2021年河南中考物理复习练习课件：13专题十三　电功和电功率.pptx

1、 中考物理 （河南专用） 专题十三 电功和电功率 5.(2020河南,5,3分)在如图所示的电路中,电阻R0为6 ,电源电压不变。把“6 V 3 W”的小灯泡接在AB 间,CD间接电流表,闭合开关S,小灯泡正常发光,则电源电压为 V,电流表的示数为 A。 如果把这个小灯泡接在CD间,AB间接电压表,闭合开关S,若灯丝电阻与正常发光时相同,则电压表的示 数为 V。 A组 20162020年河南中考题组 答案答案 6 1.5 2 解析解析 小灯泡接在AB之间,电流表接在CD之间时,电路为并联电路,电流表测量干路电流,此时小灯泡正 常发光,根据并联电路各支路电压相等且等于电源电压,可得电源电压等于小

2、灯泡额定电压6 V。小灯泡 的额定电流为I额=0.5 A,小灯泡正常发光时R0中的电流I阻=1 A,所以干路电流I=1 A+0. 5 A=1.5 A。改换电路后小灯泡和电阻R0串联,电压表测量R0两端的电压,小灯泡的电阻R灯=1 2 ,根据串联分压可得U阻U灯=R0R灯=12, 且U阻+U灯=6 V,可得U阻=2 V。 P U 额 额 3W 6V 0 U R 6V 6 U I 额 额 6V 0.5A 2.(2019河南,5,3分)在家用电器调查活动中,小亮让电热水器单独工作2 min,测得家中如图所示的电能表 的转盘转了70 r,热水器的实际功率为 W;若不计能量损失,这段时间内热水器中50

3、L的水可升 温 。由于热水器的功率远大于冰箱,从安全用电的角度考虑,热水器的电源线比冰箱的要 (选填“粗”或“细”)。已知水=1.0103 kg/m3,c水=4.2103 J/(kg ) 答案答案 2 100 1.2 粗 解析解析 电热水器消耗的电能W=0.07 kW h,实际功率P=2.1 kW。若不计 能量损失,这段时间内水吸收的热量Q=W=0.07 kW h=0.073.6106 J=2.52105 J,50 L水的质量m=水V= 1.0103 kg/m35010-3 m3=50 kg,水升高的温度t=1.2 。由于电源线自身 有一定电阻,从安全角度考虑,大功率的用电器在工作过程中的电流

4、较大,通电相同时间会产生较多热量, 有火灾隐患,根据焦耳定律Q=I2Rt可知,其他条件相同时,导体电阻越小产生的热量越少,相同长度的电源 线越粗电阻越小,所以大功率用电器应选择较粗的电源线。 70r 1 000r / (kW h) W t 0.07kW h 2 h 60 Q c m 水 5 3 2.52 10 J 4.2 10 J / (kg)50kg 知识拓展知识拓展 理解各种测量工具的参数是初中生必须掌握的一项技能,电能表是其中比较复杂的一种,通 常要根据计算消耗电能的多少。要学会举一反三,灵活掌握类似的水表或燃气表的计量方法。 n N 3.(2018河南,5,3分)在如图所示的电路中,电

5、阻R1=10 ,R2=20 ,电源电压保持不变。当开关S1、S3断开,S2 闭合时,电流表的示数为0.2 A。当开关S1、S3闭合,S2断开时,电流表的示数为 A,R2的电功率为 W。为了保障电路安全, 两个开关不能同时闭合。 答案答案 0.9 1.8 S1、S2 解析解析 当开关S1、S3断开,S2闭合时,R1、R2串联,电流表测通过R1和R2的电流,I=0.2 A,根据欧姆定律,电源 电压U=I(R1+R2)=6 V。当开关S1、S3闭合,S2断开时,两电阻并联,电流表测干路的电流,I1=0.6 A, I2=0.3 A,此时电流表的示数为I=I1+I2=0.6 A+0.3 A=0.9 A;

6、通过R2的电流I2=0.3 A,R2两端的电压 U=6 V,故R2的电功率P=UI2=6 V0.3 A=1.8 W。当开关S1、S2同时闭合时,电路出现短路,所以不能同时 闭合。 1 U R 6V 10 2 U R 6V 20 4.(2017河南,5,3分)如图为一电热饮水机的电路简图,其额定电压为220 V,具有“加热”、“保温”两种 功能,对应功率分别为400 W和40 W。当开关S1、S2均闭合时,饮水机处于 (选填“保温”或 “加热”)状态,R1的阻值为 ;用饮水机给2 kg的水加热,当水温升高50 时,水吸收的热量为 J。c水=4.2103 J/(kg ) 答案答案 加热 121 4

