2020中考物理大一轮第15章电功与电功率第一节电能与电功率素养训练（带解析）.docx

1 电功与电功率 基础夯实 1.(2019·四川自贡中考)某房间原来只接有一只标有“PZ220-40”的灯泡,小明又用一只完全相同 的灯泡,将它们串联在一起,在电源电压不变的情况下,房间内的总亮度将(　　) A.变亮 B.变暗 C.不变 D.无法确定 答案 B 解析因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以两灯泡串联时的总电阻大于其中一个灯泡的电阻, 在电源电压不变的情况下,由 P=UI= 可知,电路的总功率变小,房间内的总亮度变暗。 2.关于如图所示的电能表,下列说法正确的是(　　) A.电能表的示数是 812.4 度 B.电能表在使用时正常工作电流为 10 A 或 20 A C.电能表应该在 220 V 的直流电路中使用 D.电能表上的转盘转过 600 转,说明用电器消耗的电能是 3.6×103 J 答案 A 解析电能表显示数字中最后一位是小数,该电能表此时示数为 812.4 kW·h=812.4 度,故 A 正 确;10(20) A 的意思,10 A 是指电能表的标定电流,最大电流不允许超过 20 A,故 B 错误;“220 V”2 表示这个电能表应该在电压为 220 V 的交流电路中使用,即该电能表的额定电压是 220 V,故 C 错 误;600 r/(kW·h)表示电能表上转盘转 600 转,电能表上的用电器消耗的电能是 1 kW·h=3.6×106 J,故 D 错误。 3.甲、乙两只灯泡,其 I-U 关系图象如图所示,现将甲、乙两灯并联在电路中,当通过甲灯的电流为 0.6 A 时,电路消耗的总功率是(　　) A.1.2 W B.0.8 W C.1.8 W D.3 W 答案 D 解析将甲、乙两灯并联在电路中,由图象可知,当通过甲灯的电流为 0.6 A 时,甲灯两端的电压 U 甲 =3 V,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以电源电压 U=U 乙=U 甲=3 V,由图象可知,乙灯两端的 电压 U 乙=3 V 时,通过乙灯的电流 I 乙=0.4 A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以电 路中的总电流 I=I 甲+I 乙=0.6 A+0.4 A=1 A,电路消耗的总功率 P=UI=3 V×1 A=3 W。 4.(2019·浙江宁波中考)如图甲所示电路,分别把定值电阻 R1、R2(R1>R2)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 图象,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 图象③。则图象①所对应的电阻和图 象③所在的区域分别是(　　) A.R1 和Ⅰ B.R1 和Ⅲ C.R2 和Ⅰ D.R2 和Ⅲ 答案 C3 解析根据乙图中①②图象可知,当两电阻分别接入电路后两端电压相同时,①中的功率大于②中的 功率,即 P1>P2,又因为功率 P= ,以及 R1>R2,当两电阻分别接入电路后,两端电压相同时,电阻较小 的 R2 功率大于电阻 R1 的功率,所以图象①对应的电阻是 R2;如果把 R1 和 R2 并联后接入 A、B 之间进 行实验,由 ,可得并联之后 A、B 间的电阻要 小于 R1,同时也小于 R2,根据功率 P= 可知,在 A、B 间电压相同时,两电阻并联后电阻最小,此时 的功率应该最大,则图象应该在①的上方,所以图象③所在的区域应在Ⅰ区域。 5.现有 L1“6 V　3 W”和 L2“6 V　9 W”两只小灯泡,若将两灯串联接入电源电压为 12 V 的电路 中,假设灯泡电阻不变。下列说法正确的是(　　) A.两灯均能正常发光 B.两灯的额定电流相同 C.灯 L1 可能被烧毁 D.