湖南省长沙市中考物理分类汇编 第16讲 电功率 课时1 电动 电功率（含解析）

第十六讲 电功率课时1 电功 电功率命题点1电能表相关计算(2012.38)1.(2012长沙38题6分)通常人们看完电视后习惯通过遥控器将电视机关闭了事，而此时电视机实际处于待机状态待机时电视机是否耗电？耗电多少？为了得到正确的答案，小亮决定在暑假期间对这一问题进行实验探究他选择了家里一套久未住人的老房子来完成他的实验他的实验方案设计如下：让电视机处于待机状态，其他用电器均处于断电状态记下开始的时刻和电能表的示数，几天后再回到该房中，然后记下结束的时刻和电能表的示数，记录数据如下表所示求：(1)这几天内，电视机消耗了多少电能？电视机在待机状态下消耗的电功率为多大？(2)我市常住人口约704万，全市估计有1.6106台电视机假设平均每台电视机每天待机10 h，待机功率与小亮家电视机相同，则每月(按30天计算)共浪费的电能约为多少度？若按每度1元的收费标准计算，需多少电费？命题点2类型一滑动变阻器引起的动态电路分析2. (2014长沙27题3分)如图所示，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，下列判断正确的是 ()第2题图A. 电流表示数变小B. 电压表示数变小C. 灯L变亮D. 滑动变阻器消耗的电功率变大3. (2010长沙25题3分)如图所示的电路中，电源电压不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开关后，在滑动变阻器的滑片P向左移动过程中 ()第3题图A. 电压表的示数变大B. 电流表的示数变大C. 电流表的示数变小D. 灯泡的亮度变小类型二开关引起的动态电路分析(2016.26)4. (2016长沙26题3分)如图，电源电压和灯的电阻保持不变，先闭合S1，灯L正常发光，电流表有示数，再进行下列操作后判断正确的是 ()第4题图A. 同时闭合S1、S2，电流表示数变大，灯变亮B. 同时闭合S1、S3，电流表示数变大，灯的亮度不变C. 同时闭合S1、S3，电压表示数不变D. 断开S1，只闭合S2，电流表、电压表示数都变大考向拓展1. (2015衡阳)如图所示，电源电压保持不变，当闭合开关S，滑动变阻器的滑片P由右向左移动的过程中，下列说法正确的是 ()A. 电压表 的示数减小，电压表 的示数增大B. 电阻R1和R2消耗的功率的变化量一定相等C. 电压表 增大的示数大于 减小的示数D. 电压表 增大的示数小于 减小的示数 考向拓展1图 考向拓展2图2. 如图所示的电路中，电源电压恒定不变，则下列说法正确的是()A. 闭合开关S和S1，滑动变阻器的滑片由A端滑到B端，电压表的示数变大B. 闭合开关S、S1和S2，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表的示数都不变C. 闭合开关S、S2和S3，使滑动变阻器的滑片向B端滑动，R1消耗的电功率增大D. 当滑动变阻器的滑片保持不动，先闭合开关S、S1，再闭合S2、S3，电路消耗的总功率减小命题点3类型一文字表述类(2015.31)5. (2015长沙31题4分)为了节约能源，我国制定了彩电能效标准，该标准规定，彩电待机功率不得超过9 W若每个家庭平均拥有2台电视机，每天待机5 h，则某家庭每天电视机待机消耗的电能最多将达到_J晚上，婷婷一家人坐在电视机前观看电视，开机一段时间后，当她用手去摸电视机背面时，感觉到有点热，这是电流的_效应所致类型二6. (2013长沙27题3分)在如图的电路中，灯泡L上标有“6 V4 W”的字样，当S、S1均闭合时，灯泡正常发光，电压表示数为12 V；若再断开S1，灯泡的实际功率变为原来的，则下列选项中正确的是 ()A. 