7、.2105 解析解析 用电器的“加热”、“保温”两种功能分别对应的是用电器较大和较小的实际功率。根据实际 功率P=可知,电源电压保持不变,实际功率与电路的总电阻成反比。分析题图可知,当只闭合S1时,两 电阻串联,则R总=R1+R2;当两个开关都闭合时,R2被短路,只有R1工作,此时电路总电阻较小,所以实际功率 较大,应为“加热”状态。R1=121 。水温升高过程中吸收的热量Q吸=c水mt=4.2103 J/ (kg )2 kg50 =4.2105J。 2 U R 2 U P 加热 2 (220V) 400W 5.(2016河南,5,2分)在如图所示的电路中,定值电阻的阻值R0和电源电压U均为已

8、知。在a、b间接入一个 未知电阻Rx,闭合开关,电压表的示数为Ux,则由已知量和测得量可以推出:Rx= ,Rx的电功率 Px= 。 答案答案 0 x x U R UU 0 () xx U UU R 解析解析 题图中将未知电阻Rx接入a、b间后两电阻串联在电路中,电压表测Rx两端的电压。根据串联电路 的特点可知:R0两端的电压U0=U-Ux,电路中的电流I=I0=,根据欧姆定律得:Rx= ,Rx的电功率Px=UxI=。 0 0 U R 0 x UU R x U I 0 x x U UU R 0 x x U R UU 0 () xx U UU R 思路分析思路分析 本题是用物理量的表达式来解答,根

9、据串联电路的特点可得“U0=U-Ux”进而可以求出R0两 端的电压,再根据欧姆定律可知电路中的电流大小,最后根据P=UI可以求出电功率。 疑难突破疑难突破 此类题型的难点是代数式的运算。 6.(2018河南,14,2分)(双选)为了研究热敏电阻对电路的影响,小李设计了如图所示的电路。电源电压保 持不变,R为定值电阻,Rt为热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小。闭合开关后,小李在热敏电阻Rt上擦 了一些酒精,用扇子对着它扇风时,下列说法中正确的是( ) A.电流表示数变小 B.电压表示数变大 C.电压表与电流表示数之比变小 D.电路的总功率变小 答案答案 AD 扇子扇酒精时,酒精蒸发会吸热,Rt温

10、度降低,阻值升高,图中两个电阻串联,总电阻变大,电源 电压不变,根据欧姆定律可知电流表示数变小,A正确。根据串联分压,Rt阻值变大,所以其分得的电压变 大,则定值电阻R分得的电压变小,电压表示数变小,B错误。电压表与电流表示数之比就是R的电阻,R的 电阻不变,C错误。总电压不变,总电流变小,根据P=UI可知总功率变小,D项正确。 7.(2017河南,7,2分)某水电站的年发电量在8亿千瓦时以上,“千瓦时”是下列哪个物理量的单位( ) A.电能 B.电功率 C.电流 D.时间 答案答案 A 电能的单位是焦,常用单位是千瓦时,所以A项正确;电功率的单位是瓦,B项与题意不符;电流 的单位是安培,C项

11、与题意不符;时间的单位是秒,D项与题意不符。 8.(2017河南,12,2分)如图所示,从甲地通过两条输电线向乙地用户供电,若甲地电源电压恒为U,输电线的 总电阻为r,当乙地用户用电时,下列说法正确的是( ) A.用户使用的用电器两端电压为U B.输电线上消耗的电功率为 C.当用户使用的用电器增多时,用电器两端的电压升高 D.当用户使用的用电器增多时,输电线上因发热而损失的功率增大 2 U r 答案答案 D 家庭电路的输电过程中,距离较长的输电线自身电阻不能忽略不计,当电流通过时,输电线自 身会分得部分电压U线=Ir。甲地提供的总电压为U,乙地的用户使用的用电器两端电压U乙=U-U线,所以A

