第15讲 电功率Word文件下载.docx
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9.(2019·
昆明)如图是分别测量两个电阻时得到的电流随电压变化的图像,将这两个电阻串联后接入电路中,R1两端的电压U1与R2两端的电压U2的关系是U1__>
__U2;
将这两个电阻并联后接入电路中,R1消耗的电功率P1与R2消耗的电功率P2的关系是P1__<
__P2(均填“>
”“=”或“<
”).
10.(2019·
云南)LED灯具有节能、环保的特点,一个规格为“220V 8.5W”的LED灯与一个规格为“220V 60W”的白炽灯亮度相当.若一个规格为“220V 8.5W”的LED灯每天正常工作4小时,30天消耗的电能是__1.02__度,这些电能可供规格为“220V 60W”的白炽灯正常工作__17__小时.
11.(2019·
云南)如图所示,小灯泡L标有“3V 0.9W”的字样(忽略温度对灯丝电阻的影响).当开关S闭合、S1断开时,小灯泡正常发光,电压表的示数为1.5V,则电流表的示数为__0.3__A;
如果电压表的量程为0~3V,为确保电压表不被损坏,则__不能__(填“能”或“不能”)同时闭合开关S、S1.
简单电路类
12.(2019·
曲靖)某家庭电路如图所示,空调上标有“220V 880W”字样,电视上标有“220V 220W”的字样,求:
(1)电视机正常工作时,通过它的电流是多少?
(2)图中的两个用电器均正常工作时,电路中的总电阻是多少?
(3)若电视机所在支路发生短路,其他支路的用电器__不能__(填“能”或“不能”)正常工作.
解:
(1)由P=UI得电视机正常工作时的电流:
I=
=
=1A
(2)由P=
得空调正常工作时的电阻:
R空调=
=55Ω
电视机正常工作时的电阻:
R电视=
=220Ω
空调与电视机是并联,根据并联电路中电阻的规律
+
得总电阻:
R=
=44Ω
13.(2019·
曲靖)节能灯具有宽工作电压、长寿命、无噪音、无频闪、比普通白炽灯省电80%等优点.有资料显示,全国推广使用12亿只节能灯(2009年已实现),一年的节电量相当于三峡发电站的年发电量.小明的卧室里装有规格为“220V 11W”的节能灯一盏.
(1)此节能灯正常工作时的电流是多少?
(2)此节能灯每天工作4h,一个月(30天)耗电多少度?
(3)小明家的电能表标有“600revs/(kW·
h)”的字样,节能灯一个月消耗的电能可以使电能表的转盘转过多少转?
(1)由P=UI得,节能灯正常工作时的电流:
=0.05A
(2)一个月耗电:
W=Pt=11×
10-3kW×
30×
4h=1.32kW·
h,即1.32度电
(3)电能表的转盘转过:
n=W·
n0=1.32kW·
h×
600revs/(kW·
h)=792revs
14.(2019·
云南)电信公司机房接到某用户反映,他家的电话不能使用,经机房人员初步测试,判断为接入该用户的电话线某处短路.为了确定短路的具体位置,机房人员利用测量仪器接成如图所示的电路进行测量.已知电话线由两根导线并排而成,该用户家到机房的电话线长5km,设单根电话线每米的电阻为3×
10-3Ω,测量时电压表示数为12V,电流表示数为1A.若只考虑电话线的电阻,求:
(1)该用户家到机房单根电话线的电阻值;
(2)短路位置到机房的距离s;
(3)测量时电路消耗的功率.
(1)该用户家到机房的单根电话线的电阻值是
5000m×
3×
10-3Ω/m=15Ω
(2)短路位置到机房电话线的总电阻:
R总=
=12Ω
短路位置到机房单根电话线的电阻为
×
12Ω=6Ω
短路位置到机房的距离:
s=
=2000m=2km
(3)测量时电路消耗的功率:
P=UI=12V×
1A=12W
图象类
15.(2019·
曲靖)灯L1上标有“12V 9.6W”的字样,灯L2上只能看清12V的字样,测得两灯的电流与电压的关系如图所示,求:
(1)L1正常发光时的电阻是多少?
(2)若L1、L2串联接在电源的两极时,通过L1的电流为0.3A,则电源电压是多少?
