中考物理大一轮第15章电功与电功率第一节电能与电功率素养全练.docx

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中考物理大一轮第15章电功与电功率第一节电能与电功率素养全练

电功与电功率

基础夯实

1.（2019·四川自贡中考）某房间原来只接有一只标有“PZ220-40”的灯泡,小明又用一只完全相同的灯泡,将它们串联在一起,在电源电压不变的情况下,房间内的总亮度将（　　）

A.变亮

B.变暗

C.不变

D.无法确定

答案B

解析因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以两灯泡串联时的总电阻大于其中一个灯泡的电阻,在电源电压不变的情况下,由P=UI=

可知,电路的总功率变小,房间内的总亮度变暗。

2.关于如图所示的电能表,下列说法正确的是（　　）

A.电能表的示数是812.4度

B.电能表在使用时正常工作电流为10A或20A

C.电能表应该在220V的直流电路中使用

D.电能表上的转盘转过600转,说明用电器消耗的电能是3.6×103J

答案A

解析电能表显示数字中最后一位是小数,该电能表此时示数为812.4kW·h=812.4度,故A正确;10（20）A的意思,10A是指电能表的标定电流,最大电流不允许超过20A,故B错误;“220V”表示这个电能表应该在电压为220V的交流电路中使用,即该电能表的额定电压是220V,故C错误;600r/（kW·h）表示电能表上转盘转600转,电能表上的用电器消耗的电能是1kW·h=3.6×106J,故D错误。

3.甲、乙两只灯泡,其I-U关系图象如图所示,现将甲、乙两灯并联在电路中,当通过甲灯的电流为0.6A时,电路消耗的总功率是（　　）

A.1.2WB.0.8W

C.1.8WD.3W

答案D

解析将甲、乙两灯并联在电路中,由图象可知,当通过甲灯的电流为0.6A时,甲灯两端的电压U甲=3V,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以电源电压U=U乙=U甲=3V,由图象可知,乙灯两端的电压U乙=3V时,通过乙灯的电流I乙=0.4A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以电路中的总电流I=I甲+I乙=0.6A+0.4A=1A,电路消耗的总功率P=UI=3V×1A=3W。

4.（2019·浙江宁波中考）如图甲所示电路,分别把定值电阻R1、R2（R1>R2）接入A、B之间后进行实验,并根据电流表和电压表示数画出A、B之间电阻的P-U图象,如图乙所示。

如果把R1和R2并联后接入A、B之间进行实验,同理,可以在图乙中画出它的P-U图象③。

则图象①所对应的电阻和图象③所在的区域分别是（　　）

A.R1和ⅠB.R1和Ⅲ

C.R2和ⅠD.R2和Ⅲ

答案C

解析根据乙图中①②图象可知,当两电阻分别接入电路后两端电压相同时,①中的功率大于②中的功率,即P1>P2,又因为功率P=

以及R1>R2,当两电阻分别接入电路后,两端电压相同时,电阻较小的R2功率大于电阻R1的功率,所以图象①对应的电阻是R2;如果把R1和R2并联后接入A、B之间进行实验,由

可得并联之后A、B间的电阻要小于R1,同时也小于R2,根据功率P=

可知,在A、B间电压相同时,两电阻并联后电阻最小,此时的功率应该最大,则图象应该在①的上方,所以图象③所在的区域应在Ⅰ区域。

5.现有L1“6V　3W”和L2“6V　9W”两只小灯泡,若将两灯串联接入电源电压为12V的电路中,假设灯泡电阻不变。

下列说法正确的是（　　）

A.两灯均能正常发光

B.两灯的额定电流相同

C.灯L1可能被烧毁

D.灯L2可能被烧毁

答案C

解析已知灯泡的额定电压都是6V,由P=UI可得,两灯的额定电流分别为I1额==0.5A,I2额==1.5A,所以两灯的额定电流不相同,故B错误;由欧姆定律可得,两灯的电阻分别为R1==12Ω,R2==4Ω,在串联电路中,由串联分压规律可得

所以两灯串联在12V电源上有,所以U1实=

U=

×12V=9V,U2实=

U=

×12V=3V,已知U1额=6V,而U1实=9V,所以L1不能正常发光,并且有烧毁的危险,故C正确;已知U2额=6V,而U2实=3V,所以L2不能正常发光,发光较暗,但不会被烧毁,故D错误;所以两只灯泡都不能正常发光,故A错误。

6.在如图所示的电路中,电源的输出电压恒定不变,现将一个灯泡L接在离电源很近的A、B两点时,灯泡L的功率为25W,若将灯泡L接在离电源较远的C、D两点时,灯泡L的功率为16W。