12、项错。输电线上消耗的电功率P线损=U线I=/r,所以B项错。家庭电路中的用电器是并联的,所以当用户 使用的用电器增多时,电路总电阻变小,根据欧姆定律I=U/R可知总电流变大,输电线分压会增大,由U乙= U-U线可知用电器两端的电压会变小,所以C项错。由焦耳定律可知输电线损失的功率P线损=I2r, 总电流增大时,输电线因发热损失的功率会变大,故D项正确。 2 U线 Q t 2 I rt t 解题关键解题关键 本题主要考查家庭电路中电能输送过程中的能量损失。普通电路中的导线电阻可以忽略不 计,而家庭电路的输电线因为长度较大,所以不能忽略。 思路分析思路分析 首先根据电路示意图分析电路结构:用户部分

13、并联然后再和导线串联。用户部分的用电器 是并联的关系,所以使用的用电器越多,相当于并联入电路的支路越多,由此可以判断出总电流会变大,然 后根据串、并联电路的特点进行分析。 9.(2019河南,19,8分)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,小聪设计了如图甲所示的电路,请用笔画线代替导线,完成 图乙中实物电路的连接。 甲 乙 丙 (2)正

14、确连接电路后,进行实验,记录的数据如表所示。当电压表示数为2.5 V时,电流表示数如图丙所示, 小灯泡的额定功率为 W。 实验次 数 物理量 1 2 3 4 5 电压/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 电流/A 0.24 0.32 0.38 0.44 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 。根据数据还 可判断出,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”,请将以下实验步骤补充完整。 丁 检查电路无误后,闭合开关S,将

15、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”)。 答案答案 (1)(2分)如图所示 (2)(1分)1.05 (3)(2分)增大 10 (4)(3分)5.5 V或U-U额 偏小 0 0 U U R 额 解析解析 (1)根据电路图连接实物图即可,连接时需要注意电流从电表的“+”接线柱流入,“-”接线柱流 出;由于小灯泡的额定电流I额=0

16、.48 A,故电流表选择00.6 A量程即可。(2)由于电流表所接量程 为00.6 A,则图丙中电流表的示数是I额=0.42 A,额定功率P额=U额I额=2.5 V0.42 A=1.05 W。(3)分析表中 数据可知小灯泡两端电压变大时,电流也随着变大,根据电功率公式P=UI可知小灯泡消耗的电功率随电 压增大而增大。电路中小灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联在电源电压U恒为8 V的电路中,根据串联 电路中电压和电流的规律,从表中第5列数据可看出:当小灯泡两端电压为3.0 V时,电流为0.44 A。定值 电阻和滑动变阻器连入电路中电阻的总电阻R0+R变=11.4 ,故选择的不可能为20 的定 值电阻

17、。(4)闭合开关S,将开关S1拨至“1”,电压表测量定值电阻和滑动变阻器两端的总电压,灯泡额 定电压U额=2.5 V,所以应调节变阻器滑片直至电压表示数为U1=U-U额=8 V-2.5 V=5.5 V;滑片不动,再将 开关S1拨至“2”,此时电压表测量定值电阻两端的电压U0;这样可由定值电阻阻值已知来间接计算电路 1.2W 2.5 V U I 8V3V 0.44A 中的电流I额=;小灯泡的额定功率:P额= U额I额=。若步骤中,在将开关S1拨至“2”时,不小心 将滑片向右移动了少许,滑动变阻器连入电路的阻值变大,则此时电压表示数会变小,根据表达式可知测 出的小灯泡额定功率比真实值偏小。 0 0

18、 U R 0 0 U U R 额 10.(2020河南,21,8分)在家电博览会上,小亮家买了一款标有“220 V 3 000 W”的电热水器。 (1)电热水器中的电热管工作时利用的是电流的 效应。智能化遥控器通过红外线对热水器进 行温度设置,红外线是 (选填“可见”或“不可见”)光。 (2)大功率家用电器需要使用专用插座,插座的常用规格有“10 A”和“16 A”两种,通过计算说明该电 热水器应选用哪种规格的插座。 (3)已知该电热水器的加热效率为90%,求它正常工作时把30 L水从20 加热到47 需要的时间。水= 1.0103 kg/m3,c水=4.2103 J/(kg )。 答案答案

