2020—2021学年浙教版 九年级上册科学竞赛辅导 第10讲电功和电功率练习题

这是一份2020—2021学年浙教版 九年级上册科学竞赛辅导 第10讲电功和电功率练习题，共8页。试卷主要包含了电功定义，实质，规定，计算公式，单位，测量电功等内容，欢迎下载使用。
九年级上册科学竞赛辅导教学案     第10讲 电功和电功率知识梳理：1、电功定义：电流通过某段电路所做的功叫电功。2、实质：电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，就消耗了多少电能。   电流做功的形式：电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。3、规定：电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压，电路中的电流和通电时间的乘积。4、计算公式：W=UIt =Pt（适用于所有电路）    对于纯电阻电路可推导出：W= I2Rt= U2t/R①串联电路中常用公式：W= I2Rt                            W1:W2:W3:…Wn=R1:R2:R3:…:Rn  ②并联电路中常用公式：W= U2t/R      W1:W2= R2:R1③无论用电器串联或并联。计算在一定时间所做的总功     常用公式W= W1+W2+…Wn 5、单位：国际单位是焦耳（J）常用单位：度（kwh）   1度=1千瓦时=1 kwh=3.6×106J6、测量电功：⑴电能表：是测量用户用电器在某一段时间内所做电功（某一段时间内消耗电能）的仪器。⑵ 电能表上“220V”“5A”“3000R/kwh”等字样，分别表示：某电能表额定电压220V；允许通过的最大电流是5A；每消耗一度电电能表转盘转3000转。⑶读数：A、测量较大电功时用刻度盘读数。①最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。②电能表前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。如：电能表月初读数                 月底读数是 这个月用电      度合          J                                                                                 B、测量较小电功时，用表盘转数读数。如：某用电器单独工作电能表（3000R/kwh）在10分钟内转36转则10分钟内电器消耗的电能是        J。二、电功率：1、定义：电流在单位时间内所做的功。2、物理意义：表示电流做功快慢的物理量 。灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小。实际功率越大，亮度越大。3、电功率计算公式：P=UI=W/t（适用于所有电路）   对于纯电阻电路可推导出：P= I2R     P= U2/R①串联电路中常用公式：P= I2R                          P1:P2:P3:…Pn=R1:R2:R3:…:Rn ②并联电路中常用公式：P= U2/R     P1:P2= R2:R1③无论用电器串联或并联，计算总功率：  常用公式P= P1+P2+…Pn 4、单位：国际单位 瓦特（W）   常用单位：千瓦（kw）5、额定功率和实际功率： ⑴ 额定电压：用电器正常工作时的电压。额定电压也是用电器上标着的电压．额定功率：用电器在额定电压下的功率。额定功率也是用电器上标着的功率．例如　家庭用普通照明的白炽灯泡在电功率15W～60W之间，电饭锅的电功率在350W～1350W之间，家用电冰箱在重100 W～140 W之间． ⑵ 当U实 =U额时，P实=P额  用电器正常工作（灯正常发光） 　当U实＜U额 时，P实＜P额 用电器不能正常工作（灯光暗淡）,有时会损坏用电器①     际功率随电压变化而变化根据P=U2/R得  ②根据P=U2/R　如果U 减小为原来的1/n 则P′=　　　      　如：U实 =U额    P实  = P额      当U实  > U额      P实  > P额  长期使用影响用电器寿命(灯发光强烈)          ⑶ 灯L1“220V 100W”， 灯L2“220V 25W”相比较而言，L1灯丝 粗短 ，L2灯丝 细长。