2021中考物理专题练习19　电能与电功率.docx

1、课时作业 19 电能与电功率 基础夯实 1.(2020 安徽芜湖二模)2019 年诺贝尔化学奖得主为三位在锂离子电池开发领域做出重要贡献的科学 家。如图为可充电锂离子电池。电池上标有“电压”和“容量”两个重要参数,容量的单位通常为“毫安 时”(符号 mA h)。该电池铭牌标有:电压 3.6 V、容量 1 500 mA h,这种电池一次充电最多可储存的电 能为 J。 2.(2020 四川巴中)如图所示是用来测量电能的仪表,此时的读数是 kW h,当电路中只有一个 电饭煲接入时,正常工作 6 min,发现此电能表的表盘转过了 250 转,则这个电饭煲的额定功率是 W。 3.如图为某用户电能表的表盘

2、,如果只让他家一个 200 W的用电器正常工作 20 min,则电能表表盘转 r。 4.(2020 安徽一模)我国拥有完全自主知识产权的“发电玻璃”,一块 2 m2的“发电玻璃”安装在窗户上, 平均每天能发电 0.72 kW h,这些电能供 4盏 9 W的灯泡同时连续工作 h。 5.(2020 湖南郴州)如图所示电路,电源电压不变,定值电阻 R2=20 ,且 R1R3=R4,则将该电路接入电路后,最亮的灯泡 是( ) A.L1 B.L2 C.L3 D.L4 14. (2020 四川眉山)如图所示,电源电压不变,电阻 R为定值电阻,下列说法正确的是( ) 要使电路中消耗的总功率减小,给 R并联一

3、个较大阻值的电阻 要使电路中消耗的总功率稍稍增大一点,给 R并联一个较大阻值的电阻 如果给 R并联一个等值电阻,此电路在相同的时间内产生的热量为原来的二分之一 如果给 R串联一个标有“6 V 2 W”的灯泡,灯泡恰好能正常发光。若换上一个“6 V 3 W”的灯泡 与 R 串联,则此灯泡消耗的实际功率一定小于 3 W A. B. C. D. 15.(2020 安徽宿州一模)如图所示电路,电源电压 4.5 V保持不变,灯 L标有“2.5 V 1.25 W”字样,电流 表的量程为 00.6 A,电压表的量程标有“03 V”,滑动变阻器的最大阻值是 20 。当开关 S 闭合后, 移动滑动变阻器的滑片

4、P,假设灯丝电阻不随温度变化而变化,在保证电路安全的情况下,则下列说法 正确的是( ) A.电流表的最大示数为 0.6 A B.电压表的最小示数为 0 V C.整个电路消耗的总功率最大为 2 W D.灯 L消耗的最小功率为 0.45 W 能力提升 16.(2020 山东济宁)如图所示的电路中,L1、L2为两个阻值恒定的灯泡,甲、乙是连接实验室常用电流 表或电压表的位置。在甲、乙位置分别接入量程不同的某种电表,只闭合开关 S1,两灯均发光,两电表 指针偏转角度相同。断开开关 S1,在甲、乙位置分别接另一种电表,闭合开关 S1和 S2,两灯均发光,则 此时两电表示数之比为 ,灯泡 L1与 L2的电

5、功率之比为 。 17.(2020 江苏连云港)如图甲所示电路中,R为定值电阻,R1为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器滑片 从一端移至另一端过程中变阻器的电功率与其电阻的关系图象。下列说法正确的是( ) A.电源电压为 3 V B.电压表的最大示数为 2 V C.整个电路功率变化了 0.1 W D.电流表的示数变化了 0.4 A 18. (2020 安徽无为二模)为了满足某些物理实验的需要,滑动变阻器有时使用分压式接法。如图所示,闭 合开关 S,使用滑动变阻器的分压式接法调节标有“6 V 1.8 W”的灯泡 L两端电压,使灯泡 L正常发 光,已知滑动变阻器的最大阻值 R=30 ,电源电压 U=12