(3)电路中只有L1、L2两灯串联,使L2正常工作时,电路消耗的总功率是多少?
(1)由P=
可知,灯泡L1正常发光时的电阻:
R1=
=15Ω
(2)由图示图象可知,电流I=0.3A时,灯泡两端电压:
U1=2V,U2=4V,两灯泡串联,电源电压:
U=U1+U2=2V+4V=6V
(3)灯L2正常发光时的电压为12V,由图示图象可知,此时通过L2的电流为0.5A,灯L1两端电压为4V,两灯泡串联,电源总电压:
U′=4V+12V=16V
电路消耗的总功率:
P=U′I′=16V×
0.5A=8W
16.(2019·
曲靖)某白炽灯的电流与电压关系如图所示,白炽灯工作时灯丝要达到很高的温度才能发出白光,已知灯丝质量为1.5g,比热容c=0.14×
103J/(kg·
℃).求:
(1)灯丝的温度从20℃升高到2020℃,需要多少热量?
(2)上述过程中,若电能转化为热能的效率为80%,则灯泡消耗的电能是多少?
(3)要将此灯改装为一个调光台灯接入家庭电路需要串联一个变阻器,灯泡的功率调到15W时,该变阻器接入电路的阻值应为多大?
(1)灯丝吸收的热量:
Q吸=cmΔt=0.14×
℃)×
1.5×
10-3kg×
(2020℃-20℃)=420J
(2)由η=
得灯泡消耗的电能:
W电=
=525J
(3)由图象可知当灯泡消耗的功率为15W时,灯泡两端电压U=150V,通过灯泡的电流I=0.1A,变阻器与灯泡串联,则变阻器两端的电压:
U电阻=U-UL=220V-150V=70V
由I=
得变阻器接入电路中的电阻:
=700Ω
动态电路类
17.(2019·
曲靖)如图所示,电源电压不变,无论开关S闭合还是断开,电流表的示数均为0.3A,则电阻R2的故障是__短路__.把R2换成一个12Ω的电阻,闭合开关S,电流表的示数为0.3A;
断开开关S,电流表的示数为0.2A.则S断开时,R1的功率为__0.96__W.
18.(2019·
云南)如图所示,电源电压6V恒定不变,灯泡L标有“6V 3W”字样,滑动变阻器的阻值范围是0~20Ω.求:
(1)小灯泡的电阻;
(设灯丝电阻不变)
(2)S、S1都闭合时滑动变阻器两端的电压;
(3)S闭合、S1断开时电路消耗的最小功率.
得,小灯泡的电阻:
RL=
(2)当S、S1都闭合时,滑动变阻器被短路,则滑动变阻器两端电压为0
(3)S闭合,S1断开时,灯L与滑动变阻器串联,当滑动变阻器接入电路的电阻R=20Ω时,电路消耗的功率最小,
Pmin=
=1.125W
家用电器类
19.(2019·
云南)盛夏酷暑,妈妈为了让小明在考试前有一个更舒适的学习环境,特地在他的房间安装了一台冷热两用的空调.这台空调说明书中的主要数据如表所示.
额定电压
220V
频率
50Hz
额定制冷功率
1400W
额定制热功率
1800W
(1)空调工作时应选用图中的__三__孔插座.
(2)空调正常制冷时电流是多大?
连续正常制冷30min消耗多少kW·
h的电能?
(3)这些电能若用于加热水,加热器的热效率为80%,能使50kg、20℃的水温度升高多少?
