35课时电功和电功率.docx

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35课时电功和电功率

第35课时电功和电功率

1．[2011·大连]甲、乙两盏白炽灯并联在电路中，两灯都正常发光，且甲灯比乙灯亮，则下列说法不正确的是（　A　）

A．甲灯两端的电压比乙灯的大

B．甲灯的电阻比乙灯的小

C．通过甲灯的电流比乙灯的大

D．相同时间内，甲灯消耗的电能比乙灯多

【解析】两灯并联，电压相等，越亮的灯通过的电流越大，电阻越小，相同时间内做功越多。

2．[2011·兰州]关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是

（　D　）

A．根据Q＝I2Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多

B．根据Q＝

t，电阻越大，相同时间内产生的热量越少

C．根据Q＝UIt可知，相同时间内，电流产生的热量与电阻无关

D．根据Q＝I2Rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多

【解析】电流通过导体时产生的热量与导体的电阻、通电时间、通过电流大小有关。

A选项没有控制电流大小相等；B选项没有控制电压大小相等。

3．[2012·梅州]用粗细均匀的电热丝加热烧水，通电10min可烧开一壶水，若将电热丝对折起来接在原来的电路中，则烧开同样一壶水的时间是（不计热量损失）（　A　）

A．2.5min　　　　　　　B．5min

C．20minD．40min

【解析】对折电阻丝后阻值为原来的

，则电压相同时电功率是原来的四倍。

图35－1

4．[2012·福州]如图35－1所示，电源电压不变，开关S1闭合后，灯泡L发光，电压表有示数；再闭合开关S2后，出现的情况是（　D　）

A．灯泡L的亮度不变

B．电压表的示数变小

C．电路的总电阻不变

D．电路的总功率变大

【解析】开关S2闭合时，灯泡被短路，灯泡不再发光；开关S2断开时，电阻R与灯泡L串联，U＝UR＋UL；UV＝UR＝U－UL，开关S2闭合时，只有电阻R接入电路，U＝UR′，UV′＝UR′＝U，所以S2闭合后，电压表示数变大；开关S2断开时，电阻R与灯泡L串联，电路总电阻R总＝R＋RL，开关S2闭合时，只有电阻R接入电路，电路总电阻R总′＝R，所以S2闭合后，电路总电阻变小

5．[2012·重庆]如图35－2所示是A、B两定值电阻的U－I图像，由图像中信息可知（　D　）

图35－2

A．若将A、B两电阻串联在某电源两端，则B两端的电压大

B．若将A、B两电阻串联在某电源两端，则B的实际功率大

C．若将A、B两电阻并联在某电源两端，则通过A的电流大

D．若将A、B两电阻并联在某电源两端，则A的实际功率小

【解析】

（1）由图像可知，当I＝0.2A时，UA＝4V，UB＝2V，即UA＞UB，根据R＝

可知，RA＞RB；若将A、B两电阻串联在某电源两端时，通过它们的电流相等，根据U＝IR可知，UA＞UB；根据P＝I2R可知，PA＞PB；（3）若将A、B两电阻并联在某电源两端时，两电阻两端的电压相等，即UA＝UB；根据P＝

可知，PA＜PB。

6．[2011·达州]某小区最近一段时间由于楼道灯的供电系统电压偏高，所用的路灯“220V　40W”灯丝经常熔断，在电压暂时无法改变的情况下，为了延长楼道灯的使用寿命，小明所采取的下列方法切实可行的是（　D　）

A．换用一颗“220V　60W”的灯泡替换原来的灯泡接入原电路中使用

B．换用一颗“220V　15W”的灯泡替换原来的灯泡接入原电路中使用

C．换用两颗“220V　40W”的灯泡并联后替换原来的灯泡接入原电路中使

用

D．换用两颗“220V　40W”的灯泡串联后替换原来的灯泡接入原电路中使

用

【解析】电压偏高，应串联使用电灯，降低灯泡两端的实际电压，以免烧坏灯泡。

7．[2010·武汉]下列电路图中电源电压U保持不变，小灯泡的额定电压为U0，且U＞U0，定值电阻的阻值为R。

在不改变电路连接的情况下，能测出小灯泡额定功率的是（　C　）

图35－3

【解析】在C选项中，开关S2置于1处时测出L与R的总电压U1，S2置于2处时测出L的电压U2，则R两端电压为U1－U2，计算通过R的电流I＝

，因为串联，通过L与R的电流相等，由P＝UI可测出小灯泡功率。

8．[2011·无锡]小华用如图35－4所示的电路测小灯泡功率。

电路中电源电压恒为4.5V，电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～0.6A，滑动变阻器的规格为“20Ω1A”，灯泡标有“2.5V1.25W”字样。