19、(1)(2分)热 不可见 (2)(2分)见解析 (3)(4分)21 min 解析解析 (1)电热水器是利用电流的热效应来工作的;红外线属于不可见光。 (2)电热水器正常工作时的电流I=13.6 A 应选用规格为“16 A”的插座。 (3)水的质量m=水V=1.0103 kg/m33010-3 m3=30 kg 水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2103 J/(kg )30 kg(47 -20 )=3.402106 J 电热水器消耗的电能W=3.78106 J 需要的时间t=1 260 s=21 min 评分标准:参考以上标准,其他答案只要合理同样给分。 P U 3 000W 220V

20、Q 吸 6 3.402 10 J 90% W P 6 3.78 10 J 3 000W 11.(2018河南,20,9分)在实践活动中,小刚所在的兴趣小组对电热水壶进行了研究与计算。 (1)如图所示,电热水壶使用的都是三脚插头,中间较长的脚连接的是电热水壶的金属外壳,插入三孔插座 后可将其与 相连,防止漏电时对人造成伤害。壶底的加热盘烧水时是通过 的方式改 变了水的内能。 (2)电热水壶的铭牌如表所示,正常工作时通过电热水壶的电流是多少? 额定容量 2.0 L 额定电压 220 V 额定功率 2 000 W 频率 50 Hz (3)为了测量电热水壶的加热效率,小刚在壶中加入额定容量的初温为15

21、 的水,在额定电压下将其 加热到沸腾,用时7 min。已知烧水时气压为1个标准大气压,水=1.0103 kg/m3,c水=4.2103 J/(kg ),则该 电热水壶的加热效率为多少? (4)小刚发现电热水壶的电源线都比较短,上网查询后发现,按照国家规定的标准,电热水壶使用的电源线 不能过长,横截面积不能过小。请利用所学的物理知识进行解释。 答案答案 (1)(2分)大地 热传递 (2)9.1 A (3)85% (4)见解析 解析解析 (2)(2分)I=9.1 A (3)(3分)水的质量m=水V=1.0103 kg/m3210-3 m3=2 kg 水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0) =4.21

22、03 J/(kg )2 kg(100-15) =7.14105 J 消耗的电能W电=Pt=2 000 W760 s=8.4105 J 加热效率=100%=100%=85% (4)(2分)电源线较长、横截面积较小,电阻较大,由焦耳定律可知,相同时间内电源线产生的热量较多,容 易造成火灾。 P U 2 000W 220V Q W 吸 电 5 5 7.14 10 J 8.4 10 J 12.2016河南,21(1)(2)(3),7分某款新型电动汽车的性能参数如表所示,请回答下列问题。 (1)电动机是电动汽车的核心部件,电动机正常工作时,电能转化为 能,电动机的工作原理是 。 工作电压 400 V 电

23、动机功率 40 kW 百公里耗电量 15 kW h (2)电动机正常工作时,通过线圈的电流是多大? (3)同类型号的燃油汽车在同等条件下百公里消耗汽油为10 L,请通过计算比较两种汽车的百公里能耗, 并说明能耗不同的主要原因。汽油的密度=0.7103 kg/m3,热值q=4.6107 J/kg。 答案答案 (1)机械 通电导体在磁场中受到力的作用 (2)100 A (3)见解析 解析解析 (1)(2分)电动汽车的电动机工作时将电能转化为机械能,使电动汽车运动。电动机的工作原理是 通电导体在磁场中受到力的作用。 (2)(2分)I=100 A (3)(3分)电动汽车百公里能耗W=15 kW h=1

24、53.6106 J=5.4107 J 燃油汽车百公里油耗m=V=0.71031010-3 kg=7 kg 燃油汽车百公里能耗Q=mq=7 kg4.6107 J/kg=3.22108 J 电动汽车百公里能耗小于燃油汽车百公里能耗,主要因为电动汽车的效率高于燃油汽车的效率。 P U 4 4 10 W 400V 思路分析思路分析 本题是电能利用的综合题,题中给出了电动汽车的工作参数,利用电功率P=UI可以计算出电 流大小。 考点一 电功和电热 B组 20162020年全国中考题组 1.(2020安徽,7,2分)如图所示的电路中,电源电压U=9 V,电阻R1=20 ,R2=10 ,则通电1 min该电