则此时输电导线AC、BD共同消耗的功率为（　　）

A.1WB.2W

C.4WD.9W

答案C

解析设灯泡L接在A、B两点时,电路的电流为I1,则P1=

RL=25W①,若将灯泡L接C、D两点时,电路的电流为I2,则P2=

RL=16W②,由①②两式可得I1∶I2=5∶4,若将灯泡L接C、D两点时,电路的总功率为:

P3=UI2,则

即P3=

×25W=20W,所以导线AC和BD消耗的总功率为P=P3-P2=20W-16W=4W。

7.（2019·内蒙古通辽中考）某建筑工地需要架设临时供电线路,实现照明和电加热功能,其简化电路如图所示,供电处电压U不变,从供电处到工地用长导线（有电阻）连接。

闭合开关S1、S2时,加热器和照明灯同时工作。

断开S2后与断开S2前相比较,下列说法正确的是（　　）

A.照明灯亮度不变

B.照明灯亮度变暗

C.相同时间内长导线上消耗的电能不变

D.相同时间内整个供电线路消耗的电能减少

答案D

解析设长导线的电阻为R0,由图知,闭合开关S1、S2时,灯泡与加热器并联后再与R0串联,设此时灯泡两端电压为UL,断开开关S2时,灯泡与R0串联,设此时灯泡两端电压为UL';由于并联电路的总电阻小于任何一个分电阻,所以,断开开关S2时,灯泡的电阻大于灯泡与加热器并联的总电阻,导线的电阻不变,根据串联电路的分压规律可知,灯泡两端的电压变大,即UL'>UL,灯泡的电阻可认为不变,由P=

知,PL'>PL,即断开开关S2时,灯泡的实际功率变大,所以灯泡变亮,故A、B错误;由前面解答可知,断开开关S2时,整个电路的电阻变大,电源电压不变,由欧姆定律知,电路中电流减小,导线的电阻不变,由公式W=I2Rt知,单位时间内长导线上消耗的电能减少,故C错误;断开开关S2时,整个电路的电阻变大,电源电压不变,由W=

·t知,单位时间内整个供电线路消耗的电能减少,故D正确。

8.

（2019·辽宁辽阳中考）如图是威威家的电能表,由表盘上的信息可知,他家同时使用的用电器总功率不能超过　　　　W。

威威家有一台烤面包机,铭牌上标有“220V　900W”的字样,某次烤面包机单独正常工作时,电能表的转盘转了45转,则此次烤面包机工作了　　　　min。

答案4400　1

解析由电能表参数可知,电能表正常工作时的电压为220V,允许通过的最大电流为20A,他家同时使用用电器的最大总功率P大=UI=220V×20A=4400W;用电器消耗的电能为W=

kW·h=0.015kW·h;根据W=Pt可知用电器工作的时间为t=

h=1min。

9.（2019·四川乐山中考）LED灯具有节能、环保的特点。

一个“220V　5W”的LED灯与一个“220V　60W”的白炽灯亮度相当。

若一个“220V　60W”的白炽灯每天正常工作4小时,30天消耗的电能是　　　　kW·h,这些电能可供“220V　5W”的LED灯正常工作　　　　小时。

答案7.2　1.44×103

解析若一个“220V　60W”的白炽灯每天正常工作4小时,则30天消耗的电能W=Pt=60×10-3kW×4h×30=7.2kW·h;

这些电能可供“220V　5W”的LED灯正常工作的时间t'=

=1.44×103h。

10.一个蓄电池,工作电压是12V,容量是5Ah。

“容量是5Ah”表示的物理意义是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

这个蓄电池充满电后,储存的电能约为　　　　J。

答案以5A的电流放电,可以工作1小时　216000

解析“容量是5Ah”表示的物理意义是:

以5A的电流放电,可以工作1小时;这个蓄电池充满电后,储存的电能约为W=UIt=12V×5A×3600s=216000J。

11.小明家有一只电暖器,上面标有“220V　110W”字样。

当电暖器正常工作时,通过电热丝的电流是　　　　A。

答案0.5

解析由P=UI可得,电暖器正常工作时通过它的电流I=

=0.5A。

12.（2019·黑龙江中考）如图为某同学家电能表的表盘,现在他要用该电能表测量家里电饭煲的实际功率,让该电饭煲单独工作30min,消耗的电能是0.5kW·h,则电能表转盘转　　　　圈,这段时间电饭煲消耗的实际功率是　　　　W。

答案1500　1000

解析3000r/（kW·h）表示的是电路中每消耗1kW·h的电能,电能表的转盘转3000r,则消耗0.5kW·h的电能,电能表转盘的转数n=3000r/（kW·h）×0.5kW·h=1500r;电饭煲消耗的实际功率P=

=1kW=1000W。

13.

