中考物理一轮复习课时突破训练23 电能　电功　电功率 (含解析)

这是一份中考物理一轮复习课时突破训练23 电能　电功　电功率 (含解析)，共15页。试卷主要包含了选择题，填空题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。

课时训练(二十三)　电能　电功　电功率
(限时:90分钟)

|基础达标|
一、选择题
1.[2019·衡阳]小明家上次查看电能表示数为,本次查看时电能表示数如图K23-1所示,则下列说法正确的是 (　　)

图K23-1
A.他家在这段时间内消耗的电能为903 kW·h
B.电能表是测量电功率的仪表
C.若只让一个标有“220 V　1000 W”的电热水器正常工作10 min,则电能表的转盘转了600转
D.这个电能表的额定功率为2200 W
2.(多选)[2019·潍坊]如图K23-2所示电路中,电源电压不变,R1为定值电阻,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向右移动时,下列判断正确的是(　　)

图K23-2
A.电流表A的示数变大
B.电压表V1的示数变大
C.电路中消耗的总功率变大
D.电压表V2与电流表A示数的比值变小
3.[2019·凉山州]如图K23-3所示电路,电源电压恒定,L1(4 V　1 W)、L2(2 V　1 W)串联,灯丝电阻保持不变,电压表和电流表连接完好。当闭合开关S时,其中一只灯泡能正常发光,则此时电压表和电流表的示数分别为(　　)

图K23-3
A.1 V　0.5 A B.2 V　0.25 A
C.4 V　0.5 A D.1 V　0.25 A
4.[2019·苏州]额定电压均为6 V的甲、乙两灯,其I-U图线如图K23-4所示。下列说法正确的是 (　　)

图K23-4
A.甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小
B.甲、乙两灯的额定功率之比为4∶1
C.甲、乙两灯并联接在电压为2 V的电源两端时,电阻之比为3∶2
D.甲、乙两灯串联接在电压为8 V的电源两端时,实际功率之比为1∶3
5.(多选)[2019·绥化]如图K23-5甲所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器R2的滑片P从a端移动到b端的过程中,定值电阻R1两端的电压随滑动变阻器R2接入电路的阻值变化图像如图乙所示,下列说法正确的是(　　)

图K23-5
A.电源电压为6 V
B.定值电阻R1的阻值为10 Ω
C.当滑片P在b端时,通过R1的电流为0.6 A
D.当滑动变阻器接入电路的阻值为20 Ω时,R1消耗的电功率为0.4 W
6.[2019·天水]如图K23-6甲所示的电路,在滑动变阻器R2的滑片P从B向A滑动的过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示,则下列说法正确的是(　　)

图K23-6
A. R1的阻值是20 Ω
B.当电流表的示数是0.4 A时,R2接入电路的阻值是30 Ω
C.电源电压是16 V
D.该电路的最大电功率为7.2 W
二、填空题
7.[2019·常州]小明家电能表上月底的示数为,本月底的示数如图K23-7所示,他家本月消耗电能　　　　kW·h。小明家同时工作的用电器总功率不得超过　　　　W。小明将一个电风扇单独接入电路中,10 min内电能表的指示灯闪烁了32次,此过程中电风扇消耗电能　　　　J,其功率为　　　　W。 

图K23-7
8.[2019·威海]将分别标有“6 V　6 W”和“3 V　3 W”的甲、乙两只灯泡串联接在电压为3 V的电源两端,　　　　灯更亮;若并联接在该电源两端,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) 
9.[2019·巴中] 如图K23-8所示的电路中,L1标有“6 V　3 W”,L2标有“3 V　3 W”,闭合开关S后,两灯均发光,此时电路的总电阻R总=　　　Ω,电压表V1与V2的示数之比U1?U2=　　　　;若将两灯并联后接入3 V电路中,则两灯的实际功率之比P1?P2=　　　。(不计温度对灯丝电阻的影响) 

