初中物理人教版(2024)九年级全册第2节 电功率优秀同步测试题
展开1、电功率的概念
(1)定义:电流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,用字母P表示,灯泡的亮度取决于灯泡的实
际功率大小。
(3)国际单位:瓦特(W);常用单位:千瓦(kW)。
(4)电功与电功率的区别:用电器消耗电能的多少为电功,而消耗电能的快慢叫电功率。
电功电功率的比较如下表所示。
2、额定电压、额定功率、实际电压、实际功率
(1)定义:
①用电器正常工作时的电压叫额定电压;用电器在额定电压下的功率叫额定功率;
②用电器实际工作时的电压叫实际电压;用电器在实际电压下的功率叫实际功率。
(2)方法点拨
①灯泡铭牌的意义:例如“PZ220-40”,其中PZ表示该灯泡适用于普通照明电路,220表示该灯泡的额定电压是220V,40表示该灯泡的额定功率是40W;
②灯泡的亮度取决于实际功率,如果实际功率相等,则亮度相同;
③额定功率是唯一的、确定的,不随实际工作电压而改变;实际功率是不确定的,随实际电压而改变;
④用电器只有在额定电压下才能正常工作。
3、电功率与电能、时间的关系
(1)电功率是反映电能消耗快慢的物理量,定义为1秒钟内消耗电能的多少,因此,用所消耗的电能除以消耗这些电能所用的时间,就得到定义式。
(2)公式在使用时单位要统一,有两种可用:①电功率用瓦(W),电能用焦耳(J),时间用秒(s);②电功率用千瓦(kW),电能用千瓦时(kW•h 度),时间用小时(h)。
4、电功率与电压、电流的关系
(1)在电压相等的情况下,通过灯泡的电流越大,灯泡消耗的电功率越大;
(2)在电流相同的情况,电功率的大小与电压的大小有关,且与电压成正比;
(3)在电压相同的情况,电功率的大小与电流的大小有关,且与电流成正比。
5、电功率的计算
(1)定义式:P=UI.即电功率等于用电器两端的电压和通过它的电流的乘积,该公式是电功率的普适公式,适用于所有的用电器。
P表示电功率,单位是W;U表示某段电路两端的电压,单位是V;I表示通过这段电路的电流,单位是A
(2)导出式:P=I2R,,这两个公式只适用于纯电阻电路,即能将电能全部转化为内能的用电器,如电炉子、电饭煲就属于纯电阻电路。
※解题方法点拨:
(1)分析比较用电器的电功率:
首先考虑公式P=UI分析,如果不好使,可以考虑:
①对于串联电路,因为电流到处相等,用P=I2R较为利便;
串联电路中电功率与电压、电阻的关系:串联电路:(电功率之比等于它们所对应的电压、电阻之比)
②对于并联电路,因为各并联电路两端电压相等,用较为利便。并联电路中电功率与电流、电阻的关系:(电功率之比等于它们所对应的电流之比、等于它们所对应电阻的反比)
(2)计算用电器的电功率:计算每个用电器的电功率,无论串联、并联电路,都可以用P=I2R计算,也都可以用计算。选用哪个公式就看题目已知的是哪些量。
【考点1 电功率的概念】
【典例1-1】(2022秋•会同县期末)小伟利用电能表和秒表测某家用电器的电功率,当电路中只有这个用电器工作时,测得在15min内消耗的电能为0.5kW•h,则这个用电器可能是( )
A.节能灯B.洗衣机C.电视机D.空调机
【典例1-2】(2022秋•柳州期末)智能手机设置了自动调节屏幕亮度的功能后,处于光照比较强的环境时,屏幕会变亮,此时经过手机屏幕的电流 ,消耗的电功率 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
【变式1-1】(2022秋•通道县期末)图中的几种用电器正常使用时功率最接近250W的是( )
A.家庭电扇B.自动洗衣机
C.台灯 D.电饭锅
【变式1-2】(2022秋•涟水县期末)央视春晚,岳云鹏和孙越的相声《妙言趣语》中,小岳岳说,“瓦片的瓦,里面一个千万的千,这个字念‘千瓦’。”网友第一时间翻了家里的《新华字典》,结果还真有如图所示的“瓩”,念两个音“千瓦”,它是电学里 (选填“电功”或“电功率”)的单位,表示电流做功 (选填“快慢”或“多少”)的物理量。
【考点2 额定电压、额定功率、实际电压、实际功率】
【典例2-1】(2023•天府新区模拟)以下用电器中,能直接在220V电压下正常工作的是( )
A.电子手表B.电子体温计
C.电视机遥控器D.电视机
【典例2-2】(2022秋•汉寿县期末)把标有“220V 40W”和“220V 15W”的甲、乙两盏灯串联接在220V电压下,则下列分析正确的是( )
A.两盏灯的总功率等于55W
B.两盏灯的总功率大于15W
C.甲灯消耗的电能少于乙灯消耗的电能
