[2018名师导航]科学中考一轮复习第十三讲 电功和电功率

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[2018名师导航]科学中考一轮复习第十三讲 电功和电功率

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第十三讲 电功和电功率
1.结合实例知道电能与不同形式的能量的相互转化,知道电能的单位。
2.了解家用电能表铭牌上各参数的意义;
3.会通过电能表测算家用电器在某段时间内消耗的电能;
4. 结合实例知道电流做功的过程就是电能转化为其它形式的能的过程;
5.通过实验探究电流做功的多少跟电流大小、电压高低和通电时间有关,能利用电功公式进行相关计算。
6.通过实验,了解电功率的物理意义,知道电功率的定义、公式和单位。
7.知道千瓦时的来历,知道千瓦时与焦耳之间的换算关系。
8.会用电功率的公式进行相关计算。
9.能结合实例说出用电器铭牌上数字的意义。
10.通过实验,认识额定电压、额定功率和实际电压、实际功率。
11.知道用电压表和电流表可以测电功率,还可用电能表和秒表测量用电器的电功率。12.知道测量功率的原理,能设计符合测量需要的实验方案,并根据需要测量和记录的物理量设计实验记录的表格。
13.会根据小灯泡的额定电压选择合适的电源和电压表的量程,能测量和计算出小灯泡的额定功率。进一步理解额定功率的含义。
14.能测出当小灯泡两端电压略大于额定电压和小于额定电压时小灯泡的功率,并能同时观察小灯泡的亮度,计入表格。
15.能通过数据分析得出,小灯泡两端电压越大,小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮。小灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率。
16.通过实验认识到用电器正常工作与不正常工作对用电器的影响。
17.能通过生活中的用电器,认识电流的热效应及能量的转化。
18.通过实验知道电流的热效应与电流和电阻的关系,理解在实验探究中控制变量和转换法的使用。
19.理解焦耳定律的得出,理解什么条件下Q=W,什么条件下Q=W不成立.
20.能利用公式进行简单的计算。能利用焦耳定律解释生活中的现象。
21.能列举生活中利用和防止电热的实例,学会辩证的分析和看待问题。

知识点一:电能、电功
1.电功:电流所做的功叫 ,电能转化为其他形式能量的过程就是电流 的过程。可用公式 计算电功大小,推导式有 W=Pt=I2Rt=U2t/R。21*cnjy*com
2.电能(电功):国际主单位是 ,符号是 J,日常生活中常用单位是 ,物理学中叫kW·h,1 kW·h= J。
3.电能表的认识
作用
测量电路消耗电能(电流做功)
单位
度(kW·h)
读数
计数器末尾数字的单位是十分位
参数
220 V
该电能表应该接在 的电路上使用
10(20)A
该电能表的 为10安,在短时间内使用时电流可允许大一些,但不能超过20安
600r/(kW·h)
接在该电能表上的用电器,每消耗 的电能,电能表的转盘转过600转
4. 注意:②计算电功公式 W=Pt=UIt是 的公式,由定义式 W=UIt和欧姆定律I=,可以推导两个式子: W=t(方便用于并联电路)和 W=I2Rt(方便用于串联电路)。
③无论串联还是并联,电路的总功 W总=W1+W2+…+Wn。
知识点二:电功率及其测量
1.电功率:反映电流做功快慢的物理量,等于电流做的功与时间的比值。
2.电功率公式:,若是纯电阻电路,由欧姆定律可得变形公式P=I2R或。
3.单位:国际主单位是 ,另一个单位是 二者换算关系是1 kW= W。
4.额定电压和额定功率:额定电压是指用电器在 工作时的电压,额定功率是指用电器在 电压下的电功率,与实际电压、实际功率的关系如下:【来源:21·世纪·教育·网】
P实=()2·P额
若U实=U额时,则P实 P额,用电器正常工作;
若U实<U额时,则P实 P额,用电器不能正常工作;
若U实>U额时,则P实 P额,损坏用电器。
灯泡的亮度是由灯泡的 功率决定的。
5.伏安法测小灯泡电功率
(1)原理是 。
(2)电路图:
(3)滑动变阻器的作用:
①保护电路;
②改变小灯泡两端电压和通过小灯泡的电流,从而实现多次测量。
注意:
(1)在测量小灯泡电功率的实验中,不能将多次测得的电功率求平均值。多次测量的目的:为了研究小灯泡亮度(或电功率)与小灯泡两端电压的关系。21世纪教育网版权所有
(2)在测量小灯泡电阻的实验中,多次测量的目的:为了研究小灯泡的电阻是否与温度有关。
(3)在测量定值电阻的实验中,多次测量的目的是为了求平均值,以减小测量误差。
(4)在测量小灯泡电功率的实验中,选择滑动变阻器的最大阻与小灯泡阻值相差不大,调节效果明显。
6.用电能表、秒表测用电器功率的原理是 。
方法是:用电能表测出用电器在某一段时间(t)消耗的电能 W=kW·h=×3.6×106 J(n、n0表示转数),则用电器的电功率为P== W。21·世纪*教育网
7.几种特殊测电功率方法
(1)安阻法,如图所示:
表达式为:P=UI=I2R0·I
(2)伏阻法,如图所示:
表达式为:P=
(3)转换法,如图所示:
表达式为:P=
8.电功、电功率的综合计算题一般涉及电路变化问题,解答此类题时,应先根据开关的通、断和滑动变阻器的移动情况,确定各时刻的电路结构,最好画出等效电路图,然后根据电阻的变化情况以及“灯泡正常发光”“串联”等关键字眼,逐步分析电流和电压的变化,再灵活选择合适的公式进行求解。2-1-c-n-j-y
9.注意:
(1)用电设备的P额、U额具有唯一性、对应性,而用电设备的U实、P实可有很多个,但U实、P实具有同体性,同时性;【来源:21cnj*y.co*m】
(2)串、并联电路,总功率P总=P1+P2+…+Pn,串联电路电功率与电阻关系:=,并联电路电功率与电阻关系:=。【出处:21教育名师】
知识点三:焦耳定律与电热
1.电流的热效应:电流通过各种导体时,会使导体的温度升高,这种现象叫做电流的 。从能量的转化看,电流通过导体发热的过程实质上是电能转化为 的过程。我们可以借助电流的热效应来判定电流的大小,这种方法叫 。21教育名师原创作品
2.焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟 成正比,跟导体的 成正比,跟 成正比。用公式表示为 ,单位是 。21*cnjy*com
3.电功和电热的关系
(1)当电路中接入的是电炉、电烙铁、电饭锅、电热壶等“纯电阻性”用电器时,消耗的电能全部(选填“全部”或“一部分”)转化为热能,即W=Q。【版权所有:21教育】
(2)当电路中接入的电动机、充电的蓄电池时,消耗的电能大部分转化机械能、化学能,只有一部分(选填“全部”或“一部分”)电能转化为热能,即W大于Q。此时,只能利用公式Q=I2Rt计算电热。
4.电热器的原理:电流的 。
5.电热器的主要结构:发热体,发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘体材料上做成的。电热器的优点:清洁环保,效率高,使用方便。
6.几种材料的比较
材料
电阻
熔点
滑动变阻器的电阻线


电热器的发热体


保险丝


7.电热的危害:由于电流的热效应,会使用电器的温度过高,加速绝缘材料的老化,甚至可能烧坏用电器。安装散热扇、散热窗加快散热。21cnjy.com
8.注意:
(1)由Q=I2Rt和I=可以推导Q=t,Q=I2Rt方便串联电路计算,Q=t方便并联电路计算。2·1·c·n·j·y
(2)电热挡位的判定方法:由P=可知,在电源电压一定时,电阻越小,电功率越大,为高温挡位,反之,为低温挡位;www-2-1-cnjy-com
(3)比例关系:串联电路:====,并联电路:====。
知识点一:电能及其测量
【例1】(2017秋?桐庐县校级期中)为了探究“影响电功的因素”,某课外活动小组设计了如题图所示的实验方案.
图中白炽灯?L1?为“220V-40W”,R1=1210Ω,L2?为“220V-100W”,R2=484Ω;电能表的参数为“220V,50Hz,5(10)A,2400r/”.其实验过程是:S1?闭合,S2?断开,观察5min内电能表转盘的转数?n1=8圈;S1?断开,S2?闭合,观察5min内电能表转盘的转数?n2=20圈;S1,S2?均闭合,5min内电能表转盘的转数?n3=28圈.在三次实验中均观察到L2比L1?亮;用手接近白炽灯(不接触)均感到测L2比L1热.请你根据对这些实验现象的分析回答下面的问题: (1)S1,S2?均闭合时,L1,L2属于 联电路,电流 (填“相同”或“不相同”). (2)由n2>n1可知,在相同时间内,L1消耗的电能 L2消耗的电能. (3)由L2比L1热,L2比L1亮可知,电流通过L2转化的电能 通过L1转化的电能. (4)根据欧姆定律,通过的L1电流I1 通过L2的电流I2. (5)通过以上分析可以得出如下结论: .
【答案】(1)并;不相同;(2)小于;(3)大于;(4)小于;(5)在时间相同、电压一定的情况下,电流做功的多少与电流有关,电流越大,电流做功越多.
【解析】(1)由电路图可知,S1?、S2?均闭合时,L1、L2并联,因并联电路中各支路两端的电压相等,故L1、L2两端的电压相同,已知R1=1210Ω,R2=484Ω,即两灯泡的电阻不相等,故根据欧姆定律可知,通过两灯泡的电流不相等;(2)由图和题意可知,S1?闭合,S2?断开,只有L1工作,5min内,L1单独工作时电能表转盘的转数为8圈;S1?断开,S2闭合,只有L2工作,5min内,L2单独工作时电能表转盘的转数为20圈,所以,在相同时间内,L1消耗的电能小于L2消耗的电能;(3)L2比L1亮,说明L2的功率大于L1的功率;L2比L1热,说明电流通过L2产生的热量大于L1产生的热量,即电流通过L2转化的电能大于通过L1转化的电能;(4)因两灯的电压相同,R1=1210Ω,R2=484Ω,即R1>R2,由欧姆定律可知,通过的L1电流I1小于通过L2的电流I2.(5)通过以上分析可以得出如下结论:在时间相同、电压一定的情况下,电流做功的多少与电流有关,电流越大,电流做功越多. 知识点二:额定功率与实际功率
【例1】(2016?乐清市校级模拟)如图所示是一种家庭电路带指示灯的按键开关的电路图。使用时发现,当开关断开时,照明灯甲熄灭,指示灯乙发出微光(便于夜晚找到开关);当开关闭合时,只有照明灯甲正常发光。据此可以判断(  )
A.甲灯的额定功率一定小于乙灯的额定功率
B.甲灯的电阻一定远大于乙灯的电阻
C.开关断开时,通过乙灯的电流大于通过甲灯的电流
D.甲灯的电阻一定远小于乙灯的电阻
【答案】D
【解析】(1)由图可知,当开关断开时,甲乙两灯泡串联,串联电路各处的电流相等,故C错误;(2)由题知,当开关断开时,照明灯甲熄灭,指示灯乙发出微光;因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以,此时甲灯泡的实际功率远小于乙灯泡的实际功率;串联电路电流处处相等,且甲灯泡的实际功率很小,根据P=I2R可知,甲灯的电阻远小于乙灯的电阻,故D正确,B错误;照明灯甲和指示灯乙的额定电压可认为均为220V,因甲灯的电阻远小于乙灯的电阻,由可知,甲灯的额定功率一定大于乙灯的额定功率,故A错误;故选:D。
知识点三:伏安法测电功率
【例1】(2017?镇海区模拟)盛夏,小田家里的电灯经常忽明忽暗.小田从学校借来额定电压为2.5V的小灯泡等实验器材,想通过实验来研究产生这种现象的原因.
(1)如图甲是小田同学已连接的部分电路,请你用笔画线代替导线将电路连接完整,使滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大. (2)小田将滑动变阻器的滑片向左边滑动,小灯泡慢慢变亮,电压表示数逐渐变大;接着又向右移动滑片,小灯泡又逐渐变暗,电压表示数也逐渐变小.小田分析:“电灯忽明忽暗是电灯两端的 不稳定造成的”. (3)小田在将小灯泡两端的电压调至2.5V时. 电流表的示数如图乙所示,由此可以知道小灯泡的额定功率是 . (4)小田结合学过的电学知识进一步分析:家里的电灯有时虽然暗些,但是电灯的实际功率变小了,消耗的电能也少了.由此他想到此时家里使用电热水壶烧水倒是可以省电了.他的想法对吗?请简要说明理由