[水的比热容c水=4.2×
℃)]
(2)空调工作时的制冷功率P冷=1400W,由P=UI可得,正常制冷时的电流:
≈6.36A
由P=
可得,正常制冷30min消耗的电能:
W=P冷t=1.4kW×
0.5h=0.7kW·
h
(3)W=0.7kW·
h=0.7×
3.6×
106J=2.52×
由η=
可求得水吸收的热量:
Q=ηW=80%×
2.52×
106J=2.016×
由Q=cmΔt可得,升高温度:
Δt=
=9.6℃
命题点3 焦耳定律
20.(2019·
昆明)某型号电吹风的电动机和电热丝串联.电动机带动风叶转动,电热丝给空气加热,得到热风,电动机线圈电阻为R1,电热丝电阻为R2.将电吹风接入电压为U的电源后,通过的电流为I,消耗的电功率为P,同学们得到了下列四个关系式,其中正确的是(D)
①UI>
P ②P=I2(R1+R2) ③UI=P ④P>
I2(R1+R2)
A.①②B.②③C.①④D.③④
21.(2019·
曲靖)下列现象或装置,利用了电流热效应的是(C)
①电视机后盖有许多小孔 ②电动机外壳上装散热片 ③长期不用的电视机隔段时间通一次电 ④白炽灯 ⑤电脑机箱里装有小风扇 ⑥电暖手宝
A.①②⑥B.①②⑤
C.③④⑥D.②③⑥
22.(2019·
云南)冬季来临,小王给奶奶买了一个“暖手宝”.该“暖手宝”加热过程中所产生的电热与时间的关系如图所示,由此可知该“暖手宝”加热时的功率约为(B)
A.2400W
B.400W
C.40W
D.24W
23.(2019·
昆明)当一个电阻的阻值为R时,将它接在电路中通电一段时间,产生的热量为Q.如果要使它产生的热量为2Q,下列办法中可行的是(A)
A.将电压变为原来的2倍,通电时间变为原来的
B.将电阻变为原来的2倍,通电时间变为原来的
C.将电阻变为原来的
,通电时间变为原来的2倍
D.将电压变为原来的
,电阻变为原来的2倍
24.(2019·
曲靖)如图甲所示,把电阻R与灯L接在3V的电源上,电阻R与灯L的U-I图象如图乙所示,当S闭合时电路消耗的功率为__1.8__W,通电2min电阻R产生的热量为__108__J.
甲 乙
25.(2019·
曲靖)图是某种电砂锅的工作电路图,S是温控开关,当S闭合时,电砂锅处于__加热__(填“加热”或“保温”)状态;
电砂锅加热时的功率为1100W,保温时功率为55W,则电阻R2为__836__Ω.
26.(2019·
曲靖)两电阻R1∶R2=1∶2,将它们串联在电路中,它们两端的电压之比为__1∶2__,相同时间内电流通过电阻产生的热量之比为__1∶2__.
27.(2019·
云南)如图所示,R0、Rx为定值电阻,其中R0=10Ω,开关S断开时,电流表的示数为0.6A;
开关S闭合时,电流表的示数为0.8A,若电源电压不变,求:
(1)电源电压;
(2)电阻Rx的阻值;
(3)开关S闭合时,通电1min,电阻Rx产生的热量.
(1)电源电压:
U=I1R0=0.6A×
10Ω=6V
(2)由并联电路的电流规律,Rx的电流:
Ix=I-I1=0.8A-0.6A=0.2A
由欧姆定律I=
,可得Rx的阻值:
Rx=
=30Ω
(3)t=1min=60s
根据焦耳定律可得:
Q=I
Rxt=(0.2A)2×
30Ω×
60s=72J
28.(2019·
昆明)如图所示电路,电阻R′的阻值为50Ω,滑动变阻器R的最大阻值为100Ω,电源电压10V保持不变,闭合开关,求:
(1)当P移至a端时,电阻R′消耗的功率;
(2)当P移至b端时,电路中的电流大小和通电2min产生的热量.
(1)当P移至a端时,R接入电路中的阻值最大与R′并联,R′的电功率:
P1=
=2W
(2)当P移至b端时R′短路,只有R接入电路中,
通过R的电流:
=0.1A
产生的热量:
Q=I2Rt=(0.1A)2×
100Ω×
2×
60s=120J
29.(2019·
昆明)在如图所示的电路中,电源电压不变,R1=3Ω,R2=6Ω.
(1)当S1、S3断开,S2闭合时,电流表示数为1A,求电源电压.
(2)当S1、S3闭合,S2断开时,求:
①电路中的总功率;
②通电1min,电阻R1产生的热量.
