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素养达标练十五　电功率
一、选择题
1.如图所示的电路中,电源电压为6 V恒定不变,R为热敏电阻,其阻值随温度的变化关系如表所示。定值电阻R0的阻值为200 Ω,闭合开关后,下列说法正确的是(　　)
温度t/℃ 0 5 10 15 20 25 30
电阻R/Ω 600 550 500 450 420 390 360
A.温度升高时,电流表示数变小
B.温度升高时,电压表示数变小
C.温度降低时,电压表示数与电流表示数的比值不变
D.当温度为30 ℃时,电路的总功率为0.18 W
2.如图所示的电路中,电源电压恒为20 V,定值电阻R为20 Ω,滑动变阻器标有“30 Ω　1 A”字样,电压表选用的量程是0~15 V,在该电路正常使用的情况下,则(　　)
A.电路允许通过的最大电流为1 A
B.电路消耗的最小功率为8 W
C.电压表的最小示数为5 V
D.滑动变阻器接入电路的最小阻值为10 Ω
3.(多选)如图甲所示,电路中电源电压不变,小灯泡L的额定电流为0.6 A,电流表测量范围为0~0.6 A,电压表测量范围为0~15 V,闭合开关S,在保证电路安全的情况下,最大范围调节滑动变阻器的滑片P,分别绘制了电流表示数与电压表示数、滑动变阻器R连入电路阻值的变化关系图像,如图乙、丙所示。则下列说法正确的是(　　)
A.小灯泡的额定功率为3.6 W
B.电源电压为15 V
C.若将电压表测量范围改为0~3 V,滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为18~50 Ω
D.若将电压表测量范围改为0~3 V,电路的总功率范围为4.2~7.5 W
4.如图所示,灯泡标有“6 V　3 W”字样,定值电阻R1的阻值为3 Ω,滑动变阻器R2的规格为“20 Ω　3 A”。当电源电压为12 V时,闭合S、S1,断开S2、S3,调节滑片,使灯泡正常发光;断开电路,改变电源电压,闭合S、S2、S3,断开S1,将滑片移到最右端,灯泡再次正常发光(不计温度对灯丝电阻的影响)。下列说法正确的是(　　)
A.电源电压为12 V,灯泡正常发光时,R2接入电路的阻值为12 Ω
B.改变电源电压,灯泡再次正常发光时,电流表的示数为0.5 A
C.改变后的电源电压为7.5 V
D.前后两次灯泡正常发光时,电路消耗的总功率之比为2∶5
二、填空题
5.把质量为2 kg、温度为25 ℃的水加热到75 ℃,水吸收的热量为　　　　 J,这些热量相当于完全燃烧　　　　 m3的天然气所放出的热量。若这些热量由电功率为1 000 W的电热器来加热,则需要　　　　分钟。[假设热量完全被水吸收,c水=4.2×103 J/(kg·℃),q天然气=4.2×107 J/m3]
6.如图所示,某款家用电饭煲的保温、加热两挡调节功能电路图,R1的阻值为121 Ω。电饭煲的额定电压为220 V,它在额定电压下处于加热挡时功率为1 400 W,则R2的阻值为　　　 Ω。只将电饭煲接入电路中,处于保温挡工作0.5 h,使标有“1 000 imp/(kW·h)”字样的电能表指示灯闪烁了162次[1 000 imp/(kW·h)指接在这个电能表上的用电器每消耗1 kW·h的电能,电能表的指示灯闪烁1 000次],此时电路的实际电压为　　　　 V。
三、实验探究题
7.小江发现家里不同房间的灯亮度不同,猜想可能是与灯泡的电功率有关。他找来若干节新干电池、开关、滑动变阻器、电流表、电压表、同一规格的导线若干,测量额定电压为2.5 V小灯泡的功率。
甲
乙
(1)小江选择两节新干电池进行实验,连接的实物电路如图甲所示,请在方框内画出对应的电路图。
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2 V,读出电流表示数,将数据记入表格。继续移动滑片,即使将滑片移动到阻值最小的位置,小灯泡的两端的电压也无法达到2.5 V,解决的办法是　　　　　　　　　　　　　。
