1、电功电功率(限时：50分钟)一、填空题1. 有一块手机用的锂电池，上面标明电压为3. 7 V，容量为3000 mAh，当给锂电池充电时，是把电能转化为能，充满电后，手机锂电池大约存储的电能是J。2. 2018安徽图K16-1中R1=4 ，R2=6 ，把它们并联在U=3 V的电路中，则R1和R2并联后的总电阻为；通电30 s，电阻R1消耗的电能为J。图K16-13. 2019龙东图K16-2为某同学家电能表的表盘，现在他要用该电能表测量家里电饭煲的实际功率，让该电饭煲单独工作30 min，消耗的电能是0. 5 kWh，则电能表转盘转圈，这段时间电饭煲消耗的实际功率是W。图K16-24. 2019
2、怀化某节能灯泡包装盒上标有“220 V11 W”的字样，当灯泡正常发光时，通过灯泡的电流为A。连续通电10 s，消耗的电能是J。5. 2019广东某品牌电烤箱在额定电压下，功率从大到小有高挡、中挡和低挡。如图K16-3所示为电烤箱在不同挡位工作时的电路图，R1、R2为发热电阻丝，且阻值R1R2，则高挡、中挡和低挡对应的电路图分别是图、图和图。(均选填“甲”“乙”或“丙”)图K16-36. 2019安顺 图K16-4为电热水器的简化电路，它有加热和保温功能，R1和R2是两根电热丝，S为温控开关，1、2为开关的两个触点，当水温低于某个下限温度或高于某个上限温度时，S在两个触点间自动切换，使水温维持
3、在设定的范围。已知热水器的加热功率为400 W，保温功率为100 W(忽略温度对电阻的影响)，则电路中R2=。在使用过程中，若热水器连续工作10 min消耗的电能为1. 2105 J，此过程中热水器的保温工作时间是s。图K16-47. 2019淄博灯泡L的电流随电压变化的图像如图K16-5甲所示，将此灯泡与定值电阻R接入图乙所示的电路中，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；通电1 min，定值电阻R消耗的电能是J。图K16-58. 林红同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时，电路如图K16-6所示。电源电压为
4、4. 5 V，电压表量程为“03 V”，滑动变阻器规格为“20 1 A”，灯泡L标有“2. 5 V1. 25 W”字样(忽略灯丝电阻变化)。在不损坏电路元件的情况下，该电路中的最大功率是W，滑动变阻器阻值变化的范围是。图K16-6二、选择题9. 2019玉林下列关于电能的说法正确的是()A. 可以通过电流表把电能直接测量出来B. 电能的单位是“度”，学名叫千瓦C. 消耗电能越多的用电器，电功率就越大D. 消耗电能相同的用电器，产生的热量不一定相同10. 2019衡阳小明家上次查看电能表示数为，本次查看时电能表示数如图K16-7所示，则下列说法正确的是()图K16-7A. 他家在这段时间内消耗的
5、电能为903 kWhB. 电能表是测量电功率的仪表C. 若只让一个标有“220 V1000 W”的电热水器正常工作10 min，则电能表的转盘转了600转D. 这个电能表的额定功率为2200 W11. 2018株洲智能手机耗电达到一定量时，会自动提示用户采用“省电模式”，在这种模式下，可延长电池的供电时间，原因是()A. 降低了电池的输出电压B. 减小了电池的输出电流C. 减小了电子线路的电阻D. 增大了电池的输出功率12. 2018内江将规格为“2. 5 V0. 3 A”的小灯泡L1和规格为“3. 8 V0. 3 A”的小灯泡L2串联，接在3 V的电源上，下列判断正确的是()A. L1的电阻
6、大于L2的电阻B. L1的亮度比L2的亮度小C. 两只灯泡都正常发光D. 两只灯泡实际功率相等13. 2019东营图K16-8是测量小灯泡电功率的电路图，电源电压恒为6 V，电流表量程00. 6 A，电压表量程03 V，滑动变阻器规格“50 1 A”，小灯泡规格“2. 5 V0. 625 W”。若不考虑小灯泡阻值随温度的变化，小灯泡两端电压不允许超过额定值，闭合开关，下列说法正确的是()图K16-8A. 滑片向右滑动，电流表示数变小，电压表示数变大B. 电流表的示数允许变化范围是0. 10. 25 AC. 滑动变阻器的阻值允许调节的范围是2450 D. 电路的最大电功率是2. 5 W14. 图