(1)当S1、S3断开,S2闭合时,R1、R2串联,电源电压:
U=I(R1+R2)=1A×
(3Ω+6Ω)=9V
(2)①当S1、S3闭合,S2断开时,R1、R2并联,
电路总电阻:
=2Ω
总功率:
P总=
=40.5W
②通电1minR1产生热量:
Q1=
60s=1620J
电能 电功
上海)家用电能表抄表时数据所用的单位是(B)
A.千瓦 B.千瓦时
C.库仑 D.伏特
六盘水)小明家电能表本月初的示数为
,本月底的示数如图所示,为__951.2__kW·
h,如果按0.5元/(kW·
h)的电价计费,本月应付电费__65__元.3.当天空中空气的湿度很大,两块云之间的电压很高时,原先不导电的空气就会变成导体,强大的电流可在瞬间通过天空,形成闪电.某次闪电的放电电流约为1×
104A,电压约为1.8×
104V,放电时间约为0.01s,则这次闪电释放的电能约为__1.8×
106__J,合__0.5__kW·
电功率
4.下列家用电器中,正常工作一小时耗电接近1.2kW·
h的是(A)
A.空调B.家用排风扇
C.电视机D.台灯
5.某同学家的电炉正常工作时通过电炉丝的电流是5A,若电炉在220V电压下正常工作,则该电炉的额定功率为__1__100__W.
青岛)某电视机的额定功率是110W,则它正常工作时,电流是__0.5__A__;
1kW·
h的电能可供它正常工作的时间是__9.1____h(结果保留一位小数).
焦耳定律
7.如图所示,两个密闭容器中的电阻丝阻值均为5Ω,在右侧容器的外部,将一个阻值为5Ω的电阻丝和这个容器内的电阻丝并联.该实验装置是为了探究电流通过导体时产生的热量与__电流__(填“电流”“电阻”或“通电时间”)的关系.若通过左侧电阻丝的电流为0.5A,则右侧两个并联电阻丝在1min内产生的总热量为__37.5__J.
8.两根电热丝,电阻之比为2∶1,若把他们串联接在电路中,相同时间内产生的热量之比为__2∶1__;
若把他们并联接在电路中,相同时间内产生的热量之比为__1∶2__.
9.据报道:
近几年有许多重大火灾都是因线路连接处接触不良所造成的,教训十分深刻.线路连接处接触不良引起火灾的原因是:
当线路连接处接触不良时,该处的电阻将__增大__(填“减小”或“增大”),电流通过该接触处产生的热量增多,从而使局部温度升高,同时接触处的电阻又将随着温度的升高而__增大__(填“减小”或“增大”)……形成电热的逐步积累和恶性循环,以致引发火灾.
重难点1 额定功率和实际功率(小灯泡亮度问题)
(2019·
黄石)将A、B两个灯泡,按图一、图二两种方式连接,已知RA=4Ω、RB=6Ω,电源电压相同,下列分析正确的是(B)
图一 图一
A.图一中A灯比B灯亮
B.图二中A灯比B灯亮
C.图一中A灯比图二中A灯亮
D.图一中的总功率比图二中的总功率要大
【变式训练1】 如图电路中,开关闭合后,发现灯L1比L2亮,下列分析正确的是(B)
A.通过L1的电流比L2的电流大
B.L1的电阻比L2的电阻大
C.L1两端电压比L2两端电压小
D.L1的实际功率比L2的实际功率小
【变式训练2】 如图是规格为“220V 15W”的灯泡L1和规格为“220V 60W”的灯泡L2,两灯都发光时,要使L1比L2亮,应闭合开关__S2__;
要使L2比L1亮,应闭合开关__S1、S3__.
重难点2 电功率的相关计算
类型1 常规纯电路计算
河南)在如图所示的电路中,电阻R1=10Ω,R2=20Ω,电源电压保持不变.当开关S1、S3断开,S2闭合时,电流表的示数为0.2A.当开关S1、S3闭合,S2断开时,电流表的示数为__0.9__A,R2的电功率为__1.8__W,为了保障电路安全,__S1和S2__两个开关不能同时闭合.
如图所示,电源电压U保持不变,滑动变阻器的最大阻值是20Ω,开关S闭合,当滑动变阻器的滑片P在a端时,电流表的示数是0.3A.当滑动变阻器的滑片P在b端时,电流表的示数是1.8A,小灯泡正常发光.则电源电压U为__6__V,小灯泡的额定功率为__9__W.
