第18章 電功率一、選擇題1.在國(guó)際單位制中，電功率的單位是（ ） A.伏特B.焦耳C.安培D.瓦特【答案】D 2.下列家用電器正常工作電功率接近800W的是（） A.節(jié)能燈B.電風(fēng)扇C.電視機(jī) D.電飯鍋【答案】D 3.下列說法中，正確的是（） A.電功率是表示電流做功多少的物理量B.電功率是表示電流做功快慢的物理量C.用電器的電功率越大，做功越多D.相同時(shí)間內(nèi)，功率大的用電器耗電一定多【答案】D 4.下列各組儀器中，可以用來測(cè)量功率的是（）電能表和秒表； 電能表和電壓表； 電能表和電流表； 電流表和電壓表 A.B.C.D.【答案】C 5.科技小組的同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如圖甲所示的恒溫箱溫控電路（用于獲得高于室溫、控制在一定范圍內(nèi)的“恒溫”），包括工作電路和控制電路兩部分。其中，R為阻值可以調(diào)節(jié)的可變電阻，控制電路的電壓恒定為36 V，R為熱敏電阻（置于恒溫箱內(nèi)），其阻值隨溫度變化的關(guān)系如圖乙所示，繼電器線圈電阻忽略不計(jì)。當(dāng)控制電路的電流達(dá)到0. 04A時(shí)，繼電器的銜鐵被吸合；當(dāng)控制電路的電流減小到0.036 A時(shí)，銜鐵會(huì)被釋放。下列說法正確的是 （ ）A.如圖甲所示，當(dāng)前狀態(tài)恒溫箱處于保溫狀態(tài)B.可變電阻一定時(shí)，恒溫箱內(nèi)溫度越高，熱敏電阻R兩端的電壓越大C.如果需要恒溫箱內(nèi)獲得最高溫度100的“恒溫”，可變電阻R接人的電阻值是500D.如果需要將恒溫箱內(nèi)的溫度控制在最低溫度為50的“恒溫”，可變電阻R消耗的最小電功率是0.1296W【答案】D 6.將規(guī)格都是“220V 180W”的一臺(tái)電冰箱、一臺(tái)電風(fēng)扇和一床電熱毯，分別接入220V的家庭電路中正常工作，若通電時(shí)間相同，則下列說法正確的是（） A.電冰箱產(chǎn)生的熱量最多B.電風(fēng)扇產(chǎn)生的熱量最多C.三者產(chǎn)生的熱量一樣多D.三者消耗的電能一樣多【答案】D 7.將標(biāo)有“6V 3W”的小燈泡連接在電路中時(shí)，通過其中的電流為0.4A，這時(shí)小燈泡的實(shí)際功率P實(shí)與額定功率P額之間關(guān)系正確的是（ ） A.P實(shí)P額B.P實(shí)P額C.P實(shí)=P額D.無法確定【答案】B 8.電爐絲通電后熱得發(fā)紅，而跟電爐絲連接著的銅導(dǎo)線卻不怎么熱，原因是（） A.銅導(dǎo)線比電爐絲傳熱快，所以不怎么熱B.銅導(dǎo)線有絕緣層，所以不怎么熱C.銅導(dǎo)線的電阻小，消耗電能小，爐絲的電阻大，消耗電能多，所以熱得發(fā)紅D.通過電爐絲的電流比通過電線的電流小【答案】C 9.標(biāo)有“36V 15W”的車床用的臺(tái)燈和標(biāo)有“PZ22015”的家用電燈都正常工作1h，消耗的電能（） A.一樣多B.后者多C.前者多D.無法判斷【答案】A 10.在一個(gè)電路中有兩個(gè)小燈泡，觀察它們的發(fā)光情況后，發(fā)現(xiàn)亮度不同，則兩個(gè)小燈泡一定有不同的（） A.電流B.電壓C.電阻D.額定功率【答案】C 11.小明有A、B兩個(gè)小燈泡，分別標(biāo)有“6V 6W”、“6V 3W”經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得它們的UI特性曲線如圖所示小明將A、B兩個(gè)燈泡串聯(lián)接入電路中，當(dāng)A、B兩個(gè)燈泡的總電壓為8V時(shí)，A、B兩個(gè)燈泡消耗的總功率（）A.9WB.4WC.4.5WD.W【答案】B 二、填空題 12.一節(jié)干電池的電壓為_V。某電視機(jī)的電功率是150W，每天使用3h，一個(gè)月（按30天計(jì)算）用電_kWh。 【答案】1.5；13.5 13.如圖所示電路，阻值為8的定值電阻與一個(gè)“6V3W”的小燈泡串聯(lián)后接到10V的電路中，則小燈泡的實(shí)際功率為_3W（選填“大于”、“等于”、“小于”）。【答案】等于 14. 如圖所示的電能表應(yīng)該在_V的電路中使用，此時(shí)電能表的讀數(shù)為_kWh 【答案】220；123.4 15.某導(dǎo)體的電阻是2當(dāng)通過1A電流通電1min時(shí)導(dǎo)體上產(chǎn)生的熱量是_J. 【答案】120 16.在接有如圖所示電能表的家庭電路中，允許同時(shí)接入電路使用的用電器總功率不能超過_W若只將某一個(gè)用電器單獨(dú)連入電路中正常工作6min的過程中，觀察到電能表轉(zhuǎn)盤恰好轉(zhuǎn)動(dòng)了320轉(zhuǎn)，則該用電器的額定功率為_W.