灯丝电阻不变)( )
A.电功率较大,亮度较亮B.电功率较小,亮度较暗
C.电功率相同,亮度相同D.电功率较大,亮度较暗
【答案】A
【解析】由P=U2R可得两灯的电阻分别为:
R1=U2P1=(6V)23W=12Ω,R2=U2P2=(6V)26W=6Ω,
比较可知R1>R2;
在开关S闭合的前提下,①只闭合S1,灯泡L1、L串联接入电路,②只闭合S2,灯泡L2、L串联接入电路,
因串联电路总电阻等于各部分电阻之和,且R1>R2,所以R总1>R总2,由欧姆定律可知I1<I2,即在②中的电流大;
因灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的,所以根据公式P=I2R可知,灯泡L在②中比在①中的电功率大,亮度较亮。
能力提升
16.将“12V 12W”的小灯泡L1和“12V 6W”的小灯泡L2串联起来,直接接到电压恒定的电源两端。开关闭合后,恰好有一个小灯泡正常发光,而另一个小灯泡比正常发光时暗些,则正常发光的小灯泡是 ,电源电压是 V,发光较暗的小灯泡的实际功率是 W。(灯丝电阻不变)
【答案】L2;18;3
【解析】由P=UI,两灯的正常发光电流分别为:
I1=P1U1=12W12V=1A,I2=P2U2=6W12V=0.5A,
由I=UR可得,两灯的电阻分别为:
R1=U1I1=12V1A=12Ω,R2=U2I2=12V0.5A=24Ω,
因串联电路中电流处处相等,L2的额定电流小于L1的额定电流,所以两灯泡串联时,L2正常发光,且电路中电流为I=0.5A,
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,由欧姆定律可得电源电压:
U=I(R1+R2)=0.5A×(12Ω+24Ω)=18V;
由电功率公式P=I2R可知电阻小的灯泡发光暗,发光较暗的小灯泡的实际功率是:
P=I2R1=(0.5A)2×12Ω=3W。
17.如图甲所示的电流表为学校实验室里常用的电流表,图乙闭合开关后,两电流表的指针都正常偏转且偏转角度相同,此时电阻R1和R2所消耗的电功率P1和P2的比值为 .
【答案】4∶1
【解析】由电路图可知,两电阻并联,电流表A2测量干路电流,电流表A1测量通过R2的电流.电流表A2的示数大于A1的示数,通过R1的电流为I1,通过R2的电流为I2,根据两电流表的指针偏转角度相同,可知IA2IA1=51;又因为IA2=I1+I2,IA1=I2,所以I1I2=41;所消耗的电功率P1和P2的比值为:P1P2=UI1UI2=I1I2=41.
18.如图,甲、乙为两只相同电表,当闭合S1,S2时,甲、乙两表示数之比为4:3,则两表均为 表。两电阻大小之比R1:R2为 ,电路总功率为P1,同时更换两电表种类,调整开关状态,使两表均有正常示数,此时电路总功率为P2,则P1:P2为 。
【答案】电压;1:3;3:16
【解析】甲、乙为两只相同电表,当闭合S1,S2时,甲、乙两表示数之比为4:3,若量表均为电流表,则甲表会将电源短路,故两表均为电压表。
(2)当闭合S1,S2时,两电阻串联,电压表甲测量电源电压,电压表乙测量R2两端的电压,甲、乙两表示数之比为4:3,
根据串联分压特点可知R1:R2=U总−UR2UR2=4−33=13=1:3;
(3)设电源电压为U,R1=R,R2=3R,
当两表都为电压表时,闭合两开关,两电阻串联,电路总功率为P1=U2R+3R=U24R,同时更换两电表种类,即两表都为电流表时,闭合开关S1,两电阻并联,此时电路总功率为
P2=U2R1+U2R2=U2R+U23R=4U23R,
P1:P2=U24R4U23R=316=3:16。
19.灯L1、L2分别标有“3V 0.75W”和“3V 1.5W”字样,通过L1、L2的电流随其两端电压变化的图象如图所示。若将L1、L2并联接在3V电源两端,则电路消耗的总功率为 W;若将L1、L2串联,要使L1正常发光,则电源电压应为 V;若将灯L1与滑动变阻器串联接在6V电源两端,调节滑片,当滑动变阻器的功率是L1功率的2倍时,L1的功率为P1;若将灯L2与滑动变阻器串联接在6V电源两端,调节滑片,当滑动变阻器的功率是L2功率的3倍时,L2的功率为P2,则P1:P2= 。
【答案】2.25;4;16:21
【解析】若将L1、L2并联接在3V电源两端,此时两灯正常发光,消耗的实际功率都等于额定功率,故电路消耗的总功率P总=0.75W+1.5W=2.25W;
从图中可知L1的额定电流为0.25A,L2的额定电流为0.5A,
若将L1、L2串联,串联电路中电流处处相等,要使L1正常发光,则电路中的电流应为0.25A,从图中可知L1两端的电压为3V,L2两端的电压为1V,根据串联电路的电压特点可知电源电压应为U=3V+1V=4V;