若闭合开关，两电表的示数均不超过所选量程，灯泡两端电压不允许超过额定值，不考虑灯丝电阻的变化，则下列说法正确的是（　C　）

A．电流表示数的变化范围是0～0.6A

B．滑动变阻器的电阻允许调节的范围是2.5～20Ω

C．灯泡的最小功率是0.162W

D．该电路的最大功率是2.7W

图35－5

【解析】灯的电阻为

＝5Ω，当电流为0.6A时，电压表示数为3V时，超过了灯的额定电压，当电压表示数为2.5V时，电流为0.5A，此时滑动变阻器连入电路的阻值是

＝4Ω。

当变阻器全连入电路时，总电阻为25Ω，电流为0.18A，灯的功率最小为0.162W。

图35－4

9．[2012·泉州]如图35－5所示的电路中，闭合开关S后，电流表A1的示数为0.2A，电流表A2的示数为0.8A，此时，电阻R1和R2消耗的功率之比是（　B　）

A．1∶3B．3∶1

C．1∶4D．4∶1

【解析】R1、R2并联，两者电压相等，A2表测总电流，A1表测通过R2的电流，则通过R1的电流为0.6A。

10．[2012·湖州]“220V11W”的节能灯与“220V60W”的白炽灯正常工作时光照强度相当。

小明对此有疑问，查阅资料得到以下信息：

①光敏电阻遵循欧姆定律。

②实验用的光敏电阻阻值随光照强度变化如图35－6甲所示。

图35－6

③为了节能，我国正在逐步淘汰白炽灯。

小明设计实验装置如图乙，在暗室中把“220V11W”的节能灯与“220V60W”的白炽灯分别安装在与光敏电阻距离30厘米的台灯上，每次通电后调节滑动变阻器使电压表读数恒为3V，记录电流表读数。

（1）实验发现，正常工作时节能灯照射下电流表读数较大，光照强度较强__（选填“强”或“弱”）。

（2）正常工作相同时间后发现白炽灯温度远高于节能灯，说明白炽灯把更多的电能转化为内能。

11．[2012·常州]2012年4月22日，中国新一代“人造太阳”实验装置——热核聚变反应堆完成了放电实验：

实验中反应堆放电功率为3×104W，输出稳定电流40A并持续0.5s，则输出电压是__750__V。

若将“人造太阳”此次释放的电能全部储存进电池并全部释放为照明电路供电，可使一只100W的灯持续工作__0.042__h。

【解析】U＝

＝3×104W÷40A＝750V

t＝

＝

＝150s≈0.042h

12．[2012·河北]小明家有额定功率均为40W的电风扇和白炽灯，它们正常工作相同的时间，__白炽灯__产生热量多。

小明家还有一个“220V　1500W”的电热水器，将其单独连接在电路中，发现电能表（如图35－7所示）上的铝盘121s内转了125转，电热水器消耗了__1.5×105__J的电能，他家的实际电压为__200__V。

（电热水器内电阻丝的阻值不变）

图35－8

图35－7

13．[2012·包头]用如图35－8所示的实验装置探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”。