【答案】8800；1000 17.某家用電能表上標(biāo)有“220V；10(20)A”字樣。當(dāng)家中部分用電器工作時(shí)，15min內(nèi)耗電0.2kWh，則這些工作的用電器總功率是_W；該家庭最多還可以再增加_W的用電器同時(shí)工作。 【答案】800；3600 18.小鵬同學(xué)家的電能表如圖所示，已知電源電壓為220V，他發(fā)現(xiàn)家里只使用一只電水壺（其它用電器都關(guān)閉）時(shí)，觀察到電能表轉(zhuǎn)盤3分鐘轉(zhuǎn)過100轉(zhuǎn)，電水壺工作時(shí)的額定功率為_W。經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間使用后，電水壺的電阻絲會(huì)變細(xì)，則電水壺的實(shí)際功率會(huì)_（選填“變大”、“變小”或“不變”）?！敬鸢浮?000；變小 19.如圖所示的電路中，閉合開關(guān)S后，電流表A1的示數(shù)為0.2A，電流表A2的示數(shù)為0.8A，此時(shí)，電阻R1和R2消耗的功率之比是_【答案】3：1 三、計(jì)算題 20.某學(xué)校共有100盞“220V 60W”的白熾燈，若平均每天使用5h （1）一個(gè)月（30天）消耗多少電能？ （2）若推廣使用“220V 11W”的節(jié)能燈，它與“220V 60W”的白熾燈發(fā)光效果相當(dāng)一個(gè)月可節(jié)約多少度電？若一度電是0.6元，每月少交多少元？（30天） （3）從能量轉(zhuǎn)化角度談一談為什么節(jié)能燈耗電少？ 【答案】（1）解：W=Pt=301000.06kW5h=90kWh=90度；答：一個(gè)月（30天）消耗90kWh電能；（2）解：W1=P1t=301000.011kW5h=33kWh=33度；節(jié)約的電能90度33度=57度570.6元=34.2元答：若推廣使用“220V 11W”的節(jié)能燈，它與“220V 60W”的白熾燈發(fā)光效果相當(dāng)一個(gè)月可節(jié)約33度電；若一度電是0.6元，每月少交34.2元；（3）答：節(jié)能燈主要把電能轉(zhuǎn)化為光能，而白熾燈主要把電能轉(zhuǎn)化為熱能，所以白熾燈轉(zhuǎn)化為光能的效率低 21.小明讀到了一則關(guān)于電熱水壺存在虛假宣傳的報(bào)道，報(bào)道中說有些不法廠商將產(chǎn)品的額定功率在銘牌上故意標(biāo)低小明家有一個(gè)新買的電熱水壺及其銘牌如圖所示小明想檢驗(yàn)電熱水壺的電功率是否存在問題，于是在電熱水壺中裝入20的水1kg，正常工作4min就把水燒開了（1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下）求：（1）根據(jù)銘牌計(jì)算該電水壺正常工作時(shí)，通過它的電流是多少？（2）這壺水從20到燒開，需要吸收多少熱量？（3）假設(shè)電熱水壺產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，請(qǐng)你幫助小明計(jì)算一下他家的電熱水壺是否存在功率虛報(bào)的問題？（4）你認(rèn)為不法廠商為什么要將產(chǎn)品的額定功率在銘牌上故意標(biāo)低？【答案】解：（1）電水壺正常工作時(shí)的電流（2）水的質(zhì)量m=1kg，把水從20燒開水吸收的熱量Q=cmt=4.2103J/（kg）1kg（100-20）=3.36105J，（3）燒開一壺水需要的時(shí)間t=4min=240s，水的沸點(diǎn)是100，電水壺?zé)_一壺水做的功W=Q=3.36105J，電水壺的實(shí)際功率660W；水壺的實(shí)際功率大于水壺銘牌所標(biāo)的額定功率。(4)水壺的實(shí)際功率大于水壺銘牌所標(biāo)的額定功率，小明家的電熱水壺存在功率虛報(bào)問題不法廠商將產(chǎn)品的額定功率在銘牌上故意標(biāo)低的目的是：給消費(fèi)者留下產(chǎn)品省電的印象。 四、實(shí)驗(yàn)探究題 22.在“測(cè)量小燈泡的額定功率”實(shí)驗(yàn)中，燈泡上標(biāo)有“3.8V”的字樣，電源電壓恒定不變。（1）閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，發(fā)現(xiàn)燈泡始終不亮，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，其故障原因可能是_。 （2）排除故障后，開始實(shí)驗(yàn)，閉合開關(guān)，電壓表的示數(shù)為2.5V，此時(shí)應(yīng)將變阻器滑片向_端調(diào)節(jié)，在移動(dòng)變阻器滑片的過程中，眼睛應(yīng)注視_的示數(shù)，直至燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表的示數(shù)為0.4A，則燈泡的額定功率為_W。 （3）完成上述實(shí)驗(yàn)后，又找來了一個(gè)阻值為R0的電阻和兩個(gè)開關(guān)。并借助部分現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路，也測(cè)出了小燈泡的額定功率。請(qǐng)完成下列的實(shí)驗(yàn)步驟：閉合開關(guān)S1和S3 ， 移動(dòng)滑片，當(dāng)電壓表的示數(shù)為_V時(shí)，停止移動(dòng)滑片。只閉合開關(guān)S1和S2 ， 讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為U；燈泡額定功率的表達(dá)式為P額=_（用已知量和測(cè)量量表示）。 【答案】（1）小燈泡短路（2）左；電壓表；1.52（3）3.8；23.在伏安法“測(cè)定小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中，選用如圖甲所示的器材，其中電源電壓為6 V，小燈泡額定電壓為2.5 V(燈絲電阻約為12 )（1）連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)_，閉合開關(guān)前，應(yīng)將圖甲中所示的滑動(dòng)變阻器的滑片滑到_(選填“A”或“B”)端 （2）閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不發(fā)光，電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，則故障原因可能是_ （3）排除故障后，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)如圖乙所示，為了測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑片向_(選填“A”或“B”)移動(dòng) （4）小燈泡的電流隨它兩端電壓變化關(guān)系如圖丙所示，分析圖象可知：小燈泡額定功率是_W.小燈泡燈絲電阻是變化的燈絲電阻變化的原因是_ 【答案】（1）斷開；A（2）小燈泡斷路（3）B（4）0.5；燈絲的電阻隨溫度的變化而變化(或燈絲的電阻受溫度的影響) 24.在“測(cè)定小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中：電路如圖1所示，小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為10，電源為兩節(jié)干電池（1）實(shí)驗(yàn)原理是_滑動(dòng)變阻器在實(shí)驗(yàn)中的作用是_；_ （2）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖2中的元件連成符合這個(gè)實(shí)驗(yàn)要求的電路（連線不能交叉）注意：連接電路前開關(guān)要_，滑動(dòng)變阻器的滑片需調(diào)到_處 （3）正確連好電路后，閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)燈L不發(fā)光，故障的原因不可能是_A電流表處有開路 B電壓表正負(fù)接線柱處開路C小燈泡L短路 D小燈泡L的燈絲斷了次數(shù)123電壓U/V2.02.53.0電流I/A0.280.300.31亮 度增 加電功率P/W功率平均值（4）排除故障后，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，測(cè)得三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并記錄在表中，同時(shí)記錄了小燈泡亮度變化情況請(qǐng)你仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，回答以下問題：小燈泡的額定功率是_W；小燈泡亮度變化規(guī)律是_；此表的設(shè)計(jì)還存在一個(gè)不足之處，請(qǐng)寫出_ 【答案】（1）P=UI；保護(hù)電路；改變燈泡電壓（2）斷開；阻值最大（3）B（4）0.75；燈泡實(shí)際功率越大，燈泡越亮；求燈泡功率的平均值 五、綜合題 25.