D.乙灯的实际功率大于甲灯的实际功率
【典例2-3】(2022秋•费县期末)有甲、乙两只灯泡分别标有“220V 40W”和“110V 50W”字样,当它们正常发光时 (填“甲灯较亮”、“乙灯较亮”、“一样亮”或“无法判断”);小明养成随手关灯的良好习惯,当他关掉家中不用的电灯后,家中电路的总电阻 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
【变式2-1】(2023•岳阳一模)如图所示,闭合开关S,两灯泡均正常发光,则两灯泡一定具有相同的( )
A.实际功率B.额定电压C.额定功率D.电阻
【变式2-2】(2022秋•大连期末)一个标有“20V 12W”的电热器,当通过它的电流为0.5A时,它的实际功率( )
A.小于12WB.等于12W
C.大于12WD.条件不足,无法判断
【变式2-3】(2022秋•曲阜市期末)两只灯泡额定电压都是220V,额定功率分别是100W和40W,但灯泡上的铭牌标识都模糊不清,为了区别两灯,小明进行以下操作:先观察灯丝,灯丝细的是 的;再将两灯串联在家庭电路中,发光较亮的是 的(两空均选填“40W”或“100W”)。
【考点3 电功率与电能、时间的关系】
【典例3-1】(2022秋•山西期末)小亮新买了一款手机,他通过说明书了解到手机电池的规格为“5V 4000mA•h”,为了测试充电器的充电速度,他在电池电量剩余30%时,立刻插上最大功率为40W的充电器,直到电量充满,则这次给手机充电的最短时间为( )
A.0.2hB.0.35hC.0.5hD.0.67h
【典例3-2】(2022秋•郑州期末)如图所示,这是人们利用充电桩给电动汽车充电时的情景,充电过程中,将 能转化为 能。已知该充电桩的充电功率为7kW,电动汽车的蓄电池容量为42kW•h,则在电池电量用尽的情况下,充满电需要 h。
【变式3-1】(2023•莆田一模)智能手机在生活中应用越来越频繁,当手机“电量”所剩无几时,我们可以采用“省电模式”来延长使用时间,这是通过哪种方式实现的( )
A.减小电功率 B.增加电池电压 C.降低散热能力 D.给电池充电
【变式3-2】(2022秋•磁县期末)小明同学看见爸爸的手机锂电池上面标明“电压为3.7V,容量为1100mA•h”,则它充满电后存储的电能为 J;手机电池充电过程中将 能转化成 能;智能手机在频繁的使用时会导致它的电能消耗很快,当手机“电量”所剩无几时,通常可以将其设置成“省电模式”来延长使用时间,这是通过 (选填“增大”或“减小”)总功率的方式实现的。
【考点4 电功率与电压、电流的关系】
【典例4-1】(2023•长春二模)按如图连接电路,闭合开关,观察到灯L1比L2亮。灯L1、L2的电流、电压和电阻分别记为I1、I2、U1、U2、R1、R2,下列说法正确的是( )
A.I1>I2B.R1<R2C.U1>U2D.U1=U2
【典例4-2】(2022秋•庐阳区期末)如图所示的电路中,电源电压保持不变,灯L1标有“3V 1.2W”、灯L2标有“3V 0.9W”字样。先只闭合开关S1,灯L1正常发光;再闭合开关S2,电流表应选择 (选填“0~0.6A”或“0~3A”)的量程。
【变式4-1】(2022秋•云州区期末)为了保护同学们的视力,学校教室里用如图所示的规格为“220V 22W”的LED护眼灯更换日光灯。下列说法错误的是( )
A.制成LED护眼灯的主要材料是半导体
B.正常工作时,通过每盏LED护眼灯的电流是0.1A
C.学校中同时工作的用电器越多,电路的总电阻越大
D.LED护眼灯发光更明亮的原因是它将电能大部分转化为光能
【变式4-2】(2022秋•泗洪县期末)分别标有“220V 40W”“36V 40W”字样的甲、乙两盏白炽灯,当它们正常发光时,通过它们的电流I甲 I乙,两灯的电阻R甲 R乙。(选填“>”、“=”或“<”)
【考点5 电功率的计算】
【典例5-1】(2022秋•会同县期末)如图甲所示的电路中,电源电压恒定不变,R2=40Ω,通过R1的电流随它两端电压变化关系如图乙所示,则下列计算不正确的( )
A.R1的阻值大小是20Ω
B.当S1、S2、S3均闭合时,电流表的示数为0.6A,则通过电阻R2的电流时0.2A
C.当S1、S2、S3均闭合时,电流表的示数为0.6A,则电源电压是6V
D.当S1闭合,S2、S3断开时,电流表的示数为0.16A,则R3消耗的功率是0.256W
【典例5-2】(2022秋•西华县期末)小灯泡的I﹣U图像如图甲所示,将它与定值电阻R并联,如图乙所示,闭合开关S1,电流表的示数为0.2A;再闭合开关S2,电流表的示数为0.45A。则电源电压为 V;定值电阻的阻值为 Ω;此时小灯泡的电功率为 W。