电路中电源电压为24 VB. 电阻R1的阻值为27 C. 断开S1后，电压表的示数变大D. 断开S1前后，电流表的示数之比为41 第6题图 第7题图7. (2012长沙32题6分)如图所示，电源电压U保持不变，滑动变阻器R2的最大阻值为20 ，灯泡L的电阻是10 .当S闭合，S1断开，且滑片P在b端时，电流表示数为0.2 A；当S、S1都闭合，且滑片P在a端时，电流表的示数为0.8 A，则电源电压为_V，电阻R1的阻值为_，电路中消耗的最大总功率与最小总功率之比为_(不考虑温度对电阻的影响)8. (2016长沙32题4分)如图，电源电压恒定，灯L的规格为“24 V72 W”且工作时电阻保持不变，电压表的量程为015 V，电流表的量程为03 A，在电路安全的前提下，操作如下：当只闭合S、S3时，电路中的总功率为P1，电流表示数为I1；当只闭合S2、S3时，移动滑片使滑动变阻器的阻值为R，电流表示数为I2，电阻R1和滑动变阻器的总功率为10 W；再移动滑片使滑动变阻器的阻值为2R，电流表示数为I3，灯L和滑动变阻器的总功率为9.72 W；当只闭合S、S1、S2时，移动滑动变阻器的滑片，使电路中的最小总功率为P4，此时电流表示数为I4.已知P1P456，I2I3109，则灯L的电阻为_，I1I4_，当滑动变阻器R2的阻值为_时，该电路消耗的功率最小第8题图9. (2010长沙38题6分)研究表明，在汽车中听音乐有助于减轻驾驶途中的疲劳，使驾驶者、乘坐者身心感到轻松愉快某品牌汽车上的收音机的基本结构可以简化成如图所示的电路，其中R1代表机体电阻，R2为音量控制电阻，R2的最大电阻为750 ，R3为扬声器的等效电阻，电源电压为4.5 V问：(1)当滑片P滑到a端时，流过电源的电流为0.015 A，此时电路中的总电阻为多少？机体电阻R1消耗的电功率为多少？(2)当滑片P滑到什么位置时，扬声器音量最大？为什么？第9题图10. (2011长沙38题6分)下表为某饮水机铭牌的部分参数，其内部简化电路如图所示当S闭合，S1断开时，饮水机处于保温状态，当S、S1同时闭合时，饮水机处于加热状态求：c水4.2103 J/(kg)额定电压220 V额定功率加热1 000 W保温44 W热水箱的容量2 L(1)饮水机保温状态下正常工作时的电流(2)饮水机保温50 min消耗的电能(3)若不计热损耗，该饮水机将2 L的水从30 加热到98 ，需要多长时间？第10题图11. (2013长沙39题分9分)小刚设计了一种小鸡孵化器的电路模型，如图所示，在一般情况下，只需灯光照明，温度较低时，则需要加热电源电压为72 V，R1为定值电阻，R2为发热电阻丝改成的滑动变阻器，其上标有“200 3 A”的字样，电流表的量程为00.6 A，电流表的量程为03 A，灯泡上标有“12 V3 W”的字样(1)灯泡正常工作时的电流是多大？(2)闭合S，断开S1、S2，灯泡正常工作，求R1的阻值(3)S、S1、S2均闭合时，求R2上消耗电功率的最小值和最大值第11题图12. (2017长沙39题8分)如图甲所示，已知电源电压为60 V且保持不变，电阻R1标有“35 V245 W”的字样，R2是一个最大阻值为70 的滑动变阻器，电阻R3的额定电流为7 A(不计温度对电阻的影响)求：(1)R1的阻值；(2)R1正常工作100 s消耗的电能；(3)闭合S，当R2的阻值为RCD时，的示数为U1，的示数为U2；当R2的阻值为R0时，的示数为U1，的示数为U2：已知U1U1，U2U2，U1U2，求R3的阻值；(4)在电路安全的前提下，小天同学用以上器材组成一个如乙图所示的电路：在R1、R2和R3中任选两个电阻分别连入电路的“AB”和“CD”处，组成不同的电路，在同一电路中两个电阻的功率之差如果超过200 W，电路外的检测装置将自动报警，请通过计算和推导，判断哪些电路始终不会导致检测装置报警，哪些电路会导致检测装置报警，并计算报警时R2的取值范围第12题图类型三图像类13.