判断灯丝电阻口诀：“大（额定功率）粗短，小细长”（U额 相同）  两灯串联时，电阻大的灯亮，灯L2亮，实际功率大；两灯并联时，电阻小的灯亮，灯L1亮，实际功率大。判断哪个灯亮的口诀“串（额定功率）小（的亮）并大” （U额  相同）⑷“1度”的规定：1kw的用电器工作１h消耗的电能。Ｐ＝Ｗ/ t 可使用两套单位：“W、J、s”、“kw、 kwh、h”表1  电学公式表名称公　式单　位电流、电压、电阻I＝，U＝IR，R＝I：A，  U：V，  R：Ω电功率P＝UI，P＝P：W， 其他：kW  1kW＝1000W电功W＝UIt， W＝PtW：J 其他：kWh1kWh＝3.6×106J焦耳定律（电流生热）Q＝I2RtQ：J 在纯电阻电路中（电流通过导体时，电能全部转化为内能的电路），结合欧母定律还可以推导出下列公式。           表2  推导公式                     表3  比例关系电功率P＝I2R＝电功W＝I2Rt＝t焦耳定律Q＝UIt＝t串联并联＝＝＝＝＝＝           表4  电压、电流、电功率关系（以灯例）电压关系电流关系电功率关系灯发光情况U实＞U额I实＞I额P实＞额比正常发光亮，有可能烧毁U实＝U额I实＝I额P实＝额正常发光U实＜U额I实＜I额P实＜额比正常发光暗经典例题简析一、基础考查题1．(衢州)在自然科学中，许多规律可借助于图象形象、直观地展示出来。例如，某电路中，已知滑动变阻器两端的电压恒定不变，下列图象中能正确表示滑动变阻器消耗的电功率P与它的电阻值R之问关系的是(    )。  2．有两只外形相同、灯丝长度相等的灯泡L1和L2在它们的铭牌上只能看清“200V”字样，而看不清它们额定功率的大小。甲、乙、丙三位同学对它们进行了探究：甲同学发现L1的灯丝粗一些，认为L1电阻小，接入电路产生的热量少，所以额定功率比L2小；乙同学把两灯串联在同一电路中，发现L2比L1亮，认定L2的额定功率大；丙同学把两灯并联在同一电路中，发现L1比L2亮，认定L1的额定功率大，你认为哪位同学的探究是正确的?(    )。A．甲同学        B．乙同学          C．丙同学       D．都不正确    二、迁移实践题1．(绍兴)用如图甲实验装置测定液体的比热容。已知容器内待测液体质量为300g，电热丝电阻是 5Ω。闭合开关S，调节滑动变阻器至电流表示数如图乙所示，12min后，发现温度计示数升高5℃。则电热丝放出热量____________ J，该待测液体比热容是J/(kg•℃)。(假设电热丝放出的热量全部被待测液体吸收)   2．(嘉兴)微波炉是一种效率很高的家用电器。可是有一天，小宇在商场中听到了顾客和售货员的一段对话：售货员说，微波炉很省电，加热食品又快；顾客说，微波炉很费电，他家的微波炉一开保险丝就熔断。小宇听了很迷惑，到底谁说得对呢?他用家里的微波炉进行了实验(铭牌见下袁)。将一瓶550mL的矿泉水倒入杯子中，用温度计测得初温为20℃，放人微波炉中以最大功率加热2 min，取出后测得水温为62℃。请你帮小宇计算出以下两个量：防触电保护类别  I类额定容积20L规格型号NN—S313WF额定电压220V电源频率50Hz最大功率1000W质量  12kg(1)微波炉以最大功率加热时电路中的电流。(结果保留两位小数)(2)微波炉以最大功率加热2min消耗的电能。小宇又用“220V  800W”的电热水壶使等量的水升高同样的温度用了4min。可见，售货员说“省电”的意思是___________________________；而微波炉一开保险丝就熔断的原因是_____________________________________________。三、探究创新题1．(温州)三峡水电站是目前世界上最大的水电站，2006年5月20日三峡大坝全线建成。(1)三峡水电站工作时，把水的机械能转化成____________能。(2)发电机是根据法拉第发现的____________现象制成的。(3)目前，我国城乡主要依靠燃煤供电。三峡水电站利用水力发电，相当于每秒能为国家节约1．6 t燃煤。如果这些燃煤中碳的质量分数为75％，则相当于每秒可以减少____________t二氧化碳的排放。   电压U(V)2.O4.O6.O电流I(A)O.10O.20O.302．(丽水)某校学生宿舍走廊的路灯，原来用一盏“220V 40W”的白炽灯，每晚亮10h。同学们发现灯泡容易损坏，需要经常更换。后来，学校电工用两盏“200V 40W”的灯泡串联后代替原路灯。