1、第18课时电能电功率真题回顾把握考向命题点一动态电路分析1.(多选)2014呼和浩特,10题3分如图18-1所示,闭合开关,滑动变阻器滑片P从中点向右滑动的过程中,下列判断正确的是()图18-1A. 电流表示数变小B.电压表示数不变 C.滑动变阻器的功率变小D.定值电阻R1的功率变小命题点二电学综合2.2018呼和浩特,6题2分关于如图18-2所示电学知识,下列说法正确的是()图18-2A.图甲中,表盘上的“3000 r/(kWh)”表示电能表转盘转过3000 r,消耗电能3600 kWB.图乙中,在家庭电路中,开关应接在火线和用电器之间C.图丙中,在“伏安法测小灯泡电阻”的实验中,为了减小误
2、差,应调节滑动变阻器在电路中的电阻,多次测量求平均值D.图丁中,实验表明:在电流相同、通电时间相同的情况下,电阻越小,这个电阻产生的热量越多命题点三电能表的相关计算3.2019呼和浩特,15题4分一个电能表,表盘上标有“720 revs/(kWh)”字样,它的意思是 。呼和浩特市教研室某段时间用电,这段时间起始和终止时电能表的示数分别如图18-3所示,该时间段该地区每度电电费1.2元,则这段时间所用电能需要交付多少电费?图18-3命题点四电能、电功率的相关计算4.(多选)2015呼和浩特,10题3分如图18-4所示,电源电压恒为6 V;R1、R2电阻相同,均为10 ;滑动变阻器R3最大电阻值为
3、10 。闭合开关,滑片从最左端向右滑动的过程中,下列判断正确的是( )图18-4A.电流表示数变大,电压表示数不变B.R1的电功率减小,最大值为0.4 WC.R2的电功率增大,最大值为3.6 WD.滑动变阻器R3的电功率先变大后变小,最大值为0.45 W5.2019呼和浩特,18题4分如图18-5所示,灯泡上标有“9 V5.4 W”的字样(假设灯丝电阻不变)。只闭合开关S1,当滑动变阻器滑片滑动到某处时,电流表A2示数为0.2 A,电压表V示数为9 V;两个开关全部闭合,滑动变阻器的滑片滑动到最左端时,灯泡恰好正常发光,电流表A2的示数为1.0 A。(1)只闭合S1,电流表A2示数为0.2 A
4、时,求滑动变阻器接入电路的电阻值。(2)求电阻R1的电阻值。(3)滑动变阻器从左向右滑动过程中,求滑动变阻器的最大功率。图18-56.2018呼和浩特,17题4分如图18-6是某种电加热器的电路工作原理图,有总控开关S1,温控开关S2,两个加热电阻丝R1、R2(阻值不变)。该加热器部分参数已知:额定电压为220 V,加热功率为4840 W,保温功率为400 W。求:(1)当S1、S2都闭合时,该加热器处于(选填“加热”或“保温”)状态,求此时电路中的总电流。(2)傍晚用电高峰期,若实际电压只有200 V时,求该加热器在保温状态下的实际功率。(结果保留整数)图18-67.2017呼和浩特,17题
5、4分小王同学自制了一只“热得快”,这只“热得快”是用一根电阻为48.4 的电阻丝制成,将它接在220 V的家庭电路里使用。(1)求该“热得快”5 min内产生的热量。(2)为了安全,小王同学将一只工作指示灯与“热得快”的电阻丝串联使用,经测量该电阻丝此时消耗的功率为原来功率的81%,求指示灯的电阻。8.2017呼和浩特,22题8分如图18-7甲所示,电阻R1=30 ,滑动变阻器R2的最大阻值为60 ,电源电压为6 V。图18-7(1)电路连接时,开关S应处于断开状态,滑动变阻器R2的滑片P应滑至(选填“最左端”“最右端”或“任意位置”)。(2)计算通过电路中电流的变化范围。(3)通过计算推导电
6、阻R2电功率与电流的正确函数关系式,并在图乙中画出电阻R2电功率与电流变化的函数图像(自己按需求填写最小分度值,并标出特殊点的数值)。9.2016呼和浩特,15题3分把分别标有“220 V40 W”和“36 V40 W”的两只白炽灯L1和L2,串联接在电压恒为220 V的照明电路中,且两灯电阻不变,求:(1)两只灯泡的电阻。(2)两只灯泡实际功率之比。10.2016呼和浩特,17题3分某校师生自制了一台多功率电烘箱,电路结构如图18-8所示,所选两根电热丝R1、R2的阻值分别为75 、150 ,由于电路电压不足,实际工作电压为200 V,则:(1)这台电烘箱以最大功率工作时,求通过电烘箱的电流
