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第32讲电功电功率
一、选择题：本大题共15小题，共60分。
1.下列事例中，不属于利用电热工作的是（）
A. 用家用电饭锅煮米饭 B. 用电烙铁焊接电器元件
C. 用电热孵卵器孵小鸡 D. 用继电器制作烟雾报警器
2.下列家用电器的额定功率最接近10 W的是( )
A. 电饭煲 B. 节能灯 C. 电冰箱 D. 空调
3.如图所示是超市常用的塑料袋封口夹电路原理图，电源电压为5V，电热丝R＝1Ω。下列说法正确的是（）
A. 该设备利用电流的化学效应实现高温封口
B. 该设备电路正常工作时的功率为5W
C. 正常使用3s产生的热量为75J
D. 若使用时总将塑料袋烫坏，可以减小电热丝的阻值
4.如图所示，当开关S闭合后，两灯均能发光，且已知甲表的读数为1.0，乙表的读数为2.0（单位为V或A），则可求得（）
A. 灯L1的电阻为0.5Ω B. 灯L1的功率为2W
C. 灯L2的电阻为0.5Ω D. 灯L2的功率为2W
5.将“220 V 60 W”的灯泡L1和“220 V 40 W”的灯泡L2，串联在220 V的电源上，组成闭合电路（设灯丝电阻不变），则下列说法正确的是 （ ）
A. 灯泡L1比灯泡L2亮
B. 灯泡L2比灯泡L1亮
C. 两灯泡的总功率大于40 W
D. 两灯泡的实际功率都变为其额定功率的一半
6.如图所示为电烤炉的简化电路图，小张查看说明书后得知：R1、R2均为电热丝，R1＝44 Ω，R2＝66 Ω。当开关S1闭合，S2处于不同状态时，电烤炉处于不同挡位，忽略温度对电热丝电阻的影响。下列说法正确的是 （ ）
A. 闭合S1、S2时，电烤炉处于低温挡状态
B. 电烤炉处于高温挡与低温挡状态时，R1两端的电压之比为5:2
C. 电烤炉处于高温挡与低温挡状态时，电路在相同时间内所消耗的电能之比为3:2
D. 电烤炉处于低温挡状态时，R1、R2所消耗的电功率之比为3:2
7.小易家上次查看电能表示数为，本次查看时电能表读数如图所示，则下列说法正确的是()
A. 他家在这段时间内消耗的电能为70.3 kW·h
B. 电能表是直接测量电功率的仪表
C. 若只让一个标有“ 220 V1 000 W　”的电热水器正常工作30 min，则该电能表的圆盘转了1 800转
D. 这个电能表的额定功率为2 200 W
8.如图是课本中“探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，电路正确连接后，通电进行实验的过程中，下列说法错误的是（）
A. 左边容器电阻丝中的电流比右边容器电阻丝中的电流大
B. U形管中液面高度的变化反映电阻丝产生热量的多少
C. 透明容器中选用空气作为被加热的物质，原因是空气的热膨胀效果好实验现象显著
D. 通电时间相同，两个容器中空气吸收的热量相同
9.如图甲所示是高铁上烟雾报警器的简化原理图，其中电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为光敏电阻，R的阻值与光照强度的关系如图乙所示。射向光敏电阻的激光被烟雾遮挡时，下列说法正确的是 （ ）
A. 光敏电阻R的阻值减小 B. 电流表的示数增大
C. 电压表的示数增大 D. 电路中消耗的总功率增大
10.小灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示的电路中，其两者的I-U关系图像如图乙所示，下列说法中正确的是 （ ）
A. 图乙中曲线A表示电阻R的I-U关系图像
B. 当电源电压为4 V时，电流表示数为0.5 A
C. 当电源电压为4 V时，小灯泡L的实际功率为1.6 W
D. 如果将小灯泡L和电阻R串联接在电压为10 V的电源两端，电路消耗的总功率为2 W
11.“充电宝”是指可以直接给移动设备充电且自身具有储电单元的装置，是近年来比较流行的数码设备。某品牌充电宝的铭牌如图所示，根据铭牌上的信息，下列分析正确的是( )

A. 给充电宝充电时，充电宝相当于电路组成中的电源
B. 该品牌的充电宝在家庭电路中不能正常工作
C. 该品牌的充电宝最大可以储存2 900 mA·h的电能
D. 用充电宝给手机充电过程中，充电宝中能的总量会不断减少
12.如图所示的电路中，电源电压恒为3 V，灯泡L1、L2分别标有“3 V 0.75 W”和“3 V 1.5 W”的字样。当开关S闭合时，由于电路故障，只有一个灯泡发光，此时电压表示数为3 V，忽略温度对灯丝电阻的影响。下列说法正确的是 （ ）
A. 可能是灯泡L1短路
B. 可能是灯泡L2断路
C. 排除故障后闭合开关S，灯泡L1、L2两端的电压之比2:1
D. 排除故障后闭合开关S，电路总功率为0.2 W
