初中物理第2节 电功率优秀课后作业题
展开人教版九年级物理 第十八章《电功率》
第2节 电功率
精选练习
一、夯实基础
1. 电流在单位时间内所做的功叫做_________,可用公式_______表示,它的国际单位是_______,它是反映电流做功______的物理量。
【答案】电功率,P=W/t,瓦特,快慢。
【解析】电流在单位时间内所做的功叫做电功率,可用公式P=W/t表示,它的国际单位是瓦特,它是反映电流做功快慢的物理量。
2. 用电器正常工作时的电压叫做________,正常工作时的功率叫做_______,某种电热器正常工作时的功率是900瓦,它表示__________。
【答案】额定电压,额定功率,1秒内电流做功900焦。
【解析】用电器正常工作时的电压叫做额定电压,用电器正常工作时的功率叫做额定功率,电热器正常工作时的功率是900瓦,它表示1秒内电流做功900焦。
3. 如图1所示的家用电器中,正常工作时电功率最大的是( )
图1
A. 电扇 B. 笔记本电脑 C. 台灯 D. 电饭锅
【答案】D
【解析】电饭锅是加热的用电器,功率比较大,大约为600瓦左右,而其它用电器的电功率都大约20~50瓦左右。所以选D。
4. 决定小灯亮暗程度的物理量是( )
A. 电流 B. 电压 C. 电功 D. 电功率
【答案】D
【解析】决定小灯亮暗程度的物理量是电功率,电功率越大,小灯越亮。所以选D。
5.如图2是“伏安法”测电阻的电路图。闭合开关S,将滑片P向左滑动的过程中( )
图2
A.电流表示数变小 B.电压表示数不变
C.电路总功率变小 D.两表示数的比值不变
【答案】D
【解析】由电路图可知,电阻Rx与滑动变阻器R串联,电压表测定值电阻Rx两端的电压,电流表测电路中的电流;
选项A:当滑片P向左滑动时,接入电路的电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大,故A错误;
选项B:根据U=IR可知,定值电阻的阻值不变,电流变大,则其两端的电压变大,电压表示数变大,故B错误;
选项C:电源电压不变,电流变大,根据P=UI可知,电路总功率变大,故C错误;
选项D:电压表与电流表示数的比值为待测电阻Rx的阻值,阻值不变,比值不变,故D正确。
6. 一只灯泡上标有“220V 40W”的字样,“220V”表示_________,“40W”表示______,在家庭电路中工作10分钟,电流做功______焦。
【答案】额定电压,额定功率,24000。
【解析】“220V”表示灯泡的额定电压,“40W”表示额定功率,
t=10分钟=600秒,W=Pt=40瓦×600秒=24000焦
7. 标有“220V 100W”字样的灯泡,如果灯泡正常工作时,它两端的电压为_______伏,通过灯泡灯丝的电流为________安,灯泡灯丝的电阻为______欧。
【答案】220伏,0.45,484。
【解析】标有“220V 100W”字样的灯泡,如果灯泡正常工作时,它两端的电压为220伏,
P=UI I =P/U =100W/220V=0.45A
R=U/I=220伏/0.45安=484欧
8. 小灯泡的额定电压为2.5伏,调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压恰好为2.5伏时,电流表的读数是0.4安,则此时小灯泡的实际功率为_______瓦,它的额定功率为______。
【答案】1,1.