灯 L2 可能被烧毁 答案 C 解析已知灯泡的额定电压都是 6 V,由 P=UI 可得,两灯的额定电流分别为 I1 额==0.5 A,I2 额==1.5 A, 所以两灯的额定电流不相同,故 B 错误;由欧姆定律可得,两灯的电阻分别为 R1==12 Ω,R2==4 Ω,在 串联电路中,由串联分压规律可得 ,所以两灯串联在 12 V 电源上有,所以 U1 实= U= ×12 V=9 V,U2 实= U= ×12 V=3 V,已知 U1 额=6 V,而 U1 实=9 V,所以 L1 不能正常 发光,并且有烧毁的危险,故 C 正确;已知 U2 额=6 V,而 U2 实=3 V,所以 L2 不能正常发光,发光较暗,但 不会被烧毁,故 D 错误;所以两只灯泡都不能正常发光,故 A 错误。4 6.在如图所示的电路中,电源的输出电压恒定不变,现将一个灯泡 L 接在离电源很近的 A、B 两点时, 灯泡 L 的功率为 25 W,若将灯泡 L 接在离电源较远的 C、D 两点时,灯泡 L 的功率为 16 W。则此时 输电导线 AC、BD 共同消耗的功率为(　　) A.1 W B.2 W C.4 W D.9 W 答案 C 解析设灯泡 L 接在 A、B 两点时,电路的电流为 I1,则 P1= RL=25 W①,若将灯泡 L 接 C、D 两点时, 电路的电流为 I2,则 P2= RL=16 W②,由①②两式可得 I1∶I2=5∶4,若将灯泡 L 接 C、D 两点时,电 路的总功率为:P3=UI2,则 ,即 P3= ×25 W=20 W,所以导线 AC 和 BD 消耗的总功率 为 P=P3-P2=20 W-16 W=4 W。 7.(2019·内蒙古通辽中考)某建筑工地需要架设临时供电线路,实现照明和电加热功能,其简化电 路如图所示,供电处电压 U 不变,从供电处到工地用长导线(有电阻)连接。闭合开关 S1、S2 时,加热 器和照明灯同时工作。断开 S2 后与断开 S2 前相比较,下列说法正确的是(　　) A.照明灯亮度不变 B.照明灯亮度变暗 C.相同时间内长导线上消耗的电能不变 D.相同时间内整个供电线路消耗的电能减少5 答案 D 解析设长导线的电阻为 R0,由图知,闭合开关 S1、S2 时,灯泡与加热器并联后再与 R0 串联,设此时灯 泡两端电压为 UL,断开开关 S2 时,灯泡与 R0 串联,设此时灯泡两端电压为 UL';由于并联电路的总电 阻小于任何一个分电阻,所以,断开开关 S2 时,灯泡的电阻大于灯泡与加热器并联的总电阻,导线的 电阻不变,根据串联电路的分压规律可知,灯泡两端的电压变大,即 UL'>UL,灯泡的电阻可认为不变, 由 P= 知,PL'>PL,即断开开关 S2 时,灯泡的实际功率变大,所以灯泡变亮,故 A、B 错误;由前面解 答可知,断开开关 S2 时,整个电路的电阻变大,电源电压不变,由欧姆定律知,电路中电流减小,导线 的电阻不变,由公式 W=I2Rt 知,单位时间内长导线上消耗的电能减少,故 C 错误;断开开关 S2 时,整 个电路的电阻变大,电源电压不变,由 W= ·t 知,单位时间内整个供电线路消耗的电能减少,故 D 正确。 8. (2019·辽宁辽阳中考)如图是威威家的电能表,由表盘上的信息可知,他家同时使用的用电器总功 率不能超过　　　　 W。威威家有一台烤面包机,铭牌上标有“220 V　900 W”的字样,某次烤面 包机单独正常工作时,电能表的转盘转了 45 转,则此次烤面包机工作了　　　　 min。 答案 4 400　1 解析由电能表参数可知,电能表正常工作时的电压为 220 V,允许通过的最大电流为 20 A,他家同时 使用用电器的最大总功率 P 大=UI=220 V×20 A=4 400 W;用电器消耗的电能为 W= kW·h=0.015 kW·h;根据 W=Pt 可知用电器工作的时间为 t= h=1 min。 9.(2019·四川乐山中考)LED 灯具有节能、环保的特点。