(3)问题解决后,移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端电压达到2.5 V。如图乙所示,此时电流表的示数为　　　 A,小灯泡的额定功率为　　　 W。
(4)继续移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端的电压为2.9 V,读出电流表示数,将数据记入表格。如表所示,小江设计的表格不足之处是　　　　　　　　　　　　　　。
实验 次数 灯泡两端 电压U 通过灯泡 的电流I 灯泡的电 功率P 发光 情况
1 2 0.26 0.52 较暗
2 2.5 正常 发光
3 2.9 0.32 0.93 较亮
(5)实验表明小灯泡的亮度由　　　　　　　决定。
四、综合应用题
8.小明给家里买电热水壶,他测试了价格相同的甲、乙两款电热水壶,它们的铭牌如表所示。均正常工作,都把质量为1 kg的水从20 ℃加热到42 ℃,甲用时125 s,乙用时120 s。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(1)甲电热水壶正常工作时电阻是多大
(2)质量为1 kg的水从20 ℃加热到42 ℃,吸收的热量是多少
(3)如果从甲或乙中选择一款节能的电热水壶,通过计算分析,应该选择哪一款
甲
额定电压 220 V
额定功率 880 W
频率 50 Hz
乙
额定电压 220 V
额定功率 1 000 W
频率 50 Hz素养达标练十五　电功率
一、选择题
1.如图所示的电路中,电源电压为6 V恒定不变,R为热敏电阻,其阻值随温度的变化关系如表所示。定值电阻R0的阻值为200 Ω,闭合开关后,下列说法正确的是(　　)
温度t/℃ 0 5 10 15 20 25 30
电阻R/Ω 600 550 500 450 420 390 360
A.温度升高时,电流表示数变小
B.温度升高时,电压表示数变小
C.温度降低时,电压表示数与电流表示数的比值不变
D.当温度为30 ℃时,电路的总功率为0.18 W
答案:C
2.如图所示的电路中,电源电压恒为20 V,定值电阻R为20 Ω,滑动变阻器标有“30 Ω　1 A”字样,电压表选用的量程是0~15 V,在该电路正常使用的情况下,则(　　)
A.电路允许通过的最大电流为1 A
B.电路消耗的最小功率为8 W
C.电压表的最小示数为5 V
D.滑动变阻器接入电路的最小阻值为10 Ω
答案:B
3.(多选)如图甲所示,电路中电源电压不变,小灯泡L的额定电流为0.6 A,电流表测量范围为0~0.6 A,电压表测量范围为0~15 V,闭合开关S,在保证电路安全的情况下,最大范围调节滑动变阻器的滑片P,分别绘制了电流表示数与电压表示数、滑动变阻器R连入电路阻值的变化关系图像,如图乙、丙所示。则下列说法正确的是(　　)
A.小灯泡的额定功率为3.6 W
B.电源电压为15 V
C.若将电压表测量范围改为0~3 V,滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为18~50 Ω
D.若将电压表测量范围改为0~3 V,电路的总功率范围为4.2~7.5 W
答案:ABD
4.如图所示,灯泡标有“6 V　3 W”字样,定值电阻R1的阻值为3 Ω,滑动变阻器R2的规格为“20 Ω　3 A”。当电源电压为12 V时,闭合S、S1,断开S2、S3,调节滑片,使灯泡正常发光;断开电路,改变电源电压,闭合S、S2、S3,断开S1,将滑片移到最右端,灯泡再次正常发光(不计温度对灯丝电阻的影响)。下列说法正确的是(　　)
A.电源电压为12 V,灯泡正常发光时,R2接入电路的阻值为12 Ω
B.改变电源电压,灯泡再次正常发光时,电流表的示数为0.5 A
C.改变后的电源电压为7.5 V
D.前后两次灯泡正常发光时,电路消耗的总功率之比为2∶5
答案:D
二、填空题