6、 V,求此时: (1)灯泡 L的电阻 RL; (2)滑动变阻器 PB 间的电阻 RPB的阻值; (3)电路的总功率 P。 19.(2020 湖北咸宁)如图甲所示的电路,电源两端电压 U 不变,R0是定值电阻,R 是滑动变阻器,将滑动 变阻器的滑片滑到 a 端,闭合开关时滑动变阻器 R 消耗的功率 P1为 1.8 W,断开开关时电流表的示数 改变了 0.3 A;当开关 S断开后,滑动变阻器的滑片在滑动的过程中,滑动变阻器接入电路的阻值 R 与 电流表示数的倒数 的关系如图乙所示,求: (1)电源两端的电压 U 和滑动变阻器最大的阻值 Rm; (2)定值电阻的阻值 R0; (3)电路消耗的最小功率

7、 P2。 参考答案 课时作业 19 电能与电功率 1.答案 19 440 解析 这种电池一次充电最多可储存的电能: W=UIt=3.6 V1 50010-3 A3 600 s=19 440 J。 2.答案 231.6 1 000 解析 电能表示数的单位是 kW h,最后一位为小数,所以此时的示数为 231.6 kW h; 2 500 r/(kW h)表示每消耗 1 kW h 的电能,电能表的转盘转 2 500 转,则转盘转 250 转,电饭煲消耗 的电能:W= kW h=0.1 kW h,电饭煲正常工作的电功率,即额定功率:P= =1 kW=1 000 W。 3.答案 200 解析 用电器消耗

8、的电能: W=Pt=20010-3 kW h= kW h, 因电能表的转盘每消耗 1 kW h 的电能转动 3 000 r, 所以,转盘转动转数: n=3 000 r/(kW h) kW h=200 r。 4.答案 20 解析 已知平均每天能发电 W=0.72 kW h,4 盏 9 W的灯泡的总功率 P=49 W=36 W=3610-3 kW,由 P= 可得,这些电能供 4盏 9 W 的灯泡同时连续工作时间 t= - =20 h。 5.答案 6 41 解析 由电路图知,R1和 R2并联,A1测干路电流,A2测 R2支路电流; 根据并联电路电流特点知,干路电流等于各支路电流之和,而两电流表指针偏

9、转角度相同, 所以 A1使用的是 03 A的量程,A2使用的是 00.6 A的量程, 由乙图知:A1示数为 1.5 A,A2示数为 0.3 A,即 I=1.5 A,I2=0.3 A; 电源电压:U=U2=I2R2=0.3 A20 =6 V; 由并联电路电流特点知: 通过 R1的电流: I1=I-I2=1.5 A-0.3 A=1.2 A, 因为并联电路各支路电压相等且等于电源电压, 所以电流通过 R1、R2消耗的电功率之比为: 。 6.答案 7.5 解析 调节滑动变阻器的滑片至某一位置时,电流表示数为 0.1 A,R 的功率为 0.6 W,根据 P=UI,R 的电 压为:UR= =6 V, 滑片

10、移动到另一位置时,电流表示数变化了 0.2 A,这时电流表的示数为 0.3 A,R的功率为 0.9 W, 根据 P=UI,R的电压为:UR= =3 V; 设电源电压为 U,由串联电路的规律及欧姆定律,根据 R0的电阻不变,列方程有: - - 。 即 - - , 电源电压为:U=7.5 V。 7.答案 10 0.9 解析 由电路图可知,R 与 R串联,电压表测 R两端的电压,电流表测电路中的电流; 电压表量程为“03 V”,所以定值电阻 R两端的最高电压为:UR=3 V, 此时滑动变阻器两端的电压为:UR=U-UR=6 V-3 V=3 V; 电路中电压表示数最大时,电流最大,此时电路中的最大电流

11、为: I= =0.3 A; 滑动变阻器 R接入电路的最小阻值为 R= =10 ; 定值电阻 R的最大功率:P=URI=3 V0.3 A=0.9 W。 8.答案 4 27 解析 该电阻丝电阻为:R= =4 ; 该电阻 R 所消耗电功率的变化: PR-PR= =27 W。 9.答案 (1)灯丝断了 (2)0.4 W 解析 (1)灯与变阻器串联,电压表测灯的电压,电流表测电路的电流,当滑片 P 移动的距离为 a 时,图丙 中电流突然减小到 0,电路可能断路,图乙中,电压增大为电源电压 3 V,则电压表与电源连通,故图丙中 电流突然变小的原因是灯丝断了;(2)灯在额定电压下正常发光,由图乙知,电压表示