【答案】(1)见上图;(2)电压;(4)0.75W;(4)不对,因为烧开一壶水,水吸收的热量是一定的,即消耗的电能一定,根据W=Pt可知,若实际功率变小,则通电时间变长,并不能省电.
【解析】(1)滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大,故滑片以左电阻丝连入电路中与灯串联,灯的额定电压为2.5V,电压表选用小量程与灯并联,如下所示:
(2)闭合开关后,将滑动变阻器的滑片向左滑动,连入的电阻变小,使电路中的电流变大;由U=IR可知,则加在灯两端的电压变大,即电压表示数逐渐变大,小灯泡亮度逐渐变亮;再向右移动滑片时,连入的电阻变大,使电路中的电流变小,由U=IR可知,加在灯两端的电压变小,电压表示数逐渐变小,小灯泡又逐渐变暗;显然灯泡两端电压忽大忽小引起了小灯泡的忽明忽暗现象,故电灯忽明忽暗可能是由于灯泡两端的电压不稳定造成的.(3)电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,由指针位置可知,灯泡的电流为0.3A;灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W.(4)小田的想法不对.使用电热壶烧开一壶水消耗的电能(或水吸收的热量)是一定的,根据W=Pt可知,当电热水壶的实际功率变小时,需要的加热时间变大,所以并不能省电.
知识点四:焦耳定律及其应用
【例1】(2016?普陀区校级模拟)一台抽水机的配套电动机的额定功率是2200W,它的线圈电阻是3Ω,在220V的额定电压下工作的电流是10A,则1秒内线圈产生的热量是 J.21·cn·jy·com
【答案】00.
【解析】线圈产生的热量:Q=W=I2Rt=(10A)2×3Ω×1s=300J.
知识点五:电能、电功率、电热的综合计算
【例1】(2017?龙游县模拟)图甲为某新型电饭煲,额定电压为220V.它采用了“聪明火”技术,智能化地控制不同时间段的烹饪温度,以得到食物最佳的营养和口感.图乙为其电路原理图,R1和R2为电阻不变的电热丝,S1是自动控制开关.将电饭煲接入220V电路中,在电饭煲工作的30min内,它消耗的电功率随时间变化的图象如图丙所示.求: (1)0~30min,电饭煲产生的总热量. (2)S和S1均闭合,电路中的总电流. (3)电热丝R2的阻值. (4)当用电高峰期,当实际电压为200V时,从开始工作到S1第一次自动断开,使用该电饭煲的实际电功率为多少?(计算结果取整数)
【答案】(1)0~30min,电饭煲产生的总热量为1.386×106J;(2)S和S1均闭合,电路中的总电流为4A;(3)电热丝R2的阻值为220Ω;(4)使用该电饭煲的实际电功率为727W.
【解析】(1)由电路图可知,当开关S和S1都闭合时,电路为R1与R2并联,电饭煲的功率较大;只闭合开关S、断开S1时,电路为R1的简单电路,电饭煲功率较小; 由图乙可知,工作30min中,功率P1=660W时的时间t1=15min=900s, 功率P总=880W时的时间t2=30min-15min=15min=900s, 由Q=W=Pt可得,0~30min内电饭煲产生的总热量: Q=Q1+Q2=W1+W2=P1t1+P总t2=880W×900s+660W×900s=1.386×106J; (2)S和S1均闭合,R1和R2并联,由丙可知,P总=880W, 由得,电路中的总电流:; (3)闭合开关S、断开S1时,电路为R1的简单电路,P1=660W, 开关S和S1都闭合时,电路为R1与R2并联,所以R2的功率: P2=P总-P1=880W-660W=220W 由可得,R2的阻值:. (4)由得,电饭煲最大功率时,电路中的总电阻:, 则该电饭煲的实际电功率:。
答:(1)0~30min,电饭煲产生的总热量为1.386×106J;(2)S和S1均闭合,电路中的总电流为4A;(3)电热丝R2的阻值为220Ω;(4)使用该电饭煲的实际电功率为727W.

一、误认为电能表是测电功率的仪器。
电能表是用来测量消耗电能多少的仪器或者说是测量电流做功多少的仪器.
【例1】接在家庭电路中的电能表,利用它可直接测量的是(  )
A.电功 B.电压 C.电流 D.电功率
【答案】A
【解析】(1)电能表是用来测量用电器在单位时间内所做的功,即电功;(2)电流表是用来测量电流的,电压表是用来测量电压的,电功率是表示单位时间内电流做功的多少,都不能用电能表来测量.故选A.www.21-cn-jy.com
二、当用电器两端电压减小一半,误认为其实际功率也减小一半。
根据公式和P=I2R,结合电压、电流、电阻的变化对选项进行分析即可得出符合题意的选项.
【例1】要使电热器的发热功率减小一半,应该(  )
A.使加给它两端的电压减小一半 B.使它的电阻减小一半
C.让通过它的电流减小一半 D.使它的电阻和两端的电压同时减小一半
【答案】D
【解析】A、由公式可知,电热器电阻不变,把电压减为原来的一半,发热功率变为原来的,故A不符合题意;B、由公式可知,电压不变,使它的电阻减小一半,电阻变为原来的,发热功率变为原来的二倍,故B不符合题意;C、由公式P=I2R可知,电热器的电阻不变,让通过它的电流减小一半,发热功率变为原来的,故C不符合题意.D、由公式可知,使它的电阻和两端的电压同时减小一半,发热功率变为原来的,故D符合题意.故选D.
三、将“110 V 50 W”和“110 V 25 W”两灯串联在220 V电源上,两灯能正常发光。
两灯泡正常发光时,两灯泡的电阻:, ,两灯串联在220V的电路中,根据串联电路分压特点,乙的电压近甲的2倍,所以甲烧坏。两灯不能正常发光。
【例1】把标有“110 V 50 W”甲和“110 V 25 W”乙的两灯串联接在220 V的电源上,则( )
A.25 W的灯被烧坏 B.50 W的灯被烧坏 C.两灯均被烧坏 D.两灯均正常发光
【答案】A
【解析】, ,两灯串联在220V的电路中,根据串联电路分压特点,乙的电压近甲的2倍,所以甲烧坏。
四、用I=U/R计算电动机的工作电流。
对于电动机来说,不是纯电阻电路,电流大小不能用,总功率的大小要用P=UI来计算,电动机线圈发热的功率为I2R.21教育网
【例1】一台电动机线圈的电阻为R,电动机正常工作时,两端电压为U,通过电流为I,工作时间为t,下列说法正确的是(  )
A.电路中的电流 B.电动机消耗的电能为UIt
C.电动机消耗的电能为I2Rt D.电动机线圈生热为
总功率的大小为P=UI,所以消耗的总的电能为UIt,所以A错误B正确;电动机线圈发热的功率为I2R,所以电动机线圈产生的热量为Q=I2Rt,故CD错误;故选:B.
第十三讲 电功和电功率
1.结合实例知道电能与不同形式的能量的相互转化,知道电能的单位。
2.了解家用电能表铭牌上各参数的意义;
3.会通过电能表测算家用电器在某段时间内消耗的电能;
4. 结合实例知道电流做功的过程就是电能转化为其它形式的能的过程;
5.通过实验探究电流做功的多少跟电流大小、电压高低和通电时间有关,能利用电功公式进行相关计算。
6.通过实验,了解电功率的物理意义,知道电功率的定义、公式和单位。
7.知道千瓦时的来历,知道千瓦时与焦耳之间的换算关系。
8.会用电功率的公式进行相关计算。
9.能结合实例说出用电器铭牌上数字的意义。
10.通过实验,认识额定电压、额定功率和实际电压、实际功率。
11.知道用电压表和电流表可以测电功率,还可用电能表和秒表测量用电器的电功率。12.知道测量功率的原理,能设计符合测量需要的实验方案,并根据需要测量和记录的物理量设计实验记录的表格。21cnjy.com
13.会根据小灯泡的额定电压选择合适的电源和电压表的量程,能测量和计算出小灯泡的额定功率。进一步理解额定功率的含义。
14.能测出当小灯泡两端电压略大于额定电压和小于额定电压时小灯泡的功率,并能同时观察小灯泡的亮度,计入表格。
15.能通过数据分析得出,小灯泡两端电压越大,小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮。小灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率。
16.通过实验认识到用电器正常工作与不正常工作对用电器的影响。
17.能通过生活中的用电器,认识电流的热效应及能量的转化。
18.通过实验知道电流的热效应与电流和电阻的关系,理解在实验探究中控制变量和转换法的使用。
19.理解焦耳定律的得出,理解什么条件下Q=W,什么条件下Q=W不成立.
20.能利用公式进行简单的计算。能利用焦耳定律解释生活中的现象。
21.能列举生活中利用和防止电热的实例,学会辩证的分析和看待问题。