25、路产生的 热量为 J。 答案答案 162 解析解析 该电路为纯电阻电路,电路产生的热量等于消耗的电能,即:Q=W=t=60 s=162 J。 2 12 U RR 2 (9V) 2010 2.(2019黑龙江齐齐哈尔,22,2分)周末,妈妈在家用挂烫机熨衣物。善于观察的小华发现,当家里只有挂烫 机单独使用时,30 min后电能表示数由01235变成了01241,则这段时间挂烫机消耗的电能为 kW h,挂烫机的实际功率为 W。 答案答案 0.6 1 200 解析解析 消耗的电能为W=124.1 kW h-123.5 kW h=0.6 kW h,所对应的时间为t=30 min=0.5 h,实际功率P

26、= =1.2 kW=1 200 W。 W t 0.6kW h 0.5h 3.(2018福建A,21,2分)图是四种家用电器各自消耗1度电可持续正常工作的时间柱状图,其中额定功率最 大的电器是 ,节能灯正常工作5小时消耗的电能是 kW h。 答案答案 电视机 0.1 解析解析 根据P=可知,在消耗的电能W相同的情况下,工作时间t越短,则电功率越大,由图可以看出,这四 种家用电器中,电视机消耗1度电可持续正常工作的时间最短,故电视机的功率最大;由图可知1度电可供 节能灯正常工作50小时,根据P=得,节能灯的额定功率P=0.02 kW,所以节能灯正常工作5 小时消耗的电能W=Pt=0.02 kW5

27、h=0.1 kW h。 W t W t W t 1kW h 50h 4.(2018云南昆明,15,3分)电灯正常工作时会发热发光,这是电流 使电能转化为内能和光能。如 果电灯在一段时间内消耗的电能为E1,电流做的功为W,转化的内能为E2,转化的光能为E3,那么E1、E2和E3 三者的等量关系是 ,功与能的关系是W= 。 答案答案 做功 E1=E2+E3 E1或E2+E3 解析解析 电灯发光发热的过程,就是电流做功的过程;电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的 能,故W=E1=E2+E3。 5.(2020四川南充,22,2分)小明将线圈电阻为4.84 的电动机接入220 V的家庭电路中,关

28、闭其他用电器, 只让电动机工作时,观察到他家标有2 000 imp/(kW h)的电能表3 min内闪烁了100次,则电动机在这段时 间内消耗的电能为 kW h,电动机线圈产生 J的热量。 答案答案 0.05 1.8104 解析解析 电动机消耗的电能W= kW h=0.05 kW h=1.8105 J,则电动机的电功率P=1 000 W, 电动机工作时的电流I= A,电动机线圈产生的热量Q=I2Rt=4.84 180 s= 1.8104 J。 100 2 000 W t 5 1.8 10 J 3 60s P U 1 000W 220V 50 11 2 50 A 11 易错警示易错警示 电动机属

29、于非纯电阻用电器,工作时计算消耗的电能用W=UIt,计算电功率用P=UI和P=, 计算线圈产生的热量用Q=I2Rt。 W t 6.(2020广西北部湾经济区,2,2分)下列常用电器中,利用电流的热效应工作的是( ) A.电饭锅 B.电冰箱 C.电视机 D.电风扇 答案答案 A 电流通过导体时电能转化为内能的现象叫电流的热效应。电饭锅工作时主要将电能转化为 内能,利用了电流的热效应,故A符合题意;电冰箱通过压缩机对制冷系统做功,工作时电能主要转化为机 械能,故B不符合题意;电视机工作时电能主要转化为光能和声能,故C不符合题意;电风扇工作时电能主 要转化为机械能,故D不符合题意。 7.(2020四

30、川成都,A11,2分)年仅24岁的成都青年曹原,解决了困扰世界物理学家多年的难题,取得了在石 墨烯超导领域中的重大突破。超导材料不能用来制作( ) A.电热丝 B.电磁铁 C.电动机线圈 D.输电导线 答案答案 A 超导材料导体电阻为0,因为R=0,所以Q=I2Rt=0,故超导材料不能用来制作电热丝,A项正确;电 磁铁、电动机线圈都是为了通过电流,不需要导体有电阻,输电导线目的是向远处输送电能,不需要导体 有电阻,故B、C、D可以使用超导材料。故选择A。 8.(2020四川成都,A22,4分)小彬用如图所示的实验装置探究“电流的热效应跟电阻大小的关系”,电源 电压为3 V,电阻丝R1=10 ,

