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第二十講　電功率 一、選擇題 1．(2016欽州)電能表可以直接測量( A ) A．電流通過用電器所做的功 B．電路兩端的電壓 C．電路中的電流 D．用電器消耗的電功率 2．(2016三明)小明的奶奶有隨手關燈的好習慣。當她關燈后，家中電路變大的物理量是( A ) A．總電阻 B．總電壓 C．總功率 D．總電流 3．(2016臨沂)一個標有“220 V　440 W”的電熱器，當通過它的電流為1 A時，它的實際功率( C ) A．等于額定功率 B．大于額定功率 C．小于額定功率 D．無法判斷 4．(2016天門)下列用電器均標有“220 V　100 W”的字樣，在額定電壓下工作相同的時間產生熱量最多的是( A ) A．電熱水袋 B．電視機 C．電風扇 D．白熾燈 5．(2016揚州)電爐中的電阻絲通電一段時間后變得很燙，而連接的導線卻不怎么熱，主要是( C ) A．通過導線的電流小于通過電阻絲的電流 B．導線的絕熱皮隔熱 C．導線的電阻遠小于電阻絲的電阻 D．導線散熱比電阻絲快 6．(2016孝感)如圖所示，兩透明容器中密封著等質量的空氣，通電t秒后(兩容器都不向外放熱)，下列說法正確的是( C ) A．兩容器中電阻產生的熱量相同 B．右邊容器中空氣的溫度是左邊容器中空氣溫度的兩倍 C．右邊容器中空氣溫度的變化量是左邊容器中空氣溫度變化量的兩倍 D．右邊容器中空氣溫度的變化量是左邊容器中空氣溫度變化量的四倍 ,第6題圖)　　　,第7題圖) 7．(2016西寧)小紅在做“探究串聯電路電壓的規(guī)律”實驗時，連好了如圖所示的電路，閉合開關S后，發(fā)現L1正常發(fā)光，L2只能微弱發(fā)光，以下對于這一現象產生原因的分析中，合理的是( D ) A．燈泡L2發(fā)生了斷路 B．燈泡L2發(fā)生了短路 C．由于燈泡L2的電阻較大，其實際功率較小 D．由于燈泡L2的電阻較小，其實際功率較小 8．(2016南充)已知一臺直流電動機兩端的電壓為6 V，通過電動機的電流為2 A，線圈的電阻為0.5 Ω，則在1 min內電動機消耗的電能及產生的熱量分別為( A ) A．720 J，120 J B．720 J，720 J C．720 J，600 J D．600 J，120 J 9．(2015淄博)甲、乙兩只燈泡，其I－U關系圖象如圖所示，現將甲、乙兩燈串聯在電路中，當甲燈兩端的電壓為2 V時，乙燈消耗的功率是( A ) A．1.2 W B．0.8 W C．2 W D．3 W ,第9題圖)　　　,第10題圖) 10．(2016蘭州)如圖所示的電路，電源電壓保持不變，電阻R1、R2的阻值分別為10 Ω和20 Ω，只閉合開關S1，將滑片P移到中點，電壓表示數為6 V，電阻R1的功率為P1，閉合開關S1、S2，將滑片移到最左端，電阻R2的功率為P2，若P1∶P2＝2∶9，則下列說法正確的是( C ) A．電源電壓為18 V B．滑動變阻器的最大電阻為20 Ω C．電路的最大功率為12.15 W D．電路的最小功率為2.7 W 11．(2016無錫)將標有“3 V　3 W”字樣的甲燈和“6 V　6 W”字樣的乙燈接入電路。若不考慮溫度對電阻的影響，則對兩燈接入電路后的結果有如下判斷：①兩燈串聯，當其中一燈消耗的功率是3 W時，兩燈消耗的總功率是9 W；②兩燈串聯后接到電壓為9 V的電源兩端，兩燈均能正常發(fā)光；③兩燈并聯，當其中一燈消耗的功率是1.5 W時，另一燈兩端的電壓為3 V；④兩燈并聯后接到電壓為1.5 V的電源兩端，甲、乙兩燈消耗的功率之比為2∶1，其中判斷正確是( C ) A．①③ B．②③ C．②④ D．①④ 二、填空題 12．(2015宜昌)有一款手機用的鋰電池，上面標明電壓為3.7 V，容量為1000 mAh，給它充電時，是電能轉化為__化學__能，充滿電后，大約存儲了__13320__J的電能。 13．