【典例5-3】(2022秋•邹城市期末)如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关时,滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端。电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示。求:
(1)电源电压;
(2)定值电阻R的阻值;
(3)电路的最小总功率。
【变式5-1】(2022秋•肇源县期末)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S,移动滑片P,滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像如图乙所示。则下列分析正确的是( )
①电源电压为8V
②滑动变阻器的最大阻值是20Ω
③滑动变阻器消耗的电功率最大时,变阻器的阻值是20Ω
④整个电路消耗的最大电功率为14.4W
A.只有①③B.只有①④C.只有②③D.只有②④
【变式5-2】(2022秋•枣阳市期末)某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时,电路如图所示,电源电压恒为6V,电流表、电压表的量程分别为“0~0.6A”“0~3V”,滑动变阻器的规格为“20Ω 2A”,灯泡标有“3V 0.9W”字样(忽略灯丝电阻变化),在实验中为保证所有元件安全,电流表示数的变化范围是 ,滑动变阻器消耗的功率变化范围是 。
【变式5-3】(2022秋•永川区期末)如图所示,灯泡L标有“2.5V,0.5A”字样(不考虑灯丝电阻的变化),滑动变阻器R2标有“50Ω,1A”字样,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A。当闭合开关S1、断开开关S2时,灯泡正常发光,通电100s电流通过定值电阻R1所做的功为250J。当闭合开关S2、断开开关S1时,在保证电表不超量程的情况下,定值电阻R1消耗的电功率为P1。求:
(1)灯泡L的额定功率;
(2)电源电压;
(3)电阻R1的电功率P1的变化范围。
一、选择题。
1.(2022秋•庄河市期末)下列生活中常见的电流、电压、电功率值最接近实际的是( )
A.家用电冰箱的电流约1A
B.手机电池电压约37V
C.手电筒中的电流约200A
D.液晶电视机的功率约为0.5W
2.(2022秋•淄博期末)一位电视台记者在报道某工厂上半年共节电5000kW•h的时候,手举一只理发用的电吹风说:“我这只电吹风是500W的,也就是0.5kW,这个厂节省的电力可以开动10000个这样的电吹风。”这位记者的报道中混淆了两个重要的电学概念,这两个概念是电能和( )
A.电流B.电阻C.电功率D.电功
3.(2022秋•高阳县校级期末)某电视机的额定功率是200W,那么1kW•h的电能可以使它正常工作( )
A.0.05hB.0.2hC.5hD.200h
4.(2022秋•海珠区期末)如图所示的电路,当闭合开关后,小灯泡L1、L2均可发光,它们的实际功率分别为P1、P2,P1>P2。此时( )
A.电压表V1的示数等于电压表V2的示数
B.若L2灯丝烧断,电压表V1、V2均几乎没有示数
C.若L2灯丝烧断,则电压表V2几乎没有示数,V1有示数
D.若一导线接在L2两端,则电压表V2几乎没有示数,V1有示数
5.(2022秋•宿迁期末)宿迁市在创建文明典范城市过程中,需要我们共同关注环境。某校兴趣小组为了检测空气质量指数,设计了甲图所示的检测电路。R为气敏电阻,其电阻的倒数与空气质量指数的关系如图乙所示,已知电源电压6V保持不变,R0=10Ω,当电压表示数为3V时,下列说法错误的是( )
A.气敏电阻R的电阻为10ΩB.通过R的电流为0.3A
C.此时空气质量指数为25D.电阻R的电功率为1.2W
6.(2022秋•沙坪坝区校级期末)如图,电源电压恒定,小灯泡L标有“4V 1.6W”字样(灯泡电阻不变),电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程均为0~15V,电阻均匀分布的滑动变阻器R2标有字样“30Ω 1A”。闭合S1、S2,断开S3,将滑动变阻器R2的滑片P2调到最下端,滑动变阻器R1的滑片P1从最左端移至中点时,电压表V1的的示数为1.5V。闭合S3,断开S1、S2,当滑动变阻器R2的滑片从下往上移动总长度的六分之五时,小灯泡正常发光。则在电路安全的前提下,下列说法正确的是( )