把标有“1A　6W”的L1和“2A　6W”的L2两个灯泡并联接入电路中,如图所示,让其中一个灯泡正常发光,另一个灯泡的实际功率不超过额定功率,则两灯泡消耗的实际功率之和为　　　W。

（假设灯泡的电阻不变） 

答案7.5

解析由P=UI可得,两灯泡的额定电压分别为U1=

=6V,U2=

=3V,因并联电路中各支路两端的电压相等,且让其中一个灯泡正常发光,另一个灯泡的实际功率不超过额定功率,所以电路两端的电压U=U2=3V,此时L2正常发光,则L2的实际功率为6W,灯泡L1的电阻R1=

=6Ω,此时L1的实际功率P1实=

=1.5W,两灯消耗的实际总功率:

P=P1实+P2实=1.5W+6W=7.5W。

14.小明家的电能表如图所示,如果家中只开一台标有“220V　1000W”的电饭煲时发现2min内电能表的表盘转过81r,则他家的实际电压为　　　　V。

答案198

解析由“3000r/（kW·h）”可知电路中每消耗1kW·h的电能,电能表转盘转3000r。

当电能表转盘转过81r时,电饭煲消耗的电能W=

kW·h=0.027kW·h;工作时间t=2min=

h,电饭煲的实际功率P实际=

=0.81kW=810W;由P=

可得电饭煲的电阻R=

=48.4Ω,由P=

可得电饭煲的实际电压为U实际=

=198V。

15.南开中学物理兴趣小组设计了如图甲所示的电路,电源为电压可调的学生电源,R为20Ω的定值电阻,小灯泡L上标有“6V　1.2W”。

小组根据记录的电流表和电压表的示数,描绘出如图乙所示的I-U关系图。

把电源电压调为2V时,干路电流为　　　　A;调节电源电压,当电路消耗的总功率为1.35W时,小灯泡的实际功率为　　　　W。

答案0.4　0.9

解析由电路图可知,灯泡L与电阻R并联,电压表测并联部分两端的电压,电流表测干路中的电流。

由乙图象可知,当电压表的示数为2V时,电流表的示数即干路电流为0.4A;由乙图象可知,电路中电流I=0.45A,电源电压U=3V时,小灯泡与定值电阻R0消耗的总功率为P总=UI=3V×0.45A=1.35W,由并联电路中各支路两端的电压相等,则由欧姆定律可得,通过R的电流IR=

=0.15A,由并联电路中干路电流等于各支路电流之和,则通过小灯泡L的电流IL=I-IR=0.45A-0.15A=0.3A,则灯泡的实际功率PL=UIL=3V×0.3A=0.9W。

16.（2019·山东淄博中考）灯泡L的电流随电压变化的图象如图甲所示,将此灯泡与定值电阻R接入图乙所示的电路中,只闭合开关S,小灯泡的实际功率为0.5W,则电源电压是　　　　V;再闭合开关S1,电流表的示数变化了0.1A,则R的阻值是　　　Ω;通电1min,定值电阻R消耗的电能是　　　J。

答案2　20　12

解析由小灯泡的I-U图象可知,当灯泡的实际功率为0.5W时,UL=2V,IL=0.25A,由图乙所示电路图可知,只闭合开关S时,只有灯泡接入电路,灯泡两端电压等于电源电压,则电源电压U=UL=2V;由图乙所示电路图可知,闭合开关S后再闭合开关S1,灯泡与电阻R并联,电流表测干路电流,电流表示数变大,由题知,电流表示数变化了0.1A,则通过电阻R的电流IR=ΔI=0.1A,由I=