结果，两盏灯的亮度比改装前要暗，但灯泡使用寿命明显延长。(1)改装前，一盏路灯每晚需要消耗多少电能?(2)改装后两灯的总功率是多少?比原来省电还是费电?(3)小明是一位爱动脑筋的同学，他想：路灯改装还有没有更好的方法呢?通过查资料知道有一种“光控开关”——天黑时自动闭合，天亮时自动断开；还有一种“声控开关”——有声音时自动闭合，1 min后，若再无声音就自动断开。小明利用这两种开关设计了一个“聪明”的电路：白天路灯不亮，晚上有人走动发出声音时，路灯自动亮起来。请判断小明设计的电路图是____________。      模拟试题精练1.寒假里，小军为爷爷买了一条电热毯。电热毯的铭牌上标有“220V 50W”。小军设计了一个实验,用电流表和电压表测量电热毯的电阻值，他设计的实验电路图如图所示。其中R为电热毯的电阻，R’为标有“10Ω 2A”的滑动   变阻器，电源两端的电压为12V。小军闭合开关后发现：无沦怎样移动滑动变阻器的滑片，电表的示数变化都很小。经过检查，电表及各元件完好，电路连接无误。则电表示数变化很小的原因是_______________________________________________。  2.家用电灭蚊器的发热部分使用了PTC发热材料，它的电阻随温度变化规律如图所示。使用时发热体直接连人家庭电路。当发热体的温度为60℃时，月此时电功率为__________W。如果这只电灭蚊器的平均电功率为5W,按一天工作lOh计算，这只家用电灭蚊器一个月(按30天计算)消耗电能______ kW•h；当发热体温度继续上升时 电灭蚊器发热体的电阻会__________；它的功率会___________(最后两空填“增大”“不变”或“减小”)    三、课堂精炼基础过关：1．小明利用电能表测量某一家用电器的电功率。当电路中只有这一个用电器连续工作时，测得在1h内，消耗的电能为1.2kw· h，那么这一个用电器是(    )。A．电冰箱    B．普通白炽灯      C．彩色电视机    D．挂壁式空调机2．甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如右图所示，下列说法中正确的是(  )。A．甲灯的实际功率一定是40WB．将乙灯接入110 V电路中，它的额定功率仍为60WC．两灯均正常发光时，甲灯灯丝电阻较小D．两灯均正常发光时，甲灯消耗的电能较少3．决定白炽灯明亮程度的因素是(    )。A．灯泡的电阻    B．灯泡的额定功率    C．灯泡消耗的实际功率    D．灯泡消耗的电能4．把标有“8V 16W”的灯泡L1和“12V 36W”的灯泡L2串联后接在电源两端，其中一只灯泡正常发光，另一只没有达到其额定功率，则(    )。A．电源电压为20V                B．电路中电流为3A  C．两灯泡的总功率为32W          D．灯L2的实际功率小于灯L1的实际功率5．根据A、B、C、D四种家用电器铭牌上所提供的信息，可知额定电流为6A的用电器是(    )。    6．如图所示，是郑龙同学记录家里一周内的用电情况，下列说法中正确的是(    )。A．周一白天用电比傍晚多B．周四夜晚用电比周五夜晚多   C．每天的用电高峰在傍晚D．周三傍晚用电2kW•h 7．下表为某型“新科”空调铭牌上的部分数据，关于这种型号的空调，下列说法正确的是(    )。额定电压220V频率50Hz额定制冷功率1100 W额定制热功率1320 W A．空调的专用熔丝的额定电流应略大于6 A B．空调的专用熔丝的额定电流应略大于5 A C．若正常工作且连续制冷O.5 h，空调消耗的电能为O.662kW•h D．若正常工作且连续制热O.5 h，空调消耗的电能为0.55 kW•h 8．某同学利用如图所示的装置探究“电流产生的热量与哪些因素有  关”。在两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶中各放 置一段电阻丝，且R甲＞R乙 ，通电一段时间后，发现甲瓶玻璃管中煤油的温度上升得比乙的高。该现象能够说明电流产生的热量与下列哪个因素有关?(    )。  A．电荷量    B．电流    C．电阻    D．通电时间9．关于“6V  9w”灯泡L1和“3V  9W”灯泡L2 ，下列说法正确的是(  )。A．L1和L2都正常发光时，它们消耗的电功率不同B．将它们串联在9V的电源上，它们都能正常发光C．