①电源电压为6V
②滑动变阻器R1的最大阻值为90Ω
③闭合S3,断开S1、S2时,R2功率的变化范围为0.675W~0.9W
④闭合S3,断开S1、S2时,电路总功率的变化范围为1.2W~2.4W
A.①②B.①③C.①③④D.②③④
7.(2022秋•青山区期末)(多选)小明用如图甲所示的电路来测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率,电源电压恒为4.5V,小明从滑动变阻器接入电路中的阻值最大时开始记录数据,测得小灯泡的U﹣I图象如图乙所示。下列计算结果正确的是( )
A.小灯泡的额定功率为1W B.小灯泡正常工作时的电阻为5Ω
C.滑动变阻器的最大阻值为20Ω D.电路消耗的最小功率为0.45W
8.(2022秋•环江县期末)(多选)如图甲所示电路,电源电压恒定不变,R1为定值电阻。电流表的量程为“0~0.6A”,电压表的量程为“0~15V”,滑动变阻器R2的最大阻值为80Ω。在保证电路元件安全的情况下,小心移动滑片,R2消耗的电功率P与电压表示数U的关系图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.定值电阻R1的阻值为20Ω B.电压表的最小示数为12V
C.电路消耗总功率的最大值为9W D.R2消耗功率的最大变化量为2.7W
二、填空题。
9.(2022秋•萧县校级期末)某电热水器的电功率为2000W,其物理意义是
。
10.(2022秋•项城市期末)有一盏标有“220V,25W”的白炽灯,若把它接入110V的电路上,它的实际功率 (选填“大于”“小于”或“等于”)25W,此时的灯泡 (选填“能”或“不能”)正常发光。
11.(2022秋•高邮市期末)小明用两只灯泡做实验,灯甲标有“6V 6W”,灯乙标有“3V 6W”,把它们串联在同一电路中保证其中一个灯泡正常工作,则电路两端允许的最高电压是
V;两灯消耗的总功率为 W:把它们并联在同一电路中保证其中一个灯泡正常工作,则电路干路中允许经过的最大的电流是 A。(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。
三、计算题。
12.(2022秋•珙县期末)如图所示,电源电压为18V,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~15V”。闭合开关S,移动滑片,当滑片移至滑动变阻器中点时,电流表的示数为0.36A,电压表的示数为3.6V。
(1)求R0的阻值;
(2)求滑动变阻器的最大阻值;
(3)在保证电路安全的情况下,求电路消耗的最大功率。
13.(2022秋•会同县期末)如图所示电路中,电源两端电压为U,且保持不变。R1、R2和R3为三个定值电阻,已知R1=5Ω。当只闭合开关S2时,电流表的示数为0.3A,电路消耗的总功率为P;当三个开关都闭合时,电流表的示数变化了1.95A,电路消耗的总功率为P′;当只断开开关S1时,电流表的示数为0.45A,电路消耗的总功率为P″。试求:
(1)电源电压U;
(2)电阻R2和R3
(3)总功率P″;
(4)P:P′。
14.(2022秋•天心区期末)如图所示,电源电压U保持不变,滑动变阻器R0标有“90Ω 0.8A”字样,灯泡R3的铭牌标有“6V 3.6W”字样(不考虑温度对灯泡电阻的影响),当开关S1闭合、S2和S3断开,滑动变阻器的滑片距离左端三分之一的位置时,R1的功率是P1;当开关S1、S2和S3都闭合,滑动变阻器的滑片在最左端时,R1的功率是P1′;当开关S2闭合、S1和S3断开,滑动变阻器的滑片在最左端时,通过灯泡的电流为0.5A。已知R2:R3=8:5,P1:P1′=1:16,电流表的量程为0~3A,电压表V的量程为0~15V。求:
(1)小灯泡正常工作时的电流;
(2)电源电压;
(3)只闭合开关S3,断开S1、S2,为保证电路安全,求滑动变阻器的取值范围;
(4)只闭合开关S1,断开S2、S3,当滑动变阻器的电功率为7.2W时,求电压表的示数。
物理量
物理意义
定义
公式
单位
测量
电功(W)
表示用电器消耗电能的多少
电流做功的多少
W=Pt
W=UIt
焦耳
千瓦时(度)
电能表
电功率(P)
表示电流做功的快慢
单位时间内电流所做的功
P=UI
瓦特
千瓦
用电压表、电流测量
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