18.2电功率
一、选择题
1.下列家用电器正常工作时,电功率最接近1000W的是( )
A.电风扇 B.笔记本电脑 C.电饭锅 D.台灯
2.小萌在更换某节能灯时发现灯泡上标有“220V 11W”的字样。下列说法中正确的是( )
A.该节能灯只能在220V电压下工作 B.该节能灯的实际功率是11W不变
C.该节能灯每秒消耗的电能是11W D.该节能灯正常发光时的功率是11W
3.关于如图所示的电能表,下列说法正确的是( )
A.电能表是测量消耗电功率的仪表
B.从表中可以看出,它所测量的电路消耗了200kW·h的电能
C.只将一盏标有“220V,100W”的电灯接在电路中,正常工作10h,转盘转720圈
D.该电能表的单位为焦耳
4.将标有“12V 3W”的甲灯和“6V 3W”的乙灯,串联接在15V的电源上,那么能正常发光的是( )
A.甲灯 B.乙灯
C.两灯都能正常发光 D.两灯都不正常发光
5.三个同样的电阻如图所示,它们的额定功率均为10W,这个电路允许消耗的最大功率是( )
A.10W B.15W C.20W D.30W
6.如图所示,当闭合开关、断开开关时,整个电路消耗的电功率为;闭合开关、断开开关时,整个电路消耗的电功率为,那么,都闭合时,整个电路消耗的电功率为( )
A. B. C. D.
7.小丽同学设计了如图所示的电路,电源两端的电压保持不变,灯L1标有“3V3W”,灯L2标有“9V4.5W”。当开关S拨至2位置且滑片滑到A端时,灯L2恰好正常发光。则下列说法正确的是( )
A.电源两端的电压为12V
B.灯L2正常发光时,电路中的电流为2A
C.灯L1正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值应为36Ω
D.灯L1、L2分别正常发光时,两次电路的总功率之比为2∶1
8.小伟同学用如图所示的电路测小灯泡的功率。电路中电源电压恒为4.5V,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A。滑动变阻器的规格为“20Ω lA”,灯泡标有“2.5V 1.25W”字样。若闭合开关,两电表的示数均不超过所选量程,灯泡两端的电压不允许超过额定值,不考虑灯丝电阻的变化,则下列说法中正确的是 ( )
A.滑动变阻器的电阻允许调节的范围是2.5~4Ω B.电流表示数的变化范围是0~1A
C.灯泡的最小功率是1.25W D.该电路的最大功率是2.25W
二、填空题
9.小明家的电能表面板如图所示,他家同时使用的用电器总功率不能超过 ,家里新添置一台空调并接入该电能表中,让其单独工作,电能表的指示灯闪烁了次,则该空调的实际电功率为 。
10.如图,是某一路口的红灯黄灯绿灯设施,三只灯均标有“220V 100W”,其中一只灯正常工作时的电功率是 W,这套设备工作24小时耗电 度。
11.如图为乐乐的奥特曼面罩玩具,此面罩上奥特曼的眼睛可以同时发光,也可以单独发光。乐乐的哥哥对这个面罩非常好奇,于是拆开研究了一番,发现奥特曼的两只眼睛其实是两个小灯泡,接在了电源电压为 3V 的电路中,这两只小灯泡的连接方式是 (选填“串联”或“并联”)。若奥特曼眼睛内的两只灯泡的规格均为“3V 3W”,若其中一只眼睛的灯泡不小心烧坏后,哥哥取来一只“6V 3W”的灯泡 L1 替换上去,再次让奥特曼的两只眼睛同时发光,则此时 L1 灯的实际功率为 W,整个电路中的总电流为 A。
12.如图所示,电源电压保持不变,断开开关S时,电流表示数为I1,闭合开关S时,电流表示数为I2,如果,电阻R1和R2则的电阻之比为 ,闭合开关S后,电阻R1和R2消耗的电功率之比为 。
13.如图甲是通过小灯泡L的电流与其两端电压的关系图象。现将小灯泡L与电阻R连入如图乙所示的电路中,闭合开关S,小灯泡的实际功率为0.6W,电压表示数为3V。则电源电压为 V,电阻R的阻值为 Ω,电路消耗的总功率为 W。
14.如图甲所示电路,电源电压保持不变,当闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P使阻值从最大变化到最小,两个电阻的“U-I”关系图像如图乙所示。电源电压为 V,滑动变阻器的最大阻值为 Ω,电路的最大总功率和最小总功率之比为 。
三、计算题
15.某实验小组用电源、电流表、电压表、滑动变阻器R、开关及导线若干测量定值电阻Rx的阻值,所有元件均完好,按如图所示连接电路,闭合开关后,将滑动变阻器滑片从最右端移动到最左端的过程中,电压表变化了4V,电流表的示数由0.2A变为0.4A.求:
(1)定值电阻Rx的阻值;
(2)电源电压;
(3)滑动变阻器消耗的最小电功率。
16.如图所示电路中,电源电压保持不变,R1=24欧,滑动变阻器R的阻值变化范围是0~100欧。当S3断开、S1、S2闭合时,电流表的示数为0.5A;当S1、S2、S3都闭合时,电流表的示数是0.75A,此时灯泡L恰好正常发光。求:
(1)电源电压;
(2)小灯泡的额定功率;
(3)S3闭合,S1、S2断开,且滑动变阻器消耗的功率最大时,电流表的示数。
17.某款电饭锅内部电路简图如图甲所示,该电饭锅在某次“煮饭”和“保温”全过程的电功率随时间变化图像,如图乙所示。电饭锅工作电压恒为220V,其中R1、R2均是发热电阻丝(阻值不随温度变化)。请你分析并解决下列问题:
(1)试分析推理:电饭锅处于“保温”挡工作时,开关S1、S2分别处于什么状态?