5.把质量为2 kg、温度为25 ℃的水加热到75 ℃,水吸收的热量为　　　　 J,这些热量相当于完全燃烧　　　　 m3的天然气所放出的热量。若这些热量由电功率为1 000 W的电热器来加热,则需要　　　　分钟。[假设热量完全被水吸收,c水=4.2×103 J/(kg·℃),q天然气=4.2×107 J/m3]
答案:4.2×105　0.01　7
6.如图所示,某款家用电饭煲的保温、加热两挡调节功能电路图,R1的阻值为121 Ω。电饭煲的额定电压为220 V,它在额定电压下处于加热挡时功率为1 400 W,则R2的阻值为　　　 Ω。只将电饭煲接入电路中,处于保温挡工作0.5 h,使标有“1 000 imp/(kW·h)”字样的电能表指示灯闪烁了162次[1 000 imp/(kW·h)指接在这个电能表上的用电器每消耗1 kW·h的电能,电能表的指示灯闪烁1 000次],此时电路的实际电压为　　　　 V。
答案:48.4　198
三、实验探究题
7.小江发现家里不同房间的灯亮度不同,猜想可能是与灯泡的电功率有关。他找来若干节新干电池、开关、滑动变阻器、电流表、电压表、同一规格的导线若干,测量额定电压为2.5 V小灯泡的功率。
甲
乙
(1)小江选择两节新干电池进行实验,连接的实物电路如图甲所示,请在方框内画出对应的电路图。
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2 V,读出电流表示数,将数据记入表格。继续移动滑片,即使将滑片移动到阻值最小的位置,小灯泡的两端的电压也无法达到2.5 V,解决的办法是　　　　　　　　　　　　　。
(3)问题解决后,移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端电压达到2.5 V。如图乙所示,此时电流表的示数为　　　 A,小灯泡的额定功率为　　　 W。
(4)继续移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端的电压为2.9 V,读出电流表示数,将数据记入表格。如表所示,小江设计的表格不足之处是　　　　　　　　　　　　　　。
实验 次数 灯泡两端 电压U 通过灯泡 的电流I 灯泡的电 功率P 发光 情况
1 2 0.26 0.52 较暗
2 2.5 正常 发光
3 2.9 0.32 0.93 较亮
(5)实验表明小灯泡的亮度由　　　　　　　决定。
答案:(1)如图所示　(2)加一节新的干电池　(3)0.3　0.75　(4)测量的物理量没有单位　(5)实际功率
四、综合应用题
8.小明给家里买电热水壶,他测试了价格相同的甲、乙两款电热水壶,它们的铭牌如表所示。均正常工作,都把质量为1 kg的水从20 ℃加热到42 ℃,甲用时125 s,乙用时120 s。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(1)甲电热水壶正常工作时电阻是多大
(2)质量为1 kg的水从20 ℃加热到42 ℃,吸收的热量是多少
(3)如果从甲或乙中选择一款节能的电热水壶,通过计算分析,应该选择哪一款
甲
额定电压 220 V
额定功率 880 W
频率 50 Hz
乙
额定电压 220 V
额定功率 1 000 W
频率 50 Hz
答案:(1)55 Ω　(2)9.24×104 J　(3)应选择甲热水壶
解析:(1)由P=可知,甲电热水壶正常工作时的电阻为
R甲==55 Ω。
(2)水吸收的热量为
Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(42 ℃-20 ℃)=9.24×104 J。
(3)由P=可知,使用甲电热水壶烧水时消耗的电能为
W甲=P甲t甲=880 W×125 s=1.1×105 J
甲电热水壶的热效率为η甲==84%
使用乙电热水壶烧水时消耗的电能为W乙=P乙t乙=1 000 W×120 s=1.2×105 J
乙电热水壶的热效率为η乙==77%
η甲>η乙,故应选择甲电热水壶。

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