若将灯L1与滑动变阻器串联接在6V电源两端,调节滑片,当滑动变阻器的功率是L1功率的2倍时,则L1的功率为总功率的13,串联电路中电流处处相等,根据P=UI可知L1两端的电压为总电压的13,即为U1′=13×6V=2V,从图中可知通过L1的电流为0.2A,则L1的功率为P1=U1′I1′=2V×0.2A=0.4W;
若将灯L2与滑动变阻器串联接在6V电源两端,调节滑片,当滑动变阻器的功率是L2功率的3倍时,则L2的功率为总功率的14,串联电路中电流处处相等,根据P=UI可知L2两端的电压为总电压的14,即为U2′=14×6V=1.5V,从图中可知通过L2的电流为0.35A,L2的功率为
P2=U2′×I2′=1.5V×0.35A=0.525W,
则P1:P2=:21。
20.甲、乙两只白炽灯的铭牌如图所示,下列分析正确的是( )
A.若将两灯分别接入电压为220 V的电路,乙灯消耗的电能多
B.若将两灯并联接入电压为220 V的电路,甲灯比乙灯亮
C.若灯丝的材料、长度相同,乙灯的灯丝比甲灯的灯丝粗
D.若将两灯串联,只要电源电压适当,甲、乙两灯就能同时正常发光
【答案】C
【解析】将两灯分别接入电压为220 V的电路均正常发光,但不知道通电时间,根据W=Pt可知无法判断消耗电能的多少,A错误;将两灯并联接入电压220 V的电路,由于乙灯额定功率大,实际功率大,所用乙灯比甲灯亮,B错误;由R=U2P得,额定电压相同,额定功率大的电阻小,乙灯灯丝电阻小,若灯丝的材料、长度相同,乙灯灯丝比甲灯灯丝粗,C正确;将两灯串联,由于串联电路电流处处相等,则甲、乙两灯两端的电压不相同,无法达到相同的额定电压值,不能同时正常发光,D错误.
21.如图所示,闭合开关,将滑动变阻器的滑片向上滑动时,观察到的现象是( )
A.灯泡变暗,电压表示数变大
B.灯泡变亮,电压表示数不变
C.电路消耗的总功率变小,电压表示数不变
D.电路消耗的总功率变大,电压表示数变大
【答案】C
【解析】此电路小灯泡和滑动变阻器串联,滑动变阻器的滑片向上滑动时,其阻值增大,电路总阻值:
R总=R滑+R灯,也增大,根据欧姆定律可以知道I减小.据公式P=I2R可知,若I减小则灯泡实际功率P减小,灯泡变暗,B错误;该电路中电压表测总电压,即电源电压,所以示数不变,A,D错误.
22.如图所示,电源电压为6V保持不变,R1=3Ω,R2=18Ω,灯泡L标有“6V 3W”字样,假定灯丝电阻不变。下列说法中正确的是( )
A.灯泡L正常工作时的电阻为2Ω
B.当只闭合开关S1时,电阻R1消耗的功率为1.2W
C.如果开关S1、S2和S3同时闭合,灯泡L短路不工作
D.此电路消耗的最大电功率与最小电功率之比为25:12
【答案】D
【解析】A、灯泡L标有“6V 3W”字样,根据P=U2R可得灯泡的电阻为:
RL=U额2P额=(6V)23W=12Ω,故A错误;
B、只闭合S1,灯泡和R1串联接入电路,则总电阻R串=RL+R1=12Ω+3Ω=15Ω,电流为:I=UR串=6V15Ω=0.4A,则R1消耗的功率:P1=I2R1=(0.4A)2×3Ω=0.48W,故B错误;
C、如果开关S1、S2、S3同时闭合,R1短路,灯泡和R2并联接入电路,灯泡L正常工作,故C错误;
D、如果开关S2、S3同时闭合,灯泡和R2并联接入电路,只闭合S1,灯泡和R2串联接入电路,
由于串并联电路电阻的特点和P=U2R可知:灯泡和R2并联时电路消耗的电功率最大,灯泡和R1串联时电路消耗的电功率最小,
则:P最大=PL+P2=U2RL+U2R2=(6V)212Ω+(6V)218Ω=5W;P最小=U2RL+R1=(6V)212Ω+3Ω=2.4W,
所以,P最大:P最小=5W:2.4W=25:12,故D正确。
23.如图所示的电路,灯L标有“6V 3.6W”字样,电源电压保持不变。当闭合开关S,滑动变阻器R的滑片P移到最右端时,灯L正常发光;滑片P移到最左端时,电压表示数为3.6V。假设灯丝电阻不受温度影响,下列四个结论正确的是( )
①灯L正常发光时的电阻为12Ω②电源电压为6V
③滑动变阻器的最大阻值为20Ω④电路消耗的总功率的变化范围为1.44~3.6W
A.①②B.②④C.②③D.③④
【答案】B
【解析】由电路图可知,闭合开关S,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
①灯泡正常发光时的电压UL=6V,功率PL=3.6W,
由P=UI=U2R可得,灯L正常发光时的电阻RL=UL2PL=(6V)23.6W=10Ω,故①错误;