7、K16-9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，下列关于图K16-10所示的连接方式的说法中不正确的是()图K16-9图K16-10A. 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倍三、计算题15. 2019盐城某新型电饭锅在煮饭时采用“高温”和“低温”两种方式交替加热，其内部电路如图K16-11所示，R1和R2均为电热丝，S1是温度自动控制开关，高、低温挡的额定功率如下表所示。煮饭时，闭合开关S，电饭锅正常工作30 min消耗的电能为0. 44
8、kWh，求：(1)煮饭时通过R1的电流。(2)电热丝R2的电阻。(计算结果保留一位小数)(3)30 min内R2消耗的电能。图K16-11额定电压220 V额定功率低温挡440 W高温挡1100 W16. 如图K16-12所示，L是标有“12 V36 W”字样的灯泡，R1是阻值为24 的定值电阻，R2是最大阻值为20 的滑动变阻器，电源电压和灯泡电阻均不变。(1)求灯泡的阻值。(2)开关S、S1均闭合，滑片移到最左端时，灯泡恰好正常发光，求电源电压和此时通过R1的电流。(3)闭合开关S、断开开关S1，当滑片移动到最右端时，求电路的总功率及通电1 min灯泡消耗的电能。图K16-1217. 20
9、18江西模拟如图K16-13所示的电路中，电源电压U=12 V，且保持不变，灯L上标有“10 V5 W”字样，滑动变阻器的最大阻值为20 ，不考虑灯丝电阻随温度的变化。图K16-13(1)开关S、S1闭合，S2断开，电流表的示数为I1=0. 4 A，则电阻R1阻值是多少？(2)开关S、S2闭合，S1断开，移动滑动变阻器滑片P，使电压表示数为10 V，滑动变阻器接入电路中的电阻是多少？(3)开关S、S2闭合、S1断开，将滑动变阻器滑片P移至b端时，若灯L仍然发光，此时，灯L是正常发光吗？小灯泡的功率是多大？四、实验与探究题18. 2019江西实验：测量小灯泡的电功率。实验中选择的小灯泡的额定电压
10、为2. 5 V。实验步骤(1)请你用笔画线代替导线，把图K16-14中的电路连接完整(导线不准交叉)，并要求滑动变阻器的滑片向左移动时，小灯泡会变亮。图K16-14(2)正确连接电路后，闭合开关，电流表指针不动，但用手按住开关，发现电流表指针摆动，出现这种现象的原因是。(3)查明原因，排除故障，正确操作，得到下表所示数据。请将表中内容补充完整：实验序号电压U/V电流I/A电功率P/W灯泡亮度12. 00. 280. 56发光暗淡22. 50. 320. 8033. 00. 361. 08发光强烈由表中数据可知，该灯的额定电功率为W。(4)利用上述电路，用定值电阻替换小灯泡，测量该定值电阻的阻值
11、。请你设计一个记录数据的表格。19. 如图K16-15甲所示是林红同学测量标有“3. 8 V”字样的小灯泡额定功率的电路图。图K16-15(1)林红连接电路时，开关应处于状态，滑动变阻器的滑片应移到最端。(2)闭合开关发现灯泡不亮，电流表无示数，但电压表有示数，则发生的电路故障为。(3)当电压表示数为3. 8 V时，电流表的示数如图乙所示，是A，由此可得，小灯泡的额定功率为W。(4)在实验中，林红同学把电流表与电压表的位置互换，闭合开关后造成。A. 电流表被烧坏B. 电压表被烧坏C. 小灯泡被烧坏D. 小灯泡不亮(5)实验中林红的电流表损坏了，实验室没有电流表可换，林红用一个已知阻值为R0的定
12、值电阻和若干个开关，重新设计了如图丙所示的电路，在不改变该电路连接的情况下，也能正确测出小灯泡的额定功率。林红正确连接电路后，接下来的实验步骤是：；保持滑片位置不动，断开开关S1，闭合开关S、S2，记下电压表的示数为U2；小灯泡的额定功率的表达式为P=。20. 2019河南在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率是否相同”的实验中，实验室提供了如下器材：电源电压U恒为8 V，滑动变阻器规格为“20 2 A”，小灯泡的额定电压U额=2. 5 V、额定功率小于1. 2 W，两个阻值分别为10 、20 的定值电阻R0可供选择。(1)为使小灯泡两端电压有一较大的调节范围，小聪设计了如图K16-16甲所