一个“220 V　5 W”的 LED 灯与一个 “220 V　60 W”的白炽灯亮度相当。若一个“220 V　60 W”的白炽灯每天正常工作 4 小时,30 天 消耗的电能是　　　　 kW·h,这些电能可供“220 V　5 W”的 LED 灯正常工作　　　　小时。 6 答案 7.2　1.44×103 解析若一个“220 V　60 W”的白炽灯每天正常工作 4 小时,则 30 天消耗的电能 W=Pt=60×10-3 kW×4 h×30=7.2 kW·h; 这些电能可供“220 V　5 W”的 LED 灯正常工作的时间 t'= =1.44×103 h。 10.一个蓄电池,工作电压是 12 V,容量是 5 Ah。“容量是 5 Ah”表示的物理意义 是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。这个蓄电池充满电后,储存的电 能约为　　　　 J。 答案以 5 A 的电流放电,可以工作 1 小时　216 000 解析“容量是 5 Ah”表示的物理意义是:以 5 A 的电流放电,可以工作 1 小时;这个蓄电池充满电后, 储存的电能约为 W=UIt=12 V×5 A×3 600 s=216 000 J。 11.小明家有一只电暖器,上面标有“220 V　110 W”字样。当电暖器正常工作时,通过电热丝的电 流是　　　　 A。 答案 0.5 解析由 P=UI 可得,电暖器正常工作时通过它的电流 I= =0.5 A。 12.(2019·黑龙江中考)如图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 kW·h,则电能表转盘转　　　　圈,这段 时间电饭煲消耗的实际功率是　　　　 W。 答案 1 500　1 0007 解析 3 000 r/(kW·h)表示的是电路中每消耗 1 kW·h 的电能,电能表的转盘转 3 000 r,则消耗 0.5 kW·h 的电能,电能表转盘的转数 n=3 000 r/(kW·h)×0.5 kW·h=1 500 r;电饭煲消耗的实 际功率 P= =1 kW=1 000 W。 13. 把标有“1 A　6 W”的 L1 和“2 A　6 W”的 L2 两个灯泡并联接入电路中,如图所示,让其中一个灯 泡正常发光,另一个灯泡的实际功率不超过额定功率,则两灯泡消耗的实际功率之和为　　　 W。 (假设灯泡的电阻不变) 答案 7.5 解析由 P=UI 可得,两灯泡的额定电压分别为 U1= =6 V,U2= =3 V,因并联电路中 各支路两端的电压相等,且让其中一个灯泡正常发光,另一个灯泡的实际功率不超过额定功率,所以 电路两端的电压 U=U2=3 V,此时 L2 正常发光,则 L2 的实际功率为 6 W,灯泡 L1 的电阻 R1= =6 Ω,此时 L1 的实际功率 P1 实= =1.5 W,两灯消耗的实际总功率:P=P1 实+P2 实=1.5 W+6 W=7.5 W。 14.小明家的电能表如图所示,如果家中只开一台标有“220 V　1 000 W”的电饭煲时发现 2 min 内电能表的表盘转过 81 r,则他家的实际电压为　　　　 V。 答案 1988 解析由“3 000 r/(kW·h)”可知电路中每消耗 1 kW·h 的电能,电能表转盘转 3 000 r。当电能表 转盘转过 81 r 时,电饭煲消耗的电能 W= kW·h=0.027 kW·h;工作时间 t=2 min= h, 电饭煲的实际功率 P 实际= =0.81 kW=810 W;由 P= 可得电饭煲的电阻 R= =48.4 Ω,由 P= 可得电饭煲的实际电压为 U 实际= =198 V。 15.南开中学物理兴趣小组设计了如图甲所示的电路,电源为电压可调的学生电源,R 为 20 Ω的定 值电阻,小灯泡 L 上标有“6 V　1.2 W”。小组根据记录的电流表和电压表的示数,描绘出如图乙 所示的 I-U 关系图。把电源电压调为 2 V 时,干路电流为　　　　 A;调节电源电压,当电路消耗的 总功率为 1.35 W 时,小灯泡的实际功率为　　　　 W。 