31、R2=20 ,两气球相同。闭合开关后,密闭烧瓶内的空气被加热,他观察到 气球先鼓起来。通电1 min,R2产生的热量为 J。 答案答案 乙 12 解析解析 由题图可知,R1与R2两电阻丝串联,且R1R2,根据焦耳定律Q=I2Rt可知,R2产生热量更多,由于热胀冷 缩,乙气球先鼓起来;电路中的电流I=0.1 A,R2产生的热量Q2=I2R2t=(0.1 A)220 60s=12 J。 12 U RR 3V 1020 1.(2020四川南充,17,2分)一灯泡标有“6 V、3 W”的字样,现仅有8 V的电源,要使小灯泡正常发光,应该 给小灯泡 (选填“串”或“并”)联一个 的电阻。(不考虑灯泡电阻

32、受温度的影响) 考点二 电功率 答案答案 串 4 解析解析 小灯泡正常发光时,两端电压为6 V,通过的电流I=0.5 A,根据串联“等流分压”可知,为 使灯泡正常发光,应给小灯泡串联一个电阻,此电阻两端电压U=8 V-6 V=2 V,故串联的电阻R= 4 。 P U 3W 6V U I 2V 0.5A 2.(2018四川成都,A16,4分)标有“12 V 60 W”的汽车灯泡工作时,用电压表测得其两端电压如图所示, 则灯泡的实际电压为 V,灯泡的实际功率 (选填“大于”、“小于”或“等于”)60 W。 答案答案 11.5 小于 解析解析 读数时先由接线柱确定量程和分度值,再数指针偏转的格数。格

33、数分度值=电压表的示数,23 0.5 V=11.5 V。当U实U额时P实R丙R甲R乙,电源电压不变,根据欧姆定律I=可知,乙图接入电路后电 流表的示数最大,故A错误,B正确;丙图接入电路后,R2两端的电压等于电源电压,乙图接入电路后,两个电 阻并联,R2两端的电压等于电源电压,丁图接入电路后,两个电阻串联,电阻R2两端的电压小于电源电压,根 据P=可知,丁图接入电路后R2消耗的功率最小,同理也可以得出丁图接入电路后R1消耗的功率最小, 故C错误,D正确。 U R 2 U R 规律总结规律总结 两个电阻以不同的方式连接,串联时电路的总电阻最大,并联时电路的总电阻最小,当电阻一 定时,两端电压越小

34、,电阻消耗的功率越小。 6.(2020贵州贵阳,11,3分)如图所示是额定电压为3 V的小灯泡的I-U变化关系图像。根据图像,下列关于 小灯泡的一些物理量分析正确的是( ) A.此过程中电流与电压成正比 B.此过程中小灯泡电阻保持不变 C.额定电流为0.3 A D.额定功率是1.5 W 答案答案 D 小灯泡的I-U图线是一条曲线,说明电流与电压不成正比,灯丝电阻是变化的,故A、B错误;由 题图可知,当小灯泡两端电压等于额定电压3 V时,通过小灯泡的电流为0.5 A,即额定电流为0.5 A,C错误; 由P=UI可以计算出小灯泡的额定功率为1.5 W,故D正确。 解题思路解题思路 小灯泡灯丝的电阻

35、不属于定值电阻,它的电阻值随温度变化而变化。 7.(2020湖南常德,16,3分)用电器R1和R2上都标有“6 V”字样,它们的电流随电压变化关系如图所示。下 列说法不正确的是( ) A.R1和R2的阻值不随温度的变化而变化 B.R1R2=21 C.R1和R2并联在4 V电源上,通过电流I1I2=21 D.R1和R2并联在4 V电源上,消耗总功率为1.2 W 答案答案 C 由图像可知,两电阻的电流随电压变化的图线为过原点的直线,电压和电流的比值是一个定 值,所以R1和R2的阻值不随温度的变化而变化,故A选项正确,不符合题意;当电压都为2 V时,流经R1的电 流为0.05 A,流经R2的电流为0

36、.1 A,根据欧姆定律变形式R=可知,R1R2=21,故B选项正确,不符合题 意;R1和R2并联时,加在其两端的电压相等,根据公式I=可知,I1I2=12,故C选项错误,符合题意;R1和R2 并联在4 V的电源上,加在它们两端的电压相等,都是4 V,由图可知I1=0.1 A,I2=0.2 A,则消耗的总功率P= P1+P2=UI1+UI2=1.2 W,故D选项正确,不符合题意。故选C。 U I U R 8.(2020江苏连云港,10,2分)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像。下列说法正确的是( ) 甲