【解析】小灯泡的实际功率为P=UI=2.5伏×0.4安=1瓦
因为小灯泡两端的电压为2.5伏时,恰好等于额定电压,小灯泡正常发光,所以额定功率等于实际功率,为1瓦。
9. 标有“220V 2000W”字样的电热水壶正常工作6分钟,电流做功_____焦,消耗电能______度。
【答案】7.2×105焦,0.2。
【解析】t=6分钟=360秒=0.1时,
W=Pt=2000瓦×360秒=7.2×105焦
W=Pt=2千瓦×0.1时=0.2千瓦时(度)
10. 如图3所示,是小明家的电能表在某月初、月末的两次读数,由表盘数字图可知,他家在该月消耗的电能为_____kW•h,他家现已接入用电器的总功率为2000W,还可以接入的用电器最大功率为_____W。
图3
【答案】90;200。
【解析】他家在该月消耗的电能为月末和月初示数之差为90kW•h。
电能表上的最大电流为10A,电压为220V,能接入的最大功率为
P=UI=220V×10A= 2200W,已接入2000W,故还能接入最大为200W的用电器。
11.有一只标有“3.8V 0.3A”字样的小灯泡。其中“3.8V”是指小灯泡的________,“0.3A”是指小灯泡的________,小灯泡的额定功率为________W。将小灯泡接在3.0V的电路中,实际的电功率是______W。(灯丝电阻不变,结果保留两位小数)
【答案】额定电压;额定电流;1.14;0.71。
【解析】“3.8V ”是指小灯泡的额定电压为3.8伏,“0.3A”是指小灯泡的额定电流为0.3安。
小灯泡的额定功率为P=UI=3.8V×0.3A=1.14W
由欧姆定律可得小灯泡灯丝的电阻
将小灯泡接在3伏的电路中,灯丝电阻不变,其实际的电功率
12.充电宝是一个可充放电的锂聚合物电池,某充电宝部分相关参数如下表所示。该充电宝完全充满电时储存的电能为________J,使用时的输出功率为________W。
【答案】3.6×104,5。
【解析】“100mA/20V/5h”表示该充电宝充电时的电压为20伏、电流为100毫安,5小时充满;
该充电宝完全充满电时储存的电能:
W=UIt=20 V×100×10-3A×5×3600 s=3.6×104 J,
输出功率:P=U′I′=5 V×1000×10-3A=5 W。
13.在图4所示的电路中,电源电压为12伏,滑动变阻器R2标有“50Ω 1.5A”字样。电键S闭合后,电流表A的示数为0.6安。
图4
P
R1
R2
S
A
① 求电阻R1的阻值。
② 移动变阻器R2的滑片,求通过干路中的最小电流Imin。
③ 求电源消耗的最大功率Pmax。
【答案】①20欧;②0.84安;③ 25.2瓦。
【解析】① R1=U/I1=12伏/0.6安=20欧
② R2的最小电流I2min=U/ R2max=12伏/50欧=0.24安
最小电流 Imin=I1+I2min=0.6安+0.24安=0.84安
③ Pmax=UImax=12伏×(1.5安+0.6安)=25.2瓦
14.为方便黑夜开灯,家中可安装一种带有指示灯的开关,如图6(a)所示。这种开关是由一个指示灯和一个开关S构成。将该开关和照明灯连入电路,如图6(b)所示。请根据以下工作特点,对有关电路元件进行判断。
(a) (b)
L1
L2
S
220伏
图6
指示灯
① 当开关S闭合时,电路中的照明灯正常发光、指示灯不发光,则图6(b)电路中的灯L1是 (选填“照明灯”或“指示灯”)。
② 当开关S断开时,电路中的照明灯不发光,指示灯正常发光,说明此时指示灯的电阻 照明灯的电阻(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
③ 照明灯的额定功率 指示灯的额定功率(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】①指示灯;②大于;③大于。
【解析】① 当开关S闭合时,电路中的灯L1被短路,不发光,是指示灯;电路中的照明灯L2正常发光。
② 当开关S断开时,两灯串联,电流相等,因为指示灯正常发光,所以电功率大于照明灯的电功率,根据P=UI可知,指示灯两端的电压大于照明灯两端的电压;再根据R=U/I可知,此时指示灯的电阻大于照明灯的电阻。
③ 一般指示灯大多用发光二极管构成,电功率很小,而照明灯是给人们发光使用的,额定功率一定大于指示灯的额定功率。
二、巩固提高
15. 根据公式电功公式W=Pt可知,若电功率P和时间t的单位分别用千瓦、时,它们相乘后得到的电功的单位是 ,即度。1kW·h是电功率为 的用电器正常工作1h所消耗的 ,1度电可供250 W的电视机正常工作 h。
