第18课时 电功率
知能优化训练
中考回顾
1.(多选)(2018·山东聊城中考)小明同学家的电能表上标有“3 000 revs/(kW·h)”的字样,他将家中的其他用电器都与电源断开,仅让电水壶在额定电压下工作,观察1 min内电能表的转盘转了45 revs,则下列说法正确的是( )
A.电水壶是利用电流的热效应来工作的
B.烧水过程中消耗的电能为5.4×105 J
C.电水壶的额定功率为900 W
D.当实际电压只有额定电压的90%时,电水壶的实际功率为729 W
答案ACD
2.(2018·广西玉林中考)如图所示,电源电压U为10 V并保持不变,滑动变阻器规格为“20 Ω 1 A”。闭合开关S,当滑片P移至最左端时,灯泡正常发光,电流表示数为0.5 A;当滑片P移至中点时,电流表示数为0.4 A。下列说法正确的是( )
A.电路消耗的最小功率为2.5 W
B.滑片P在中点时,灯泡消耗的功率为2.4 W
C.滑片P在中点时,灯泡消耗的功率为3.2 W
D.滑片P在最左端时,2 min内电流通过灯泡所做的功为10 J
答案B
3.(2018·安徽中考)某导体的电阻为20 Ω,当通过它的电流为2 A时,则其1 min产生的热量为 J。
答案4 800
4.(2018·四川眉山中考)小黄家中新购置了一台挂式电热水器,他查看了电热水器说明书后,将电热水器内部电路结构简化成如图所示电路图。该热水器设有高、中、低三挡,电热丝R1=50 Ω,电热丝R2=220 Ω,电热转化效率为84%,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。求:
(1)高温挡的加热功率;
(2)用低温挡将22 kg水从20 ℃加热到60 ℃需要的时间。
答案(1)1 188 W (2)2×104 s
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模拟预测
1.小明利用电能表测量某个家用电器的电功率,当电路中只有这个用电器连续工作时,测得在1 h内,消耗的电能为1.2 kW·h,那么这个用电器可能是( )
A.液晶电视机 B.台式计算机
C.家用空调 D.电冰箱
答案C
2.小红同学家的电冰箱正常工作时电流大约是1 A,则它正常工作10 h所消耗的电能是( )
A.2 200 J B.1.32×105 J
C.7.92×105 J D.7.92×106 J
答案D
解析我国家庭电路的电压为220V,根据电功公式可得电冰箱正常工作10h消耗的电能为W=UIt=220V×1A×3600s×10=7.92×106J,故选项D正确。
3.为测量某电热杯的电功率,小明同学把家中其余用电器从电源上断开,只将该电热杯接入电路,观察电能表,发现在1 min内电能表转盘转过15转。电能表的部分技术参数如表所示,该电热杯的电功率是( )
电压
220 V
电流规格
10(20) A
电流频率
50 Hz
每千瓦时的转数
3 000 revs/(kW·h)
A.300 W B.30 W C.150 W D.200 W
答案A
解析转15转消耗的电能W=13000×15kW·h=0.005kW·h=1.8×104J,t=1min=60s,P=Wt=1.8×104J60s=300W,选项A正确。
4.