7、。(2)这台电烘箱以最大功率工作5 min,求电热丝产生的热量。(3)这台电烘箱以最大功率工作5 h,求消耗的电能。图18-811.2016呼和浩特,22题8分马剑同学利用如图18-9甲所示电路,测定自己制作的玩具小飞机所需要的电动机工作数据,已知电源电压恒定,当滑动变阻器滑片从一端滑至另一端的过程中,两个电压表的示数与电流表的示数变化关系如图乙所示,当通过电动机的电流大于0.4 A时,电动机转子才转动。图18-9(1)开关S闭合前,滑动变阻器滑片应滑至最(选填“左”或“右”)端;由图可知电源电压为V,其中图线(选填“a”或“b”)表示电压表V1与电流表A变化的规律。(2)求电动机线圈的电阻和
8、滑动变阻器的最大阻值。(3)在这个过程中,求电动机的最大输出功率;当电动机输出功率最大时,求电动机的效率。12.2015呼和浩特,15题3分一只电热水壶的铭牌上标着“220 V1100 W”的字样,它正常工作时,电流是多少?如果每天使用1 h,一个月用电多少千瓦时?(按30天计算)13.2015呼和浩特,17题3分一根粗细均匀,用同种材料制成的电阻丝,阻值为R1=20 。若将其对折多次后,其长度变为原来的15,其阻值为R2;若将其均匀拉长为原来的5倍,其阻值为R3。求:(已知电阻丝的阻值和它的长度成正比,和它的横截面积成反比)(1)拉长后R2和R3阻值的大小。(2)若将R1、R2和R3这样的三
9、个电阻串联接在电路中,三个电阻的电功率之比。(3)若将R1、R2和R3这样的三个电阻并联接在电路中,三个电阻的电功率之比。14.2015呼和浩特,22题8分我国的水力资源非常丰富,尤其是西南地区,今年又在四川建成一座水电站。该水电站是在某河流上游修建了120 m高的拦河大坝,每分钟有200 m3的水从高处自由落下冲击水轮机,已知水轮机到上游水面的落差为100 m,水轮机与大坝内侧底部约在同一水平面上。(g取10 N/kg)(1)求拦河大坝的内侧底部受到水的压强。(2)求水从高处自由落下时,重力每分钟做的功。(3)如果水的机械能有75%转化为电能,求该水电站的发电功率。(4)如果该水电站通过输电
10、导线远距离向某城市供电,两条输电导线的电阻为90 ,某城市用电电压为220 V,则该水电站送电电压约是多少伏?15.2014呼和浩特,17题3分如图18-10所示的电路中,电源电压恒为24 V,电阻R1的阻值为20 ,滑动变阻器R2上标有“100 3 A”字样。闭合开关S后,电流表的示数为0.3 A。求:(1)此时电阻R1两端的电压U1。(2)此时电阻R2的电阻值。(3)2 min内电阻R2上消耗的电能。图18-10命题点五焦耳定律16.2015呼和浩特,7题2分判断电流通过导体产生的热量,下面公式选用正确的是()A.UItB.I2RtC.U2RtD.前面三个都可以17.2014呼和浩特,21
11、题8分小勇同学家里某段时间内共有两件用电器在工作,一盏“220 V 40 W”的灯(电阻不变),一台“DY-IA(R3)”型的空调机,空调机正常工作时的电压为220 V,总功率为880 W,内部线圈电阻为3.5 。(1)这两件用电器的连接方式是(选填“串联”或“并联”),空调机应(选填“接地”或“不接地”)。(2)正常工作时,求两件用电器的总功率。(3)如果灯泡工作时的电压是110 V,求它的实际电功率。(4)该空调机正常工作1.5 h,求线圈电阻产生的热量。命题点六测量小灯泡的电功率18.2018呼和浩特,14题3分小林同学在学习了“伏安法测电功率”的知识后,设计了一个定值电阻的功率能从0到
12、最大功率连续变化的电路。电路如图18-11甲所示。图18-11(1)实验前,开关应断开,滑片P应移到(选填“a”或“b”)端。(2)请你按照他的设计,用笔画线代替导线将实物图乙连接完整。(电压表选用03 V挡,导线不能交叉)。19.2015呼和浩特,21题8分某同学在“测量小灯泡的电功率”实验中,设计了如图18-12所示电路。已知小灯泡的额定电压为2.5 V,在不断开开关的情况下,该同学调节滑动变阻器,使滑动变阻器阻值减小,并正确读出数据如下表:图18-12数据序号12345678电压U/V0.10.20.60.81.02.02.53.0电流I/A0.080.140.280.340.360.4