【答案】千瓦时(kW·h),1 Kw,电能,4。
【解析】根据公式W=Pt可知,若电功率P和时间t的单位分别用千瓦和时表示,它们相乘后得到的电功的单位是千瓦时,即度。
1 kW·h是电功率为1千瓦的用电器正常工作1 h所消耗的电能;
W=Pt t=W/P=1 kW·h/0.25KW=4h 1度电可供250 W的电视机正常工作4h。
16. 关于电功和电功率,下列说法中不正确的是( )
A. 千瓦时是电功的单位
B. 电流在单位时间内做功越多,电功率越大
C. 电功率是表示电流做功多少的物理量
D. 电流通过导体消耗的电能越多,电功率不一定越大
【答案】C
【解析】A选项: “千瓦时是电功的单位”。该选项正确。
B选项:“电流在单位时间内做功越多,电功率越大”。根据电功率的定义,该选项正确。
C选项:“电功率是表示电流做功多少的物理量”。因为电功率是表示电流做功快慢的物理量。所以该选项错误。
D选项:“电流通过导体消耗的电能越多,电功率不一定越大”。电功率的大小与电功和通电时间有关,因为没有时间,所以无法比较电功率的大小,该选项正确。
所以选C。
17.如图7所示,把分别标有“6V 6W”和“6V 3W”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( )
图7
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4.5W
C.1秒内甲灯消耗的电能是3J
D.甲灯两端的电压为6V
【答案】B
【解析】由P=UI可得,两灯泡的额定电流分别为:I甲===1A,I乙===0.5A
由R=可得,两灯泡的电阻分别为 R甲===6Ω,R乙===12Ω
A.由以上分析知,甲灯的电阻小于乙灯的电阻,故A错误;
B.因串联电路中各处的电流相等,所以电路中的电流 I=I2=0.5A,乙灯泡正常发光,
整个电路此时消耗的总功率 P=I2(R1+R2)=( 0.5A)2×(6Ω+12Ω)=4.5W;故B正确;
C.1秒内甲灯消耗的电能是 W甲=I2R甲t=( 0.5A)2×6Ω×1s=1.5J;故C错误;
D.甲灯两端的电压为U甲=IR甲=0.5A×6Ω=3V;故D错误。
故选B。
18.如图8甲所示是常见的电热液体蚊香器。
图8
(1)将蚊香器插入插座,加热器开始工作,温度升高,其电能转化为______;
(2)驱蚊液被加热汽化后充满整个房间,说明气体之间发生了______现象;
(3)如图乙是蚊香器的内部电路图,指示灯和加热器的连接方式是______联。蚊香器正常工作10h消耗的电能是______kW·h。
【答案】内能; 扩散;并,0.05。
【解析】(1)将蚊香器插入插座,加热器开始工作,温度升高,其电能转化为内能。
(2)扩散现象表明,一切物质的分子都在不停地做无规则运动,所以驱蚊液被加热汽化后充满整个房间,说明气体之间能发生扩散现象。
(3)从图乙可以看到,加热器和指示灯两端分别连在一起,它们的连接方式是并联。
(4)从图甲可以看到,蚊香器的额定功率是5W,蚊香器正常工作10h消耗的电能
W=Pt=0.005千瓦×10时=0.05 kW·h
蚊香器正常工作10h消耗的电能是0.05 kW·h。
19. 一灯泡标有“6V 3W”的字样,现仅有8V的电源,要使小灯泡正常发光,应该给小灯泡_____(选填“串”或“并”)联一个________Ω的电阻。(不考虑灯泡电阻受温度的影响)
【答案】串;4。
【解析】(1)根据题意知道,灯泡正常发光时的电压UL =6V,功率PL =3W,所以要使灯泡接到8V的电源上时正常发光,应串联一个电阻R分压。
(2)因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以串联电阻两端的电压UR =U-UL =8V-6V=2V
又因为串联电路中各处的电流相等,所以,由P=UI知道,灯泡正常工作时电路中的电流
IL=PLUL=3W6V=0.5A
由 I=UR 知道,串联电阻的阻值 R=URIL=2V0.5A=4Ω
20.某充电宝铭牌上的参数如表所示:
型号:********
容量:20000mAh
电芯类型:锂聚合物电池
输入电压:5V
输入电流:2A
输出电压:5V
输出电流:2.4A
(1)根据参数可知此充电宝输出的电流为 安,当它正常工作时,输出功率为 瓦。
(2)根据民航对充电宝的规定:①额定能量不超过100Wh可带上飞机。②额定能量超过100Wh,小于160Wh的经航空公司批准后可以带上飞机。③超过160Wh严禁携带。
上述规定中,“Wh”是物理量 的单位,请判断此充电宝 (选填“能”或“不能”)被带上飞机。