右图是A、B两定值电阻的U-I图象,由图象信息可知( )
A.若将A、B两电阻串联在某电源两端,则B两端的电压大
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B.若将A、B两电阻串联在某电源两端,则B的实际功率大
C.若将A、B两电阻并联在某电源两端,则通过A的电流大
D.若将A、B两电阻并联在某电源两端,则A的实际功率小
答案D
解析从题图象可知,加在两电阻上电压相同时,通过电阻B的电流是通过电阻A电流的2倍,当电阻串联在电源两端时,根据串联电路中电阻与电压成正比可知,电阻A两端电压大于电阻B两端的电压;由于串联电路中电流相等,根据公式P=I2R可知,电阻A的实际功率大于电阻B的实际功率;当两电阻并联在电源两端时,其两端的电压相等,根据欧姆定律可知,通过电阻A的电流小于通过电阻B的电流,由公式P=U2R可判断,并联时电阻A的实际功率小于电阻B的实际功率。故选项D正确。
5.一根阻值恒定的电阻丝,接入某电路后,每分钟产生的热量是Q,如果让它每分钟产生的热量为4Q,则下列办法可行的是( )
A.再取一根相同的电阻丝跟它并联
B.再取一根相同的电阻丝跟它串联
C.将这根电阻丝两端的电压提高为原来的2倍
D.将这根电阻丝两端的电压提高为原来的4倍
答案C
解析并联一根阻值相同的电阻后,电路总电阻为原来的12,由公式Q=U2Rt知,在电源电压一定、通电时间相同时,产生的热量为原来的2倍,选项A不符合题意;串联一根阻值相同的电阻后,电路总电阻为原来的2倍,由公式Q=U2Rt知,在电源电压一定、通电时间相同时,产生的热量为原来的12,选项B不符合题意;将电热器两端电压提高为原来的2倍,由公式Q=U2Rt知,在电阻一定、通电时间相同时,产生的热量是原来的4倍,选项C符合题意;将电热器两端电压提高为原来的4倍,由公式Q=U2Rt知,在电阻一定、通电时间相同时,产生的热量是原来的16倍,选项D不符合题意。
6.用电高峰期,会看到家里的白炽灯泡比正常发光要暗一些。这是因为,用电高峰期并联用电器增多,造成( )
A.电路中的总电阻增大 B.电路中的总电流减小
C.白炽灯泡的实际功率减小 D.白炽灯泡的额定功率减小
答案C
解析家庭电路是并联的,并联的用电器增多,就相当于增加导体的横截面积,因此总电阻变小,选项A错误;在并联电路中I=I1+I2,因此并联的用电器增多,电路中的总电流增大,选项B错误;在家庭电路中,输电线和家用电器之间是串联,用电高峰期,接入电路的用电器变多,干路中的电流变大,而输电导线有一定的电阻,输电导线损失的电压U损=IR,输电导线的电阻R一定,当I增大时U损增大,用电器两端的电压减小,由公式P=U2R
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可知用电器的实际功率减小,灯泡比正常发光要暗一些,选项C正确;额定功率是用电器在额定电压的功率,用电器正常工作时两端的电压为额定电压,额定电压只有一个,对应的额定功率只有一个,它不随电压的改变而改变,选项D错误。
7.下图为小科设计的遮光感烟探测器部分工作原理图,在一个外部光线无法进入的烟室中,装有一个激光发生器及带有一感光电阻R0的电路,R为定值电阻,电源电压恒定。当烟雾进入烟室后,激光被烟雾遮挡而使感光电阻的阻值发生变化。当烟雾达到某一浓度时,探测器便会发出警报。已知光照越强,感光电阻阻值越小,反之则越大。当烟雾进入烟室并越来越浓时,则( )
A.电路的总电阻逐渐变小 B.电压表的示数逐渐变大
C.电流表的示数逐渐变大 D.R消耗的功率逐渐变大
答案B
解析由题图可知两电阻串联,由感光电阻的性质知,当烟雾进入烟室并越来越浓时,使光照变弱,感光电阻阻值增大,则电路中的总电阻增大;这时由欧姆定律可得电路中电流减小,即电流表示数减小,由U=IR可知,定值电阻R两端的电压会减小,则根据串联电路的电压特点知,感光电阻R0两端的电压增大,即电压表的示数会变大,同时根据P=I2R可知,因电路中的电流减小,R消耗的功率也减小,所以选项A、C、D说法错误,只有选项B说法正确。
8.