13、60.480.50发光情况不亮不亮微亮微亮较亮较亮明亮很亮(1)从表中数据可以判断电流表选用(选填“00.6 A”或“03 A”)挡;小灯泡的电阻随亮度的增大而(选填“增大”“减小”或“不变”)。(2)在如图18-13所示的坐标系中用光滑曲线画出小灯泡的I-U图像。图18-13(3)计算出小灯泡在额定电压下的电阻值。(保留一位小数)(4)如果小灯泡在额定电压下工作30 s,计算出小灯泡在这段时间内消耗的电能。20.2014呼和浩特,13题3分实验室购买了一批规格为“2.5 V0.75 W”的小灯泡,小玲同学利用其中一只灯泡做“测量小灯泡电功率”的实验。(1)用笔画线把图18-14中给出的用电器
14、连接成测量小灯泡电功率的电路图。图18-14(2)若电流表有“00.6 A”和“03 A”两挡,应选择“0A”挡接入电路中。(3)滑动变阻器的最大阻值为15 ,电源电压不变,将滑动变阻器的电阻值从最大调至5 的过程中,它的功率变化为(选填“变大”“变小”“先变大后变小”或“先变小后变大”)。达标检测巩固提升|基础达标|一、选择题1.2019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2.2019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1
15、8-28所示,则下列说法正确的是()A.他家在这段时间内消耗的电能为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 W图18-28图18-293.2018泸州小明家有额定电压相同的微波炉和电视机各一台,按照每度电0.55元的计费标准,将这两个用电器正常工作1 h所用的电费绘制成了如图18-29所示的柱状图,对小明家的这两个用电器,下列判断正确的是()A.微波炉正常工作时的电压大于电视机正常工作时的电压B.微波炉正常工作时的电流等于电视机正常工作时的电流C.微波炉正
16、常工作时的电功率大于电视机正常工作时的电功率D.每月在微波炉上用的电费一定比在电视机上用的电费多4.2018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 5.2019烟台标有“6 V1.5 W”的小灯泡,通过它的电流随两端电压变化的关系如图18-30所示,若把这样的三只灯泡串联起来,接在12 V的电源两端,则此时每只灯泡的电阻及实际功率均为()图18-30A.24 0.67 WB.20 0.8 WC.24 0.96 WD.20 0.6
17、7 W6.2019温州小明按图18-31甲连接电路,闭合开关,灯泡L1的功率为P1。他将一个阻值大于灯泡L1的灯泡L2串联接入电路(如图乙所示),闭合开关后,L1、L2的功率分别为P1、P2(不计温度对灯泡电阻的影响,电源电压恒定)。下列关系式正确的是()图18-31A.P2P1P1B.P2P1P1C.P1P2P1D.P1P1P27.2019兰州有两只灯泡L1、L2,分别标有“220 V100 W”和“220 V40 W”的字样。若不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法中正确的是()A.两灯正常发光时,L1的电阻较大B.两灯并联接入220 V的电路,L1、L2消耗功率之比是25C.两灯串联接入2