（1）实验中通过观察两支温度计示数（变化）来比较电流产生的热量的多少。

（2）为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，甲乙两瓶中要装入

质量相同、初温相同的同种液体。

（3）为达到实验目的，选用的两电阻丝的阻值不能相同。

（4）实验结论是在电流、通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多。

（5）该实验装置还可以研究通电时间一定时导体产生的热量与电流大小的关系。

14．[2012·临沂]某种电热毯是由内部嵌入一根较长的电阻丝制成的，铭牌如图。

产品名称：

电热毯

规格：

1.5m×1.2m

额定电压：

220V

额定功率：

80W

（1）正常工作时，通过电阻丝的电流是多少？

（结果保留两位小数）

（2）若睡前电热毯正常工作半小时可以达到舒适的温度，求半小时内电流做了多少功？

【答案】

（1）0.36A　

（2）144000J

【解析】

（1）电热毯正常工作时的电流：

I＝

＝

≈0.36A，

（2）通电时间t＝0.5h＝1800s，

电流所做的功W＝Pt＝80W×1800s＝144000J

15．[2012·菏泽]通过灯泡L1与L2的电流随其电压变化的关系曲线如图35－9所示。

求：

（1）当L2中通过的电流为0.3A时，L2消耗的电功率是多少？

（2）若L1、L2串联连在电源上，通过L2的电流为0.5A，此时L1的电阻为多大？

图35－9

第16题答图

【答案】

（1）0.3W　

（2）12Ω

【解析】

（1）当L2中通过的电流为0.3A时，从图像可知：

U2＝1V，L2消耗的电功率：

P2＝U2I2＝1V×0.3A＝0.3W

（2）因为L1与L2串联，

所以I1＝I2＝0.5A，从图像中可知：

U1＝6V，

R1＝

＝

＝12Ω

16．[2012·苏州]按图35－10所示的电路图做“测量小电灯的功率”的实验，所用器材有：

标有“3.8V”字样的待测小电灯、电压恒为6V的电源、标有“20Ω1A”的滑动变阻器、电流表（量程为0～0.6A、0～3A）、电压表（量程为0～3V、0～15V）、开关及导线若干。

图35－10

（1）某学生在实验时，把电流表与电压表的位置交换连接了，闭合开关后会造成__D__。

（填选项前的字母）

A．电流表烧坏B．电压表烧坏

C．小电灯烧坏D．小电灯不亮

（2）另一学生按图连接电路后，闭合开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端时，灯不亮，电压表有较大的示数。

经检查，导线连接完好，则电路故障是：

__小电灯断路。

排除该故障换用新元件后，闭合开关时，观察到灯闪亮一下后立即熄灭，该学生在操作过程中的不当之处是：

开关闭合前没有将变阻器滑片放在阻值最大处。

（3）小明同学按电路图正确连接电路后，闭合开关，从大到小调节滑动变阻器的阻值，并将正确操作下的电压表和电流表的示数填入下表。

电压表的

示数U/V

电流表的

示数I/A

小电灯的

功率P/W

2.0

0.20

2.5

0.22

3.0

0.25

3.8

0.30

4.5

0.32

①通过上表数据，可算得小电灯的额定功率为__1.14__W，还可得出关于灯丝电阻的结论是：

灯丝电阻随温度的升高而增大；

②当小电灯正常工作时，连入电路的滑动变阻器的阻值为__7.3__Ω。

③将两个这样的相同规格的小电灯串联后直接接在6V电源的两端，两灯消耗的总功率为__1.5__W。

（4）若电压表的0～15V量程已损坏，只能使用0～3V量程，其他器材不变，如何测出小电灯的额定功率？

①在虚线框中画出测量电路图；

【答案】见答图

第16题答图

②若小电灯两端最大可加4.5V电压，为保证实验时你所设计的测量电路中各元件的安全，参照小明的实验数据，估算滑动变阻器接入电路的阻值范围应为__4.7__Ω～__12__Ω。

17．[2012·桂林]小明同学家里的电热饮水机有加热和保温两种功能，可由机内温控开关S0进行自动控制。

小明从说明书上收集到如下表中的部分数据和图35－11所示的电路原理图。

额定电压

220V

频率

50Hz

额定加热功率

920W

图35－11

请解答如下问题：

（计算结果若不能整除，保留一位小数）

（1）这个电热饮水机正常工作时，在加热状态下的总电流大约是多大？

（2）若电阻R2的阻值为1210Ω，则电阻R1的阻值为多少？

（3）在傍晚用电高峰期，供电电压可能会下降。

当实际电压只有198V时，这个电热饮水机加热的实际功率是多大？

【答案】

（1）4.2A　

（2）55Ω　（3）745.2W

【解析】

（1）由P＝UI可得正常加热状态下的电流：

I＝

＝

≈4.2A

（2）当开关S闭合、S0断开时，电热饮水机只有R2工作，处于保温状态。

由P＝UI可得电阻R2消耗的功率：

P2＝

＝

＝40W

当开关S、S0闭合时，电热饮水机处于加热状态。

此时R1消耗的电功率为：

P1＝P总－P2＝920W－40W＝880W

则有：

R1＝

＝

＝55Ω

（3）电热饮水机处于加热状态时的总电阻为：

R总＝

＝

≈52.6Ω

实际加热功率：

P实＝

＝

＝745.2W

18．[2012·无锡]小明和同学在打扫实验室时，发现实验桌上有一个灯泡，灯泡上标明额定电压为4V，额定功率看不清楚。

小明很想知道它的额定功率，刚好桌上还有电阻箱、电流表、开关、12V的稳压电源各一个，小明用它们连成了如图35－12所示的电路，其中R为电阻箱，小明测出了电流表示数随电阻箱阻值变化的几组值，并将其记录在如下的表格中。