(2014长沙32题4分)如图甲所示电路中，R0为定值电阻，R1为滑动变阻器图乙是该滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像则该滑动变阻器的最大值是_，电源电压是_V.第13题图14. (2010长沙37题6分)LED灯(发光二极管)具有高亮度、低能耗的优点，LED景观照明技术使得上海世博园区的各大场馆如梦如幻：阳光谷或繁星点点，或彩虹飘舞，石油馆红橙黄绿色彩变幻无穷问：(1)如图是某种额定电压为3 V的LED灯的IU图像，它正常工作100 s消耗的电能为多少J?(2)世博园场馆室内照明光源中大部分采用了LED绿色光源，若LED照明光源4 h内可节约电能1.051012 J，这些电能可让多少kg的水温度从20 上升到70 ？不计热量损失，c水4.2103 J/(kg)第14题图15. (2015长沙39题8分)如图甲所示，电源电压恒为18 V，灯泡L上标有“10 V5 W”字样，电流表量程为00.6 A，电压表量程为015 V，滑动变阻器R的最大阻值为200 .当只闭合S和S1，移动滑动变阻器的滑片P时，它两端的电压与其接入电路的电阻关系如图乙所示当滑动变阻器接入电路的阻值由R1增大到4R1时，定值电阻R0的电功率变化了5.4 W求：(1)灯泡正常发光时通过的电流；(2)只闭合S和S2，且滑动变阻器的滑片P置于中点位置时，灯泡的实际功率；(3)只闭合S和S1，在保证电路安全的情况下，当电阻R0消耗电功率最小时，滑动变阻器R消耗的电功率第15题图答案1. 解：(1)由电表上的示数可看出消耗电能为1 kWh，时间为125 h待机功率P0.008 kW8 W(2)每月共浪费电能WPt0.008 kW1.610610 h303.84106 kWh3.84106度，由于电费为每度1元，则所需电费为3.84106元2. A3.C【解析】将电路简化后，应为并联电路，其中测滑动变阻器所在支路中的电流当滑片向左滑动时，电阻变大，而电压不变，所以电流变小，即示数变小，且对其他支路没有影响，所以示数不变，电压表测量电源电压，故其示数不变，灯两端的电压不变，故其亮度也不变故选C.4. B【解析】根据电路分析，同时闭合S1、S2时，灯泡两端电压和只闭合S1时一样，因此电流表示数、灯泡亮度都不变，A错误；只闭合S1时，只有灯泡L接入电路，同时闭合S1、S3时，灯泡L和R并联，因为并联电路各支路互相不影响，所以灯泡亮度不变，而干路电流是各支路电流之和，则电流表示数变大、灯泡亮度不变，B正确；只闭合S1时，电压表被断路示数为0 ，而同时闭合S1、S3时，电压表测量电源电压，所以电压表示数增大，C错误；只闭合S2时，电路变成串联电路，总电阻增大，电流减小，电压表测量的是R两端电压，示数不为0，示数增大了，故电流表示数减小，电压表示数增大，D错误故选B.【考向拓展】1.D【解析】由电路图可知，R1、R2、R串联，电压表测R1两端的电压，电压表测R两端的电压滑动变阻器的滑片P由右向左移动的过程中，接入电路中的电阻减小，电路中的总电阻减小，由I可知，电路中的电流增大，由UIR可知，R1与R2两端的电压都增大，则电压表的示数增大，因串联电路中总电压等于各用电器两端电压之和，所以，R两端的电压减小，即电压表的示数减小，A错误；设滑片移动前后电路中的电流分别为I1、I2，则R1与R2消耗功率的变化分别为：P1IR1IR1(II)R1，P2IR2IR2(II)R2，因R1与R2的阻值关系不确定，所以电阻R1和R2消耗的功率的变化量P1与P2不一定相等，B错误；滑片移动前后，电压表示数的增加量U1I2R1I1R1(I2I1)R1，电压表示数的减少量：U2I2(R1R2)I1(R1R2)(I2I1)(R1R2)，所以电压表增大的示数小于减小的示数，C错误，D正确故选D.2. B【解析】闭合开关S、 