知识点一:电能、电功
1.电功:电流所做的功叫电功,电能转化为其他形式能量的过程就是电流做功的过程。可用公式 W=UIt计算电功大小,推导式有 W=Pt=I2Rt=U2t/R。
2.电能(电功):国际主单位是焦,符号是 J,日常生活中常用单位是度,物理学中叫kW·h,1 kW·h=3.6×106 J。
3.电能表的认识
作用
测量电路消耗电能(电流做功)
单位
度(kW·h)
读数
计数器末尾数字的单位是十分位
参数
220 V
该电能表应该接在220伏的电路上使用
10(20)A
该电能表的额定电流为10安,在短时间内使用时电流可允许大一些,但不能超过20安
600r/(kW·h)
接在该电能表上的用电器,每消耗1千瓦时的电能,电能表的转盘转过600转
4. 注意:②计算电功公式 W=Pt=UIt是普遍适用的公式,由定义式 W=UIt和欧姆定律I=,可以推导两个式子: W=t(方便用于并联电路)和 W=I2Rt(方便用于串联电路)。
③无论串联还是并联,电路的总功 W总=W1+W2+…+Wn。
知识点二:电功率及其测量
1.电功率:反映电流做功快慢的物理量,等于电流做的功与时间的比值。
2.电功率公式:,若是纯电阻电路,由欧姆定律可得变形公式P=I2R或。
3.单位:国际主单位是瓦(W),另一个单位是千瓦(kW)二者换算关系是1 kW=103 W。
4.额定电压和额定功率:额定电压是指用电器在正常工作时的电压,额定功率是指用电器在额定电压下的电功率,与实际电压、实际功率的关系如下:【出处:21教育名师】
P实=()2·P额
若U实=U额时,则P实=P额,用电器正常工作;
若U实<U额时,则P实<P额,用电器不能正常工作;
若U实>U额时,则P实>P额,损坏用电器。
灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的。
5.伏安法测小灯泡电功率
(1)原理是P=UI。
(2)电路图:
(3)滑动变阻器的作用:
①保护电路;
②改变小灯泡两端电压和通过小灯泡的电流,从而实现多次测量。
注意:
(1)在测量小灯泡电功率的实验中,不能将多次测得的电功率求平均值。多次测量的目的:为了研究小灯泡亮度(或电功率)与小灯泡两端电压的关系。www-2-1-cnjy-com
(2)在测量小灯泡电阻的实验中,多次测量的目的:为了研究小灯泡的电阻是否与温度有关。
(3)在测量定值电阻的实验中,多次测量的目的是为了求平均值,以减小测量误差。
(4)在测量小灯泡电功率的实验中,选择滑动变阻器的最大阻与小灯泡阻值相差不大,调节效果明显。
6.用电能表、秒表测用电器功率的原理是P= W/t。
方法是:用电能表测出用电器在某一段时间(t)消耗的电能 W=kW·h=×3.6×106 J(n、n0表示转数),则用电器的电功率为P== W。【来源:21·世纪·教育·网】
7.几种特殊测电功率方法
(1)安阻法,如图所示:
表达式为:P=UI=I2R0·I
(2)伏阻法,如图所示:
表达式为:P=
(3)转换法,如图所示:
表达式为:P=
8.电功、电功率的综合计算题一般涉及电路变化问题,解答此类题时,应先根据开关的通、断和滑动变阻器的移动情况,确定各时刻的电路结构,最好画出等效电路图,然后根据电阻的变化情况以及“灯泡正常发光”“串联”等关键字眼,逐步分析电流和电压的变化,再灵活选择合适的公式进行求解。21世纪教育网版权所有
9.注意:
(1)用电设备的P额、U额具有唯一性、对应性,而用电设备的U实、P实可有很多个,但U实、P实具有同体性,同时性;21教育网
(2)串、并联电路,总功率P总=P1+P2+…+Pn,串联电路电功率与电阻关系:=,并联电路电功率与电阻关系:=。21教育名师原创作品
知识点三:焦耳定律与电热
1.电流的热效应:电流通过各种导体时,会使导体的温度升高,这种现象叫做电流的热效应。从能量的转化看,电流通过导体发热的过程实质上是电能转化为内能的过程。我们可以借助电流的热效应来判定电流的大小,这种方法叫转换法。21*cnjy*com
2.焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。用公式表示为Q=I2Rt,单位是J。
3.电功和电热的关系
(1)当电路中接入的是电炉、电烙铁、电饭锅、电热壶等“纯电阻性”用电器时,消耗的电能全部(选填“全部”或“一部分”)转化为热能,即W=Q。
(2)当电路中接入的电动机、充电的蓄电池时,消耗的电能大部分转化机械能、化学能,只有一部分(选填“全部”或“一部分”)电能转化为热能,即W大于Q。此时,只能利用公式Q=I2Rt计算电热。
4.电热器的原理:电流的热效应。
5.电热器的主要结构:发热体,发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘体材料上做成的。电热器的优点:清洁环保,效率高,使用方便。
6.几种材料的比较
材料
电阻
熔点
滑动变阻器的电阻线


电热器的发热体


保险丝


7.电热的危害:由于电流的热效应,会使用电器的温度过高,加速绝缘材料的老化,甚至可能烧坏用电器。安装散热扇、散热窗加快散热。【版权所有:21教育】
8.注意:
(1)由Q=I2Rt和I=可以推导Q=t,Q=I2Rt方便串联电路计算,Q=t方便并联电路计算。
(2)电热挡位的判定方法:由P=可知,在电源电压一定时,电阻越小,电功率越大,为高温挡位,反之,为低温挡位;
(3)比例关系:串联电路:====,并联电路:====。
知识点一:电能及其测量
【例1】(2017秋?桐庐县校级期中)为了探究“影响电功的因素”,某课外活动小组设计了如题图所示的实验方案.
图中白炽灯?L1?为“220V-40W”,R1=1210Ω,L2?为“220V-100W”,R2=484Ω;电能表的参数为“220V,50Hz,5(10)A,2400r/”.其实验过程是:S1?闭合,S2?断开,观察5min内电能表转盘的转数?n1=8圈;S1?断开,S2?闭合,观察5min内电能表转盘的转数?n2=20圈;S1,S2?均闭合,5min内电能表转盘的转数?n3=28圈.在三次实验中均观察到L2比L1?亮;用手接近白炽灯(不接触)均感到测L2比L1热.请你根据对这些实验现象的分析回答下面的问题: (1)S1,S2?均闭合时,L1,L2属于 联电路,电流 (填“相同”或“不相同”). (2)由n2>n1可知,在相同时间内,L1消耗的电能 L2消耗的电能. (3)由L2比L1热,L2比L1亮可知,电流通过L2转化的电能 通过L1转化的电能. (4)根据欧姆定律,通过的L1电流I1 通过L2的电流I2. (5)通过以上分析可以得出如下结论: .
【答案】(1)并;不相同;(2)小于;(3)大于;(4)小于;(5)在时间相同、电压一定的情况下,电流做功的多少与电流有关,电流越大,电流做功越多.
【解析】(1)由电路图可知,S1?、S2?均闭合时,L1、L2并联,因并联电路中各支路两端的电压相等,故L1、L2两端的电压相同,已知R1=1210Ω,R2=484Ω,即两灯泡的电阻不相等,故根据欧姆定律可知,通过两灯泡的电流不相等;(2)由图和题意可知,S1?闭合,S2?断开,只有L1工作,5min内,L1单独工作时电能表转盘的转数为8圈;S1?断开,S2闭合,只有L2工作,5min内,L2单独工作时电能表转盘的转数为20圈,所以,在相同时间内,L1消耗的电能小于L2消耗的电能;(3)L2比L1亮,说明L2的功率大于L1的功率;L2比L1热,说明电流通过L2产生的热量大于L1产生的热量,即电流通过L2转化的电能大于通过L1转化的电能;(4)因两灯的电压相同,R1=1210Ω,R2=484Ω,即R1>R2,由欧姆定律可知,通过的L1电流I1小于通过L2的电流I2.(5)通过以上分析可以得出如下结论:在时间相同、电压一定的情况下,电流做功的多少与电流有关,电流越大,电流做功越多. 知识点二:额定功率与实际功率
【例1】(2016?乐清市校级模拟)如图所示是一种家庭电路带指示灯的按键开关的电路图。使用时发现,当开关断开时,照明灯甲熄灭,指示灯乙发出微光(便于夜晚找到开关);当开关闭合时,只有照明灯甲正常发光。据此可以判断(  )
A.甲灯的额定功率一定小于乙灯的额定功率
B.甲灯的电阻一定远大于乙灯的电阻
C.开关断开时,通过乙灯的电流大于通过甲灯的电流
D.甲灯的电阻一定远小于乙灯的电阻
【答案】D
【解析】(1)由图可知,当开关断开时,甲乙两灯泡串联,串联电路各处的电流相等,故C错误;(2)由题知,当开关断开时,照明灯甲熄灭,指示灯乙发出微光;因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以,此时甲灯泡的实际功率远小于乙灯泡的实际功率;串联电路电流处处相等,且甲灯泡的实际功率很小,根据P=I2R可知,甲灯的电阻远小于乙灯的电阻,故D正确,B错误;照明灯甲和指示灯乙的额定电压可认为均为220V,因甲灯的电阻远小于乙灯的电阻,由可知,甲灯的额定功率一定大于乙灯的额定功率,故A错误;故选:D。
知识点三:伏安法测电功率
【例1】(2017?镇海区模拟)盛夏,小田家里的电灯经常忽明忽暗.小田从学校借来额定电压为2.5V的小灯泡等实验器材,想通过实验来研究产生这种现象的原因.2·1·c·n·j·y
(1)如图甲是小田同学已连接的部分电路,请你用笔画线代替导线将电路连接完整,使滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大. (2)小田将滑动变阻器的滑片向左边滑动,小灯泡慢慢变亮,电压表示数逐渐变大;接着又向右移动滑片,小灯泡又逐渐变暗,电压表示数也逐渐变小.小田分析:“电灯忽明忽暗是电灯两端的 不稳定造成的”. (3)小田在将小灯泡两端的电压调至2.5V时. 电流表的示数如图乙所示,由此可以知道小灯泡的额定功率是 . (4)小田结合学过的电学知识进一步分析:家里的电灯有时虽然暗些,但是电灯的实际功率变小了,消耗的电能也少了.由此他想到此时家里使用电热水壶烧水倒是可以省电了.他的想法对吗?请简要说明理由