13、示的电路，请用笔画线代替导线，完成图乙中实物电路的连接。图K16-16(2)正确连接电路后，进行实验，记录的实验数据如下表所示。当电压表示数为2. 5 V时，电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为W。实验次数物理量12345电压/V1. 01. 52. 02. 53. 0电流/A0. 240. 320. 380. 44电功率/W(3)分析表中数据可得出结论：小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而。根据表中数据还可以判断出，小聪在实验中选用的是R0=的定值电阻。(4)完成实验后，爱动脑筋的小聪又想出一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图丁所示的电路，所用电压表量程为“015 V”，请将以
14、下实验步骤补充完整。检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为；滑片不动，再将开关S1拨至“2”，读出电压表示数为U0；小灯泡的额定功率P额=。(用U额、U0、R0表示)若步骤中，在将开关S1拨至“2”时，不小心将滑动变阻器滑片向右移动了少许，其他操作正确，则测出的小灯泡额定功率比真实值(选填“偏大”或“偏小”)。【参考答案】1. 化学3. 996104解析手机锂电池充满电后，存储的电能：W=UIt=UQ=3. 7 V3000 mAh=3. 7 V300010-3 A3600 s=3. 996104 J。2. 2. 467. 5解析 通过R1的电流I1
15、=UR1=3V4=0. 75 A，通过R2的电流I2=UR2=3V6=0. 5 A，R1和R2并联后的总电阻R=UI总=UI1+I2=3V0. 75A+0. 5A=2. 4 ，电阻R1消耗的电能Q=I12R1t=(0. 75 A)24 30 s=67. 5 J。3. 150010004. 0. 05110解析因为P=UI，所以灯泡正常发光的电流为I=PU=11W220V=0. 05 A. 因为P=Wt，所以灯泡消耗的电能为W=Pt=11 W10 s=110 J。5. 丙乙甲解析根据P=U2R，当电压U一定时，电阻R越小，电功率P越大。也就是说，电烤箱在额定电压下，其高挡位(即电功率P最大)对应
16、其电路的电阻最小，其低挡位(即电功率P最小)对应其电路的电阻最大，而中挡位对应的电路的电阻处于两者之间。由图甲知，只闭合S1和S0，此时电路阻值为R1；由图乙知，只闭合S2和S0，此时电路的阻值为R2；由图丙知，同时闭合S0、S1和S2，此时电路的阻值为R=R1R2R1+R2。因为R1R2R，可见图丙对应的电路阻值最小，应为高挡，而图甲对应的电路阻值最大，应为低挡。因此，高挡、中挡和低挡对应的电路图分别是图丙、图乙和图甲。6. 3634007. 22012解析由小灯泡的I-U图像可知，当灯泡的实际功率为0. 5 W时，UL=2 V，IL=0. 25 A。由图乙所示电路图可知，只闭合开关S时，只
17、有灯泡接入电路，灯泡两端的电压等于电源电压，则电源电压U=UL=2 V；由图甲所示电路图可知，闭合开关S后再闭合开关S1，灯泡与电阻R并联，电流表测干路电流，电流表示数变大，由题可知，电流表示数变化了0. 1 A，则通过电阻R的电流：IR=I=0. 1 A，由I=UR得电阻R的阻值：R=UIR=2V0. 1A=20 。通电1 min，定值电阻R消耗的电能：WR=UIRt=2 V0. 1 A160 s=12 J。8. 2. 25410 解析 由题图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压。根据P=UI可得，灯泡正常发光时电路中的电流I=IL=PL额UL额=1. 25W2. 5V=