12、数为 2 V时,x移动 的距离为 12 cm,根据图丙知,此时的电流为 0.2 A,该小灯泡的额定功率是:P=UI=2 V0.2 A=0.4 W。 10.C 解析 用电器在正常工作时的实际功率等于用电器的额定功率,由灯泡的铭牌可知,两个白炽灯 的额定功率相等,则它们正常发光时的实际功率 P 相等,由 W=Pt 可知,在相等时间 t 内它们消耗的电 能相等。 11.C 解析 由图知,定值电阻 R1、滑动变阻器 R2串联,电压表测变阻器 R2两端的电压,电流表测电路 中的电流;不挂物体时,滑片 P 在 R2最上端,变阻器连入电路的电阻为 0,则电压表示数为 0,故 A错误; 所挂物体越重,滑片 P

13、 向下移动的距离越大,变阻器连入电路的电阻越大,总电阻越大,由欧姆定律可 知电路中的电流越小,即电流表示数越小,故 B 错误;同理可知,所挂物体越轻,变阻器连入电路的电阻 越小,总电阻越小,由欧姆定律可知电路中的电流越大,根据 P=UI,电路消耗的总功率越大,故 C 正确; 所挂物体重量发生变化时,变阻器连入电路的电阻发生变化;由欧姆定律可知,电压表示数与电流表示 数的比值等于变阻器连入电路的电阻,所以该比值会发生变化,故 D 错误。 12.A 解析 由两灯的铭牌可知,两灯的额定电流相同,灯泡 L2的额定电压较大,则 R1R3=R4;由图示电路图可知,L2与 L3并联,然后再与 L1、L4 串

14、联,R1R4,I1=I4由 P=I2R可知:P1P4; L2和 L3并联,电压 U相等,R2R3,由 I= 可知,I2I3,由 P= 可知, P2I2,R3=R4,I3P2,P3P4P3P2 L1的电功率最大、最亮;L2的电功率最小、最暗;故 A正确,BCD错误。 14.B 解析 由电路图可知,电路为定值电阻 R 的简单电路。电源电压一定,由 P=UI= 可知,要使电 路中消耗的总功率减小,应增大电路中的总电阻,因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻、并联电 路的总电阻小于任何一个分电阻,所以,应给 R 串联一个电阻,故错误;同理可知,要使电路中消耗的 总功率稍稍增大一点,应使电路中的总电阻稍稍

15、减小一些,应给 R 并联一个较大阻值的电阻,故正确; 如果给 R 并联一个等值电阻,电路的总电阻变为原来的一半,由 Q=W=UIt= t可知,此电路在相同的 时间内产生的热量为原来的 2倍,故错误;如果给 R串联一个标有“6 V 2 W”的灯泡,灯泡恰好能正 常发光(其电压恰好为 6 V),若换上一个“6 V 3 W”的灯泡与 R 串联,由 P=UI= 的变形式 R= 可 知,“6 V 3 W”的灯泡电阻较小,由串联电路的分压特点可知,“6 V 3 W”灯泡两端分得的电压变小, 即小于 6 V,此灯泡消耗的实际功率一定小于其额定功率 3 W,故正确。综上可知,正确。 15.D 解析 灯泡 L正

16、常工作时的电流为 IL= =0.5 A;灯泡的电阻为:RL= =5 ,为了 保证电路中各元件安全工作,电路中的最大电流 I最大=0.5 A,故 A错误; 整个电路消耗的总功率最大为:P最大=UI最大=4.5 V0.5 A=2.25 W,故 C错误; 因为串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电压表的最小示数:U滑 min=U-UL=4.5 V-2.5 V=2 V,故 B 错误; 当电压表的示数最大 U滑=3 V 时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,电路中的电流最小,灯 L消 耗的功率最小,此时灯泡两端的电压:UL=U-U滑=4.5 V-3 V=1.5 V,灯泡消耗的最小功 率:PLmin= =0