图K23-8
10.[2019·淄博]灯泡L的电流随电压的变化图像如图K23-9甲所示,将此灯泡与定值电阻R接入如图乙所示的电路中,只闭合开关S,小灯泡的实际功率为0.5 W,则电源电压是　　　V;再闭合S1,电流表的示数变化了0.1 A,则R的阻值是　　　　Ω;通电1 min,定值电阻R消耗的电能是　　　　J。 

图K23-9
三、实验探究题
11.[2019·娄底]小明设计的“测量小灯泡额定功率”的电路图如图K23-10甲所示,已知电源电压U恒为6 V,小灯泡标有“3.8 V”字样,它正常发光时通过的电流约为0.32 A。

图K23-10

(1)小明按图甲进行电路连接,当他接好最后一根导线时,小灯泡立即发出耀眼的光,接着小灯泡被烧坏,请指出小明在连接电路时的错误操作:①　　　　　　　　　　　　　;②滑动变阻器滑片P在图甲最右端位置。 
(2)另一组同学也在做这个实验,但开关闭合后,无论怎样移动滑片发现小灯泡都不亮,电流表没有示数,但电压表有示数。请分析造成此现象的可能原因是　　　　　　　　　　。 
(3)小明更换了一个同型号的新灯泡,正确连接电路,闭合开关,移动滑片P,小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为　　　　W。 
(4)小明还想用已有实验器材测量未知电阻Rx(约1 Ω)的阻值。当他用Rx替换小灯泡后,发现电压表已损坏(注意:其他器材完好、桌上还有一个开关S1可以使用;滑动变阻器的铭牌模糊不清,其最大阻值约为15 Ω)。请帮他完成实验设计:在图K23-11所示的虚线框中画出一个能测出Rx阻值的电路图。

图K23-11
四、计算题
12.[2019·娄底] 小明家某型号电热加湿器的原理图如图K23-12甲所示。R1、R2都是发热电阻,不考虑温度对电阻的影响,且R2=3R1;S为旋转型开关,1、2、3、4为触点,通过旋转开关S可实现“关”“低挡”“高挡”之间的切换(低挡为小功率加热,高挡为大功率加热),其部分技术参数如下表所示。

图K23-12

额定电压/V
220
高挡发热
功率/W
400
最大注
水量/kg
3

(1)开关处于图示位置时,电热加湿器的状态是　　　　(选填“关”“低挡”或“高挡”)。 
(2)求电热加湿器中R1的阻值。
(3)某次使用加湿器在额定电压下工作,加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量,其工作30 min的功率与时间的关系图像如图乙所示,如果电阻R1在此次“高挡”加热时产生的热量全部被水吸收,则可以使注水仓中冷水的温度升高多少?[计算结果保留整数,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
(4)某一天,小明断开家中其他所有用电器,只接通加湿器在“低挡”加热,发现家中标有“3000 revs/(kW·h)”的电能表转盘在400 s内转了27圈,求此时电阻R2的实际功率是多少?












|自我挑战|
13.[2019·德州]如图K23-13所示的电路中,a、b、c是三只电表(电压表或电流表),闭合开关S,标有“3 V　1.5 W”的灯泡L1正常发光,标有“6 V　3 W”的灯泡L2发光较暗。若不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是(　　)

图K23-13
A.电表a为电流表,且示数为1 A
B.电表b为电压表,且示数为3 V
C.电表c为电流表,且示数为0.25 A
D.闭合开关S,电路消耗的总功率为2.25 W
14.[2019·宿迁] 如图K23-14所示,电源电压6 V保持不变,定值电阻R1标有“10 Ω　0.5 A”字样,滑动变阻器R2标有“20 Ω　1 A”字样,电流表量程为0~0.6 A,电压表量程为0~3 V。闭合开关S,下列做法能够保证电路安全的是(　　)

图K23-14
A.电路中电流不超过0.6 A
B.R1两端电压不超过3 V
C.滑动变阻器R2连入电路的阻值在10~20 Ω范围内变化
D.电路的总功率在1.8~3 W范围内变化
15.[2019·河北]小明利用如图K23-15甲所示的电路测定小灯泡的额定功率。所用器材:额定电压为2.5 V的小灯泡、电池组(两节干电池串联,电压为3 V)、一块电压表、滑动变阻器(10 Ω　2 A)、定值电阻(R0=5 Ω)、三个开关和若干导线。