18、0. 5 A，由题知，滑动变阻器允许通过的最大电流为1 A，因为串联电路中各处的电流相等，所以电路中的最大电流Imax=IL=0. 5 A，则电路的最大电功率Pmax=UImax=4. 5 V0. 5 A=2. 25 W。灯泡的电阻RL=UL额IL=2. 5V0. 5A=5 ，电路中电流最大时，滑动变阻器接入电路的电阻最小为R滑min=U滑Imax=U-UL额Imax=4. 5V-2. 5V0. 5A=4 ；当电压表的示数为3 V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，此时灯泡两端的电压UL=U-U滑max=4. 5 V-3 V=1. 5 V，电路中的最小电流I min=ULRL
19、=1. 5V5=0. 3 A，所以滑动变阻器接入电路中的最大阻值R滑max=U滑maxImin=3V0. 3A=10 ，所以滑动变阻器阻值变化的范围是410 。9. D10. C解析他家在这段时间内消耗的电能W=8633. 5 kWh-8543. 2 kWh=90. 3 kWh，故A错误。电能表是测量消耗电能的仪表，故B错误。3600 r/(kWh)表示电路中每消耗1 kWh的电能，电能表的转盘转过3600 r，只让一个标有“220 V1000 W”的电热水器正常工作10 min，其消耗的电能为W=Pt=1 kW16 h=16 kWh，则电能表的转盘转过的圈数N=16 kWh3600 r/(k
20、Wh)=600 r，故C正确。电能表属于测量仪表，不消耗电能，没有额定功率，故D错误。11. B解析手机工作电压是一定的，如果降低了电池的输出电压，手机将不能正常工作，故A不符合题意。手机电池储存的电能是一定的，由公式W=Pt知，要延长手机工作的时间，需要减小输出功率，而手机工作电压是不变的，由P=UI知，在省电模式下，应减小电池的输出电流，故B符合题意。如果电子线路电阻变小，而输出电压不变，由P=U2R知输出功率变大，反而耗电，故C不符合题意。由公式W=Pt知，增大电池的输出功率，手机的工作时间会缩短，故D不符合题意。12. B13. B解析由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测灯泡两
21、端的电压，电流表测电路中的电流。当滑动变阻器滑片向右滑动，接入电路中的电阻变大时，根据欧姆定律可知电路中的电流变小，即电流表示数变小；根据U=IR可知灯泡两端的电压变小，即电压表示数变小，故A错误。根据P=UI可得，灯的额定电流：IL额=PL额UL额=0. 625W2. 5V=0. 25 A，因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为00. 6 A，所以，电路中的最大电流为Imax=0. 25 A，由I=UR，灯泡的电阻：RL=UL额IL额=2. 5V0. 25A=10 ，电路中的最小总电阻：Rmin=UImax=6V0. 25A=24 ，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器
22、接入电路中的最小阻值：R滑min=Rmin-RL=24 -10 =14 ，故C错误。该电路的最大功率：Pmax=UImax=6 V0. 25 A=1. 5 W，故D错误。当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，灯泡的功率最小，此时电路中的电流：Imin=URL+R滑max=6V10+50=0. 1 A，则电流表示数的变化范围是0. 10. 25 A，故B正确。14. A解析 由题可知，R1、R2为阻值相同的电热丝，设R1=R2=R，分析图K16-11所示的连接方式可知：甲图为开路，P甲=0，乙图中两电阻串联，R乙=2R，P乙=U2R乙=U22R，丙图中只有电阻R1工作，R丙=R，P丙=U2R丙=U
23、2R，丁图中两电阻并联，R丁=12R，P丁=U2R丁=U212R=2U2R。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。15. 解：(1)当闭合开关S、S1，电热丝R1和R2并联，此时为高温挡；当断开S1只有R1单独工作时，为低温挡，则煮饭时通过R1的电流I1=P低U=440W220V=2 A。(2)R2的电功率P2=P高-P低=1100 W-440 W=660 W，则由P=U2R可知，电热丝R2阻值R2=U2