【答案】(1)2.4;12;(2)能量(电能);能。
【解析】(1)根据参数可知此充电宝输出的电流为2.4安,当它正常工作时,输出功率为
P=UI=5伏×2.4安=1.2瓦
(2)W=Pt=1Wh=1W×1h=1W×3600S=3600J,所以“Wh”是能量(电能)的单位;
充电宝容量(电荷量)为Q=It=20000mAh=20A×3600s=72000C
储存的电能为W=UIt=UQ=5V×72000C=360000J
因为1Wh=3600J,
所以此充电宝储存的电能为360000J/3600J=100Wh
所以此充电宝能被带上飞机。
21. 有三支规格不同的灯泡上分别标有“220V 60W”、“110V 60W”、“36V 60W”的字样,它们在各自额定电压下工作,则通过______灯泡电流最大;在相同时间内,电流通过三个灯泡所做的功应该是_____的(选填“相等”或“不相等”)。
【答案】“36V 60W”,相等。
【解析】三支规格不同的灯泡它们在各自额定电压下工作,额定功率相等,均为60瓦,
根据P=UI可知,标有“36V 60W”的字样灯泡,通过的电流最大,
根据W=Pt可知:额定功率相等,所以在相同时间内,电流通过三个灯泡所做的功相等。
22. 将一段电阻丝接入电路中,测得其两端电压为12V,通过的电流为3A,则该电阻丝电阻为_____Ω;若将该电阻丝两端电压由12V降至6V,则电功率变化了_______W。
【答案】4,27。
【解析】(1)电阻丝的电阻R= UI=12V3A = 4Ω
(2)将该电阻丝两端电压由12V降至6V,则电功率变化
ΔP= U12R−U22R=12V24Ω−6V24Ω= 27W
23. 一盏节能灯标有“220V 11W”的字样,它的额定电压为______伏,这盏灯正常工作时通过的电流是______安;用这盏灯代替“100W”的白炽灯照明,正常工作10小时可节约电能______度。
【答案】220伏,0.05,0.89.
【解析】一盏节能灯标有“220V 11W”的字样,它的额定电压为220伏,
这盏灯正常工作时通过的电流是I=P/U=11W/220V=0.05A
W=Pt=0.011KW×10h=0.11KW·h
W′=P′t=0.1KW×10h=1KW·h
△W= W'- W=0.89 KW·h
24. 小明家的电能表标有3000r/(kW•h),一次实践活动中测得该电能表的转盘在2min内转了60转,则2min内电流做的功为 J,用电器的总功率为________W。
【答案】7.2×104J;600。
【解析】由电能表的盘上标有“3000r/(kW•h)”,可知电路中每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转3000转;所以当电能表转盘转了60转时,消耗的电能为
W=60/3000 kW•h =0.02kW•h =3.6×106J×0.02=7.2×104J;
t=2min=120S;
用电器的电功率P=W/t=7.2×104J /120S=600W。
25.电源电压为3V,分别将标有“6V 6W”和“3V 3W”的甲乙两只灯泡串联接在该电源两端,_____灯实际功率大;若并联在该电源两端,两灯消耗的功率之比P甲∶P乙=____(忽略温度对灯丝电阻的影响)。
【答案】甲,1∶2。
【解析】
由公式R=可知:甲、乙两只灯泡的电阻为 R甲== =6Ω, R乙== =3Ω,故R甲>R乙,甲、乙两只灯泡串联接时,电流相等,由P=I2R可知甲灯的电实际功率大。
若两灯并联时,电压相等,则由公式R=得两灯消耗的功率之比为= = =。
26.某电烤箱内部简化电路如图9所示,铭牌上的部分参数如表所示,当该电烤箱处于低温挡时,正常工作12min所消耗的电能为_____kW·h,R2的阻值为_____Ω。
电烤箱参数表
额定电压
220 V
高温挡功率
1500 W
低温挡功率
500 W
图9
【答案】0.1,48.4,小。
【解析】①该电烤箱处于低温挡时,功率为500W,则正常工作12min所消耗的电能为
②根据功率计算公式
当开关S1闭合、S2断开时处于低温状态,则R1的电阻为
③当开关S1和S2都闭合时处于高温状态,此时 P= U2R 1R= PU2
代入可得R2的电阻为
27. 如图10所示,电源电压不变,R1=20欧,滑动变阻器R2的滑片P在两个端点a、b间滑动电流表示数的变化范围为0.2安至0.6安。求:
图10
R1
R2
S
P
a
b
A
(1)R2的最大阻值;
(2)R1的功率变化范围。
【答案】(1)40欧,(2)0.8~7.2瓦.