图35－12

电流/A

0.90

0.80

0.50

0.36

0.28

0.22

电阻/Ω

8

10

20

30

40

50

（1）当电流为0.50A时，电阻箱两端的电压是__10__V，灯泡的电阻为__4__Ω。

（2）根据表中数据，求出小灯泡的额定功率为__3.2W__。

（3）小明的同学发现小明记录的数据中有一个电流值有错误，这个错误数据是__0.90__A。

（4）小明的同学认为利用图示器材还能进行下列实验，其中无法完成的是__C__。

A．测量小灯泡正常工作时的电阻

B．探究小灯泡的亮度与灯泡功率的关系

C．探究导体中的电流与电压的关系

D．探究串联电路中电流的特点

19．[2012·杭州]某同学在“测定小灯泡额定功率”的实验中，所用电源电压为6伏，小灯泡L的额定电压为2.5伏，他按图35－13甲所示的电路进行实验。

实验时，他调节滑动变阻器滑片的位置，观察小灯泡发光的情况，并记录电表的示数（如下表所示），请回答下列问题：

图35－13

实验次数

V表示数/V

A表示数/A

1

2.0

0.17

2

2.5

0.20

3

3.0

0.22

（1）请你用笔画线代替导线，根据图甲所示的电路图，将图乙所示实物图连接完整。

【答案】图略

（2）分析表中实验数据，可知小灯泡L的额定功率为__0.5__瓦。

（3）小施同学分析表中实验数据后，发现还能求得小灯泡的电阻，于是他分别算出了所给的三种情况下小灯泡的电阻并取平均值。

你认为小施同学的做法对吗？

请说明理由。

不对，因为在三种情况下小灯泡的电阻逐渐增大，这表明小灯泡的电阻不是一个定值，会随电流（温度）的增大而增大，所以不能用取平均值的方法求小灯泡的电阻。

20．[2012·武汉]武汉市某小学的学生发明的电热课椅获得了国家专利。

有一种电热课椅主要由坐垫和脚踏组成，它的电路示意图如图35－14所示。

坐垫内的电热丝R1、R2的阻值分别为260Ω、150Ω，脚踏内的电热丝R3的阻值为400Ω。

闭合开关S1，调节开关S2，可以使脚踏分别处于“低温挡”、“中温挡”、“高温挡”（不考虑温度的变化对电阻的影响）。

（1）该电热课椅消耗的最大功率是多少瓦？

（2）当脚踏处于中温挡时，电热课椅在10秒内产生的热量是多少焦？

图35－14

【答案】

（1）121W　

（2）880J

【解析】

（1）S1接a触点时，R3单独接入电路，脚踏处于“高温挡”，电热课椅消耗的功率最大P高温＝

＝

＝121W

（2）S2接c触点时，R2和较小的电阻R2串联接入电路，脚踏处于“中温挡”，

I中温＝

＝

＝0.4A

Q＝I

（R2＋R3）t＝（0.4A）2×（150Ω＋400Ω）×10s＝880J

21．[2012·上海]在图35－15所示的电路中，电源电压为12伏且保持不变，电阻R1的阻值为10Ω，滑动变阻器R2上标有“50Ω2A”字样。

闭合电键S后，电流表A的示数为0.3A。

（1）求电阻R1两端的电压U1。

【答案】3V

图35－15

（2）求此时变阻器R2两端的电压U2及消耗的电功率P2。

【答案】9V　2.7W

（3）现有阻值分别为R、2R的定值电阻，最大阻值分别为4R、10R的滑动变阻器，请选择定值电阻、变阻器各一个分别替换R1、R2，要求：

在移动变阻器滑片P的过程中，电流表示数的变化量最大。

选择：

阻值为__R__的定值电阻、最大阻值为__10R__的滑动变阻器。

求出：

电流表示数的最大变化量。

【答案】

【解析】

（1）U1＝I1R1＝0.3A×10Ω＝3V

（2）U2＝U－U1＝12V－3V＝9V

I＝I1＝I2

P2＝U2I2＝9V×0.3A＝2.7W

（3）ΔI＝Imax－Imin＝

－

＝