17、.45 W0.4 W,故 D 正确。 16.答案 45 41 解析 由图可知,只闭合开关 S1,两表都是电流表时两灯泡才能发光,此时两电灯并联,甲表测总电流,乙 表测通过 L1的电流;由并联电路的电流特点可知,甲电流表示数应大于乙电流表示数,而两电表指针 偏转角度相同,说明甲电流表的量程为 03 A、乙电流表的量程为 00.6 A,则可知甲电流表示数是乙 电流表示数的 5 倍,设乙表中电流为 I乙=I,则甲表中电流为 I甲=5I,则由并联电路的电流特点可知,流 过 L2中的电流 I2=I甲-I乙=5I-I=4I;则可得: ; 并联电路各支路两端的电压相等,可得: ; 闭合开关 S1和 S2,两

18、灯均发光时,则由图可知此时两表都是电压表,此时两灯泡串联,乙电压表测 总电压,甲电压表测 L1两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,则两灯两端的电压之比为: , 乙电压表测总电压,甲电压表测 L1两端的电压,由串联电路的电压特点可知 U乙=U1+U2,U甲=U1; 故两电表示数之比为: 甲 乙 ; 此时灯泡 L1与 L2的电功率之比为: 。 17.D 解析 由电路图可知,R1与 R串联,电压表测 R1两端的电压,电流表测电路中的电流。由图乙可 知,当 R1=10 时,P1=0.9 W,当 R1=20 时,P1=0.8 W,因串联电路中各处的电流相等,所以,由 P=UI=I2R 可得,电路中的

19、电流分别为:I1= =0.3 A,I2= =0.2 A,因串联电路中总 电阻等于各分电阻之和,且电源的电压不变,所以,电源的电压:U=I1(R+R1)=I2(R+R1),即 0.3 A(R+10 )=0.2 A(R+20 ),解得 R=10 ,电源的电压 U=I1(R+R1)=0.3 A(10 +10 )=6 V,故 A 错误; 当 R1=20 时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,电压表的示数最大,则电压表 的最大示数 U1=I2R1=0.2 A20 =4 V,故 B 错误; 当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路的总电阻最小,整个电路的总功率最大,P大= =3.6 W,当 R

20、1=20 时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,整个电路的总功率最 小,则 P小=UI2=6 V0.2 A=1.2 W,所以,整个电路功率变化了:P=P大-P小=3.6 W-1.2 W=2.4 W,故 C 错误; 当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路的总电阻最小,电路中电流表的示数最大,I大= =0.6 A,当 R1=20 时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,即电流表的示数最小, 电流表的示数变化了:I=I大-I2=0.6 A-0.2 A=0.4 A,故 D 正确。 18.答案 (1)20 (2)20 (3)7.2 W 解析 (1)根据 P= 可知,灯泡 L的电阻

21、 RL= =20 ; (2)由 P=UI可知,灯泡正常发光时通过灯泡的电流为 IL= =0.3 A,灯泡正常发光时,灯泡 与 PB 并联后与 PA串联,所以并联电路两端的电压为 6 V,由于串联电路两端电压等于各部分电压之 和,所以 PA两端电压为:UPA=U-UPB=12 V-6 V=6 V,因干路电流等于各支路电流之和,则由欧姆定律可 知: - +0.3 A 即为 - +0.3 A RPB=20 ; (3)干路电流为:I= - =0.6 A 电路的电功率为:P=UI=12 V0.6 A=7.2 W。 19.答案 (1)6 V 20 (2)10 (3)1.2 W 解析 (1)将滑动变阻器的滑

22、片滑到 a端,闭合开关时,变阻器的最大阻值 Rm与 R0并联,滑动变阻器 R 消耗的功率 P1=1.8 W,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,且断开开关时电流表的示数改变了 0.3 A,所以,通过滑动变阻器的电流 I1=0.3 A,由 P=UI 可得,电源的电压 U= =6 V,滑动变阻器 电阻 R滑= =20 ; (2)当开关 S断开后,滑动变阻器 R与 R0串联,由图乙可知,当 R=2 时, =2 A -1,即 I=0.5 A,此时 电路的总电阻 R总= =12 ,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以定值电阻的阻值 R0=R总-R=12 -2 =10 ; (3)当开关 S断开后,滑片位于 b端时,Rm与 R0串联,此时电路的总电阻最大,总功率最小,则电路消 耗的最小功率 P2= =1.2 W。