右图为某同学实验时所用电路,电路中电流表量程为0~0.6 A,电压表量程为0~3 V,滑动变阻器的最大阻值为50 Ω,定值电阻R0为10 Ω,电源电压为6 V且保持不变,实验时操作正确并保证电路各器材安全,则在闭合开关后移动滑片P的过程中( )
A.电流表的最大示数是0.6 A
B.电压表的最小示数是1 V
C.滑动变阻器的最小功率是1.5 W
D.电阻R0的最大功率是0.6 W
答案B
解析当电压表的示数达到最大量程3V时,通过R0的电流为I0=U0R0=3V10Ω=0.3A,故选项A错误;当滑动变阻器的阻值全部接入电路时,定值电阻R0两端的电压最小,此时电路中的总电阻R总=R0+R滑=10Ω+50Ω=60Ω,电路中的电流为I总=U总R总=6V60Ω=0.1A,定值电阻R0两端的电压U0'=I总R0=0.1A×10Ω=1V,故选项B正确;当滑动变阻器接入电路时,电路中的电流为I,滑动变阻器消耗的功率为P
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R=(U-R0I)I=UI-R0I2,又由于电流I的变化范围是0.1~0.3A,则PR最小=6V×0.1A-10Ω×(0.1A)2=0.5W,故选项C错误;根据公式P=U2R可知当电压表的示数达到最大量程3V时,定值电阻R0消耗的最大电功率P0最大=U2R0=(3V)210Ω=0.9W,故选项D错误。
9.如图所示,当开关S闭合后,电流表A1和A2的示数之比为3∶2,则R1和R2的阻值之比为 ,R1和R2消耗的电功率之比为 。
答案2∶1 1∶2
10.小明家有额定功率均为40 W的电风扇和白炽灯,它们正常工作相同的时间, 产生的热量多。小明家还有一个“220 V 1 500 W”的电热水器,将其单独连接在电路中,发现电能表(如图所示)上的铝盘在121 s内转了125转,电热水器消耗了 J的电能,他家的实际电压为 V。
答案白炽灯 1.5×105 200
解析电风扇主要是把电能转化为机械能,白炽灯主要是把电能转化为内能,故白炽灯产生的热量多;电热水器消耗的电能W=125revs3000revs/(kW·h)×3.6×106J/(kW·h)=1.5×105J;电热水器的电阻R=U额2P额=(220V)21500W=48415Ω,根据W=U2Rt知,他家的实际电压为U=WRt=1.5×105J×48415Ω121s=200V。
11.某款迷你电饭煲有加热和保温两挡,其电路如图所示。已知R1=88 Ω,R2=2 112 Ω。开关S置于(选填“1”或“2”)时是保温挡,保温10 min产生的热量是 J。
答案2 1.32×104
解析开关接1时,电阻R2被短路,电路为R1的简单电路;开关接2时,电阻R1和R2串联接入电路中,电路的总电阻为R=R1+R2=88Ω+2112Ω=2200Ω。
在电压不变的情况下,根据公式P=U2R可知,开关接2时功率小,为保温挡;保温10min产生的热量为Q=W=U2Rt=(220V)22200Ω×600s=13200J。
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12.图甲是某款电热水龙头。即开即热、冷热兼用。图乙是它的原理电路图,R1、R2为电热丝。通过旋转手柄带动开关S接通对应的电路,从而实现冷水、温水、热水之间切换。有关参数如表。不考虑温度对电阻丝阻值的影响,请回答下列问题:
产品名称
即热式热水龙头
应用场所
厨房、卫生间
额定功率
温水(2 200 W)
热水(3 300 W)
额定电压
220 V
额定频率
50 Hz
防触电类型
Ⅰ类(最高等级)
(1)开关与1、2接触时,水龙头放出的水是 (选填“温”或“热”)水,此时电路中的电流多大?
(2)水龙头放热水时,正常工作50 s,消耗的电能是多少?
(3)R2的电阻值多大?
答案(1)温 10 A (2)1.65×105 J (3)44 Ω
解析(1)开关与1、2接触时,电阻R1单独接入电路,连入电阻较大,P=U2R可知电功率较小,为低温挡,水龙头放出的水是温水;此时电路中的电流
I1=P温水U=2200W220V=10A。
(2)开关与2、3接触时,电阻R1、R2并联接入电路,连入电阻较小,P=U2R可知电功率较大,为高温挡,水龙头放出的水是热水,P热水=3300W,正常工作50s,消耗的电能W=P热水t=3300W×50s=1.65×105J。
(3)由P=UI得总电流I=P热水U=3300W220V=15A,
R2支路的电流I2=I-I1=15A-10A=5A,
由欧姆定律得R2=UI2=220V5A=44Ω。
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