【答案】(1)见上图;(2)电压;(4)0.75W;(4)不对,因为烧开一壶水,水吸收的热量是一定的,即消耗的电能一定,根据W=Pt可知,若实际功率变小,则通电时间变长,并不能省电.
【解析】(1)滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大,故滑片以左电阻丝连入电路中与灯串联,灯的额定电压为2.5V,电压表选用小量程与灯并联,如下所示:
(2)闭合开关后,将滑动变阻器的滑片向左滑动,连入的电阻变小,使电路中的电流变大;由U=IR可知,则加在灯两端的电压变大,即电压表示数逐渐变大,小灯泡亮度逐渐变亮;再向右移动滑片时,连入的电阻变大,使电路中的电流变小,由U=IR可知,加在灯两端的电压变小,电压表示数逐渐变小,小灯泡又逐渐变暗;显然灯泡两端电压忽大忽小引起了小灯泡的忽明忽暗现象,故电灯忽明忽暗可能是由于灯泡两端的电压不稳定造成的.(3)电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,由指针位置可知,灯泡的电流为0.3A;灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W.(4)小田的想法不对.使用电热壶烧开一壶水消耗的电能(或水吸收的热量)是一定的,根据W=Pt可知,当电热水壶的实际功率变小时,需要的加热时间变大,所以并不能省电.21·世纪*教育网
知识点四:焦耳定律及其应用
【例1】(2016?普陀区校级模拟)一台抽水机的配套电动机的额定功率是2200W,它的线圈电阻是3Ω,在220V的额定电压下工作的电流是10A,则1秒内线圈产生的热量是 J.2-1-c-n-j-y
【答案】00.
【解析】线圈产生的热量:Q=W=I2Rt=(10A)2×3Ω×1s=300J.
知识点五:电能、电功率、电热的综合计算
【例1】(2017?龙游县模拟)图甲为某新型电饭煲,额定电压为220V.它采用了“聪明火”技术,智能化地控制不同时间段的烹饪温度,以得到食物最佳的营养和口感.图乙为其电路原理图,R1和R2为电阻不变的电热丝,S1是自动控制开关.将电饭煲接入220V电路中,在电饭煲工作的30min内,它消耗的电功率随时间变化的图象如图丙所示.求: (1)0~30min,电饭煲产生的总热量. (2)S和S1均闭合,电路中的总电流. (3)电热丝R2的阻值. (4)当用电高峰期,当实际电压为200V时,从开始工作到S1第一次自动断开,使用该电饭煲的实际电功率为多少?(计算结果取整数)
【答案】(1)0~30min,电饭煲产生的总热量为1.386×106J;(2)S和S1均闭合,电路中的总电流为4A;(3)电热丝R2的阻值为220Ω;(4)使用该电饭煲的实际电功率为727W.
【解析】(1)由电路图可知,当开关S和S1都闭合时,电路为R1与R2并联,电饭煲的功率较大;只闭合开关S、断开S1时,电路为R1的简单电路,电饭煲功率较小; 由图乙可知,工作30min中,功率P1=660W时的时间t1=15min=900s, 功率P总=880W时的时间t2=30min-15min=15min=900s, 由Q=W=Pt可得,0~30min内电饭煲产生的总热量: Q=Q1+Q2=W1+W2=P1t1+P总t2=880W×900s+660W×900s=1.386×106J; (2)S和S1均闭合,R1和R2并联,由丙可知,P总=880W, 由得,电路中的总电流:; (3)闭合开关S、断开S1时,电路为R1的简单电路,P1=660W, 开关S和S1都闭合时,电路为R1与R2并联,所以R2的功率: P2=P总-P1=880W-660W=220W 由可得,R2的阻值:. (4)由得,电饭煲最大功率时,电路中的总电阻:, 则该电饭煲的实际电功率:。www.21-cn-jy.com
答:(1)0~30min,电饭煲产生的总热量为1.386×106J;(2)S和S1均闭合,电路中的总电流为4A;(3)电热丝R2的阻值为220Ω;(4)使用该电饭煲的实际电功率为727W.