【解析】(1)滑动变阻器R2的滑片P在端点a时,连入电路的阻值为0,电路中电流0.6安,
电源电压为U=IR1=0.6A×20Ω=12V
滑动变阻器R2的滑片P在端点b时,连入电路的阻值为最大,电路中电流0.2安,
电路总电阻 R= U/I=12V/0.2A=60Ω
R2= R- R1=60Ω-20Ω=40Ω
(2)R1的最大功率 P1max=U1max I1max=12伏×0.6安=7.2瓦
R1的最小功率 U1min =I1min R1=0.2安×20欧=4伏
P1min=U1min I1min=4伏×0.2安=0.8瓦
28. 在图11所示的电路中,电源电压恒定不变,R1的阻值为20欧。闭合电键S,电流表A1的示数为0.3安,电流表A2的示数为0.5安。
图11
R2
R1
S
A1
A2
⑴求电源电压U。
⑵求电阻R2的阻值。
⑶现用R0替换电阻R1、R2中的一个,使图11中的电流表A2的示数变为0.4安。求电阻R0消耗的电功率P0。
【答案】(1)6伏;(2)30欧;(3)1.2瓦或0.6瓦。
【解析】⑴ ∵闭合电键,R1与R2并联;
电流表A1与电阻R1串联,测量通过R1的电流I1;
电流表A2串联在干路上,测量总路中的电流I总;
∴I2=I总-I1=0.5安-0.3安=0.2安,
∴U1=I1×R1=0.3安×20欧=6伏 ∴U=U2=U1=6伏
(2)R2=U2/I2=6伏/0.2安=30欧
(3)若用R0替换R1,且I′总=0.4安,U0=U总=6伏,
则I0=I′总- I2=0.4安- 0.2安=0.2安
∴P0=U0×I0=6伏×0.2安=1.2瓦
若用R0替换R2,且I′′总=0.4安,U0=U总=6伏,
则I0=I′′总- I1=0.4安- 0.3安=0.1安
∴P0=U0×I0=6伏×0.1安=0.6瓦
29.如图12所示,将标有“6V 3W”字样的灯泡L1和标有“6V 6W”字样的灯泡L2串联在电路中,使其中一个灯泡正常发光,另一个灯泡的实际功率不超过其额定功率,不考虑温度对电阻的影响。求:
图12
(1)灯泡L1正常工作时的电流;
(2)灯泡L2的电阻;
(3)电源电压;
(4)此电路工作2分钟消耗的电能。
【答案】(1)0.5A;(2)6Ω;(3)9V;(4)540J。
【解析】(1)由P=UI可知:灯泡L1正常工作时的电流为: I1=P1/U1=3W/6V=0.5A;
(2)由P2=U2/R2可知灯泡L2的电阻为:R2=U2/P2=(6V)2/6w=6Ω;
(3)灯泡L2的额定电流为:I2=P2/U2=6W/6V=1A,
两灯泡串联,电流相等,一灯泡达正常发光,另一灯不超过额定电压,则一定是电流为0.5安,“6V 3W”字样的灯泡L1正常发光;
则灯泡L2两端的电压为:U'2=I1R2=0.5A×6Ω=3V,
电源电压为:U=U1+U'2=6V+3V=9V;
(4)此电路工作2分钟消耗的电能为:W=UIt=9V×0.5A×120s=540J。
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