图K23-15
(1)用笔画线代替导线,将图乙中的实物电路按图甲所示的电路图连接完整。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器滑片滑到最　　　　(选填“左”或“右”)端。 
(3)连接完电路后,小明只闭合开关S、S1时,移动滑片P,电压表示数发生改变;只闭合开关S、S2时,移动滑片P,小灯泡不发光。于是小明用电压表进行电路故障检测,把电压表并联在电路某元件两端,测试结果如下表所示。则电路中一定存在的故障是　　　　。(填写选项字母) 

测试元件
灯泡L
开关S2
电压表
无示数
有示数
A.灯泡L处断路　　B.灯泡L处短路　
C.开关S2处断路
(4)排除故障后,小明继续实验。
①只闭合S、S2,移动滑片P,使电压表的示数为　　　　V; 
②只闭合S、S1,保持滑片P不动,读出电压表的示数为2.25 V;
③小灯泡的额定功率为　　　　W。 
(5)当加在小灯泡两端的电压为额定电压的一半时,小灯泡的实际功率P实　　(选填“>”“<”或“=”)P额。 
[拓展] (6)小红通过课外学习知道,干电池有一定的电阻,我们需要用它的“电压U”和“电阻r”两个物理量来描述它(如图K23-16所示)。于是小红在小明完成步骤①后,将电压表并联在电池组两端,保持滑片P的位置不变,只闭合S、S2时,读出电压表示数为2.55 V,则小明实验中所用电池组的电阻r是　　　Ω。 