一、误认为电能表是测电功率的仪器。
电能表是用来测量消耗电能多少的仪器或者说是测量电流做功多少的仪器.
【例1】接在家庭电路中的电能表,利用它可直接测量的是(  )
A.电功 B.电压 C.电流 D.电功率
【答案】A
【解析】(1)电能表是用来测量用电器在单位时间内所做的功,即电功;(2)电流表是用来测量电流的,电压表是用来测量电压的,电功率是表示单位时间内电流做功的多少,都不能用电能表来测量.故选A.
二、当用电器两端电压减小一半,误认为其实际功率也减小一半。
根据公式和P=I2R,结合电压、电流、电阻的变化对选项进行分析即可得出符合题意的选项.
【例1】要使电热器的发热功率减小一半,应该(  )
A.使加给它两端的电压减小一半 B.使它的电阻减小一半
C.让通过它的电流减小一半 D.使它的电阻和两端的电压同时减小一半
【答案】D
【解析】A、由公式可知,电热器电阻不变,把电压减为原来的一半,发热功率变为原来的,故A不符合题意;B、由公式可知,电压不变,使它的电阻减小一半,电阻变为原来的,发热功率变为原来的二倍,故B不符合题意;C、由公式P=I2R可知,电热器的电阻不变,让通过它的电流减小一半,发热功率变为原来的,故C不符合题意.D、由公式可知,使它的电阻和两端的电压同时减小一半,发热功率变为原来的,故D符合题意.故选D.
三、将“110 V 50 W”和“110 V 25 W”两灯串联在220 V电源上,两灯能正常发光。
两灯泡正常发光时,两灯泡的电阻:, ,两灯串联在220V的电路中,根据串联电路分压特点,乙的电压近甲的2倍,所以甲烧坏。两灯不能正常发光。
【例1】把标有“110 V 50 W”甲和“110 V 25 W”乙的两灯串联接在220 V的电源上,则( )21·cn·jy·com
A.25 W的灯被烧坏 B.50 W的灯被烧坏 C.两灯均被烧坏 D.两灯均正常发光
【答案】A
【解析】, ,两灯串联在220V的电路中,根据串联电路分压特点,乙的电压近甲的2倍,所以甲烧坏。
四、用I=U/R计算电动机的工作电流。
对于电动机来说,不是纯电阻电路,电流大小不能用,总功率的大小要用P=UI来计算,电动机线圈发热的功率为I2R.21*cnjy*com
【例1】一台电动机线圈的电阻为R,电动机正常工作时,两端电压为U,通过电流为I,工作时间为t,下列说法正确的是(  )【来源:21cnj*y.co*m】
A.电路中的电流 B.电动机消耗的电能为UIt
C.电动机消耗的电能为I2Rt D.电动机线圈生热为
总功率的大小为P=UI,所以消耗的总的电能为UIt,所以A错误B正确;电动机线圈发热的功率为I2R,所以电动机线圈产生的热量为Q=I2Rt,故CD错误;故选:B.
第十三讲《电功和电功率》达标检测卷
时间:45分钟 满分:100分
一.选择题(共54分)
1.小丽同学记录了家里一周内的用电情况(如图所示),下列说法中正确的是(  )
A.周日白天用电比夜晚少 B.周一白天用电比傍晚多
C.周四夜晚用电比周五夜晚少 D.每天的用电高峰在傍晚
2.甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中正确的是(  )
A.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多
B.两灯均正常发光时,甲灯的电阻小于乙灯的电阻
C.两灯串联在220伏的电路中,甲灯比乙灯亮
D.将乙灯接入110伏电路中,它的实际功率为50瓦
3.小刚利用电能表测某家用电器的电功率。当电路中只有这个用电器工作时,测得在15min内,消耗电能0.3kW?h,这个用电器可能是(  )【来源:21·世纪·教育·网】
A.空调器 B.电冰箱 C.电视机 D.收音机
4.如图所示,是某电器内部的电路结构图,R1、R2为阻值相同的电热丝。不同的连接方式其发热功率不同。下列说法不正确的是(  )【来源:21cnj*y.co*m】
A.甲的发热功率与丙的发热功率相等 B.丁的发热功率是丙的发热功率的2倍
C.丙的发热功率是乙的发热功率的2倍 D.丁的发热功率是乙的发热功率的4倍
5.在如图所示的电路中,发现通过电流表的示数减少0.2安培时,电压表的示数从6伏特变为5伏特,那么该定值电阻所消耗的功率的变化量为(  )【版权所有:21教育】
A.1.8W B.1.5W C.2.2W D.3.3W
6.将一盏灯L接到某电源上,它的功率为40瓦;如果将该灯和电阻R串联后接到原电路中,则电阻消耗的电功率为3.6瓦,设电源电压不变,灯的电阻不随温度而改变,且灯的电阻大于R,此时灯的电功率是(  )
A.30.4瓦 B.32.4瓦 C.36瓦 D.30.6瓦
7.如图所示,额定电压为110V的A、B两盏电灯,额定功率分别为100W和25W.把它们接到220V的电路上,欲使它们都能正常发光且电路消耗的电能最少,正确的电路是(  )
A. B. C.D.
8.如图所示的电路,直流小电动机与定值电阻R2串联接在电压U=15V的电源上,已知R2=10Ω,小电动机两端电压U1=10V,则下列计算正确的是(  )
A.通过小电机中线圈的电流为1 A B.电阻R2消耗的电功率为10W
C.小电动机发热的功率为5W D.小电动机消耗的电功率为5W
9.如图所示,电源电压U=6V且保持不变,电阻R=10Ω,滑动变阻器R′的铭牌上标有“20Ω 1A”字样,在从左往右移动滑动变阻器滑片的过程中,下面表示滑动变阻器所消耗的功率P′与接入电路的电阻R′关系的图象正确的是(  )21世纪教育网版权所有
A. B. C. D.
10.在图所示的电路中,A、B、C分别表示电流表或电压表,它们的示数以安或伏为单位。当电键S闭合后,A、B、C三表示数分别为1,2,3时,灯L1、L2正好均正常发光。已知灯L1、L2的额定功率之比为3:1,则可判断(  )21*cnjy*com
A.A、B、C均为电流表 B.A、B、C均为电压表
C.B为电流表,A、C为电压表 D.B为电压表,A、C为电流表
11.如图所示,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AB两点时,灯泡L消耗的功率为25W,若将灯泡L接在离电源较远的CD两点时,灯泡L消耗的功率为16W.则输电导线AC、BD上消耗的功率为(  )
A.1W B.2W C.4W D.9 W
12.如图所示,开关S断开时,电灯正常发光,消耗的功率为P; 若把电源电压提高到原来的两倍,同时闭合开关S,使电灯的功率变为P,则电流表示数为原来的(  )
A.2倍 B.4倍 C.倍 D.倍
13.可调节台灯的电路是由一只灯泡和一个电位器(滑动变阻器)串联组成。调节电位器的旋钮使灯由亮变暗的过程中,电路的总功率将(  )21·cn·jy·com
A.变小 B.变大 C.不变 D.无法确定
14.如图甲所示,电源电压恒为9伏,滑动变阻器的最大阻值为100欧,电流在0.1安~0.4安之间时电子元件均能正常工作。若通过此电子元件的电流与其两端电压的关系如图乙所示,则下列判断正确的是(  )
A.电子元件工作时,电阻保持不变
B.电子元件处于正常工作状态时,电路消耗的最小功率为3.6瓦
C.当P在中点时,电子元件与滑动变阻器的电压之比为1:1
D.为使电子元件处于正常工作状态,滑动变阻器的阻值范围应控制在12.5欧~70欧
15.如图所示,把两个相同的电灯,分别接成甲、乙两种电路,甲电路总电压为8伏,乙电路总电压为16伏,调节变阻器使两灯都正常发光。此时,两电路消耗的总功率分别为P甲、P乙,则下列关系中正确的是(  )
A.P甲>P乙 B.P甲<P乙 C.P甲=P乙 D.无法确定
16.一只标有“220V 100W”字样的照明用灯泡,把它用导线接到远处工地上。电源电压220V.由于导线电阻较大,所以在导线上消耗了6W的电功率,那么此时小灯泡的实际功率(灯丝电阻不随温度的变化而变化)(  )
A.大于94W B.等于94W C.小于94W D.仍为100W
17.某灯泡直接连接在电压不变的电源两极两极上时,消耗的电功率为9瓦,现将它通过两根长导线连接到原来的电源上,其消耗的电功率为4瓦,则连接灯泡的两根导线损失的电功率为(  )
A.5瓦 B.4瓦 C.3瓦 D.2瓦
18.如图是一张电饭煲的铭牌,可是铭牌上一部分磨损看不清楚。请你判断此电饭煲的额定功率是(  )
A.220V B.0.6MPa C.2200W D.50Hz
19.如图,电源电压不变(且不会烧毁灯泡),定值电阻R阻值为18Ω.有四只白炽灯泡L1、L2、L3、L4它们的规格分别为“1V,2W”、“2V,2W”、“4V,2W”、“6V,2W”。当把它们分别接在电路中的M、N两端时,实际功率最大的是(  )
A.L1 B.L2 C.L3 D.L4
20.如图所示,电源电压不变(且不会烧毁灯泡),定值电阻R阻值为18Ω.有四只白炽灯泡L1、L2、L3、L4它们的规格分别为“1V,2W”、“2V,2W”、“4V,2W”、“8V,2W”。当把它们分别接在电路中的M、N两端时,实际功率最大的是(  )
A.L1 B.L2 C.L3 D.L4
21.有两个小灯泡,只标有额定电压,都是6.3伏,串联起来接到电源上,亮度不同,在回答哪个灯泡的额定功率较大时要用以下6句话(  )
(1)较亮的灯泡的电阻大。
(2)从关系式P=I2R可知。
(3)串联时流过两个灯泡的电流相同。
(4)从关系式P=可知。
(5)在相同电压下,灯泡的电功率和它的电阻成反比。
(6)所以,串联时较暗的灯泡的额定功率大;
按哪个顺序排列可将这个问题讲得最清楚?
A.(2)(1)(3)(4)(5)(6) B.(2)(3)(1)(4)(5)(6)
C.(4)(5)(2)(1)(3)(6) D.(3)(2)(1)(4)(5)(6)
22.如图所示,将两只额定电压相同的灯泡L1、L2串联在电路中,闭合开关S后,发现灯泡L1较亮,灯泡L2较暗,此现象说明(  )2·1·c·n·j·y
A.灯泡L1的阻值大于灯泡L2的阻值
B.灯泡L1的额定功率大于灯泡L2的额定功率
C.灯泡L1两端的电压小于灯泡L2两端的电压
D.通过灯泡L1的电流大于通过灯泡L2的电流
23.灯泡中的灯丝断了,将灯丝搭接起来再用,则以下判断正确的是(  )
①比原来更亮②比原来更暗③搭接处容易烧断,其他地方不易断④搭接处不易烧断,其他地方容易烧断。
A.①④ B.②④ C.②③ D.①③
24.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(  )
A. B. C. D.
25.在“测量小灯泡电功率的实验”中,某班四位同学所连接的电路如图所示,其中连接正确的是(  )
A. B. C. D.
26.如图所示,将灯L1、L2按图甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中,在甲图中灯L1的功率为4W,在乙图中灯L1的功率为9W,设灯丝电阻不变。下列说法中正确的是(  )www-2-1-cnjy-com
A.甲、乙两图中灯L2两端的电压之比是2:3
B.甲、乙两图电路消耗的总功率之比是2:9
C.L1、L2两灯灯丝电阻之比是1:2
D.乙图中灯L1、L2的功率之比是2:1