13.如图所示电路，电源电压不变。闭合开关后，当滑片P在某一端点时，电流表示数为0.3 A，小灯泡消耗的功率为0.9 W；当滑片P移至中点时，电压表示数变化了2 V，此时小灯泡恰好正常发光，且消耗的功率为2 W。下列说法正确的是()
A. 滑动变阻器的最大阻值为20 Ω
B. 电源电压为10 V
C. 小灯泡正常发光时的电阻为10 Ω
D. 滑片P在最右端时，滑动变阻器消耗的功率为3.6 W
14.如图电路，电源电压保持不变，滑动变阻器R标有“30 Ω 1 A”，定值电阻R0的阻值为10 Ω，小灯泡L标有“6 V 3.6 W”（电阻不随温度而变化），电流表的量程为0～3 A。当S闭合，S1、S2断开，滑片P移到R的中点时，小灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的前提下，电路消耗总功率的最小值与最大值之比是 （ ）
A. 1:4 B. 1:8 C. 2:7 D. 3:20
15.“探究小灯泡的电功率”的实验电路如图甲所示，实验中选择“2.5 V”规格的小灯泡，实验中得到的U-I图像如图乙。下列说法不正确的是 （ ）
A. 调节滑片过程发现灯泡亮度变化，这是由灯泡的实际功率变化引起的
B. 小灯泡的额定功率为0.75 W，正常发光时电阻为8.3 Ω
C. 实验中发现小灯泡无法调到额定电压，一定是因为电源电压过小
D. 用图甲的电路，通过更换灯泡L的方法，能完成探究“电功率与电流的关系”
二、填空题：本大题共7小题，共42分。
16.如图所示的电路中，接通电源，通电一段时间后，_________侧U形管液面高度的变化较大（填“左”或“右”）。如果通过甲容器中电阻丝的电流是2 A，则乙容器中电阻丝在1 min内产生的热量是_________J。
17.某电热器的简化电路如图所示，可通过转动旋钮开关实现加热和保温功能。该电热器额定电压为220伏，R1＝2000欧，R2＝484欧。
（1）开关转至ac位置时，电阻R1和R2的连接方式是________。
（2）开关转至bd位置时，该电热器可实现________功能，它的额定功率是________瓦。
18.盛夏，室外温度达36℃，小宁将客厅空调的设定温度设置为28℃，发现空调正常工作时的工作周期：工作10 min后会停止工作，5 min后再重新工作……周而复始。从该空调铭牌上获悉，空调的制冷额定功率为2000 W。
（1）空调正常工作时，一个工作周期内消耗的电能为________J。
（2）为了节能减排，小宁家换上了隔热保温性能更好的门窗。在工作电压、室外温度、空调的设定温度等条件均相同的情况下，空调新的一个工作周期内，工作时间会________（填“大于”“等于”或“小于”）10 min。
19.灯泡L的电流随电压变化的图像如图乙所示，将此灯泡与定值电阻R接入图甲所示的电路中，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；再闭合开关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。
20.如图甲所示电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片从b点向左移动到某点的过程中，两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示，则电源电压为________V。当滑片在a点时，通电10 s，R0消耗的电能为________J。
21.某兴趣小组在研究“电阻丝产生的热量与电阻、电流及通电时间的定量关系”时，制作了如图甲所示的实验装置：有机玻璃盒内装有电阻丝、水和电子温度计，盒外采用优质保温材料包裹。
（1）采用优质保温材料的目的是减少实验过程中________的散失。
（2）保持水的质量和电流不变，换用不同阻值的电阻丝R，记录水温变化ΔT和通电时间t的数据，整理部分数据并绘制图像如图乙。根据上述实验，可以得出结论：________________。
（3）保持水的质量、电阻和通电时间不变，改变电流大小，相关数据整理如下表。
电流I/A 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
升高的温度ΔT/℃ 0.4 0.9 ______ 2.5 3.6
请分析表中数据，并将表中所缺的数据补上。
22.图甲是某款电火锅，其内部简化电路如图乙所示，S1是旋钮开关，S2是温控开关（当锅体温度达到设定值时自动断开，当锅体温度低于一定值时自动闭合）。R是指示灯的分压电阻，不起到加热作用。发热管内部结构如图丙所示，滑片转动时只能与滑动触头接触，0挡为断开状态，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ挡是不同功率的挡位，电热丝被均分为四段接入电路，其他元件的电阻均忽略不计。
