電能電功率(限時:55分鐘)|對點訓(xùn)練|【考點1】知道電功和電能,并能結(jié)合生活、生產(chǎn)中的實例進行說明;能運用關(guān)系式W=UIt進行計算。(B)1.芳芳家上月末電能表的示數(shù)如圖K17-1甲所示,本月末電能表的示數(shù)如圖乙所示,則這個月她家共耗電kW·h。若電價是0.5元/(kW·h),則芳芳家本月應(yīng)繳電費元。 圖K17-12.2017·眉山某品牌手機充電寶,上面標(biāo)有電壓為5 V,容量為12000 mA·h,它充滿電后,可以儲存的電能是J,在充電過程中,將電能轉(zhuǎn)化為能儲存。 【考點2】理解測量小燈泡電功率實驗的原理;能對“測量小燈泡電功率”實驗的過程作出正確的說明,以及得出正確的結(jié)論等。B(會)1.如圖K17-2所示是小松同學(xué)做電學(xué)實驗時所畫電路圖的一部分,根據(jù)此圖中所提供的器材,可以直接探究的問題是 ()圖K17-2A.測小燈泡正常發(fā)光時的電阻B.測小燈泡的實際電功率C.測小燈泡消耗的電能D.測小燈泡產(chǎn)生的熱量2.2017·綏化小明同學(xué)手里有一個標(biāo)有“3.8 V”字樣的小燈泡,他想知道小燈泡正常工作時的電功率,于是在學(xué)校實驗室借來一些實驗器材,連接了如圖K17-3甲所示的實驗電路,電源電壓恒定不變。圖K17-3(1)在圖中找出連線錯誤的一根導(dǎo)線并在該導(dǎo)線上畫“×”,用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接正確。(所畫的導(dǎo)線要用實線,不可用虛線)(2)該實驗的原理是。 (3)連接電路時,開關(guān)應(yīng)該。 (4)閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片,他發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮,電流表有示數(shù),電壓表無示數(shù),則故障原因可能是。 (5)在實驗室,電壓表出現(xiàn)了故障不能使用。小明向老師借了一只定值電阻R0(R0阻值已知),設(shè)計了如圖乙所示的電路圖,繼續(xù)測量額定電壓為U額的小燈泡的額定功率。測量時應(yīng)先閉合開關(guān)S和S1,調(diào)節(jié)滑動變阻器,當(dāng)電流表的示數(shù)為時,小燈泡正常發(fā)光;接著將S1斷開,S2閉合,讀出電流表的示數(shù)為I,則小燈泡的額定功率P額=(用I、U額、R0表示)。 【考點3】理解電功率的意義,并能運用關(guān)系式P=UI進行相應(yīng)的計算。能運用焦耳定律Q=I2Rt進行分析和進行一般的計算。(B)1.電功率是表示電流做功的物理量;某用電器工作時的實際功率為10 W,10 W的意義是電流通過該用電器每秒做功。 2.2017·天水某家庭電能表如圖K17-4所示,若該家庭單獨讓空調(diào)工作,測得1 min內(nèi)電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了60轉(zhuǎn),則空調(diào)消耗的電能為kW·h,空調(diào)的實際功率是W。 圖K17-43.兩個定值電阻R1、R2串聯(lián)接在電壓恒定不變的電源上時,它們兩端的電壓之比U1U2=53。若將它們并聯(lián)接在同一電源上,它們兩端的電壓之比U1U2=,它們的電功率之比P1P2=。 4.甲、乙兩燈泡中的電流與電壓變化的關(guān)系如圖K17-5所示,將甲、乙兩燈泡串聯(lián)后接在電壓為V 的電源兩端時,甲燈泡中通過的電流為0.5 A,此時乙燈泡1 min消耗的電能是J。 圖K17-55.如圖K17-6所示,電動機M的線圈電阻r為0.5 ,當(dāng)S斷開時,電流表示數(shù)為1 A;當(dāng)S閉合時,電流表示數(shù)為3 A。則電阻R為,電動機工作2 min,電動機線圈產(chǎn)生的熱量為J。 圖K17-66.在探究微型電動機的性能時,小希用如圖K17-7所示的實驗電路進行實驗。