27.某调光灯电路如图所示,电源电压恒定,设灯丝电阻不随温度变化。当滑动变阻器滑片P移到a端时,灯泡L的功率为36W;滑片P移到b端时,灯泡L的功率为9W.则滑片P移到ab的中点时,灯泡L的功率为(  )2-1-c-n-j-y
A.14.4W B.16W C.18W D.22.5W
二.填空题(共14分)
28.如图所示是某电热器的工作原理图,R1、R2是发热电阻,虚线框为电热器的金属外壳,它用一个旋转开关可以实现电热器多档位工作的要求。其中旋转开关内有一块绝缘圆盘,在圆盘的左边缘依次有4个金属触点,右边缘是一金属板,可绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片,转动开关旋钮可以将左边缘相邻的两个触点与右边缘的金属板同时连通。如旋到图中位置S时,金属滑片将1、2两触点同时与右边缘金属板接通。若电源电压为220V,则由图可知:www.21-cn-jy.com
(1)图中P、Q两个接头中,   与零线相连。
(2)为安全起见,需在电路中安装一总开关,该开关最好应安装在图中A、B、C、D、E中的   点处。21·世纪*教育网
(3)如果 R1=R2=48.4Ω,则当旋钮开关旋到位置M时,电热器通电1min产生的热量是
   J。
29.用直流电动机提升重物,电动机用电压为110伏的电源供电,不计各处摩擦。当电动机以0.9米/秒的恒定速度向上提升质量为50千克的重物时,电路中的电流强度为5安,由此可知电动机线圈的电阻为   欧。【出处:21教育名师】
30.某家用电热水器的工作原理如图所示(已知两电阻丝的阻值相等,电源电压保持不变),它有高温、中温、低温三个档位。当开关S1接b,S2断开时,它是处于   档,此时电路功率为P1;当开关S1接a,S2闭合时,它是处于   档,此时电路功率为P2,则P1:P2=   。21教育名师原创作品
三.解答题(共32分)
31.高层楼房都配备电梯。图甲是某种升降电梯的简化结构图。若电动机的额定功率为6kw,通过载重反馈系统可以改变电动机输出功率,电动机驱动滑轮,利用钢丝绳和滑轮间的摩擦传递动力。配重块每块质量为20kg,空轿厢的质量为1000kg,额定载重600kg.某次运载,8名乘客(每人的质量均按60kg计算)在一楼同时乘坐电梯至各目标楼层,轿厢按照2m/s的速度匀速上升,乘客目标楼层见表格,每层楼高3米。不计钢丝绳重力和电梯运载时能量损耗。(g=10N/kg)21*cnjy*com
乘客
目标楼层数
A
 5 
B
5
C
7
D
7
E
7
F
7
G
7
H
7
(1)图中的滑轮类型为   (选填“定滑轮”或“动滑轮”)
(2)配重块起平衡作用,按配重的总质量等于额定载重的50%加上轿厢质量的原则计算,该升降电梯需要配重块的数量为   。21教育网
(3)若经过6秒后,乘客A到达目标楼层,表中应填的楼层数为   。
(4)此次运载,电动机消耗的电能是多少?
(5)因电梯日常乘坐人员较少,技术人员对电梯进行了节能改造:把配重块调整为60块,并重新设定了各项参数。电梯节能改造后的最大载重为   。
32.电热桌垫在冬天很受欢迎(如图甲).某校综合实践活动小组的同学探究了它的原理,查看说明书后发现:该电热桌垫由8伏电源供电,发热部分由R1和R2组成,调温档有关、低温、高温三档,已知两图中R1均为6欧,R2均为2欧.
(1)按如图乙的电路,当S1闭合、S2断开时电热桌垫处于 档(选填“关”、“低温”或“高温”). (2)图乙中该电热桌垫消耗的最大功率是多少瓦? (3)若该电热桌垫实际电路如图丙,现电热桌垫处于高温档,开关S1 ,S2 (选填“断开”或“闭合”). 21cnjy.com
第十三讲《电功和电功率》达标检测卷
时间:45分钟 满分:100分
一.选择题(共54分)
1.小丽同学记录了家里一周内的用电情况(如图所示),下列说法中正确的是(  )
A.周日白天用电比夜晚少 B.周一白天用电比傍晚多
C.周四夜晚用电比周五夜晚少 D.每天的用电高峰在傍晚
【答案】C
【解析】A、读图表可知,周日的用电高峰在傍晚,夜晚用电最少,因此周日白天用电比夜晚多,故A错误;B、读图表可知,周一傍晚用电比白天用电多,故B错误;C、读图表可知,同五夜晚用电最多,周四夜晚夜晚用电明显少于周五夜晚用电,故C正确;D、读图表可知,周一、周二、周三、周四、周日的用电高峰在傍晚,而周五、周六的用电高峰在夜晚,故D错误。故选:C。21·世纪*教育网
2.甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中正确的是(  )
A.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多
B.两灯均正常发光时,甲灯的电阻小于乙灯的电阻
C.两灯串联在220伏的电路中,甲灯比乙灯亮
D.将乙灯接入110伏电路中,它的实际功率为50瓦
【答案】C
【解析】A、两灯均正常发光时,乙的电功率大,因为不知道发光时间是否相同,所以不能比较两灯消耗的电能的多少,故A错误;B、两灯均正常发光时,额定电压相同都等于220V,由于灯丝电阻R=,甲灯额定功率小于乙灯的额定功率,所以甲灯的电阻大于乙灯的电阻,故B错误;C、由R=知道甲灯的电阻大于乙灯的电阻,当两灯串联时,通过的电流相等,由P=I2R可知,甲灯的实际功率比乙灯的大,则当两灯串联接在220V电路中,甲灯比乙灯亮,故C正确;D、将乙灯接在110V的电路中,R乙===484Ω;P乙=,故D错误。故选:C。21*cnjy*com
3.小刚利用电能表测某家用电器的电功率。当电路中只有这个用电器工作时,测得在15min内,消耗电能0.3kW?h,这个用电器可能是(  )21教育名师原创作品
A.空调器 B.电冰箱 C.电视机 D.收音机
【答案】A
【解析】用电器的功率:P===1.2kW;以上四种家用电器中功率接近1.2kW的只有空调。故选:A。
4.如图所示,是某电器内部的电路结构图,R1、R2为阻值相同的电热丝。不同的连接方式其发热功率不同。下列说法不正确的是(  )
A.甲的发热功率与丙的发热功率相等 B.丁的发热功率是丙的发热功率的2倍
C.丙的发热功率是乙的发热功率的2倍 D.丁的发热功率是乙的发热功率的4倍
【答案】A
【解析】由题知,R1、R2为阻值相同的电热丝,设R1=R2=R,分析各连接方式可知:
甲图为开路,P甲=0,乙图中两电阻串联,R乙=2R,P乙==,丙图中只有电阻R1工作,R丙=R,P丙==,丁图中两电阻并联,R丁=R,P丁===2,可见,甲的发热功率与丙的发热功率不相等,故A不正确,符合题意;丁的发热功率是丙的发热功率的2倍,故B正确,不符合题意;丙的发热功率是乙的发热功率的2倍,故C正确,不符合题意;丁的发热功率是乙的发热功率的4倍,故D正确,不符合题意。故选:A。
5.在如图所示的电路中,发现通过电流表的示数减少0.2安培时,电压表的示数从6伏特变为5伏特,那么该定值电阻所消耗的功率的变化量为(  )
A.1.8W B.1.5W C.2.2W D.3.3W
【答案】C
【解析】定值电阻的阻值不变,则由欧姆定律可得:当电压表的示数U1=6V时,电路中的电流I1==,当电压表的示数U2=5V时,电路中的电流I2==,因该过程中通过电流表的示数减少了0.2安培,所以,△I=I1﹣I2=﹣==0.2A,解得:R=5Ω,则该定值电阻所消耗的功率的变化量:△P=P1﹣P2=﹣=﹣=2.2W。故选:C。
6.将一盏灯L接到某电源上,它的功率为40瓦;如果将该灯和电阻R串联后接到原电路中,则电阻消耗的电功率为3.6瓦,设电源电压不变,灯的电阻不随温度而改变,且灯的电阻大于R,此时灯的电功率是(  )
A.30.4瓦 B.32.4瓦 C.36瓦 D.30.6瓦
【答案】B
【解析】由P=UI,I=得,P=I2R,当只接电灯时,电路中的电流I==,当串联电阻后,电路中的电流I′==,电源电压不变,所以:IRL=I′(R+RL),即:×RL=×(R+RL),化简得:9R2﹣82RRL+9RL2=0,(9R﹣RL)(R﹣9RL)=0,解得:9R=RL,或R=9RL,由题知,灯泡的电阻RL大于R,所以R:RL=1:9,灯和电阻串联,由P=I2R有,PR:PL′=R:RL=1:9,所以PL′=9PR=9×3.6W=32.4W。故选:B。
7.如图所示,额定电压为110V的A、B两盏电灯,额定功率分别为100W和25W.把它们接到220V的电路上,欲使它们都能正常发光且电路消耗的电能最少,正确的电路是(  )
A. B. C.D.
【答案】C
【解析】根据公式P=可知,灯泡A的电阻RA===121Ω,灯泡B的电阻RB===484Ω。A、图是灯泡A和可变电阻串联,根据串联电路电阻的分压特点可知,要使灯泡A正常工作,则上面可变电阻接入电路的阻值为121Ω,即该支路的总电阻为242Ω,同理下边支路的总电阻为968Ω,由=+可得,此时并联电路的总电阻为R=193.6Ω;B、图是灯泡A和灯泡B并联后又与可变电阻串联,灯泡要想正常工作,必须满足灯泡A与灯泡B并联后和可变电阻R的阻值相等;由=+可得灯泡A和灯泡B并联后的电阻R并=96.8Ω,此时电路的总电阻为R=2R并=2×96.8Ω=193.6Ω;C、图是灯泡B和可变电阻并联后又和灯泡A串联,灯泡要想正常工作,必须满足灯泡B与可变电阻并联后和灯泡A的电阻相等;串联电路,电阻越串越大;灯泡A和灯泡B正常工作时,此时电路的总电阻为R=2RA=2×121Ω=242Ω;D、图是灯泡A和可变电阻并联后又和灯泡B串联,灯泡要想正常工作,必须满足灯泡a与可变电阻R并联后和灯泡b的电阻相等;但并联电路中,电阻越并越小,小于任何一个分电阻,所以此电路中灯泡A和灯泡B不能正常工作,故D不正确;根据公式P=可知,电路电阻越大,消耗的功率就越小,比较A、B、C图可知,C图的总电阻大,消耗的功率最小,故选:C。
8.如图所示的电路,直流小电动机与定值电阻R2串联接在电压U=15V的电源上,已知R2=10Ω,小电动机两端电压U1=10V,则下列计算正确的是(  )
A.通过小电机中线圈的电流为1 A B.电阻R2消耗的电功率为10W
C.小电动机发热的功率为5W D.小电动机消耗的电功率为5W
【答案】D
【解析】因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R2两端的电压:U2=U﹣U1=15V﹣10V=5V,因串联电路中各处的电流相等,所以,通过小电机中线圈的电流:I===0.5A,故A错误;电阻R2消耗的电功率:P2=U2I=5V×0.5A=2.5W,故B错误;小电动机消耗的电功率:P1=U1I=10V×0.5A=5W,故D正确;因电动机的内阻不知,所以,无法得出小电动机发热的功率,故C错误。故选:D。21cnjy.com
9.如图所示,电源电压U=6V且保持不变,电阻R=10Ω,滑动变阻器R′的铭牌上标有“20Ω 1A”字样,在从左往右移动滑动变阻器滑片的过程中,下面表示滑动变阻器所消耗的功率P′与接入电路的电阻R′关系的图象正确的是(  )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】从图可知:电阻R与滑动变阻器串联,滑动变阻器接入电路的电阻R′,则根据串联的电阻特点可知:电路中的电阻R总=R+R′,所以,I==,滑动变阻器消耗的电功率:P′=I2R′=()2R′=()2R′,===。故当R′=0时。P′=0,当(﹣)2=0时,即R=10Ω,P滑最大,当R′=20时。P′≠0;比较图象可知只有A符合。故选:A。