37、 乙 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 答案答案 D 由题图乙可知,R1=10 时,P=0.9 W,电路中的电流I1=0.3 A,电源电压U=I1R1+I1R;同理 R1=20 时,P=0.8 W,I1=0.2 A,电源电压U=I1R1+I1R,联立解得U=6 V,R=10 ,故A错误。电压表最 大示数Umax=6 V=4 V,故B错误。电流表最大示数Imax=0.6 A,电流表最小示数Imin=I1= 0.2 A,故电流表示数变化I=0.6 A-0.2 A=0.4 A,整个电路功率变化P=UI=6 V0.4

38、 A=2.4 W,故C错误, D正确。 1 P R 20 1020 U R 6V 10 9.(2018福建A,16,2分)灯泡L与定值电阻R组成的电路如图甲,L和R的I-U图线分别为图乙中的A、B。闭 合开关S,L正常发光,电路的总功率为4.8 W,此时灯泡L的( ) A.电压为7 V B.电流为0.3 A C.电阻为20 D.功率为3 W 答案答案 D 由图甲可知,L与R并联,故它们两端的电压相等,观察图乙可知,当电压为6 V时,定值电阻R的 功率PR=UIR=6 V0.3 A=1.8 W,灯泡的功率PL=UIL=6 V0.5 A=3 W,此时电路的总功率P总=PR+PL=1.8 W+ 3

39、W=4.8 W,满足题意,故灯泡L两端的电压应为6 V,A错误;通过灯泡的电流应为0.5 A,B错误;灯泡的功率 为3 W,D正确;灯丝的电阻RL=12 ,C错误。故选D。 L U I 6V 0.5A 10.(2017内蒙古包头,5,3分)如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,灯泡L1、L2都能正常发光,甲、乙 两只电表的示数之比为35,则L1、L2的额定功率之比是( ) A.23 B.32 C.53 D.35 答案答案 A S闭合后,L1、L2均能正常发光,说明甲、乙两电表均为电压表,甲测L2两端电压,乙测电源电 压,L1与L2串联,因U甲U乙=35,则设甲电压表示数为3U0、乙电压表示

40、数为5U0,则L2两端电压U2=U甲=3 U0,L1两端电压U1=5U0-3U0=2U0,则L1、L2的额定功率之比=,故选择A。 1 2 P P 1 2 U I U I 1 2 U U 2 3 温馨提示温馨提示 L1与L2串联,I1=I2=I,=。 1 2 P P 1 2 U U 思路分析思路分析 电流表连入电路相当于导线,闭合开关后,若甲为电流表,则L2被短路;若乙为电流表,则电源 被短路,故甲、乙均为电压表。 11.(2019湖北黄冈,15,4分)在用伏安法测量标有“2.5 V”灯泡额定功率的实验中,小明发现电流表损坏, 其他元件完好。 (1)小明用已有的器材、5 的电阻R0和另一块电压

41、表, 设计了如图所示电路图。其中虚线框内的元件 组合体相当于 。 (2)小明进行了如下实验,请补充完整。 连接好电路,将滑动变阻器连入电路的阻值调到 。 合上开关,移动滑片,使灯泡两端电压为 V。 再读出R0两端的电压为1.5 V。 (3)若实验操作正确,则灯泡的额定功率为 W。 答案答案 (1)电流表 (2)最大 2.5 (3)0.75 解析解析 (1)灯泡与定值电阻串联,通过灯泡的电流与通过定值电阻的电流相等,根据定值电阻两端的电压 和定值电阻的阻值可以求出通过定值电阻的电流,即通过灯泡的电流,因此虚线框内的组合体相当于电 流表。(2)滑动变阻器在开关闭合前,其接入电路的阻值应该调到最大值