通過調(diào)節(jié)滑動變阻器R使電動機實現(xiàn)停止轉(zhuǎn)動和正常運轉(zhuǎn),并將測量數(shù)據(jù)記錄在表中,則這臺電動機的電阻為。在正常運轉(zhuǎn)時因發(fā)熱而損失的功率為W。 圖K17-7電動機狀態(tài)U/VI/A停止轉(zhuǎn)動20.5正常運轉(zhuǎn)2.427.通過一根電阻絲的電流為2 A,通電1 min,產(chǎn)生了2.64×104 J的熱量,它的電阻是()A.66 B.6600 C.110 D.220 8.2017·河南如圖K17-8所示,從甲地通過兩條輸電線向乙地用戶供電,若甲地電源電壓恒為U,輸電線的總電阻為r,當(dāng)乙地用戶用電時,下列說法正確的是()圖K17-8A.用戶使用的用電器兩端電壓為UB.輸電線上消耗的電功率為U2rC.當(dāng)用戶使用的用電器增多時,用電器兩端的電壓升高D.當(dāng)用戶使用的用電器增多時,輸電線上因發(fā)熱而損失的功率增大【考點4】能說明用電器的額定功率和實際功率的物理意義。(A)1.小科做作業(yè)時,電燈突然變暗,其原因可能是()A.電燈的實際電壓變大B.電燈的額定電壓變小C.電燈的實際功率變小D.電燈的額定功率變小2.一個標(biāo)有“220 V440 W”字樣的電熱器,當(dāng)通過它的電流為1 A時,它的實際功率()A.等于額定功率B.大于額定功率C.小于額定功率D.無法判斷3.如圖K17-9所示電路,電源電壓保持不變,當(dāng)滑動變阻器的滑片從某一位置調(diào)至另一位置時,電壓表示數(shù)增大了1 V,電流表示數(shù)由0.2 A減小到0.1 A,則小燈泡的實際功率變化了(忽略溫度對燈絲電阻的影響)()圖K17-9A.0.3 WB.0.6 WC.0.9 WD.1.2 W4.把標(biāo)有“220 V40 W”的燈泡L1和“220 V60 W”的燈泡L2串聯(lián)接入220 V電路兩端,下列說法正確的是()A.兩燈泡的額定電壓都變小了B.兩燈泡的額定電功率都變小了C.燈泡L1兩端的實際電壓比L2兩端的實際電壓大D.通過燈泡L1的實際電流比L2的實際電流大|綜合訓(xùn)練|一、填空題1.2018·昆明電燈正常工作時會發(fā)熱發(fā)光,這是電流使電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能。如果電燈在一段時間內(nèi)消耗的電能為E1,電流做的功為W,轉(zhuǎn)化的內(nèi)能為E2,轉(zhuǎn)化的光能為E3,那么E1、E2和E3三者的等量關(guān)系是,功與能的關(guān)系是W=。 2.2018·吉林一只標(biāo)有“8 V0.4 A”的小燈泡,接在電源電壓為12 V的電路中,為使其正常發(fā)光,應(yīng)該串聯(lián)一個的電阻,該電阻通電10 s所產(chǎn)生的熱量是J。 3.2018·齊齊哈爾圖K17-10為電能表的實物圖,小文只讓家里的空調(diào)單獨工作,測出36 s內(nèi)電能表轉(zhuǎn)過25 r,則空調(diào)這段時間消耗的電能是J,空調(diào)的實際功率為W。 圖K17-104.2018·婁底現(xiàn)有“220 V100 W”的電燈泡一只,將它接在電壓為“110 V”的電路中,實際功率為W,消耗1 kW·h的電能可供它連續(xù)工作h。(假設(shè)燈絲電阻不變) 5.2018·懷化電阻R1=12 、R2=4 ,并聯(lián)在同一電路中,則它們兩端的電壓之比U1U2=,電流之比I1I2=,電功率之比P1P2=。 6.2018·荊門有一臺電動機,額定電壓3 V,額定電流1 A,電動機線圈電阻0.5 。這臺電動機正常工作1 min,消耗的電能為J,產(chǎn)生的熱量為J,輸出的機械能為J。 7.2018·樂山兩個電阻的電流隨電壓變化的關(guān)系圖像如圖K17-11甲所示,將它們連在如圖乙所示的電路中。當(dāng)閉合開關(guān)S1,斷開開關(guān)S2、S3時,電阻R1、R2兩端的電壓之比為;當(dāng)斷開開關(guān)S1,閉合開關(guān)S2、S3時,經(jīng)過一段時間,電流通過電阻R1、R2產(chǎn)生的熱量之比為。 圖K17-118.2018·衡陽某品牌電飯煲的工作原理如圖K17-12所示,下表為它的部分參數(shù)。