24、P2=(220V)2660W73. 3 。(3)30 min内R1一直工作，R1消耗的电能W1=P低t=0. 44 kW0. 5 h=0. 22 kWh。R2消耗的电能W2=W总-W1=0. 44 kWh-0. 22 kWh=0. 22 kWh。16. 解：(1)灯泡的阻值RL=U额2P额=(12V)236W=4 。(2)当开关S、S1均闭合，滑片移到最左端时，此时R1与L并联；因为灯泡恰好正常发光，所以电源电压U=U额=12 V；通过R1的电流I1=UR1=12V24=0. 5 A。(3)闭合开关S、断开开关S1，滑片移到最右端时，此时滑动变阻器全部电阻接入电路，即R大=20 ，且与灯泡串联
25、；此时电路中的电流I=UR串=UR大+RL=12V20+4=0. 5 A，电路的总功率P=UI=12 V0. 5 A=6 W。通电1 min灯泡消耗的电能W=I2RLt=(0. 5 A)24 60 s=60 J。17. 解：(1)根据P=U2R可得，灯泡的电阻：RL=UL2PL=(10V)25W=20 。当开关S、S1闭合，S2断开时，电路中灯L和R1串联，电流表测电路中的电流，根据I=UR可得，电路的总电阻：R=UI1=12V0. 4A=30 ，因为串联电路的总电阻等于各分电阻之和，所以电阻R1的阻值：R1=R-RL=30 -20 =10 。(2)当S、S2闭合，S1断开时，灯泡L与R2串联
26、，电压表测灯泡的电压，由题知，此时UL=10 V，则灯泡正常发光，此时电路中的电流：I2=ULRL=10V20=0. 5 A，串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和，则滑动变阻器两端的电压：U2=U-UL=12 V-10 V=2 V，根据I=UR可得滑动变阻器接入电路中的电阻：R2=U2I2=2V0. 5A=4 。(3)当开关S、S2闭合、S1断开时，将滑动变阻器滑片P移至b端时，电路中只有灯L连入，灯两端的电压等于电源电压，超出了灯的额定电压，所以灯泡不是正常发光。此时，灯泡的功率PL实=U2RL=(12V)220=7. 2 W。18. (1)如图所示(2)开关接触不良(3)正常发光0.
27、80(4)如表所示实验次数电流I/A电压U/V电阻R/电阻的平均值R/12319. (1)断开左(2)灯泡断路(3)0. 31. 14(4)D(5)闭合开关S和S1，断开S2，移动滑片至某一位置，使电压表示数为3. 8 V3. 8 VU2-3. 8VR020. (1)如图所示(2)1. 05(3)增大10(4)5. 5 VU额U0R0偏小解析(1)小灯泡的额定电流约为I=PU=1. 2W2. 5V=0. 48 A0. 6 A，则电流表选择00. 6 A的量程；小灯泡、R0及滑动变阻器串联。故将电流表的“0. 6”接线柱与电源的正极连接，小灯泡的左接线柱与R0的左接线柱连接即可。(2)由(1)可
28、知，电流表选择00. 6 A的量程，分度值为0. 02 A，故示数为0. 42 A，则小灯泡的额定功率为P额=U额I额=2. 5 V0. 42 A=1. 05 W。(3)由表中数据可知，随着灯泡两端电压的增大，电流也增大，根据P=UI可知，小灯泡消耗的电功率增大，即小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而增大。由表中数据可知，第5次实验时电流最大，此时电路总电阻最小，由I=UR可得，第5次实验时电路总电阻为R总=UI5=8V0. 44A18. 2 20 ，已知定值电阻R0的阻值为10 或20 ，因R总=RL+R0+R滑，故小聪在实验中选用的是R0=10 的电阻。(4)要测量小灯泡的额定功率，需
29、使小灯泡两端的电压等于其额定电压，所以实验步骤如下：闭合开关S，将开关S1拨至“1”，小灯泡、R0和滑动变阻器串联，电压表测R0和滑动变阻器两端的电压之和，调节滑动变阻器的滑片，小灯泡正常发光时，应使电压表的示数为UV=U-U额=8 V-2. 5 V=5. 5 V；滑片不动，再将开关S1拨至“2”，电压表测R0两端的电压U0，此时电路中的电流即为小灯泡的额定电流I额=U0R0；小灯泡的额定功率为P额=U额I额=U额U0R0。若步骤中将开关S1拨至“2”时，滑片向右移动少许，滑动变阻器接入电路的阻值变大，根据串联分压知识可知，滑动变阻器两端的电压变大，定值电阻R0两端的电压U0变小，根据P额=U额I额=U额U0R0可知，测出的小灯泡的额定功率比真实值偏小。