可得,电阻R的阻值R=

=20Ω;通电1min,定值电阻R消耗的电能WR=UIRt=2V×0.1A×1×60s=12J。

能力提升

17.（2019·新疆中考）如图电路中,R1∶R2=2∶3,开关闭合后,电路的总功率为P0。

若将R1的阻值增大2Ω,R2的阻值减小2Ω,电路的总功率仍为P0;若将R1的阻值减小2Ω,R2的阻值增大2Ω,电路的总功率为P。

则P∶P0等于（　　）

A.3∶2B.4∶3

C.5∶4D.6∶5

答案A

解析由图知,两个滑动变阻器并联;R1∶R2=2∶3①,开关闭合后,电路的总功率P0=

②,若将R1的阻值增大2Ω,R2的阻值减小2Ω,电路的总功率P0=

③,由以上①②③式可解得R1=4Ω,R2=6Ω;将R1=4Ω,R2=6Ω代入①式可得P0=

④,若将R1的阻值减小2Ω,R2的阻值增大2Ω,此时电路的总功率P=

⑤,由④⑤两式可解得P∶P0=

∶

=3∶2。

故选A。

18.（2019·贵州安顺中考）图为电热水器的简化电路,它有加热和保温功能,R1和R2是两根电热丝,S为温控开关,1、2为开关的两个触点,当水温低于某个下限温度或高于某个上限温度时,S在两个触点间自动切换,使水温维持在设定的范围,已知热水器的加热功率为400W,保温功率为100W（忽略温度对电阻的影响）,则电路中R2=　　　Ω。

在使用过程中,若热水器连续工作10min消耗电能1.2×105J,此过程中热水器的保温工作时间是　　　　s。

答案363　400

解析由电路图可知,开关与触点1连通时,电路为R1的简单电路,电路的总电阻最小,电源的电压一定时,由P=UI=

可知,电路的总功率最大,电热水器处于加热状态,开关与触点2连通时,R1与R2串联,电路的总电阻最大,电路的总功率最小,电热水器处于保温状态;因开关与触点1连通时,由P=UI=

可得,R1的阻值R1==121Ω,开关与触点2连通时,R1与R2串联,电热水器处于保温状态,此时电路的总电阻R==484Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,R2的阻值R2=R-R1=484Ω-121Ω=363Ω;热水器10min消耗电能1.2×105J,则电热器的平均电功率P=

=200W,由P保温

19.图甲是一家用电暖器,有“低温”“中温”“高温”三挡,铭牌见下表（“高温”挡功率空出）,图乙为其简化的电路原理图,S是自我保护开关,电暖器跌倒时,S自动断开,切断电源,保证安全,闭合S1为“低温”挡。

请完成下列问题:

××牌电暖器

额定电压

220V

额定功率

低温挡

550W

中温挡

1100W

高温挡

频率

50Hz

（1）“低温”挡正常工作时的电阻是多少?

（2）“高温”挡正常工作时的总电流是多少?

（3）若某房间内空气质量为60kg,空气温度为10℃,设定空气的比热容为1.1×103J/（kg·℃）且保持不变,用该电暖器的“高温”挡正常工作20分钟,放出热量的50%被房间内的空气吸收,那么可使此房间的空气温度升高多少℃?

答案

（1）88Ω　

（2）7.5A　（3）15℃

解析

（1）闭合S1为“低温”挡,R1单独接入电路,由P=

可求“低温”挡正常工作时的电阻是R1==88Ω;

（2）闭合S1为“低温”挡,R1单独接入电路,单独闭合S2为“中温”挡,高温挡为S1、S2同时闭合,R1、R2并联,P高温=P低温+P中温=550W+1100W=1650W,根据P=UI可得高温挡时正常工作的电流I==7.5A;

（3）电暖器的“高温”挡正常工作20分钟,放出的热量W=P高温t=1650W×20×60s=1.98×106J;空气吸收的热量Q吸=ηW=50%×1.98×106J=0.99×106J;由Q吸=cmΔt可得,房间的空气温度升高

Δt=

=15℃。

20.（2019·四川攀枝花中考）某科技小组探究如图甲所示电路中的滑动变阻器R的电功率P与电流表A的示数I之间的变化关系,得到P与I之间的关系如图乙所示。

图甲中R0为定值电阻,电源电压不变。

求:

（1）滑动变阻器R消耗的最大功率为多少;

（2）滑动变阻器R的阻值为多大时,滑动变阻器R消耗的功率最大;

（3）滑动变阻器R两端电压UR与电流表示数I的关系式。

答案

（1）4W　

（2）4Ω　（3）UR=8V-4Ω×I

解析

（1）由图乙可知,滑动变阻器R消耗的最大功率为4W;

（2）当I1=1A时,P最大=4W,由P=I2R得,此时滑动变阻器R的阻值R==4Ω;

（3）当滑动变阻器R接入的阻值为0时,电路中的电流最大I2=2A,电源电压U=I2R0=2A×R0①,当滑动变阻器R接入的阻值为4Ω时,此时电路中的电流为I1=1A,电源电压U=I1（R0+R）=1A×（R0+4Ω）②,则有2A×R0=1A×（R0+4Ω）,解得R0=4Ω,将R0代入①式可解得,U=8V,由串联电路的电压特点和欧姆定律可得,滑动变阻器R两端电压UR=U-IR0=8V-4Ω×I。