將開關(guān)S閉合,則電飯煲處于(選填“加熱”或“保溫”)狀態(tài),其中電阻R1R2=。 圖K17-12額定電壓220 V額定功率加熱擋1210 W保溫擋22 W頻率50 Hz二、選擇題9.2018·北京有兩個額定電壓相同的電熱水壺甲和乙,甲的額定功率為1800 W,乙的額定功率為1200 W。兩個電熱水壺都正常工作時,下列說法中正確的是()A.甲電熱水壺兩端的電壓較高B.電流通過甲電熱水壺做功較快C.通過兩個電熱水壺的電流相等D.相同時間內(nèi),兩個電熱水壺消耗的電能一樣多10.2018·宜昌兩個定值電阻R1、R2并聯(lián)在電路中,如圖K17-13甲所示,通過它們的電流與其兩端的電壓關(guān)系如圖乙所示,閉合開關(guān)S,則R1、R2產(chǎn)生的熱量之比為()圖K17-13A.21B.12C.41D.1411.2018·德州圖K17-14是檢測酒精濃度的測試儀原理圖,圖中電源電壓恒定為8 V,R1為定值電阻,酒精氣體傳感器R2的阻值隨酒精氣體濃度的增大而減小。當(dāng)酒精濃度為0時,R2=60 ,此時電壓表示數(shù)為2 V。以下說法錯誤的是()圖K17-14A.若酒精氣體濃度越大,電壓表和電流表示數(shù)都越大B.定值電阻R1的阻值為20 C.酒精濃度為0時,電路消耗的總功率為0.6 WD.若電流表示數(shù)達到0.2 A時,表示酒駕,此時R2消耗的電功率為0.8 W12. 2018·衡陽改編電動自行車有行駛工作、蓄電池充電兩種狀態(tài),局部電路圖如圖K17-15所示,斷開開關(guān)S后,充電插口可以外接充電器對電池進行充電,電動自行車行駛過程中,其電動機正常工作電壓為48 V,此時通過電動機線圈的電流為5 A。電動機線圈的電阻是0.5 。下列說法正確的是()圖K17-15A.對蓄電池充電時,蓄電池相當(dāng)于電路中的電源B.電動自行車的電動機是把電能全部轉(zhuǎn)化為機械能C.電動機正常工作1 min,電流通過線圈所產(chǎn)生的熱量為14400 JD.電動機正常工作1 min,消耗的電能為14400 J三、實驗探究題13.2018·十堰在“測量小燈泡的電功率”的實驗中,電源電壓為6 V,小燈泡的額定電壓為3.8 V,小燈泡電阻約為100 。(1)請你用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖K17-16甲中的實驗電路連接完整。(要求滑片向左移動時電流表示數(shù)變小)圖K17-16(2)小天同學(xué)在連接好最后一根導(dǎo)線時,小燈泡立即發(fā)光,請你分析產(chǎn)生這一現(xiàn)象的操作錯誤是。 (3)改正錯誤后繼續(xù)實驗,移動滑動變阻器滑片到某點,電壓表示數(shù)為2.5 V,要使小燈泡正常發(fā)光,滑動變阻器滑片應(yīng)向(選填“左”或“右”)移動,同時眼睛視線應(yīng)注意觀察的示數(shù),若當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時電流表示數(shù)為0.32 A,則小燈泡的額定功率是W。 (4)記下多組對應(yīng)電流表和電壓表的示數(shù),繪制出如圖乙所示的U-I圖像,由圖像可知用此實驗裝置(選填“可以”或“不可以”)做“探究通過定值電阻的電流與電壓的關(guān)系”的實驗。 14.2018·桂林小絨在“測量小燈泡的電功率”實驗活動中,使用的小燈泡額定電壓為2.5 V。(1)在檢查實驗儀器時,發(fā)現(xiàn)電流表指針如圖K17-17甲所示,則應(yīng)對電流表進行。 圖K17-17(2)圖乙是他未連接好的實驗電路,請用筆畫線代替導(dǎo)線幫他連接好實驗電路。(要求滑動變阻器滑片P向右滑動時燈泡變亮)(3)檢查電路連接無誤后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,但電壓表、電流表都有示數(shù),則小燈泡不亮的原因可能是。 (4)問題解決后,繼續(xù)進行實驗,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)如圖丙所示,要測量小燈泡的額定功率,應(yīng)將滑動變阻器滑片向(選填“左”或“右”)端滑動,直至電壓表示數(shù)為V, 若此時電流表的示數(shù)為0.30 A,則小燈泡的額定功率為W。 (5)若兩個額定電壓為220 V的白熾燈L1和L2的電壓U與電流I的關(guān)系圖像如圖丁所示, 由圖可知,L2的額定電流為A,額定功率為W;如果將L1和L2串聯(lián)后接在220 V的電源上,則L2的實際功率為W。 四、計算題15.2018·玉林如圖K7-18所示是某款電熱水壺,其銘牌的部分參數(shù)如下表所示,當(dāng)電熱水壺正常工作時,求:c水=4.2×103 J/(kg·)(1)電熱水壺的電阻。(2)將一壺水從25 加熱到100 時,水吸收的熱量。(3)若加熱一壺水所需時間為10 min,電熱水壺的熱效率是多少。圖K17-18額定電壓220 V頻率50 Hz額定功率1000 W容量1.5 L16.2018·宜昌圖K17-19甲是小紅家里具有加熱和保溫功能的電熱飲水機,其電路圖如圖乙所示,S1為溫控開關(guān),額定電壓為220 V,加熱功率為500 W,保溫功率為60 W,R1、R2均為加熱電阻絲(假設(shè)電阻不變),請解答下列問題:(1)電阻絲R1的阻值是多少?(2)某一次小紅家中只使用了該飲水機,在加熱狀態(tài)下她觀察到電能表上的指示燈在5 min內(nèi)閃爍了54次,她家電能表上標(biāo)有“1600 imp/(kW·h)”的字樣,此時,飲水機的實際功率和實際電壓是多少?圖K17-19參考答案【對點訓(xùn)練】考點11.10251解析 芳芳家本月用電為1674.6 kW·h-1572.6 kW·h=102 kW·h,芳芳家這個月應(yīng)繳電費為0.5元/(kW·h)×102 kW·h=51元。2.2.16×105化學(xué)解析 該電池充滿電后儲存的電能W=UIt=5 V×12000×10-3 A×3600 s=2.16×105 J;充電寶的充電和供電是相反的過程,充電時是把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,放電時是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能?？键c21.B解析 根據(jù)R=UI可求出小燈泡的電阻,但燈泡的電阻受溫度的影響,不同電壓下燈泡的電阻不同,不能使小燈泡達到額定電壓,所以不能直接測出小燈泡正常發(fā)光時的電阻,故A不符合題意;知道燈泡的實際電壓和實際電流,根據(jù)公式P=UI可計算出燈泡的實際功率,故B符合題意;根據(jù)W=UIt可知,測小燈泡消耗的電能時需要知道通電時間,故C不符合題意;由Q=I2Rt可知,要測小燈泡產(chǎn)生的熱量,需要知道通電時間,故D不符合題意。2.(1)如圖所示(2)P=UI(3)斷開(4)小燈泡發(fā)生短路(或電壓表發(fā)生短路)(5)U額R0I-U額R0U額考點31.快慢10 J2.0.021200解析 空調(diào)消耗的電能W=60revs3000revs/(kW·h)=0.02 kW·h;空調(diào)的功率P=Wt=0.02kW·h160h=1.2 kW=1200 W。3.11354.8180解析 甲、乙兩燈泡串聯(lián),甲燈泡中通過的電流為0.5 A時,I乙=I甲=0.5 A,由題圖可知,燈泡兩端的電壓分別為U甲=2 V,U乙=6 V,電源電壓U=U甲+U乙=2 V+6 V=8 V,乙燈泡1 min消耗的電能W乙=U乙I乙t=6 V×0.5 A×60 s=180 J。5.10240解析 由題圖知,開關(guān)S斷開時,I=1 A,U=10 V,R=UI=10 ;當(dāng)開關(guān)S閉合時,電流表示數(shù)為3 A,流過電動機的電流IM=I總-I=3 A-1 A=2 A,根據(jù)焦耳定律可得Q=IM2rt=(2 A)2×0.5 ×120 s=240 J。6.416解析 電動機停止轉(zhuǎn)動時,電動機的電阻r=U1I1=2V0.5A=4 ;電動機正常運轉(zhuǎn)時,因發(fā)熱而損失的功率Pr=I22r=(2 A)2×4 =16 W。