18、20 V的电路,L1消耗的功率小于25 WD.两灯串联接入220 V的电路,两灯泡消耗总功率大于40 W小于100 W8.(多选)2019潍坊如图18-32所示电路中,电源电压不变,R1为定值电阻,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向右移动时,下列判断正确的是()图18-32A.电流表A的示数变大B.电压表V1的示数变大C.电路中消耗的总功率变大D.电压表V2与电流表A示数的比值变小9.(多选)2019衡阳如图18-33所示,电源电压不变,R1是定值电阻,闭合开关,将滑动变阻器R2的滑片逐渐从a端滑到b端,电流表示数为I,电压表示数为U,电路消耗的总功率为P,图18-34中能正确反映两个物理量之间
19、关系的图像是()图18-33图18-3410.2019淄博新型PTC发热材料可以自动调节电路的电功率,在生活中广泛应用。图18-35甲是PTC调试工作电路,电源电压恒定,R0是保护电阻,阻值恒定,Rt是PTC电阻,其阻值随温度变化的图像如图乙所示。闭合开关S,当温度从20 升高到60 的过程中()图18-35A.电流表示数先变小后变大B.电压表示数先变大后变小C.电压表与电流表示数的比值先变小后变大D.保护电阻R0消耗的功率先变小后变大11.2019宁波如图18-36甲所示电路,分别把定值电阻R1、R2(R1R2)接入A、B之间后进行实验,并根据电流表和电压表示数画出A、B之间电阻的P-U图像
20、,如图乙所示。如果把R1和R2并联后接入A、B之间进行实验,同理,可以在图乙中画出它的P-U图像。则图像所对应的电阻和图像所在的区域分别是()图18-36A.R1和B.R1和C.R2和D.R2和12.2019眉山如图18-37所示,电源电压恒为4 V,电压表量程为03 V,电流表量程为00.6 A,滑动变阻器规格为“20 1 A”,小灯泡L标有“2.5 V1.25 W”的字样(灯丝电阻不变)。若通过小灯泡L的电流不超过额定电流,电流表、电压表不能超过量程,则移动滑动变阻器的滑片,下列说法中正确的是()图18-37电压表示数变化范围为1.53 V滑动变阻器消耗的电功率变化范围为0.60.75 W
21、小灯泡的实际电功率变化范围为0.21.25 W滑动变阻器连入电路的阻值变化范围为1020 A.B.C.D.13.2019衢州如图18-38所示的用电器主要利用电流热效应工作的是()图18-3814.2019乐山如图18-39所示为“探究焦耳定律”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中,且R1R2,所以P1P2,结合图乙可知,是R2的图像,是R1的图像。如果R1、R2并联,那么它们的总电阻比R2的电阻还小,根据公式P=U2R可知,当电压相等时,并联后的总功率比中R2的功率还大,肯定在区域内。12.A解析由题
22、可得,灯泡的额定电流是IL=P额U额=1.25 W2.5 V=0.5 A,灯泡的电阻是R灯=U额IL=2.5 V0.5 A=5 。由电路图可知,小灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测R两端电压,移动滑片,电路中的电流最大不能超过0.5 A,灯泡两端的电压不能超过2.5 V,则R两端电压,即电压表示数最小为U滑小=U-U额=4 V-2.5 V=1.5 V;如果将滑动变阻器的滑片向右移动,使它的电阻增大,则它分得的电压也增大,但最大电压不得超过电压表量程,即U滑大=3 V,则电压表示数变化范围为1.53 V,故正确。滑动变阻器消耗的电功率P=I2R滑=UR灯+R滑2R滑=U2R滑(R灯-R滑)2+4
23、R灯R滑=U2(R灯-R滑)2R滑+4R灯,当R滑=R灯=5 时,滑动变阻器消耗的电功率最大,为P滑大=U24R灯=(4V)245=0.8 W,故错误。当灯泡正常工作时,其功率达到最大值,为1.25 W;当电路中的电流最小,即U滑大=3 V时,灯泡的功率最小,此时U灯=1 V,所以小灯泡最小电功率为P灯小=(U灯)2R灯=(1V)25=0.2 W,故正确。当U滑大=3 V时,电路中的电流最小,此时I小=U灯R灯=1 V5 =0.2 A,滑动变阻器连入电路电阻最大为R滑大=U滑大I小=3 V0.2 A=15 ,同理,当灯泡正常工作时,滑动变阻器连入电路的电阻最小,R滑小=U滑IL=1.5 V0.