10.在图所示的电路中,A、B、C分别表示电流表或电压表,它们的示数以安或伏为单位。当电键S闭合后,A、B、C三表示数分别为1,2,3时,灯L1、L2正好均正常发光。已知灯L1、L2的额定功率之比为3:1,则可判断(  )
A.A、B、C均为电流表 B.A、B、C均为电压表
C.B为电流表,A、C为电压表 D.B为电压表,A、C为电流表
【答案】D
【解析】A 如果A、B、C都是电流表,闭合开关电路会短路,灯泡都不亮。此选项不符合题意;B 如果A、B、C都是电压表,闭合开关电路相当于断路,灯泡都不亮。此选项不符合题意;C 如果B为电流表,A、C都是电压表,闭合开关灯泡L1和L2串联。A、C的示数之比为1:3,也就是两灯L1、L2两端电压之比为1:3,由公式P=UI知,两灯实际功率P1、P2之比为1:3.此选项不符合题意;D 如果B为电压表,A、C为电流表,闭合开关灯泡L1和L2并联。A、C的示数之比为1:3,并联电路支路电流与其阻值成反比,也就是两灯灯丝电阻之比为3:1,由公式P=知,两灯实际功率之比为1:3.此选项符合题意。故选:D。
11.如图所示,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AB两点时,灯泡L消耗的功率为25W,若将灯泡L接在离电源较远的CD两点时,灯泡L消耗的功率为16W.则输电导线AC、BD上消耗的功率为(  )
A.1W B.2W C.4W D.9 W
【答案】C
【解析】设灯泡L连接在A、B两点时,电路的电流为I1,则P1=I12RL=25W①,若将灯泡L接C、D两点时,电路的电流为I2,则P2=I22RL=16W②,由①②两式可得:I1:I2=5:4,若将灯泡L接C、D两点时,电的总功率为: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。故选:C。
12.如图所示,开关S断开时,电灯正常发光,消耗的功率为P; 若把电源电压提高到原来的两倍,同时闭合开关S,使电灯的功率变为P,则电流表示数为原来的(  )
A.2倍 B.4倍 C.倍 D.倍
【答案】C
【解析】当开关S断开时,电灯正常发光,消耗的功率为P时灯泡电流:I2=,电灯的功率变为P时,灯泡电流:I′2=,所以,=4,则I′=I。故选:C。
13.可调节台灯的电路是由一只灯泡和一个电位器(滑动变阻器)串联组成。调节电位器的旋钮使灯由亮变暗的过程中,电路的总功率将(  )21·cn·jy·com
A.变小 B.变大 C.不变 D.无法确定
【答案】A
【解析】因为灯泡和一个电位器串联,而灯由亮变暗说明电路中的电流变小,而电源电压保持不变,说明电路中的总电阻变大,由公式P=UI可知,电路的总功率变小。故选:A。
14.如图甲所示,电源电压恒为9伏,滑动变阻器的最大阻值为100欧,电流在0.1安~0.4安之间时电子元件均能正常工作。若通过此电子元件的电流与其两端电压的关系如图乙所示,则下列判断正确的是(  )
A.电子元件工作时,电阻保持不变
B.电子元件处于正常工作状态时,电路消耗的最小功率为3.6瓦
C.当P在中点时,电子元件与滑动变阻器的电压之比为1:1
D.为使电子元件处于正常工作状态,滑动变阻器的阻值范围应控制在12.5欧~70欧
【答案】D
【解析】从图象可知,电子元件的电阻是在变化的,故A错误,当电路消耗的功率最小时,电路电流最小,为I小=0.1A,电路消耗的最小功率P=UI小=9V×0.1A=0.9W,故B错误。因为电子元件与滑动变阻器串联,通过的电流相等,所以电子元件与滑动变阻器串联两端的电压之比就等于两电阻之比,无法判断电子元件与滑动变阻器电阻的大小关系,所以无法判断它们两端电压的关系。故C错误。电路电流最小为0.1A,电子元件两端的最小电压为2V,所以滑动变阻器两端的最大电压为U1=9V﹣2V=7V,滑动变阻器接入电路的电阻最大,R大===70Ω,电路电流最大为0.4A,电子元件两端的最大电压为4V,所以滑动变阻器两端的最小电压为U2=9V﹣4V=5V,滑动变阻器接入电路的电阻最小,R小===12.5Ω。所以滑动变阻器的阻值范围应控制在12.5欧~70欧。故D正确。故选:D。
15.如图所示,把两个相同的电灯,分别接成甲、乙两种电路,甲电路总电压为8伏,乙电路总电压为16伏,调节变阻器使两灯都正常发光。此时,两电路消耗的总功率分别为P甲、P乙,则下列关系中正确的是(  )
A.P甲>P乙 B.P甲<P乙 C.P甲=P乙 D.无法确定
【答案】C
【解析】两灯泡规格相同且正常发光,甲图灯泡并联,电流为:I1=2I额;乙图灯泡串联,电流为:I2=I额;∴P1:P2=U1I1:U2I2=8V×2I额:16V×I额=1:1。故选:C。
16.一只标有“220V 100W”字样的照明用灯泡,把它用导线接到远处工地上。电源电压220V.由于导线电阻较大,所以在导线上消耗了6W的电功率,那么此时小灯泡的实际功率(灯丝电阻不随温度的变化而变化)(  )
A.大于94W B.等于94W C.小于94W D.仍为100W
【答案】C
【解析】如果导线电阻忽略时,即220V的电压全部接在“220V 100W”的灯泡上,灯泡正常发光,功率是额定功率100W;因为导线和灯泡串联,当导线上电阻较大时,即电路中的电阻变大,由P=可知电路消耗的总功率变小,即小于100W,而导线上消耗的功率为6W,所以灯泡的实际功率只能小于94W。故选:C。
17.某灯泡直接连接在电压不变的电源两极两极上时,消耗的电功率为9瓦,现将它通过两根长导线连接到原来的电源上,其消耗的电功率为4瓦,则连接灯泡的两根导线损失的电功率为(  )
A.5瓦 B.4瓦 C.3瓦 D.2瓦
【答案】D
【解析】灯泡直接连接在电源两极上时,设电路中的电流为I,此时灯泡的功率为PL=UI=I2RL=9W①,当它通过两根长导线连接到原来的电源上时,设此时电路中的电流为I′,此时灯泡的实际功率为PL′=I′2RL=4W②,②÷①可得:I′=I,此时电路的总功率P总=UI′=U×I=×9W=6W,所以,连接灯泡的两根导线损失的电功率P损=P总﹣PL′=6W﹣4W=2W.只有D正确。故选:D。
18.如图是一张电饭煲的铭牌,可是铭牌上一部分磨损看不清楚。请你判断此电饭煲的额定功率是(  )
A.220V B.0.6MPa C.2200W D.50Hz
【答案】C
【解析】由铭牌可知,电饭煲的额定功率为2200W,额定电压为220V,额定压强0.6MPa,额定频率50Hz。故选:C。2·1·c·n·j·y
19.如图,电源电压不变(且不会烧毁灯泡),定值电阻R阻值为18Ω.有四只白炽灯泡L1、L2、L3、L4它们的规格分别为“1V,2W”、“2V,2W”、“4V,2W”、“6V,2W”。当把它们分别接在电路中的M、N两端时,实际功率最大的是(  )
A.L1 B.L2 C.L3 D.L4
【答案】D
【解析】灯泡L1的电阻R1===0.5Ω;灯泡L2的电阻R2===2Ω;灯泡L3的电阻R3===8Ω;灯泡L4的电阻R4===18Ω;通过灯泡L1的电流I1===;同理通过灯泡L2的电流I2==;通过灯泡L3的电流I3==;通过灯泡L4的电流I4==;灯泡L1的实际功率P1=I12R1=×0.5Ω=U2;同理灯泡L2的实际功率P2=I22R2=×2Ω=U2;灯泡L3的实际功率P3=I32R3=×8Ω=U2;
灯泡L4的实际功率P4=I42R4=×18Ω=U2;所以实际功率最大的是灯泡L4。故选:D。
20.如图所示,电源电压不变(且不会烧毁灯泡),定值电阻R阻值为18Ω.有四只白炽灯泡L1、L2、L3、L4它们的规格分别为“1V,2W”、“2V,2W”、“4V,2W”、“8V,2W”。当把它们分别接在电路中的M、N两端时,实际功率最大的是(  )
A.L1 B.L2 C.L3 D.L4
【答案】D
【解析】由P=可得,灯泡的电阻依次为:R1===0.5Ω,R2===2Ω,R3===8Ω,R4===32Ω;因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,当把它们分别接在电路中的M、N两端时,电路中的电流依次为:I1==,I2==,I3==,I4==;根据P=I2R可得,灯泡的实际功率依次为:P1=I12R1=()2×0.5Ω≈0.027U2,P2=I22R2=()2×2Ω=0.1U2,P3=I32R3=()2×8Ω≈0.31U2,P4=I42R4=()2×32Ω=0.64U2;由以上可知,实际功率最大的是L4。故选:D。
21.有两个小灯泡,只标有额定电压,都是6.3伏,串联起来接到电源上,亮度不同,在回答哪个灯泡的额定功率较大时要用以下6句话(  )21*cnjy*com
(1)较亮的灯泡的电阻大。
(2)从关系式P=I2R可知。
(3)串联时流过两个灯泡的电流相同。
(4)从关系式P=可知。
(5)在相同电压下,灯泡的电功率和它的电阻成反比。
(6)所以,串联时较暗的灯泡的额定功率大;
按哪个顺序排列可将这个问题讲得最清楚?
A.(2)(1)(3)(4)(5)(6) B.(2)(3)(1)(4)(5)(6)
C.(4)(5)(2)(1)(3)(6) D.(3)(2)(1)(4)(5)(6)
【答案】D
【解析】先判断电阻大小,串联时流过两个灯泡的电流相同。亮度由实际功率决定,从关系式P=I2R可知。较亮的灯光的电阻大。再根据P=,在额定电压相同时,灯泡的电功率和它的电阻成反比。所以,串联时较暗的灯泡的额定功率大。故选:D。
22.如图所示,将两只额定电压相同的灯泡L1、L2串联在电路中,闭合开关S后,发现灯泡L1较亮,灯泡L2较暗,此现象说明(  )
A.灯泡L1的阻值大于灯泡L2的阻值
B.灯泡L1的额定功率大于灯泡L2的额定功率
C.灯泡L1两端的电压小于灯泡L2两端的电压
D.通过灯泡L1的电流大于通过灯泡L2的电流
【答案】A
【解析】A、由于两灯串联在电路中,所以通过小灯泡的电流相同;开关闭合后,灯泡L1较亮,灯泡L2较暗,说明前者的实际功率大,由P=I2R知,电流相同时,功率越大,阻值越大,因此灯L1的阻值要大于灯L2的阻值,故A正确。B、由A知:R1>R2,那么在额定电压相同时,由P=可得出阻值越大,其额定功率越小,即灯L1的额定功率要小于灯L2的额定功率,故B错误。C、通过两灯的电流相同,而L1的阻值要大于L2的阻值,由U=IR可知,灯L1两端的实际电压要大一些,故C错误。D、串联电路电流处处相等,故D错误。故选:A。
23.灯泡中的灯丝断了,将灯丝搭接起来再用,则以下判断正确的是(  )
①比原来更亮②比原来更暗③搭接处容易烧断,其他地方不易断④搭接处不易烧断,其他地方容易烧断。
A.①④ B.②④ C.②③ D.①③
【答案】D
【解析】①②灯丝断后再搭接起来,灯丝长度变短,电阻变小;因电压不变,由P=可知,灯泡消耗的功率变大,比原来亮,故①正确;②错误;③④搭接处的相对面积变小,则搭接处的电阻变大(可理解为接触不良、接触电阻大),因此由Q=I2Rt可得,搭接处产生热量增多,此处容易烧断,而其他地方不易断,故③正确,④错误。故选:D。