如圖所示為一款利用高溫水蒸氣熨燙衣服的便攜式掛燙機(jī),它的正常工作電壓為220V,水箱裝水最多0.5kg,加熱功率有大、小兩個(gè)擋位.設(shè)計(jì)師最初設(shè)計(jì)的內(nèi)部電路有如圖所示的甲、乙兩種接法,其中電熱絲R1=56,R2=44.（1）高溫水蒸氣熨燙衣服時(shí),先后經(jīng)過_和_兩種物態(tài)變化最終將衣服熨平； （2）兩個(gè)電路中所選熔斷器里熔絲允許通過的最大電流為8.5A,請(qǐng)通過計(jì)算說明甲、乙哪種電路符合設(shè)計(jì)師的選擇;(計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)) （3）若不計(jì)熱損失,將水箱中0.25kg的水從20升高到100,掛燙機(jī)至少需要多長(zhǎng)時(shí)間?c水=4.2103J/(kg) 【答案】（1）汽化；液化（2）解:如果選擇甲電路,當(dāng)開關(guān)旋至1、2之間時(shí),電路中只有電阻R2工作，此時(shí)的電路中的電流最大，電流：I大 5A；如果選擇乙電路,當(dāng)開關(guān)旋至1、2之間時(shí),R1、R2并聯(lián)，電路中電流最大，電流：I大I1 I2 3.9A+5A8.9A，由于兩個(gè)電路中所選熔斷器里的熔絲允許通過的最大電流為8.5A，故設(shè)計(jì)師最終選擇了甲電路。（3）解:掛燙機(jī)大功率擋工作時(shí),電路中電流為5A,此時(shí)功率為：PUI大220V5A1100W；水吸收的熱量為：Qcm(tt0)4.2103J/(kg)0.25kg(10020)8.4104J，由P 得,所需時(shí)間為：t 76.36s. 26.小洋同學(xué)在用電爐燒水時(shí)發(fā)現(xiàn)，將兩個(gè)阻值不同的電爐分別接到家庭電路中時(shí)，電阻小的電爐燒水要熱得快些，即在相同時(shí)間內(nèi)電阻小的電爐產(chǎn)生的熱量多些于是，小洋同學(xué)猜想“電阻越小，發(fā)熱功率越大”而小惠同學(xué)在觀察電爐燒水時(shí)卻發(fā)現(xiàn)電爐絲熱得發(fā)紅，而與它相連的導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱于是，小惠同學(xué)猜想“電阻越大，發(fā)熱功率越大”現(xiàn)有：鎳鉻合金絲做的電阻R1和R2 ， 阻值分別為5和10；兩個(gè)相同的容器中裝有質(zhì)量和初始溫度都相同的煤油；溫度計(jì)2支、滑動(dòng)變阻器1個(gè)，電源1個(gè)、開關(guān)1個(gè)、導(dǎo)線若干 （1）為了驗(yàn)證小洋同學(xué)的猜想，請(qǐng)利用以上器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，用筆畫線代替導(dǎo)線連接好圖甲的電路 （2）下表是驗(yàn)證小洋同學(xué)的猜想時(shí)得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：加熱時(shí)間/min081624R1所在容器中煤油的溫度/20.023.126.329.2R2所在容器中煤油的溫度/20.021.623.224.7從上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，發(fā)熱功率與電阻的關(guān)系是_ （3）電流產(chǎn)生熱量的多少不易直接測(cè)量，因此，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中是通過比較_來比較電阻R1、R2產(chǎn)生熱量的多少，這種科學(xué)研究的方法叫_法 （4）為驗(yàn)證小惠同學(xué)的猜想，請(qǐng)?jiān)趫D乙的方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖 （5）通過上面的實(shí)驗(yàn)請(qǐng)你評(píng)價(jià)兩位同學(xué)的猜想是否矛盾，并簡(jiǎn)要說明理由 【答案】（1） ：由題，兩個(gè)阻值不同的電爐分別接到家庭電路中時(shí)，產(chǎn)生熱量與電阻關(guān)系，所以驗(yàn)證時(shí)兩電阻并聯(lián)，實(shí)物連接如圖所示：（2）在電壓相同時(shí)，電阻越小，發(fā)熱功率越大（3）煤油溫度變化大??；轉(zhuǎn)換（4）兩電阻應(yīng)串聯(lián)，電路圖如圖所示：（5） 解：兩同學(xué)的猜想不矛盾，小洋的猜想是在電壓相等的條件下得出的，在電壓U相同的情況下，由P=知電阻越小功率越大；小惠的猜想是在電流相同的情況下得出的，在電流I相同的情況下，由P=I2R知電阻越大，功率越大