24、5 A=3 ,所以滑动变阻器连入电路的阻值范围是315 ,故错误。故选A。13.A14.C解析两电阻串联,通过两电阻的电流和通电时间相等,而电阻不同,故可探究电流产生的热量与电阻的关系,A、B错误;根据Q=I2Rt,电流与通电时间相同,因R1R2,故右边容器中电阻丝产生的热量多,则甲管中液面上升比乙中慢,C正确;闭合开关后,要使电流增大,由欧姆定律,要减小电路中的电阻,故应将滑动变阻器滑片P向右移动,D错误。 15.D16.AC17.D18.C解析因电源电压不变,则有U=4 V+0.2 AR1,U=3 V+0.3 AR1,联立解得R1=10 ,U=6 V。当滑片滑到b端时,电路中的电流最小,消
25、耗的总功率最小为P=UI小=6 V0.2 A=1.2 W;滑片在b端时,10 s内R1产生的热量Q=I小2R1t=(0.2 A)210 10 s=4 J。综上可知C正确。19.C解析该加热器挡位可以分为只R1工作,只R2工作以及R1、R2同时工作,共三个加热挡位,故A错误。同时闭合开关时,R1与R2并联,此时该加热器加热功率最大,最大电功率为P大=12 W,只闭合开关S1时,R1的电功率为P1=8 W,说明只有R2工作时的电功率为P2=P大-P1=12 W-8 W=4 W,由P=U2R可得,R1R2=U2P1U2P2=P2P1=4 W8 W=12,故B错误。该加热器功率最大
26、时,两电阻丝并联,则通过R1、R2的电流之比为I1I2=P1UP2U=P1P2=8 W4 W=21,故C正确。由上述分析可知,加热器最小功率为4 W,故D错误。20.(1)如图所示(2)B(3)D(4)2.50.8(5)“20 1 A”(6)不能21.(1)属于(2)电流电阻(3)U形管液面高度差BD(4)2200(5)透明容器密闭性不好(或透明容器漏气等)22.解:(1)小灯泡正常工作时的电阻为RL=U额2P额=(6V)22W=18 。(2)当S1和S2同时闭合时,小灯泡短路,只有R1单独工作,由此可得:U=IR1=0.5 AR1,当只闭合S1时,小灯泡L与R1串联,R1两端的电压为:U1=
27、U-UL=U-3 V,此时R1消耗的功率为0.4 W,根据P1=U12R1可得,(U-3V)2R1=0.4 W,联立解得:R1=10 或3.6 ;根据R1=3.6 求出电源电压为1.8 V,不符合题意,应舍去;所以R1=10 。23.解:(1)Q=W总-W机=UIt-mgh=120 V5 A1 s-50 kg10 N/kg0.9 m=150 J。(2)由Q=I2Rt可得,线圈阻值R=QI2t=150J(5A)21s=6 。(3)卡住时通过电动机的电流过大,使电动机温度过高,所以容易烧坏。(答案合理即可)24.解:(1)由电路图可知,开关S闭合,S1断开时,电阻R1和R2串联接入电路,电阻最大,
28、由电功率的公式P=U2R可知,电饭煲处于保温状态;开关S、S1都闭合时,电阻R2被短路,只有电阻R1接入电路,由电功率的公式P=U2R可知,电饭煲处于加热状态。根据P=U2R知,电热丝R1的阻值R1=U2P加热=(220V)2800W=60.5 。(2)水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2103 J/(kg)2 kg(100 -20 )=6.72105 J。(3)电能表转盘转了60转,消耗的电能W=60r1200r/(kWh)=120 kWh,电饭锅的实际功率P=Wt=120 kWh460 h=0.75 kW=750 W。25.大气压8801762解析吸尘器的额定功率P=UI=220 V