(2016齊齊哈爾)小明學習了電能表的知識后，回到家里觀察電能表的示數是Ｋ，過一段時間后，小明家電能表的示數如圖所示，則小明家這段時間消耗的電能是__18.2__kWh；若小明只讓家中一個用電器工作，觀察到1 min電能表的轉盤轉了30轉，則該用電器的功率是__1200__W。 14．(2016巴中)燈泡L1、L2分別標有“4 V　4 W”和“3 V　3 W”的字樣，將他們并聯連接起來使用，干路中允許的最大電流為__1.75__A，此時L1消耗的電功率為__2.25__W。 15．(2016鄂州)某型號電飯煲有加熱和保溫功能，如圖甲所示為其內部電路原理圖，當開關S接觸點1時，該電飯煲處于__加熱__(選填“保溫”或“加熱”)狀態(tài)，如圖乙所示是該電飯煲工作時電功率與時間的關系圖象，則圖中陰影部分面積表示的物理量是__電能__，其大小為__0.15_kWh__。 16．(2016黔東南)如圖所示，將燈L1、L2按甲、乙兩種方式接在電壓均為U的兩個電路中。L1在甲、乙兩個電路中的電功率分別為4 W和9 W，設兩燈泡的電阻不變，則L1、L2兩燈泡電阻之比為__2∶1__。 17．(2016鎮(zhèn)江)如圖1所示，R是壓敏電阻，其阻值隨壓力的變化而改變，R0為定值電阻，閉合開關S，改變R上壓力大小。兩電表示數之間的關系圖象如圖2所示，則電源電壓U＝__6__V，R0＝__10__Ω；當R0消耗的電功率為0.4 W時，R消耗的電功率P＝__0.8__W。 18．(2016內江)如圖甲所示是某同學“探究定值電阻R0的發(fā)熱功率P0、滑動變阻器R消耗的電功率PR和電源總功率PU隨電流I變化的關系”的實驗電路圖，通過實驗得到的數據用描點法在同一坐標系中作出了a、b、c三條圖線，如圖乙所示，根據圖象可知，其中，反映電源的總功率PU隨電流I變化的關系圖象是__a__(選填“a”“b”或“c”)，滑動變阻器R消耗的最大電功率為__2.25__W。 三、實驗探究題 19．(2016衡陽)為了探究電流產生的熱量跟什么因素有關，王軍設計了如圖所示的甲、乙兩種裝置，他將兩根阻值不同的電阻絲(R1＜R2)分別密封在兩個完全相同的燒瓶中，并通過短玻璃管與相同的氣球相連，兩次實驗電源電壓不變。 (1)實驗中通過__氣球膨脹的程度大小__的變化來比較電流通過電阻絲產生的熱量的多少。 (2)甲裝置可探究電流產生的熱量與__電阻__的關系。 (3)在裝置甲、乙的兩次實驗中，通過比較相同時間里氣球B與D的變化情況，可探究電流產生的熱量與__電流__的關系。 (4)甲、乙兩裝置同時實驗，在相同的通電時間里，與__C__(填氣球字母標號)氣球相通的電阻絲產生的熱量最多。 四、綜合應用題 20．(2016泉州)小強買了一個自動電熱水壺，其銘牌如下表。小強裝了1 L的水，加熱6 min后把水燒開，水壺自動斷電。已知大氣壓為1個標準大氣壓，家庭電路電壓為220 V，電熱水壺的電阻不變，水的初溫為20 ℃，c水＝4.2103 J/(kg℃)，ρ水＝1.0103 kg/m3。求： (1)這壺水吸收的熱量。 (2)電熱水壺的熱效率。 (3)在用電高峰期，電路中的實際電壓降為198 V時，電熱水壺的實際功率。 解：(1)由ρ＝得水的質量m＝ρ水V＝1.0103 kg/m3110－3 m3＝1 kg；水升高到100 ℃吸收的熱量Q吸＝cmΔt＝4.2103 J/(kg℃)1 kg(100 ℃－20 ℃)＝3.36105 J　(2)由P＝得電熱水壺6 min消耗的電能為W＝Pt＝1100 W660 s＝3.96105 J；電熱水壺的熱效率為η＝100%＝100%≈84.8%　(3)由P＝UI＝得，電熱水壺的電阻R＝＝＝44 Ω，當電壓為198 V時，實際功率為P′＝＝＝891 W　 21．(2016雅安)有兩只燈泡，A燈“6 V　6 W”，B燈“6 V　3 W”。A和B中電流隨兩端電壓變化關系的圖象如圖甲所示。 (1)將A、B燈并聯接在6 V電源兩端，求干路上的電流。 (2)將A、B燈串聯接在某電源兩端，使B燈恰好正常發(fā)光，求此時A燈電阻。 (3)將A燈與一個滑動變阻器(20 Ω　2 A)串聯接在6 V電源兩端，如圖乙所示，調節(jié)滑動變阻器，當滑動變阻器的功率為A燈功率的兩倍時，求滑動變阻器的功率。 解：(1)將A、B并聯在6 V電源兩端，因并聯電路中各支路兩端的電壓相等，所以，兩燈泡兩端的電壓均為6 V，由圖甲可知，通過兩燈泡的電流分別為IA＝1.0 A，IB＝0.5 A，因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，所以干路上的電流I＝IA＋IB＝1.0 A＋0.5 A＝1.5 A　(2)將A、B串聯接在某電源兩端，因串聯電路中各處的電流相等，且使B燈恰好正常發(fā)光，所以，由圖象可知，電路中的電流I′＝IB＝0.5 A，此時A燈泡兩端的電壓UA′＝2 V，由I＝可得A燈電阻RA＝＝＝4 Ω　(3)將A與一個滑動變阻器串聯在6 V電源兩端時，因串聯電路中各處的電流相等，且滑動變阻器的功率為A燈功率的兩倍，所以，由P＝UI可知，U滑＝2UA′，所以，電源的電壓U＝U滑＋UA′＝2UA′＋UA′＝3UA′＝6 V，解得UA′＝2 V，U滑＝2UA′＝22 V＝4 V，由圖象可知，此時電路中的電流I＝0.5 A，滑動變阻器的功率P滑＝U滑I＝4 V0.5 A＝2 W　 22．(2016十堰)如圖所示，電源電壓保持不變，小燈泡L上標有“6 V　3 W”字樣，電阻R1＝40 Ω，電壓表的量程為0～3 V，當開關S1斷開，S2、S3閉合時，燈泡L恰好正常發(fā)光。(不考慮溫度對電阻的影響) (1)求燈泡L正常工作時的電阻和電源電壓。 (2)當閉合S1，斷開S2、S3，且把滑動變阻器R2的滑片滑到最右端時，電流表的示數為0.1 A，滑動變阻器的最大阻值為多大？ (3)當斷開S1、S2，閉合S3時，在保證電路安全的條件下，燈泡L消耗的最小功率為多少？并求出此種情況下電路1 min消耗的電能。 解：(1)當開關S1斷開，S2、S3閉合時，R1斷路，R2被短路，燈泡L恰好正常發(fā)光，電源電壓U＝U額＝6 V；由P＝得燈泡L正常工作時的電阻RL＝＝＝12 Ω　(2)當閉合S1，斷開S2、S3，R1和R2串聯，把滑動變阻器R2的滑片滑到最右端時，滑動變阻器阻值最大，由I＝得電路總電阻R＝＝＝60 Ω，滑動變阻器的最大阻值R滑＝R－R1＝60 Ω－40 Ω＝20 Ω　(3)當斷開S1、S2，閉合S3時，燈泡和滑動變阻器串聯，當電壓表示數為3 V時，電路中的電流最小；則電路中的最小電流I最小＝＝＝0.25 A，燈泡消耗的最小功率P＝I2RL＝(0.25 A)212 Ω＝0.75 W；電路消耗的電能W＝UI最小t＝6 V0.25 A60 s＝90 J　 23．(2016陜西模擬)樂樂家有款電熱水器，說明書上有工作原理電路圖(如圖甲所示)，有“加熱”和“保溫”兩擋。正常工作時電路的總功率分別為1100 W和11 W。試求： (1)當處于“加熱”擋工作時，雙擲開關S應置于__1__(選填“1”“2”或“中間”)。 (2)若不計電阻隨溫度的變化，忽略A、B指示燈電阻的影響，R1、R2阻值各為多大？ (3)樂樂看到自家電能表如圖乙所示(1200 imp/kWh是脈沖系數，表示消耗1 kWh電能，脈沖信號燈閃變1200次)。樂樂關閉家中其他電器，單獨讓電熱水器工作，發(fā)現2 min電能表信號燈閃變42次，求熱水器實際功率。 解：(1)若要處于加熱狀態(tài)，需要電功率最大，由題意可知電壓不變，需要電阻最小，故開關S應接1　(2)因為不計電阻隨溫度的變化，忽略A、B指示燈電阻的影響，加熱時只有R1接入電路，功率為P加＝1100 W，則由P＝可得R1＝＝＝44 Ω；保溫時，S接2時，R1與R2串聯，則總電阻為R＝＝＝4400 Ω，則R2＝R－R1＝4400 Ω－44 Ω＝4356 Ω (3)電熱水壺單獨工作時，消耗的電能為W＝ kWh＝0.035 kWh，熱水壺的實際功率為P實際＝＝＝1.05 kW＝1050 W