将它们串联在6V的电源上，L2消耗的电功率较大D．将它们并联在3V的电源上，L1消耗的电功率较小   10.将一只标有“12V  6W”的灯泡与一电阻串联后接到电压为12V的电源上，电阻消耗的功率为1W (灯丝电阻视作不变)，则此时(    )。A．灯泡与电阻消耗的总功率为7W    B．灯泡与电阻消耗的总功率为6WC．灯泡消耗的功率大于5W          D．灯泡消耗的功率小于5W11.小华家需要安装一个电热淋浴器。一般淋浴用水的流量约为8L/min(约1.33×10-4m3/s)，淋浴时间可按5min计算，合适的水温约为45℃。电热淋浴器有甲、乙两种类型。甲类型没有水箱，电热淋浴器与水管相连，直接对流动的水加热；乙类型有水箱，待水箱中的水加热至45℃后再淋浴。小华家供电电路的额定电压为220V，允许通过的最大电流为20A。假设电流所产生的热量全部用来使水升温，加热前的水温为20℃，请你根据以上条件判断，下列几种说法正确的是(   )。 A．只有甲类型的电热淋浴暑适合小华家的供电电路 B．只有乙类型的电热淋浴嚣适合小华家的供电电路 C．甲类型的电热淋浴器所需要的最小电流为10A D．在小华家的供电电路允许的前提下。乙类型的电热淋浴器使40kg水温度升高25℃，至少需要约16min12.如图所示．电源电压不变，R0是一个8Ω的定值电阻。如果分别将下列的四个不同规格的灯泡接人电路的A、B两点之间，且不会烧坏。则最亮的那个灯一定是(    )。A．“6V  3W”    B．“4V  2W”  C．“3V  3W”    D．“2V  2W” 中考连接1.我们知道对于同种灯泡的亮度取决于实际功率的大小。现有两个同种灯泡，其额定值是甲灯“220V 100W”、乙灯“220V 40W”。将甲、乙两灯并联或串联后接在照明电路中。比较甲、乙两灯的亮度，对此下列解释正确的是(    )。A．串联时．因为通过甲、乙两灯的电流一样大，实际功率一样大，所以一样亮B．并联时，因为甲、乙两灯的电压一样大，实际功率一样大，所以一样亮C．串联时。两灯电流相等．乙灯的电阻大。根据P=I2R，实际功率大，所以乙灯较亮D．并联时，两灯电压相等，甲灯的电阻大，根据P=U2/R，实际功率小，所以甲灯较暗2.电炉丝和铜导线串联接在电路中，通电后，电炉丝热的发红而铜导线却不怎么热，这是因为电炉丝和铜导线中的____________相等，但是电炉丝比铜导线的____________大，消耗的电功率多的缘故。3.某车问装有“220V 40W”的白炽灯100盏，该车间安装的电能表的额定电流至少为______ A(填“10”“20”或“30”)；若一天每盏灯平均工作4h，则该车间每天耗电约____________ kW•h。 4.小强同学为了探究“通电导体产生的热量与电阻的关系”，设计了如图所示的实验(甲、乙两个相同的烧瓶里装满煤油．玻璃管内液面相同)。(1)电阻丝甲与乙采用串联的连接方式．其目的是____________________________________________________________________。(2)已知电阻丝的阻值R甲＞R乙 ，通电一段时间后，_____烧瓶中的玻璃管液面上升较高。(3)保持电源电压不变，利用该实誉装置。还可以探究通电导体产生的热量与_____________________________________________________________________的关系。(写出一种即可)(4)    上述实验中。用到的科学方法主要是“控制变量法”，请你另举一个平时学习过程中用到这种方法的实验名称_____________________________________________________________ 。   自我挑战1.在右图所示电路中。电源电压恒定不变。当滑动变阻器R接入电路的电阻增大时，通过它的电流减小而它两端的电压却增大，它消耗的电功率是增大还是减小呢?小华为了探究这一问题。找到了如图中所示的各种器材。经过认真仔细的实验，他记录下在滑动变阻器R的电阻不断增大时的各组实验数据，并计算出了相应的电功率，如下表。实验序号12345电流I/A0.5O.440.40.36O.3电压U/VO.5O.81.O1.21.5电功率P/WO.25O.35O.400.430.45(1)请你用笔画线代替导线将图中的各种器材连成小华进行实验的电路。(2)分析上表数据，写出小华能得出的结论：______________________________________________。