图K23-16






【参考答案】
1.C　[解析]他家在这段时间内消耗的电能W=8633.5 kW·h-8543.2 kW·h=90.3 kW·h,故A错误;电能表是测量消耗电能的仪表,故B错误;3600 r/(kW·h)表示电路中每消耗1 kW·h的电能,电能表的转盘转过3600 r,只让一个标有“220 V　1000 W”的电热水器正常工作10 min,其消耗的电能为W=Pt=1 kW× h= kW·h,则电能表的转盘转过的圈数N= kW·h×3600 r/(kW·h)=600 r,故C正确;电能表属于测量仪表,不消耗电能,没有额定功率,故D错误。
2.AC　[解析]由电路图可知,R1与滑动变阻器R2串联,电压表 V1测R2两端的电压,电压表 V2测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑动变阻器的滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路中的总电阻变小,由I=可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,故A正确;由U=IR可知,R1两端的电压变大,即电压表V2的示数变大,由于电源电压不变,根据串联电路的总电压等于各分电阻两端的电压之和可知,R2两端的电压变小,即电压表V1的示数变小,故B错误;电源电压不变,电路中的电流变大,根据P=UI可知,电路中消耗的总功率变大,故C正确;由R=可知,电压表V2与电流表A示数的比值等于定值电阻R1的阻值,则两者的比值不变,故D错误。
3.D　[解析]由P=UI可得,两灯泡的额定电流分别为I1===0.25 A,I2===0.5 A,两灯泡串联,能正常发光的是额定电流小的灯泡L1,则此时L1两端电压为4 V;电流表测量电路中的电流,则电流表的示数I=I1=0.25 A;电压表测量灯泡L2两端电压,则L2两端电压U2'=IR2=I×=0.25 A×=1 V。故选D。
4.D　[解析]I-U图像中图线的斜率恰好表示电阻的倒数,斜率越大说明电阻越小,由图可知随电压的增大,斜率逐渐变小,则电阻逐渐变大,故A错误;当电压都是6 V时,甲、乙两灯均正常工作,此时I甲=0.6 A,I乙=0.3 A,由P=UI得甲、乙两灯的额定功率分别为P甲=3.6 W,P乙=1.8 W,甲、乙两灯的额定功率之比为P甲∶P乙=2∶1,故B错误;甲、乙两灯并联接在电压为2 V的电源两端时,由图可知通过甲灯泡的电流为0.3 A,通过乙灯泡的电流为0.2 A,由R=可得此时两灯电阻之比为R甲∶R乙=I乙'∶I甲'=0.2 A∶0.3 A=2∶3,故C错误;甲、乙两灯串联接在电压为8 V的电源两端时,根据图中信息可知此时电路电流为0.3 A,甲、乙两灯两端的电压分别为U甲=2 V,U乙=6 V,由P=UI可知,实际功率之比为P甲实∶P乙实=U甲I∶U乙I=U甲∶U乙=2 V∶6 V=1∶3,故D正确。
5.ABD　[解析]由图甲可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测量R1两端的电压,由图乙可知,当R2=0 Ω时,只有R1单独工作,R1两端的电压即为电源电压,等于6 V,故A正确。当R2=50 Ω时,R1两端的电压U1=1 V,所以R2两端电压U2=U-U1=6 V-1 V=5 V,根据串联分压特点可得=,即=,解得R1=10 Ω,故B正确。当滑动变阻器的滑片位于b端时,R2=50 Ω,此时电路中的电流为Ib===0.1 A,故C错误。当滑动变阻器接入电路的阻值为20 Ω时,R1两端的电压为2 V,则此时R1的电功率为P1===0.4 W,故D正确。
6.A　[解析]由图甲可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测R2两端电压,由图乙可知,当电路中的电流为I=0.4 A时,滑动变阻器两端的电压为U2=10 V,电源电压U=IR1+U2①,当电路中的电流为I'=0.2 A时,滑动变阻器两端的电压为U2'=14 V,电源电压U=I'R1+U2'②,联立①②解得电源电压U=18 V,电阻R1=20 Ω,故A正确,C错误。由图乙可知,当电流表的示数为I=0.4 A时,R2接入电路的阻值为R2===25 Ω,故B错误。当电路的电流最大为I大=0.9 A时,电路消耗的电功率最大,为P大=UI大=18 V×0.9 A=16.2 W,故D错误。
7.100.5　8800　3.6×104　60
[解析]小明家本月消耗电能为W=W1-W2=2918.7 kW·h-2818.2 kW·h=100.5 kW·h;小明家同时工作的用电器总功率的最大值P大=UI=220 V×40 A=8800 W;将一个电风扇单独接入电路中,10 min内电能表指示灯闪烁了32次,则此过程中电风扇消耗的电能W3==0.01 kW·h=3.6×104 J;电风扇的功率P===60 W。
8.甲　1?2
[解析]由P=可得,两灯泡的电阻分别为R甲===6 Ω,R乙===3 Ω。若两灯串联,因串联电路中电流处处相等,且R甲>R乙,则由P=I2R可得,P甲实>P乙实,所以甲灯比乙灯更亮。若并联接在该电源两端,因并联电路中各支路两端电压相等,所以U并甲=U并乙,由P=可得,两灯消耗的功率之比P并甲?P并乙=?=×===。
9.15　5?1　1?4
[解析]L1的电阻R1===12 Ω,L2的电阻R2===3 Ω,R1、R2串联时,电路的总电阻R总=R1+R2=12 Ω+3 Ω=15 Ω。此时电压表V1测电源电压,电压表V2测L2两端的电压,所以两电压表示数之比====。将两灯并联后接入3 V电路中,由P=可知P1?P2=∶=R2?R1=3 Ω?12 Ω=1?4。
10.2　20　12
[解析]只闭合开关S,只有小灯泡L接入电路,从图甲中可以知道,当灯泡两端的电压为2 V时,通过灯泡的电流为0.25 A,灯泡的电功率为P=U灯I灯=2 V×0.25 A=0.5 W,所以电源电压为2 V;再闭合S1,电流表的示数变化了0.1 A,则R支路的电流为IR=0.1 A,根据欧姆定律有R===20 Ω;通电1 min,定值电阻R消耗的电能是W=UIRt=2 V×0.1 A×60 s=12 J。
11.(1)连接电路时开关没有断开
(2)小灯泡断路　(3)1.14　
(4)如图所示

