電功與電功率基礎夯實1.(2019四川自貢中考)某房間原來只接有一只標有“PZ220-40”的燈泡,小明又用一只完全相同的燈泡,將它們串聯在一起,在電源電壓不變的情況下,房間內的總亮度將()A.變亮B.變暗C.不變D.無法確定答案B解析因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和,所以兩燈泡串聯時的總電阻大于其中一個燈泡的電阻,在電源電壓不變的情況下,由P=UI=可知,電路的總功率變小,房間內的總亮度變暗。2.關于如圖所示的電能表,下列說法正確的是()A.電能表的示數是812.4度B.電能表在使用時正常工作電流為10 A或20 AC.電能表應該在220 V的直流電路中使用D.電能表上的轉盤轉過600轉,說明用電器消耗的電能是3.6103 J答案A解析電能表顯示數字中最后一位是小數,該電能表此時示數為812.4 kWh=812.4度,故A正確;10(20) A的意思,10 A是指電能表的標定電流,最大電流不允許超過20 A,故B錯誤;“220 V”表示這個電能表應該在電壓為220 V的交流電路中使用,即該電能表的額定電壓是220 V,故C錯誤;600 r/(kWh)表示電能表上轉盤轉600轉,電能表上的用電器消耗的電能是1 kWh=3.6106 J,故D錯誤。3.甲、乙兩只燈泡,其I-U關系圖象如圖所示,現將甲、乙兩燈并聯在電路中,當通過甲燈的電流為0.6 A時,電路消耗的總功率是()A.1.2 WB.0.8 WC.1.8 WD.3 W答案D解析將甲、乙兩燈并聯在電路中,由圖象可知,當通過甲燈的電流為0.6 A時,甲燈兩端的電壓U甲=3 V,因并聯電路中各支路兩端的電壓相等,所以電源電壓U=U乙=U甲=3 V,由圖象可知,乙燈兩端的電壓U乙=3 V時,通過乙燈的電流I乙=0.4 A,因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和,所以電路中的總電流I=I甲+I乙=0.6 A+0.4 A=1 A,電路消耗的總功率P=UI=3 V1 A=3 W。4.(2019浙江寧波中考)如圖甲所示電路,分別把定值電阻R1、R2(R1R2)接入A、B之間后進行實驗,并根據電流表和電壓表示數畫出A、B之間電阻的P-U圖象,如圖乙所示。如果把R1和R2并聯后接入A、B之間進行實驗,同理,可以在圖乙中畫出它的P-U圖象。則圖象所對應的電阻和圖象所在的區域分別是()A.R1和B.R1和C.R2和D.R2和答案C解析根據乙圖中圖象可知,當兩電阻分別接入電路后兩端電壓相同時,中的功率大于中的功率,即P1P2,又因為功率P=,以及R1R2,當兩電阻分別接入電路后,兩端電壓相同時,電阻較小的R2功率大于電阻R1的功率,所以圖象對應的電阻是R2;如果把R1和R2并聯后接入A、B之間進行實驗,由,可得并聯之后A、B間的電阻要小于R1,同時也小于R2,根據功率P=可知,在A、B間電壓相同時,兩電阻并聯后電阻最小,此時的功率應該最大,則圖象應該在的上方,所以圖象所在的區域應在區域。5.現有L1“6 V3 W”和L2“6 V9 W”兩只小燈泡,若將兩燈串聯接入電源電壓為12 V的電路中,假設燈泡電阻不變。下列說法正確的是()A.兩燈均能正常發光B.兩燈的額定電流相同C.燈L1可能被燒毀D.燈L2可能被燒毀答案C解析已知燈泡的額定電壓都是6 V,由P=UI可得,兩燈的額定電流分別為I1額=0.5 A,I2額=1.5 A,所以兩燈的額定電流不相同,故B錯誤;由歐姆定律可得,兩燈的電阻分別為R1=12 ,R2=4 ,在串聯電路中,由串聯分壓規律可得,所以兩燈串聯在12 V電源上有,所以U1實=U=12 V=9 V,U2實=U=12 V=3 V,已知U1額=6 V,而U1實=9 V,所以L1不能正常發光,并且有燒毀的危險,故C正確;已知U2額=6 V,而U2實=3 V,所以L2不能正常發光,發光較暗,但不會被燒毀,故D錯誤;所以兩只燈泡都不能正常發光,故A錯誤。6.在如圖所示的電路中,電源的輸出電壓恒定不變,現將一個燈泡L接在離電源很近的A、B兩點時,燈泡L的功率為25 W,若將燈泡L接在離電源較遠的C、D兩點時,燈泡L的功率為16 W。