(3)就这一问题的研究，你认为小华收集的敦据是否充分?请说明理由：________________________________________________________________。 2.为了比较标有“2.5 V”和“3.8 V”小灯泡的额定功率大小，小明利用实验室器材进行了如下实验：(1)先连接电路(如图所示)，测定“2.5 V”小灯泡的电  功率，并记录结果如表一．然后小明从电路中取下“2.5 V”小灯泡，换上“3.8 V”小灯泡，并改用电压表“O～15V”量程进行实验．闭合开关后，调节滑动变阻器。他发现电压表示致始终无法达到3.8 V。其原因是____________________________________________________________________________________。(2)补充实验条件后，小明继续实验并记录结果如表二。比较表一和表二数据，可知正常发光时，哪只灯泡的电功率大?___________________________。表一  (“2.5 V”小灯泡)                    表二  (“3.8 V”小灯泡)U/VI/A发光程度U/VI/A发光程度2.OO.26暗3.OO.28暗2.5O.30正常发光3.8O.3l正常发光3.OO.33很亮4.5O.34很亮 3.小明学过安全用电知识后，想自崩一盏台灯，他选购了一只标号是“36V 36W”的灯泡，回到家后在着手安装时。突然想起家中的插座提供的电压是220V，于是他在包装盒内寻找说明书。但没有找到．却发现了一只配件。(1)小明想知道配件的作用及有关它的性能参数(如额定功率、额定电流、电阻等)。于是设计了如图所示的电路图和记录数据的表格，请你根据电路图帮助他把实物图连接完整。 (2)小明在正确连接完电路后．将测得的实验致据记录在下列表格中，根据实验致据能够知道配件的性能参致是_____________________(只要求写出一个参数及其数值)。  电压U/V电流I/A19.2O.05218.4O.1336.80.2       (3)小明用“36V 36W”的灯泡和配件箭成了一盏台灯，请你在虚线框内置出这盏台灯的电路图，并说明配件在电路中所起的主要作用____________________________________________________。(4)你认为小明自制的台灯合理吗?______________________________________________(请简述理由)。 4.一天，小明妈妈要用电吹风机时。发现家里的电吹风只能吹冷风不能吹热风。经检查，原来是机内的电热丝已经烧坏了。小明想用一根阻值相同的电热丝来替换，为此：(1)他从铭牌上查到电吹风机的额定功率为600W；又认真研究了电吹风机的电路(如圈)，弄清了当选择开关放在“冷”时，就把___________________________________连人了电路，当选择开关放到“热”时，就把_______________________________连入了电路。(2)小明关掉家中的所有用电器，只打开电吹风机，观测出家中的电能表2min内转了20r。结合电能表    铭牌上的“3000 r／kw·h”字样，他求出了吹风机吹冷风时的功率为____________W。(3)在上述基础上，小明算出了应选配的电热丝的阻值，修好了电吹风机。他为自己能运用所学知识解决实际问题而感到高兴。你能计算出电热丝阻值是多少吗?     5.我市某养鸡场，在冬季为了提高产蛋量，采取了光照和保温两项措施。夜晚对鸡舍进行加热，同时用大功率灯泡进行光照，白天只需要适当保温，不番灯光照射。整个电路原理如图所示。其中R1、R2是电热器中的电热丝，L是“220V  900W”的大功率灯泡。通过定时开关S1 、S2的同时通断来实现白天和夜晚的用电要求。(1)当开关S、S1 、S2都闭合时，属于_____用电状态；当S闭合,S1 、S2断开时．属于用______电状态。(填“白天”或“夜晚”)(2)当S闭合，S1 、S2断开时，电流表示数为11A，R1与R2消耗的功率之比为1:4，求这时电路消耗的总功率及R1、R2的阻值。(3)现在，该地区生产用电采用“分时计价”措施，白天电价为O.50元/度，夜晚电价为0.20元/度。若该电路白天和夜晚工作时同均以10h计算，与“分时计价”前相比，单这一项用电每天节省开支多少元? (未实行“分时计价”前电价统一为O.40元/度)