S1，定值电阻R1、R2与滑动变阻器串联，滑动变阻器的滑片由A端滑到B端，其阻值变大，电路中的电流变小，电压表的示数变小，A错误；闭合开关S、S1和S2，滑动变阻器被短路，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表的示数都不变，B正确；闭合开关S、S2 和S3，定值电阻R1与滑动变阻器串联，使滑动变阻器的滑片向B端滑动，变阻器阻值变大，电路中的电流变小，R1消耗的电功率变小，C错误；先闭合开关S和S1，定值电阻R1、R2与滑动变阻器串联，再闭合开关S2、S3时，电路中只有R1，电路总电阻减小，由P得，电路消耗的总功率增大，D错误故选B.5. 3.24105热【解析】由P得，WPt29 W53 600 s3.24105 J；电流通过导体时都会发热，即电流的热效应6. B【解析】S、S1均闭合时，灯泡正常发光，电路中R1被短路，L与R2串联连接，此时ILI2I额 A，即可知电路中的电流为 A电压表并联在R2两端，U212 V，因此R218 ，电源电压UU额U26 V12 V18 V，A错误；当断开S1时，R1、R2、L三者串联连接，电路中的总电阻变大，电流变小，电压表示数变小，C错误；当断开开关S1后，小灯泡的实际功率变为原来的，因此根据PI2R知，灯泡的电阻不变，此时通过小灯泡的电流为原来的，即断开S1前后，电流表的示数之比为21，此时灯泡L两端电压为原来的，即3 V，R2两端电压也为原来的，即6 V，R1两端电压为18 V3 V6 V9 V，根据串联分压可知，R1的电阻是R2电阻的1.5倍，即R11.5R21.518 27 ，B正确，D错误故选B.7. 63041【解析】当S闭合、S1断开，且滑片P在b端时，电路总电阻为RRLR210 20 30 ，电路电流为I0.2 A，根据欧姆定律可得电源电压为UIR6 V；当S和S1都闭合且滑片P在a端时，灯L与电阻R1并联，通过灯的电流为IL0.6 A，所以通过电阻R1的电流为I1IIL0.8 A0.6 A0.2 A，由欧姆定律可求出R1的阻值为R130 ；当只闭合S且滑片P在b端时电路的总电阻最大，此时电路消耗的总功率最小Pmin；当S和S1都闭合且滑片P在a端时，灯L与电阻R1并联，电流消耗的总功率最大Pmax，所以电路中消耗的最大总功率与最小总功率之比为41.8. 85632【解析】灯泡的额定电压是24 V、额定功率是72 W，电阻是RL8 ；因为电源电压不变，由PUI可得P与I成正比，所以I1I4P1P456；由I2I3109；UI2(R1RRL)I3(R12RRL)；I(R1R)10 W；I(RL2R)9.72 W；由四式可得：I21 A，I30.9 A，R18 ，R2 ，U18 V；P1P456；P1；P4；由三式可得：R2max40 ，当R232 时，此时电压表的示数为15 V，电路的总功率最小9. 解：(1)当滑片P滑到a端时，R3被短路，R1与R2并联，电路中的总电阻R300 通过R2的电流I20.006 A通过R1的电流I1II20.015 A0.006 A0.009 A此时机体电阻R1消耗的电功率：P1UI14.5 V0.009 A0.040 5 W(2)当滑片P滑到b端时，扬声器音量最大，因为此时扬声器两端的工作电压最大(或者电流最大；它消耗的电功率最大)10. 