7.C8.D考點41.C2.C3.A解析 因小燈泡的電阻不變,即U2I2=U1I1,I1=0.2 A,I2=0.1 A,可求得U1=2U2,因U1-U2=1 V,所以U1=2 V、U2=1 V;根據(jù)P=UI可求得小燈泡前后消耗的電功率分別為0.4 W、0.1 W,故實際功率變化了0.3 W。也可先根據(jù)歐姆定律推導(dǎo)得出小燈泡的電阻R=U1-U2I1-I2=10 ,然后根據(jù)P=I2R可求得小燈泡前后消耗的電功率分別為0.4 W、0.1 W。4.C解析 用電器正常工作時的電壓為額定電壓;用電器在額定電壓下工作時的功率為額定功率。把兩個燈泡串聯(lián)接入220 V電路兩端,其額定電壓和額定電功率都不改變,故A、B錯誤。由燈泡的銘牌可知,兩燈泡的額定電壓相等,L1的額定功率小于L2的額定功率,則L1的電阻大于L2的電阻,L1與L2串聯(lián)在電路中,通過它們的實際電流相等,所以燈泡L1兩端的實際電壓比L2兩端的實際電壓大,故C正確、D錯誤?！揪C合訓(xùn)練】1.做功E1=E2+E3E12.10163.3.6×1041000解析 空調(diào)這段時間內(nèi)消耗的電能為W=25r2500r/(kW·h)=0.01 kW·h=3.6×104 J;空調(diào)的實際功率為P=Wt=3.6×104J36s=1000 W。4.25405.111313解析 兩個電阻并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)電路電壓規(guī)律,各支路兩端的電壓相等,因此它們兩端的電壓之比為11;I1=UR1,I2=UR2,I1I2=UR1UR2=R2R1=13。P1=UI1,P2=UI2,所以功率之比P1P2=UI1UI2=I1I2=13。6.180301507.12218.加熱1549.B10.A11.C解析 兩電阻串聯(lián),電壓表測R1兩端的電壓,電流表測電路中的電流,若酒精氣體濃度越大,則R2越小,總電阻變小,電流變大,由U=IR可知,電壓表示數(shù)變大,A正確,不符合題意。當(dāng)酒精濃度為0時,R2=60 ,此時電壓表示數(shù)為2 V,R2兩端的電壓為U2=U-U1=8 V-2 V=6 V,根據(jù)分壓原理R1R2=U1U2,定值電阻R1=U1U2R2=2V6V×60 =20 ,B正確,不符合題意。由此上分析知,酒精濃度為0時,此時總電阻為R=R1+R2=20 +60 =80 ,電路消耗的總功率為P=U2R=(8V)280=0.8 W,C錯誤,符合題意。若電流表示數(shù)達到0.2 A時,根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律,R'2=UI-R1=8V0.2A-20 =20 ,此時R2消耗的電功率為P'2=I2R'2=(0.2 A)2×20 =0.8 W,D正確,不符合題意。12.D13.(1)如圖所示(2)連接電路時,開關(guān)未斷開(3)右電壓表1.216(4)不可以14.(1)校零(2)如圖所示(3)實際功率太小(4)右2.50.75(5)0.51102415.解:(1)電熱水壺的電阻R=U額2P額=(220V)21000W=48.4 。(2)水的體積V=1.5 L=1.5×10-3 m3,水的質(zhì)量m=V=1×103 kg/m3×1.5×10-3 m3=1.5 kg,水吸收的熱量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·)×1.5 kg×(100 -25 )=4.725×105 J。(3)電熱水壺消耗的電能W=P額t'=1000 W×10×60 s=6×105 J,電熱水壺的熱效率=Q吸W=4.725×105J6×105J=78.75%。16.解:(1)R1的功率P1=P加熱-P保濕=500 W-60 W=440 W,R1的阻值R1=U2P1=(220V)2440W=110 。(2)5 min消耗的電能W=54imp1600imp/(kW·h)=0.03375 kW·h=1.215×105 J。加熱狀態(tài)的實際功率P實=Wt=1.215×105J5×60s=405 W;加熱狀態(tài)的總電阻R總=U2P加熱=(220V)2500W=96.8 ;實際電壓U實=P實R總=405W×96.8=198 V。13