答案 0.4　0.9 解析由电路图可知,灯泡 L 与电阻 R 并联,电压表测并联部分两端的电压,电流表测干路中的电流。 由乙图象可知,当电压表的示数为 2 V 时,电流表的示数即干路电流为 0.4 A;由乙图象可知,电路中 电流 I=0.45 A,电源电压 U=3 V 时,小灯泡与定值电阻 R0 消耗的总功率为 P 总=UI=3 V×0.45 A=1.35 W,由并联电路中各支路两端的电压相等,则由欧姆定律可得,通过 R 的电流 IR= =0.15 A,由并联电路中干路电流等于各支路电流之和,则通过小灯泡 L 的电流 IL=I-IR=0.45 A-0.15 A=0.3 A,则灯泡的实际功率 PL=UIL=3 V×0.3 A=0.9 W。9 16.(2019·山东淄博中考)灯泡 L 的电流随电压变化的图象如图甲所示,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　　　 Ω;通电 1 min,定值电阻 R 消耗的电能 是　　　 J。 答案 2　20　12 解析由小灯泡的 I-U 图象可知,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,只有灯泡接入电路,灯泡两端电压等于电源电压,则电源电压 U=UL=2 V;由 图乙所示电路图可知,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,由题知,电流表示数变化了 0.1 A,则通过电阻 R 的电流 IR=ΔI=0.1 A,由 I= 可得,电阻 R 的阻值 R= =20 Ω;通电 1 min,定值电阻 R 消耗的电能 WR=UIRt=2 V×0.1 A×1×60 s=12 J。 能力提升 17.(2019·新疆中考)如图电路中,R1∶R2=2∶3,开关闭合后,电路的总功率为 P0。若将 R1 的阻值增 大 2 Ω,R2 的阻值减小 2 Ω,电路的总功率仍为 P0;若将 R1 的阻值减小 2 Ω,R2 的阻值增大 2 Ω,电 路的总功率为 P。则 P∶P0 等于(　　) A.3∶2 B.4∶3 C.5∶4 D.6∶5 答案 A10 解析由图知,两个滑动变阻器并联;R1∶R2=2∶3①,开关闭合后,电路的总功率 P0= ②,若将 R1 的阻值增大 2 Ω,R2 的阻值减小 2 Ω,电路的总功率 P0= ③,由以上①②③式 可解得 R1=4 Ω,R2=6 Ω;将 R1=4 Ω,R2=6 Ω代入①式可得 P0= ④,若将 R1 的阻值减小 2 Ω,R2 的阻值增大 2 Ω,此时电路的总功率 P= ⑤, 由④⑤两式可解得 P∶P0= ∶ =3∶2。故选 A。 18.(2019·贵州安顺中考)图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=　　　 Ω。在使用过程中,若热水器连续工作 10 min 消耗电能 1.2×105 J,此过程中热水器的保温工作时间是　　　　 s。 答案 363　400 解析由电路图可知,开关与触点 1 连通时,电路为 R1 的简单电路,电路的总电阻最小,电源的电压一 定时,由 P=UI= 可知,电路的总功率最大,电热水器处于加热状态,开关与触点 2 连通时,R1 与 R2 串联,电路的总电阻最大,电路的总功率最小,电热水器处于保温状态;因开关与触点 1 连通时,由 P=UI= 可得,R1 的阻值 R1==121 Ω,开关与触点 2 连通时,R1 与 R2 串联,电热水器处于保温状态,此 时电路的总电阻 R==484 Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,R2 的阻值 R2=R-R1=484 Ω-121 Ω=363 Ω;热水器 10 min 消耗电能 1.2×105 J,则电热器的平均电功率 P= =200 W,由 P 保温