解：(1)饮水机在保温状态下正常工作时的电流I0.2 A(2)饮水机保温50 min消耗的电能WP保t44 W5060 s1.32105 J(或约为0.037 kWh)(3)不计热损耗，由WQcmt、WPt得t571.2 s11. 解：(1)灯泡正常工作时的电流即为额定电流I额0.25 A(2)当S1、S2断开，S闭合时，R1与L串联连接，灯泡正常工作，即通过R1的电流等于通过灯泡的电流为0.25 A，所以电路中的总电阻R总288 灯泡L的电阻：RL48 ，因此R1R总RL288 48 240 (3)当S、S1、S2都闭合时，L被短路，R1与R2并联，根据公式P可知，功率要最小，电路中的电阻要最大R1中电流不变为I10.3 A，为了电路安全，电流表位于干路上电流不得超过3 A，因此电阻R2上最大电流不得超过3 A0.3 A2.7 A最大功率P大UI272 V2.7 A194.4 W最小功率P小25.92 W因此R2上消耗的最小功率为25.92 W，最大功率为194.4 W.12. 解：(1)R1的阻值R15 (2)R1正常工作100 s消耗的电能为WPt245 W100 s24 500 J(3)的示数变化量U1U1U1U1，的示数变化量U2U2U2U2，又U1U245，得R310 (4)R1额定电流I17 A讨论1：把R3、R1分别接入乙图电路，闭合开关后电路中的电流为4 A，P310 I2，P15I2，PP3P15I280 W这个电路不会报警讨论2：把R1、R2分别接入乙图电路，闭合开关后设电路中的电流为I，P15I2，P260 I5 I2当P1P2时，I6 A；当R2最大时，Imin0.8 A；当R20时，I12 A7 A，Imax7 A当0.8 AI6 A时，P2P1PP2P160 I10 I210(I3)290，Pmax90 W当6 AIP2，PP1P210I260 I10(I3)290当I7 A时，Pmax70 W此电路始终不会报警讨论3：把R3、R2分别接入乙图电路，闭合开关后设电路中的电流为I，P310I2，P260 I10 I2当P3P2时，I3 A：当R2最大时，Imin0.75 A；当R20时，Imax6 AP3PP2P360 I20 I220(I1.5)245，Pmax45 W当3 AIP2PP3P220 I260 I20(I1.5)245，当I6 A时，Pmax360 W此电路会报警当PP3P220 I260 I200W解得I5 A，当I5 A，此时滑动变阻器的电阻R滑R32 故当电路报警时，R2的取值范围为0R22 13. 5012【解析】因定值电阻R0与滑动变阻器R1串联，则电源电压U U1U0，根据图像信息有U0.2 AR0，U0.4 AR0，联立解方程组可得R010 ，U12 V由图像可知，当电流为最小值0.2 A时，此时电路中总电阻最大，即滑动变阻器接入电路中的阻值最大，此时滑动变阻器的电功率为2.0 W，根据PUII2R可得滑动变阻器的最大阻值为R150 .14. 解：(1)LED灯正常工作100 s消耗的电能WUIt3 V0.02 A100 s6 J(2)由Qcmt得：m5106 kg15. 解：(1)I0.5 A(2)闭合开关S和S2时，灯泡与滑动变阻器串联灯丝电阻RL20 则I实0.15 A灯泡的实际功率PL实IRL(0.15 A)220 0.45 W(3)只闭合开关S和S1时，定值电阻R0与滑动变阻器串联由UIR和图像可得：U12U1联立，解得R02R1，且U16 V，2U112 V，R0的功率变化量为5.4 W，解得R020 当加在滑动变阻器两端的电压最大为15 V时，R0消耗的功率最小，此时，I0.15 A滑动变阻器消耗的功率PRURI15 V0.15 A2.25 W16