則此時輸電導線AC、BD共同消耗的功率為()A.1 WB.2 WC.4 WD.9 W答案C解析設燈泡L接在A、B兩點時,電路的電流為I1,則P1=RL=25 W,若將燈泡L接C、D兩點時,電路的電流為I2,則P2=RL=16 W,由兩式可得I1I2=54,若將燈泡L接C、D兩點時,電路的總功率為:P3=UI2,則,即P3=25 W=20 W,所以導線AC和BD消耗的總功率為P=P3-P2=20 W-16 W=4 W。7.(2019內蒙古通遼中考)某建筑工地需要架設臨時供電線路,實現照明和電加熱功能,其簡化電路如圖所示,供電處電壓U不變,從供電處到工地用長導線(有電阻)連接。閉合開關S1、S2時,加熱器和照明燈同時工作。斷開S2后與斷開S2前相比較,下列說法正確的是()A.照明燈亮度不變B.照明燈亮度變暗C.相同時間內長導線上消耗的電能不變D.相同時間內整個供電線路消耗的電能減少答案D解析設長導線的電阻為R0,由圖知,閉合開關S1、S2時,燈泡與加熱器并聯后再與R0串聯,設此時燈泡兩端電壓為UL,斷開開關S2時,燈泡與R0串聯,設此時燈泡兩端電壓為UL;由于并聯電路的總電阻小于任何一個分電阻,所以,斷開開關S2時,燈泡的電阻大于燈泡與加熱器并聯的總電阻,導線的電阻不變,根據串聯電路的分壓規律可知,燈泡兩端的電壓變大,即ULUL,燈泡的電阻可認為不變,由P=知,PLPL,即斷開開關S2時,燈泡的實際功率變大,所以燈泡變亮,故A、B錯誤;由前面解答可知,斷開開關S2時,整個電路的電阻變大,電源電壓不變,由歐姆定律知,電路中電流減小,導線的電阻不變,由公式W=I2Rt知,單位時間內長導線上消耗的電能減少,故C錯誤;斷開開關S2時,整個電路的電阻變大,電源電壓不變,由W=t知,單位時間內整個供電線路消耗的電能減少,故D正確。8.(2019遼寧遼陽中考)如圖是威威家的電能表,由表盤上的信息可知,他家同時使用的用電器總功率不能超過 W。威威家有一臺烤面包機,銘牌上標有“220 V900 W”的字樣,某次烤面包機單獨正常工作時,電能表的轉盤轉了45轉,則此次烤面包機工作了 min。 答案4 4001解析由電能表參數可知,電能表正常工作時的電壓為220 V,允許通過的最大電流為20 A,他家同時使用用電器的最大總功率P大=UI=220 V20 A=4 400 W;用電器消耗的電能為W= kWh=0.015 kWh;根據W=Pt可知用電器工作的時間為t= h=1 min。9.(2019四川樂山中考)LED燈具有節能、環保的特點。一個“220 V5 W”的LED燈與一個“220 V60 W”的白熾燈亮度相當。若一個“220 V60 W”的白熾燈每天正常工作4小時,30天消耗的電能是 kWh,這些電能可供“220 V5 W”的LED燈正常工作小時。 答案7.21.44103解析若一個“220 V60 W”的白熾燈每天正常工作4小時,則30天消耗的電能W=Pt=6010-3 kW4 h30=7.2 kWh;這些電能可供“220 V5 W”的LED燈正常工作的時間t=1.44103 h。10.一個蓄電池,工作電壓是12 V,容量是5 Ah。“容量是5 Ah”表示的物理意義是。這個蓄電池充滿電后,儲存的電能約為 J。 答案以5 A的電流放電,可以工作1小時216 000解析“容量是5 Ah”表示的物理意義是:以5 A的電流放電,可以工作1小時;這個蓄電池充滿電后,儲存的電能約為W=UIt=12 V5 A3 600 s=216 000 J。11.小明家有一只電暖器,上面標有“220 V110 W”字樣。當電暖器正常工作時,通過電熱絲的電流是 A。 答案0.5解析由P=UI可得,電暖器正常工作時通過它的電流I=0.5 A。12.(2019黑龍江中考)如圖為某同學家電能表的表盤,現在他要用該電能表測量家里電飯煲的實際功率,讓該電飯煲單獨工作30 min,消耗的電能是0.5 kWh,則電能表轉盤轉圈,這段時間電飯煲消耗的實際功率是 W。 答案1 5001 000解析3 000 r/(kWh)表示的是電路中每消耗1 kWh的電能,電能表的轉盤轉3 000 r,則消耗0.5 kWh的電能,電能表轉盤的轉數n=3 000 r/(kWh)0.5 kWh=1 500 r;電飯煲消耗的實際功率P=1 kW=1 000 W。