24.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(  )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】A、S2闭合S3断开时,电流表把灯泡短路,灯泡不发光;S2断开S3闭合时,电流表把电阻短路;两个都闭合或断开时,电流表均无示数。测不出灯泡的额定电流,该电路图不能选;B、S2闭合S3断开,电压表测电灯两端的电压,其上端为正极、下端为负极;S3闭合S2断开,电压表测定值电阻R两端的电压,其上端为负极,下端为正极;
电压表的两次接线方法相反,在不改变电路连接方式的情况下,无法进行测量,故不合题意;
C、将开关拨到2的位置,电压表测量的是灯泡的两端电压,调节滑动变阻器的滑片P,使得电压表的示数为U0,则小灯泡正常发光;将开关拨到1的位置,电压表测量的是灯泡和电阻串联后的两端电压U1,通过小灯泡的电流为I=,小灯泡的额定功率表达式是P=U0I=,C选项图可选。D、开关处于1的位置,电流表把灯泡和电阻短路,电流表测量滑动电阻的电流;开关处于2的位置,电流表把小灯泡短路,测量的是通过电阻的电流。测不出灯泡的额定电流,该电路图不能选。故选:C。
25.在“测量小灯泡电功率的实验”中,某班四位同学所连接的电路如图所示,其中连接正确的是(  )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】A、电压表不应串联在电路中,故A错误;B、符合实验要求,故B正确;C、电压表使用了一个接线柱,没有接入电路,滑动变阻器使用的都是上边接线柱,起不到作用,故C错误;D、电流表的正负接线柱接反了,指针反偏可能烧坏且读不出数。故选:B。
26.如图所示,将灯L1、L2按图甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中,在甲图中灯L1的功率为4W,在乙图中灯L1的功率为9W,设灯丝电阻不变。下列说法中正确的是(  )【出处:21教育名师】
A.甲、乙两图中灯L2两端的电压之比是2:3
B.甲、乙两图电路消耗的总功率之比是2:9
C.L1、L2两灯灯丝电阻之比是1:2
D.乙图中灯L1、L2的功率之比是2:1
【答案】B
【解析】由图甲可知,两灯串联,由P=可知:U1=,由图乙可知,两灯并联,所以U=U1′=U2′,则有:U=,则====;根据串联电路的电压特点,由U1=U,可得:U2=U,故A错误;2-1-c-n-j-y
由串联电路的分压原理可得:===,故C错误;甲电路中电流:I串===,乙电路中电流:I并=+=+=,由P=UI可得,甲、乙两图电路消耗的总功率之比:====,故B正确;
串联电路中电流处处相等,由P=I2R可得,图乙中两灯功率:===,故D错误。故选:B。
27.某调光灯电路如图所示,电源电压恒定,设灯丝电阻不随温度变化。当滑动变阻器滑片P移到a端时,灯泡L的功率为36W;滑片P移到b端时,灯泡L的功率为9W.则滑片P移到ab的中点时,灯泡L的功率为(  )【来源:21cnj*y.co*m】
A.14.4W B.16W C.18W D.22.5W
【答案】B
【解析】设电源电压为U,当滑动变阻器滑片P移到a端时,电路为灯泡L的简单电路,灯泡的功率为:P1==36W①,当滑片P移到b端时,灯泡L与滑动变阻器的最大阻值R串联,电路中的电流为:I2=,此时灯泡的功率为:P2=I22RL=()2RL=9W②;当滑片P移到ab的中点时,电路为灯泡L与R串联,此时电路中的电流为:I3=,
此时灯泡的功率为:P3=I32RL=( )2×RL③; ①除以②可得:()2==4,
整理得:R=RL;将R=RL带入③式可得:P3=()2×RL=×=×36W=16W。故选:B。www-2-1-cnjy-com
二.填空题(共14分)
28.如图所示是某电热器的工作原理图,R1、R2是发热电阻,虚线框为电热器的金属外壳,它用一个旋转开关可以实现电热器多档位工作的要求。其中旋转开关内有一块绝缘圆盘,在圆盘的左边缘依次有4个金属触点,右边缘是一金属板,可绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片,转动开关旋钮可以将左边缘相邻的两个触点与右边缘的金属板同时连通。如旋到图中位置S时,金属滑片将1、2两触点同时与右边缘金属板接通。若电源电压为220V,则由图可知:www.21-cn-jy.com
(1)图中P、Q两个接头中,   与零线相连。
(2)为安全起见,需在电路中安装一总开关,该开关最好应安装在图中A、B、C、D、E中的   点处。【版权所有:21教育】
(3)如果 R1=R2=48.4Ω,则当旋钮开关旋到位置M时,电热器通电1min产生的热量是
   J。
【答案】(1)P;(2)C;(3)3.0×104。
【解析】(1)图中P、Q两个接头中,Q与火线相连,P与零线相连。(2)为安全起见,需在电路中安装一总开关,该开关最好应安装在火线上,即开关接在C处。(3)当旋钮开关旋到位置M时,R1与 R2串联,通电1min产生的热量是:Q=t=×60s=3.0×104J。【来源:21·世纪·教育·网】
29.用直流电动机提升重物,电动机用电压为110伏的电源供电,不计各处摩擦。当电动机以0.9米/秒的恒定速度向上提升质量为50千克的重物时,电路中的电流强度为5安,由此可知电动机线圈的电阻为   欧。
【答案】4。
【解析】在时间t内电流通过直流电动机做功(消耗电能):W电=UIt,在时间t内得到的机械能:W机=mgh=mgvt,在时间t内,在电动机线圈的电阻转化的内能:W内=I2Rt,∵由题知,W电=W机+W内,UIt=mgvt+I2Rt,∴UI=mgv+I2R,
即:110V×5A=50kg×10N/kg×0.9m/s+(5A)2R解得:R=4Ω;
30.某家用电热水器的工作原理如图所示(已知两电阻丝的阻值相等,电源电压保持不变),它有高温、中温、低温三个档位。当开关S1接b,S2断开时,它是处于   档,此时电路功率为P1;当开关S1接a,S2闭合时,它是处于   档,此时电路功率为P2,则P1:P2=   。
【答案】低温;高温;1:4。
【解析】设每根电阻丝的阻值为R,当开关S1接b,S2断开时,两电阻串联,总电阻R1=2R;当开关接a,S2闭合时,两电阻并联,电阻R2=;当开关S1接b,S2闭合时,上面的电热丝被短路,总电阻R3=R;则由P=可得,当开关S1接b,S2断开时,电路功率P1=,电功率最小,即为低温档;当开关S1接a,S2闭合时,电路功率P2==,电功率最大,即为高温档;当开关S1接b,S2闭合时,电路功率P3=,电功率不是最大,也不是最小,即为中温档;则P1:P2=:=1:4。
三.解答题(共32分)
31.高层楼房都配备电梯。图甲是某种升降电梯的简化结构图。若电动机的额定功率为6kw,通过载重反馈系统可以改变电动机输出功率,电动机驱动滑轮,利用钢丝绳和滑轮间的摩擦传递动力。配重块每块质量为20kg,空轿厢的质量为1000kg,额定载重600kg.某次运载,8名乘客(每人的质量均按60kg计算)在一楼同时乘坐电梯至各目标楼层,轿厢按照2m/s的速度匀速上升,乘客目标楼层见表格,每层楼高3米。不计钢丝绳重力和电梯运载时能量损耗。(g=10N/kg)
乘客
目标楼层数
A
 5 
B
5
C
7
D
7
E
7
F
7
G
7
H
7
(1)图中的滑轮类型为   (选填“定滑轮”或“动滑轮”)
(2)配重块起平衡作用,按配重的总质量等于额定载重的50%加上轿厢质量的原则计算,该升降电梯需要配重块的数量为   。21教育网
(3)若经过6秒后,乘客A到达目标楼层,表中应填的楼层数为   。
(4)此次运载,电动机消耗的电能是多少?
(5)因电梯日常乘坐人员较少,技术人员对电梯进行了节能改造:把配重块调整为60块,并重新设定了各项参数。电梯节能改造后的最大载重为   。
【答案】(1)定滑轮;(2)65;(3)5;(4)电动机消耗的电能是25200J;(5)400kg。
【解析】(1)图中的滑轮目的是改变力的方向,且滑轮的轴是固定的,所以滑轮类型为定滑轮;
(2)由题意可得配重的总质量:m配总=50%m额+m轿厢=50%×600kg+1000kg=1300kg,
则需要配重块的数量:n===65。
(3)由v=可得,经过6秒后乘客A到达目标楼层时的高度为hA=vt=2m/s×6s=12m,
因乘客是在一楼乘坐电梯的,所以,乘客A的目标楼层数x=+1=+1=5。
(4)此次运载,不计钢丝绳重力和电梯运载时能量损耗,
当8人共同到达5楼时,电动机的拉力:
F1=(m轿厢+m载1)g﹣m配总g=(1000kg+8×60kg)×10N/kg﹣1300kg×10N/kg=1800N,
从1楼到5楼上升的高度:h1=(5﹣1)h0=(5﹣1)×3m=12m,
则此过程中电动机拉力做功:W1=F1h1=1800N×12m=21600J;
当6人共同从5楼到达7楼时,此时电动机的拉力:
F2=(m轿厢+m载2)g﹣m配总g=(1000kg+6×60kg)×10N/kg﹣1300kg×10N/kg=600N,
从5楼到7楼上升的高度:h2=(7﹣5)h0=(7﹣5)×3m=6m,
则此过程中电动机拉力做功:W2=F2h2=600N×6m=3600J;
所以电动机消耗的电能:W电=W1+W2=21600J+3600J=25200J;
(5)由题意可得配重块的总质量:m=50%m额+m轿厢,
所以,此时的最大载重:m额′===400kg。
32.电热桌垫在冬天很受欢迎(如图甲).某校综合实践活动小组的同学探究了它的原理,查看说明书后发现:该电热桌垫由8伏电源供电,发热部分由R1和R2组成,调温档有关、低温、高温三档,已知两图中R1均为6欧,R2均为2欧.
(1)按如图乙的电路,当S1闭合、S2断开时电热桌垫处于 档(选填“关”、“低温”或“高温”). (2)图乙中该电热桌垫消耗的最大功率是多少瓦? (3)若该电热桌垫实际电路如图丙,现电热桌垫处于高温档,开关S1 ,S2 (选填“断开”或“闭合”). (4)图丙中当电热桌垫处于低温档时,求10分钟内产生的热量是多少焦?(不考虑温度的变化对电阻的影响)21世纪教育网版权所有
6400J.
【解析】(1)如图乙的电路,当S1闭合、S2断开时,两电阻串联,根据串联的电阻大于其中任一电阻,由,可知,此时是为电热桌垫处在低温档; (2)当两个开关都闭合时,电路中只有R2,此时电路的最大功率:; (3)根据并联电阻小于其中任一个电阻,故两电阻并联时,电路的总最电阻最小,功率最大,故开关S1闭合,S2闭合; (4)图丙中,只闭合S1时,电路中只有R1,为低温档,10分钟内产生的热量是:. 答:(1)低温;(2)图乙中该电热桌垫消耗的最大功率是32W;(3)闭合;闭合;(4)图丙中当电热桌垫处于低温档时,求10分钟内产生的热量是6400J.

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