[解析](1)当他连接好所有的导线时,发现小灯泡立即发出耀眼的光,接着小灯泡被烧坏,则连接电路时的错误操作是:①连接电路时开关没有断开;②开关闭合前,滑动变阻器没有调到最大阻值处。
(2)分析可知,开关闭合后,无论怎样移动滑片发现小灯泡都不亮,电流表没有示数,说明电路有断路,但电压表有示数,说明电压表可以与电源两极接通,造成此现象的可能原因是小灯泡处断路。
(3)因为是同型号的新灯泡,且正常发光,则其额定电压为3.8 V,由“它正常发光时通过的电流约为0.32 A”可知,电流表选择的是小量程,则此时的电流值为0.3 A,则小灯泡的额定功率P=UI=3.8 V×0.3 A=1.14 W。
12.解:(1)关
(2)开关S旋转至触点“3、4”时,电路为R1的简单电路,为高挡,
R1的阻值R1===121 Ω。
(3)由图乙可知,工作30 min时,其中“高挡”工作时间为10 min,“低挡”工作时间为20 min,
则在“高挡”工作时消耗的电能
W高=P高t高=400 W×10×60 s=2.4×105 J。
如果电阻R1在此次“高挡”加热时产生的热量全部被水吸收,即在“高挡”加热时水吸收的热量Q=W高=2.4×105 J。
由Q=cmΔt可得,这些热量使水升高的温度
Δt==≈19 ℃。
(4)加湿器在400 s内消耗的电能
W==0.009 kW·h=3.24×104 J,
加湿器在“低挡”加热的实际功率
P===81 W。
开关S旋转至触点“2、3”时,R1和R2串联,为“低挡”,加湿器在“低挡”加热时总电阻R总=R1+R2=R1+3R1=4R1=4×121 Ω=484 Ω,
由P=I2R可得,此时电路的实际电流
I实际=== A,
R2的阻值R2=3R1=3×121 Ω=363 Ω,
此时电阻R2的实际加热功率P2=R2=×363 Ω=60.75 W。
13.D　14.D
15.(1)如图所示

(2)右　(3)C　(4)①2.5　③0.75
(5)>　(6)1.5
[解析](2)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即滑到右端。
(3)若灯泡L处断路,将电压表与灯泡L并联,则电压表有示数且接近电源电压,故A不符合题意;若灯泡L处短路,将电压表与灯泡L并联,电压表无示数,将电压表与开关S2并联,电压表仍然无示数,故B不符合题意;若开关S2处断路,将电压表与灯泡L并联,则电压表无示数,将电压表与开关S2并联,则电压表有示数且接近电源电压,故C符合题意。
(4)①只闭合开关S、S2,滑动变阻器R与灯泡L串联,电压表测灯泡L两端的电压,移动滑片P,使电压表示数U额=2.5 V,此时灯泡L正常发光;
②只闭合开关S、S1,保持滑片P不动,滑动变阻器R与定值电阻R0串联,此时电压表测R0两端的电压U0=2.25 V,根据串联电路电压与电阻关系则有=,代入数据有=,解得R滑= Ω;
③灯泡正常发光时,滑动变阻器两端的电压
U滑'=U-U额=3 V-2.5 V=0.5 V,
此时电路中的电流I===0.3 A,
则小灯泡的额定功率
P额=U额I=2.5 V×0.3 A=0.75 W。
(5)当电阻不变时,由P=可知,电压变为原来的一半,则功率变为原来的。由于小灯泡的电阻是变化的,当电压减小时,功率减小,电阻也减小,故当小灯泡两端的实际电压为额定电压一半时,小灯泡的实际功率P实>P额。
(6)由第(4)问可知,小灯泡正常发光时电路中的电流I=0.3 A,将电压表并联在电池组两端,测得滑动变阻器和灯泡的总电压U'=2.55 V,则电池电阻两端的电压Ur=U-U'=3 V-2.55 V=0.45 V,则所用电池组的电阻r===1.5 Ω。