29、4 A=880 W。正常工作15 min消耗的电能W=Pt=880 W1560 s=7.92105 J=0.22 kWh,电能表指示灯共闪烁次数n=800 imp/(kWh)0.22 kWh=176 imp=176次。由P=I2R可得,电动机线圈的电阻R=P热I2=32W(4A)2=2 。26.(1)2(2)60解析灯泡与电动机串联,电流相等,则警灯两端电压U=IR=1 A2 =2 V ;t=2 min=120 s ,电动机在2 min内产生的热量Q=I2Rt=(1 A)20.5 120 s=60 J。27.解:(1)增大(2)若将L1、L2并联接在学生电源两端,电源电压调节为6 V,根据并联
30、电路电压的规律可知,两灯两端的电压均为6 V,由图乙可知通过两灯的电流分别为0.5 A和1 A,根据并联电路电流的规律可知,干路电流为I=I1+I2=0.5 A+1 A=1.5 A,通电5 min,则两灯泡消耗的总电能为W=UIt=6 V1.5 A560 s=2700 J。(3)灯L1的额定电流为IL1=P1额U1额=3W6V=0.5 A,灯L2的额定电流为IL2=P2额U2额=6W6V=1 A,根据串联电路电流的规律可知,电路的最大电流为I大=0.5 A,此时灯L1的实际功率为3 W,由图知,此时灯L2两端的电压为2 V,则L2的实际功率为P2=U2I大=2 V0.5 A=1 W,两灯泡消耗
31、的实际总功率最大值是P大=P1+P2=3 W+1 W=4 W。28.解:(1)开关S断开时两电阻串联,总电阻较大,功率较小,则最小发热功率为P小=U2R+R0=(220V)240+160=242 W;开关S闭合时只有电阻R工作,总电阻较小,功率较大,则最大发热功率为P大=U2R=(220V)240=1210 W;(2)从孵化箱温度刚刚变为42 开始计时,此时开关S断开,两电阻串联,由图乙知此时的电流为1 A,则测试时的实际电压为U=I(R+R0)=1 A(40 +160 )=200 V。由图乙知一个循环中最大功率工作10 s,最小功率工作40 s,总共50 s,工作测试1 h,总共有n=360
32、0s50s=72个循环,最大功率总共工作t1=10 s72=720 s,最小功率总共工作t2=40 s72=2880 s,电路消耗的电能W=P大t1+P小t2=1210 W720 s+242 W2880 s=1.56816107 J=0.4356 kWh。加热一次消耗的电能W=P大t1=1210 W10 s=12100 J,根据Q=cmt得,水的质量m=Qct=Wct=12100J4.2103 J/(kg)(42-37 )=121210 kg。29.A解析由图甲可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测R2两端电压,由图乙可知,当电路中的电流为I=0.4 A时,滑动变阻器两端的电压为U2
33、=10 V,电源电压U=IR1+U2,当电路中的电流为I=0.2 A时,滑动变阻器两端的电压为U2=14 V,电源电压U=IR1+U2,联立解得电源电压U=18 V,电阻R1=20 ,故A正确,C错误。由图乙可知,当电流表的示数为I=0.4 A时,R2接入电路的阻值为R2=U2I=10V0.4A=25 ,故B错误。当电路的电流最大为I大=0.9 A时,电路消耗的电功率最大,为P大=UI大=18 V0.9 A=16.2 W,故D错误。30.C31.解:(1)通过输电线的电流I=PU=50103 W250V=200 A。输电线上损耗的热功率P0=I2R0=(200 A)20.15 =6103 W=6 kW。(2)用户得到的功率P1=P-P0=50 kW-6 kW=44 kW。输电效率=P1P=44kW50kW=88%。(3)根据能量关系得到W0=W2,即P0t1=P2t2N,代入数据有6000 W243600 s=1000 W23600 sN, 解得N=72天。