13.把標有“1 A6 W”的L1和“2 A6 W”的L2兩個燈泡并聯接入電路中,如圖所示,讓其中一個燈泡正常發光,另一個燈泡的實際功率不超過額定功率,則兩燈泡消耗的實際功率之和為 W。(假設燈泡的電阻不變) 答案7.5解析由P=UI可得,兩燈泡的額定電壓分別為U1=6 V,U2=3 V,因并聯電路中各支路兩端的電壓相等,且讓其中一個燈泡正常發光,另一個燈泡的實際功率不超過額定功率,所以電路兩端的電壓U=U2=3 V,此時L2正常發光,則L2的實際功率為6 W,燈泡L1的電阻R1=6 ,此時L1的實際功率P1實=1.5 W,兩燈消耗的實際總功率:P=P1實+P2實=1.5 W+6 W=7.5 W。14.小明家的電能表如圖所示,如果家中只開一臺標有“220 V1 000 W”的電飯煲時發現2 min內電能表的表盤轉過81 r,則他家的實際電壓為 V。 答案198解析由“3 000 r/(kWh)”可知電路中每消耗1 kWh的電能,電能表轉盤轉3 000 r。當電能表轉盤轉過81 r時,電飯煲消耗的電能W= kWh=0.027 kWh;工作時間t=2 min= h,電飯煲的實際功率P實際=0.81 kW=810 W;由P=可得電飯煲的電阻R=48.4 ,由P=可得電飯煲的實際電壓為U實際=198 V。15.南開中學物理興趣小組設計了如圖甲所示的電路,電源為電壓可調的學生電源,R為20 的定值電阻,小燈泡L上標有“6 V1.2 W”。小組根據記錄的電流表和電壓表的示數,描繪出如圖乙所示的I-U關系圖。把電源電壓調為2 V時,干路電流為 A;調節電源電壓,當電路消耗的總功率為1.35 W時,小燈泡的實際功率為 W。 答案0.40.9解析由電路圖可知,燈泡L與電阻R并聯,電壓表測并聯部分兩端的電壓,電流表測干路中的電流。由乙圖象可知,當電壓表的示數為2 V時,電流表的示數即干路電流為0.4 A;由乙圖象可知,電路中電流I=0.45 A,電源電壓U=3 V時,小燈泡與定值電阻R0消耗的總功率為P總=UI=3 V0.45 A=1.35 W,由并聯電路中各支路兩端的電壓相等,則由歐姆定律可得,通過R的電流IR=0.15 A,由并聯電路中干路電流等于各支路電流之和,則通過小燈泡L的電流IL=I-IR=0.45 A-0.15 A=0.3 A,則燈泡的實際功率PL=UIL=3 V0.3 A=0.9 W。16.(2019山東淄博中考)燈泡L的電流隨電壓變化的圖象如圖甲所示,將此燈泡與定值電阻R接入圖乙所示的電路中,只閉合開關S,小燈泡的實際功率為0.5 W,則電源電壓是 V;再閉合開關S1,電流表的示數變化了0.1 A,則R的阻值是 ;通電1 min,定值電阻R消耗的電能是 J。 答案22012解析由小燈泡的I-U圖象可知,當燈泡的實際功率為0.5 W時,UL=2 V,IL=0.25 A,由圖乙所示電路圖可知,只閉合開關S時,只有燈泡接入電路,燈泡兩端電壓等于電源電壓,則電源電壓U=UL=2 V;由圖乙所示電路圖可知,閉合開關S后再閉合開關S1,燈泡與電阻R并聯,電流表測干路電流,電流表示數變大,由題知,電流表示數變化了0.1 A,則通過電阻R的電流IR=I=0.1 A,由I=可得,電阻R的阻值R=20 ;通電1 min,定值電阻R消耗的電能WR=UIRt=2 V0.1 A160 s=12 J。能力提升17.(2019新疆中考)如圖電路中,R1R2=23,開關閉合后,電路的總功率為P0。若將R1的阻值增大2 ,R2的阻值減小2 ,電路的總功率仍為P0;若將R1的阻值減小2 ,R2的阻值增大2 ,電路的總功率為P。則PP0等于()A.32B.43C.54D.65答案A解析由圖知,兩個滑動變阻器并聯;R1R2=23,開關閉合后,電路的總功率P0=,若將R1的阻值增大2 ,R2的阻值減小2 ,電路的總功率P0=,由以上式可解得R1=4 ,R2=6 ;將R1=4 ,R2=6 代入式可得P0=,若將R1的阻值減小2 ,R2的阻值增大2 ,此時電路的總功率P=,由兩式可解得PP0=32。故選A。18.