42、;为了测量小灯泡的额定功 率,应该让小灯泡两端的电压等于额定电压,即小灯泡两端的电压为2.5 V。(3)通过定值电阻的电流I= =0.3 A,即小灯泡的额定电流为0.3 A,小灯泡的额定功率P=UI=2.5 V0.3 A=0.75 W。 0 0 R U R 1.5V 5 考点一 电功和电热 C组 教师专用题组 1.(2020辽宁营口,20,3分)如图所示为小丹家使用的电能表,由图可知他家同时可使用的用电器总功率不 能超过 W;他关闭家中其他用电器,只让电水壶烧水,发现电水壶正常工作2 min,电能表转盘转 过24转,则该电水壶的额定功率为 W;电水壶内部的电热丝通电后迅速升温,而与其相连的电源

43、 线却不热,主要是因为电热丝的电阻 (选填“大于”或“小于”)电源线的电阻。 答案答案 4 400 1 200 大于 解析解析 由题图可知,电能表允许通过的最大电流为20 A,故他家同时可使用的用电器总功率最大值:P=UI= 220 V20 A=4 400 W;电水壶正常工作2 min消耗的电能W= kW h=0.04 kW h=1.44105 J,额定功率 P额=1 200 W;电源线与电水壶串联,通过的电流相等,电热丝的电阻大于电源线的电阻,由 Q=I2Rt可知,相同时间内,电流通过电热丝产生的热量大于通过电源线产生的热量,所以电热丝迅速升温, 而与之相连的电源线却不热。 24 600 W

44、 t 5 1.44 10 J 120s 2.(2018辽宁沈阳,13,3分)小华家新买了一台电热水壶,铭牌上标明“220 V 1 000 W”,水壶中加入1 L 水,水深10 cm,水对壶底的压强为 Pa;在标准大气压下,正常工作6 min,将水从25 加热至沸 腾,水吸收的热量为 J,消耗电能 J。1 L=1 dm3,水=1.0103 kg/m3,c水=4.2103 J/(kg ),g=10 N/kg 答案答案 1 000 3.15105 3.6105 解析解析 h=10 cm=0.1 m,水对壶底的压强p=水hg=1.0103 kg/m30.1 m10 N/kg=1 000 Pa;水从25

45、 到沸 腾,t=100 -25 =75 ,m水=水V水=1.0103 kg/m310-3 m3=1 kg,所以水吸收的热量Q吸=c水 m水 t=4.2 103 J/(kg )1 kg75 =3.15105 J;消耗电能W=Pt=1 000 W660 s=3.6105 J。 3.(2017重庆,A11,2分)如图所示电路中,电源电压恒为6 V,R1=30 ,只闭合开关S时,电流表示数为 A;同时闭合开关S、S1,电流表示数为0.5 A,则通电1分钟电阻R2产生的热量为 J。 答案答案 0.2 108 解析解析 只闭合开关S时,则通过电阻R1的电流,即电流表示数I1=0.2 A;同时闭合开关S、S

46、1时,R1 与R2并联,电流表测干路电流;因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R2的电流I2=I-I1= 0.5 A-0.2 A=0.3 A,通电1 min电阻R2产生的热量Q2=W2=UI2t=6 V0.3 A60 s=108 J。 1 U R 6V 30 4.(2018四川成都,A22,4分)如图所示,电热水壶上标有“220 V 1 800 W”,小明发现烧水过程中热水壶 的发热体部分很快变热,但连接的电线却不怎么热,是因为导线的电阻比发热体的电阻 。 在额定电压下,烧开一壶水用时 3 min 20 s,这段时间内电热水壶发热体产生的热量为 J。 答案答案 小 3.6105

47、解析解析 由公式Q=I2Rt可知在电流和通电时间一定时,电热与电阻成正比。导线的电阻比发热体的电阻 小,所以导线不怎么热。因为在额定电压下工作,所以I= A,t=3 min 20 s=200 s,产生的热 量Q=I2Rt=UIt=220 V A200 s=3.6105 J。 P U 1 800W 220V 90 11 90 11 思路分析思路分析 由焦耳定律知道,电流通过导体产生的热量跟电流的二次方、电阻大小和通电时间成正 比。电热水壶内的发热体和连接的导线串联在电路中(通过的电流相等),通电时间是相同的,而发热体 的电阻比导线的电阻大,据此分析原因;根据Q=I2Rt=Pt可求电热水壶的发热体产生的热量。 解题技巧解题技巧 纯电阻电路中,电流做的功全部转化为热量,因此根据时间和功率求出电流做的功就是电阻 产生的热量。 5.(2019湖南衡阳,10,2分)小明家上次查看电能表示数