(2)求发热电阻丝R1、R2的阻值。
(3)根据图乙可计算出该电饭锅在这次煮饭过程中消耗的电能大小。
18.如图所示,电源电压为可调电压,小灯泡标有“”字样,滑动变阻器标有“ ”的字样,电流表的量程为,电压表的量程为,不考虑温度对灯丝电阻的影响求:
(1)小灯泡的阻值是多少?
(2)当、、都闭合,将滑动变阻器的滑片移到中点时,电流表的示数为,电压表示数为,则消耗的电功率是多少?
(3)将电源电压调至时,闭合开关,断开开关、,在确保电路安全的前提下,滑动变阻器允许接入电路的阻值范围。
参考答案
1.C
2.D
3.C
4.A
5.B
6.A
7.D
8.D
9.2200;1200
10.100;2.4
11.0.75W;1.25A
12.3:1;1:3
13.6;15;1.2
14.6;20;3∶1
15.(1)解:由电路图可知,Rx与滑动变阻器R串联,电压表测Rx两端的电压,电流表测电路中的电流,当滑动变阻器R的滑片滑到最右端时,电流表的示数为I1=0.2A,则电压表的示数Ux1=I1Rx=0.2A×Rx①
当滑动变阻器R的滑片滑到最左端时,电流表的示数为I2=0.4A,则电压表的示数Ux2=I2Rx=0.4A×Rx②
由②-①可得0.4A×Rx-0.2A×Rx=4V
解得Rx=20Ω。
答:定值电阻Rx的阻值是20Ω;
(2)解:当滑动变阻器R的滑片滑到最左端时,滑动变阻器连入电路中的阻值为0,电源电压U=Ux2=I2Rx=0.4A×20Ω=8V
答:电源电压是8V;
(3)解:当滑动变阻器R的滑片滑到最左端时,滑动变阻器连入电路中的阻值为0,此时滑动变阻器R消耗的功率最小,为0。
答:滑动变阻器消耗的最小电功率为0。
16.(1)解:由电路图可知,当S3断开、S1、S2闭合时,只有R1接入电路,则电源电压
答:电源电压为12V;
(2)解:当S1、S2、S3都闭合时,灯泡L与R1并联,通过R1的电流不变,且灯泡L恰好正常发光,通过灯泡的电流
灯泡两端的电流
小灯泡的额定功率
答:小灯泡的额定功率是3W;
(3)解:S3闭合,S1、S2断开,滑动变阻器R与灯泡串联,灯泡的电阻
滑动变阻器消耗的功率
当滑动变阻器接入电路的电阻与灯泡的电阻相等时,滑动变阻器消耗的功率最大,即
电路中的电流
答:S3闭合,S1、S2断开,且滑动变阻器消耗的功率最大时,电流表的示数为0.125A。
17.(1)解:当S1闭合、S1断开,R1、R2串联;当S1、S2都闭合时,R2被短路,电路为R1的简单电路;因为串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻,所以由P=UI= 可知,电路为R1的简单电路时,电路中的电阻最小,电功率最大,电饭锅处于煮饭挡;R1、R2串联时,电路中的电阻最大,电功率最小,电饭锅处于保温挡;因此电饭锅处于“保温”挡工作时,开关S1闭合、S1断开;
答:电饭锅处于“保温”挡工作时,开关S1闭合、S1断开;
(2)解:由图乙可知,电饭锅煮饭时的功率为800W,保温时的功率为48.4W,
由P=UI= 可知,煮饭挡电路的电阻:R煮饭= = =60.5Ω,
因为煮饭挡时,电路为R1的简单电路,所以R1的阻值:R1=R煮饭=60.5Ω,
由P=UI= 可知,保温挡电路的电阻:R保温= = =1000Ω,
由串联电路的电阻特点可知,R2的阻值:R2=R保温﹣R1=1000Ω﹣60.5Ω=939.5Ω;
答:发热电阻丝R1、R2的阻值分别为60.5Ω、939.5Ω;
(3)解:由图乙可知,电饭锅在这次煮饭过程中煮饭所用的时间为t煮饭=30min,保温所用的时间为t保温=40min﹣30min=10min,
由P= 可知,这次煮饭过程中煮饭和保温消耗的电能分别为:W煮饭=P煮饭t煮饭=800W×30×60s=1.44×106J,W保温=P保温t保温=48.4W×10×60s=2.904×104J,
则这次煮饭过程中消耗的电能:W=W煮饭+W保温=1.44×106J+2.904×104J=1.46904×106J。
答:该电饭锅在这次煮饭过程中消耗的电能为1.46904×106J。
18.(1)
(2)0.9w
(3)
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