类型2 电路图+坐标图
南充)如图甲所示,电源电压一定,滑动变阻器的滑片从最右端滑到最左端时,灯泡L的U-I图象如图乙所示,当灯泡电流为1A时,灯泡正常发光,则灯泡的额定功率为__8__W和滑动变阻器的最大值为__11__Ω.
甲 乙
类型3 用电器类
枣庄)如图所示是某种电热器的电路图,电源电压为220V,R1、R2的阻值分别为11Ω、22Ω,通过旋转扇形开关S,接触不同触点,实现高、中、低三个挡位的转换,电热器在低温挡工作时的电功率是__2__200__W,在高温挡工作1min产生的热量是__3.96×
105__J.
衡阳)某品牌电饭煲工作原理如图中所示,如表为它的部分参数:
XXX牌电饭煲
额定功率
加热挡
1210W
保温挡
22W
55Hz
若将开关S闭合,则电饭煲处于__加热__(填“加热”或“保温”)状态,其中R1∶R2=__1∶54__.
破解易错题
大理祥云县二模)直流电动机两端的电压为5V,通过它的电流为1A,电动机线圈的电阻为1Ω,则电动机在10s内消耗的电能是__50__J,产生的热量是__10__J.
襄阳)如果通过某定值电阻的电流从1A升高到2A,加在该电阻两端的电压变化了5V,则该电阻消耗的电功率变化了__15__W.
实验 探究影响电流通过导体时产生热量的因素
昆明五华区二模)如图是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气.
甲 乙
(1)实验中通过观察两个U形管中__液面__的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少.
(2)甲装置可探究电流产生的热量与__电阻__的关系.通电前,需使两个U形管内的液面__相平__;
通电一段时间后,__右__(填“左”或“右”)侧容器中U形管中液面的高度差大.
(3)乙装置可探究电流产生的热量与__电流__的关系.其中电阻R3的作用主要是使通过R1和R2的电流__不相等__.将此装置接到电源两端,通电一段时间,电流在__左__(填“左”或“右”)侧容器中产生的热量较多.
(4)在甲装置中,通过电阻丝R1的电流为2A时,通电10s电流通过R1产生的热量为__200__J,这段时间内R1和R2产生的热量之比为__1∶2__.
(5)利用甲装置还可以研究电压一定时,电流通过导体时产生热量与电阻的关系.可将甲装置做如下改动:
将接在B接线柱上的导线改接在A处,再取一根导线连接在B和__D__接线柱之间即可.
第2课时 测量小灯泡的电功率
命题点 测量小灯泡的电功率
(2019·
云南)如图所示,在“测量小灯泡电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为3.8V,电阻约为12Ω,电源电压为6V.
甲 乙
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的电路补充完整.
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于__B__(填“A”或“B”)端.闭合开关,灯泡不亮,电压表和电流表都有示数,但示数较小,接下来的操作是__将变阻器滑片向左移动,观察灯的发光情况__.
(3)当电压表的示数为3.8V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为__1.216__W.在继续调节滑动变阻器进行测量的过程中,小灯泡突然熄灭,电流表示数变为0,电压表示数接近6V,你认为故障可能是__灯泡断路__.
(4)完成测量后,同学们又找来几个不同阻值的定值电阻替换小灯泡,探究电流与电阻的关系.当电阻为10Ω时,电流表的示数为0.2A;
换用20Ω的电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向__B__(填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为__2__V,读出电流表的示数.多次换用阻值不同的电阻,进行正确操作后即可得出结论.
实验 测量小灯泡的电功率
(2019·
云南)如图甲是测量额定电压为3.8V的小灯泡的电功率的实物电路图,小灯泡的电阻约为10Ω.
甲
(1)在虚线框内画出与实物图对应的电路图.
(2)实物电路中连接不合理的是__电压表量程选小了__.开关闭合前,滑动变阻器滑片应置于__A__(填“A”或“B”)端,目的是__保护电路__.
(3)调节滑动变阻器,分别读出电流表和电压表的示数,记录如下表:
实验次序
1
2
3
4
电压U/V
2.5
3.0
3.8
4.5
电流I/A
0.33
0.36
0.40
0.44
灯泡亮度
逐渐变亮
小灯泡的额定功率为__1.52__W.小灯泡逐渐变亮的原因是实际功率逐渐__变大__(填“变大”“变小”或“不变”).
(
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- 第15讲 电功率 15