(2019貴州安順中考)圖為電熱水器的簡化電路,它有加熱和保溫功能,R1和R2是兩根電熱絲,S為溫控開關,1、2為開關的兩個觸點,當水溫低于某個下限溫度或高于某個上限溫度時,S在兩個觸點間自動切換,使水溫維持在設定的范圍,已知熱水器的加熱功率為400 W,保溫功率為100 W(忽略溫度對電阻的影響),則電路中R2= 。在使用過程中,若熱水器連續工作10 min消耗電能1.2105 J,此過程中熱水器的保溫工作時間是 s。 答案363400解析由電路圖可知,開關與觸點1連通時,電路為R1的簡單電路,電路的總電阻最小,電源的電壓一定時,由P=UI=可知,電路的總功率最大,電熱水器處于加熱狀態,開關與觸點2連通時,R1與R2串聯,電路的總電阻最大,電路的總功率最小,電熱水器處于保溫狀態;因開關與觸點1連通時,由P=UI=可得,R1的阻值R1=121 ,開關與觸點2連通時,R1與R2串聯,電熱水器處于保溫狀態,此時電路的總電阻R=484 ,因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和,所以,R2的阻值R2=R-R1=484 -121 =363 ;熱水器10 min消耗電能1.2105 J,則電熱器的平均電功率P=200 W,由P保溫PP加熱可知,電熱水器應先加熱后保溫,設加熱時間為t1,則保溫時間為(600 s-t1),則有W=P加熱t1+P保溫(600 s-t1),即1.2105 J=400 Wt1+100 W(600 s-t1),解得t1=200 s,即電熱水器的加熱時間為200 s,保溫時間為600 s-200 s=400 s。19.圖甲是一家用電暖器,有“低溫”“中溫”“高溫”三擋,銘牌見下表(“高溫”擋功率空出),圖乙為其簡化的電路原理圖,S是自我保護開關,電暖器跌倒時,S自動斷開,切斷電源,保證安全,閉合S1為“低溫”擋。請完成下列問題:牌電暖器額定電壓220 V額定功率低溫擋550 W中溫擋1 100 W高溫擋頻率50 Hz(1)“低溫”擋正常工作時的電阻是多少?(2)“高溫”擋正常工作時的總電流是多少?(3)若某房間內空氣質量為60 kg,空氣溫度為10 ,設定空氣的比熱容為1.1103 J/(kg)且保持不變,用該電暖器的“高溫”擋正常工作20分鐘,放出熱量的50%被房間內的空氣吸收,那么可使此房間的空氣溫度升高多少 ?答案(1)88 (2)7.5 A(3)15 解析(1)閉合S1為“低溫”擋,R1單獨接入電路,由P=可求“低溫”擋正常工作時的電阻是R1=88 ;(2)閉合S1為“低溫”擋,R1單獨接入電路,單獨閉合S2為“中溫”擋,高溫擋為S1、S2同時閉合,R1、R2并聯,P高溫=P低溫+P中溫=550 W+1 100 W=1 650 W,根據P=UI可得高溫擋時正常工作的電流I=7.5 A;(3)電暖器的“高溫”擋正常工作20分鐘,放出的熱量W=P高溫t=1 650 W2060 s=1.98106 J;空氣吸收的熱量Q吸=W=50%1.98106 J=0.99106 J;由Q吸=cmt可得,房間的空氣溫度升高t=15 。20.(2019四川攀枝花中考)某科技小組探究如圖甲所示電路中的滑動變阻器R的電功率P與電流表A的示數I之間的變化關系,得到P與I之間的關系如圖乙所示。圖甲中R0為定值電阻,電源電壓不變。求:(1)滑動變阻器R消耗的最大功率為多少;(2)滑動變阻器R的阻值為多大時,滑動變阻器R消耗的功率最大;(3)滑動變阻器R兩端電壓UR與電流表示數I的關系式。答案(1)4 W(2)4 (3)UR=8 V-4 I解析(1)由圖乙可知,滑動變阻器R消耗的最大功率為4 W;(2)當I1=1 A時,P最大=4 W,由P=I2R得,此時滑動變阻器R的阻值R=4 ;(3)當滑動變阻器R接入的阻值為0時,電路中的電流最大I2=2 A,電源電壓U=I2R0=2 AR0,當滑動變阻器R接入的阻值為4 時,此時電路中的電流為I1=1 A,電源電壓U=I1(R0+R)=1 A(R0+4 ),則有2 AR0=1 A(R0+4 ),解得R0=4 ,將R0代入式可解得,U=8 V,由串聯電路的電壓特點和歐姆定律可得,滑動變阻器R兩端電壓UR=U-IR0=8 V-4 I。12