（1）S从0挡转到Ⅰ挡开始工作，温控开关S2的状态是________（填“断开”或“闭合”）。
（2）加热时，锅内水温逐渐升高，其中改变水的内能的方式是________（填“做功”或“热传递”）。
（3）图丙中，滑片顺时针转动，发热管的加热功率增大，Ⅳ挡时功率最大。则接线柱a、b、c中连入电路的应该是________。
（4）已知电火锅Ⅳ挡加热功率为1000瓦。若电火锅在Ⅲ挡工作5分钟，求发热管消耗的电能。__（解答过程在下方作答区完成）
三、实验探究题：本大题共1小题，共8分。
23.小黄现有一个标有“2.5V”字样的小灯泡，他想知道小灯泡的额定功率，于是连接了如图甲所示的实验电路。
（1）小黄把滑片移到最左端，闭合开关发现小灯泡不亮，但发现电流表与电压表均有示数，请分析小灯泡不亮的原因是 。
（2）排除故障后，小黄移动滑片读出了三组实验数据。粗心的小黄把三次数据随手写在草稿纸上如图乙所示而没有填写在对应的表格中。请你根据数据帮助小黄计算出小灯泡的额定功率为 W。
（3）完成上述实验后，小黄向老师借了一个变阻箱和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图丙所示的电路，根据以下实验方案测出了灯泡的额定功率：
①检查电路无误后闭合开关S1，将S2拨到触点2。调整变阻器电阻，当电压表示数为U额时，读出变阻箱的电阻为R。
②保持变阻箱电阻不变，将S2拨到触点1，读出此时电压表的示数U0。
③求出小灯泡的额定功率P额＝ （用U额、U0、R表示）。
四、分析计算题：本大题共1小题，共8分。
24.某电动玩具汽车部分参数如表所示：
电动机线圈电阻 1Ω
电池电压 12V
额定电流 2A
（1）电动机正常工作1min消耗多少电能？
（2）电动机正常工作时的机械功率是多少？
（3）假定电池的输出电压恒定不变，若玩具汽车被障碍物卡住，电动机停止旋转，则持续通电1min会产生多少热量？
五、解答题：本大题共1小题，共10分。
25.(本小题10分)
某兴趣小组想要利用风扇、发热电阻等元件，制作一个有低温挡和高温挡的暖风机，设计了发热部分的两种电路，如图甲、乙所示。
（1）图甲中，当开关S闭合、S1断开时，R1和R2的连接方式是 ，此时处于 挡工作状态。
（2）若选用图乙所示电路，电源电压为24V，想要实现发热电阻R3的电功率为120W，则选用R3的阻值应为多少？
（3）按图乙所示电路制作的暖风机高温挡的总功率为200W，在高温挡工作600s，暖风机所消耗的电能是多少？
答案和解析
1.【答案】D
【解析】略
2.【答案】B
【解析】略
3.【答案】C
【解析】略
4.【答案】D
【解析】略
5.【答案】B
【解析】略
6.【答案】B
【解析】略
7.【答案】C
【解析】略
8.【答案】D
【解析】略
9.【答案】C
【解析】略
10.【答案】D
【解析】略
11.【答案】D
【解析】略
12.【答案】C
【解析】略
13.【答案】A
【解析】略
14.【答案】D
【解析】略
15.【答案】C
【解析】略
16.【答案】左；300
【解析】略
17.【答案】（1）串联 （2）加热 100
【解析】【分析】
略
【解答】
略
18.【答案】（1）1.2×106；（2）小于
【解析】略
19.【答案】2； 20 ；12
【解析】略
20.【答案】6； 180
【解析】略
21.【答案】（1）热量 （2）当电流与通电时间一定时，电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成正比 （3）1.6
【解析】略
22.【答案】（1）闭合
（2）热传递
（3）b、c
（4）根据得，Ⅲ挡时，连入阻值为96.8 Ω，此时功率，发热管消耗的电能W＝Pt＝500 W×5×60 s＝1.5×105 J
【解析】略
23.【答案】滑动变阻器接入电路的阻值太大
0.75
【解析】略
24.【答案】（1）电动机正常工作1min消耗电能W＝UIt＝12V×2A×60s＝1440J。
（2）电动机正常工作时的电功率P＝UI＝12V×2A＝24W，电动机线圈电阻正常工作产生的热功率P热＝I2R＝（2A）2×1Ω＝4W，电动机工作时，消耗的电能转化为机械能和内能，所以正常工作时的机械功率P机械＝P-P热＝24W-4W＝20W。
（3）电动机停止转动还持续通电时，消耗电能全部转化为内能，持续通电1min产生热量。
【解析】略
25.【答案】串联
低温
根据P＝UI得：
通过R3的电流，
电阻R3的阻值。
暖风机消耗的电能W＝Pt＝200W×600s＝1.2×105J。
【解析】略
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