②当滑动变阻器R的滑片P移到最右端时,变阻器接入电路中的电阻为零,电路为灯泡L的简单电路,由灯L正常发光可知,电源的电压U=UL=6V,故②正确;
③当滑片P移到最左端时,变阻器接入电路中的电阻最大,其两端的电压UR=3.6V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,灯泡两端的电压UL′=U﹣UR=6V﹣3.6V=2.4V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电路中的电流I=UL'RL=2.4V10Ω=0.24A,
则滑动变阻器的最大阻值:R大=URI=Ω,故③错误;
④当滑动变阻器R的滑片P移到最右端时,电路为灯泡的简单电路,此时电路的总电阻最小,总功率最大,则P大=PL=3.6W,
当滑片P移到最左端时,变阻器接入电路中的电阻最大,此时电路的电流最小,总功率最小,则
P小=UI=6V×0.24A=1.44W,
所以,电路消耗的总功率的变化范围为1.44~3.6W,故④正确。
综上可知,②④正确。
24.如图甲所示电路,电源电压恒定不变,R0为定值电阻、R为电阻箱,调整电阻箱R的电阻值,电流表示数I的倒数与电阻箱阻值R的关系如图乙所示,以下说法中正确的是( )
A.电源电压为3.6V
B.通过R0的最大电流为2A
C.调整电阻箱R的阻值,则R的最大功率为0.75W
D.调整电阻箱R的阻值,则R0的最大功率为0.48W
【答案】C
【解析】闭合开关,R和R0串联,电流表测量电路电流。
AB、当电流表示数I的倒数为2A﹣1时,电路中电流为0.5A,此时R接入电路的电阻值为0,
根据欧姆定律可知此时通过R0的电流最大,为0.5A,故B错误;
根据欧姆定律可知电源电压U=IR0=0.5A×①,
当电流表示数I的倒数为5A﹣1时,电路中电流为0.2A,此时R接入电路的电阻值为18Ω,
根据欧姆定律和串联电路的电压特点可知电源电压U=I′R′+I′R0=0.2A×18Ω+0.2A×②,
联立①②可得:U=6V,R0=12Ω;故A错误;
CD、调整电阻箱R的阻值,此时电路中的电流I″=UR0+R,根据P=UI=I2R可知R的电功率
P=I″2R=(UR0+R)2R=U2R(R0−R)2+4RR0,
当R=R0=12Ω时,R的电功率最大,为P大=U2R4RR0=U24R0=(6V)24×12Ω=0.75W,故C正确,D错误。
25.商场中,卖微波炉的售货员和顾客就微波炉省电还是费电发生了争论。
售货员说:微波炉很省电,用它加热食物花不了多少电费。
顾客说:微波炉很费电,他家的微波炉一开就“跳闸”。
请你从物理的角度简单分析上述争论
【答案】C
【解析】售货员认为微波炉很省电,是说微波炉的电功率大,但加热食物用时很短,消耗的电能并不多,所以“微波炉很省电,用它加热食品花不了多少电费”,即售货员是从电能角度说的;
顾客是从电功率角度考虑的,因为微波炉属于大功率用电器,工作时电路中电流很大,空气开关会跳闸,相同时间内消耗的电能多,所以认为很“费电”。
26.小聪家的电炉铭牌标记模糊不清,为了测出电炉的额定功率,他断开了其他所有的用电器,只接入电炉让其正常工作,家中电能表上标有“3000 r/kW·h”,测量发现1 min电能表的转盘转了50转,那么:
(1)该电炉的额定功率是多少?
(2)小聪想让该电炉增加一挡功率,为使电炉的该挡功率为额定功率的19,给你一个开关、一个定值电阻R',请帮他完成电路设计,画出电路图,并计算出定值电阻R'的阻值.(R,R'均用定值电阻的元件符号)
【答案】(1)1000W(2)96.8Ω
【解析】(1)该电炉消耗的电能W=503000×3.6×106 J=6×104 J;额定功率为:P=Wt=6×104J60 s=1000 W.
(2)电路图如图所示.
根据公式P=I2R可知功率减为原来的19,则电流减为原来的13,总电阻变为原来的3倍,定值电阻的阻值为电炉电阻的2倍;电炉电阻为:R=U2P=(220 V)21000 W=48.4 Ω,所以定值电阻为:R'=2R=2×48.4 Ω=96.8 Ω.
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初中物理人教版九年级全册第2节 电功率精品当堂达标检测题: 这是一份初中物理人教版九年级全册第2节 电功率精品当堂达标检测题,文件包含同步讲义人教版物理九年级全一册-课时182电功率原卷版docx、同步讲义人教版物理九年级全一册-课时182电功率解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共50页, 欢迎下载使用。