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电功电能模块-电功率训练一、单选题1.将灯L接到电压为U的电路上时，灯的电功率为100W，若将灯L与一个电阻R串联后仍接在原电路上时，灯L消耗的电功率为64W，设灯丝电阻不变，则此电阻消耗的电功率是（ ）A.8WB.16WC.24WD.36W2.下图为一种测量环境湿度的仪器和它的简化工作原理图。电源电压恒为6V,定值电阻R=100，R0为湿敏电阻，其阻值随环境湿度的增加而减少，R0的阻值范围为1020，电压表接入电路的量程为“03V”,电流表接人电路的量程为“00.6A”。闭合开关S，当环境的湿度增加时，在保证两表安全的情况下，下列说法正确的是（ ）A.R0两端的电压变大B.电压表示数与电流表示数的比值变大C.经过R0的最大电流为0.5AD.电阻R消耗的最大功率为0.9W3.甲、乙两只灯泡，其IU关系图象如图所示现将甲、乙两灯串联在电路中，当甲灯两端的电压为2V时，乙灯消耗的功率是（）A.1.2WB.0.8WC.2WD.3W4.如图甲所示的两个电流表均为学校实验室里常用的电流表（如图乙所示）闭合开关后，两电流表的指针都正常偏转且偏转角度相同，此时灯L1和L2的所消耗的电功率P1和P2的比值为（ ）A.4：1B.1：4C.1：5D.5：15.甲、乙用电器上分别标着“220V，15W”、“110V，100W”，它们都在额定电压下工作，则下列说法中正确的是（ ）A.甲用电器做功一定少B.乙用电器做功一定快C.完成相同的功，甲用电器所用的时间一定少D.相同的时间内，乙用电器完成的功一定少6.“220V 40W”的电灯Ll与“220V 60W”的电灯L2，它们的灯丝电阻不变，分别为R1和R2将它们串联后接到220V的照明电路上，消耗的功率分别为P1和P2；若将Ll和L2并联后接到同一照明电路上，消耗的功率分别为P3和P4，则下列判断中正确的是（）A.P4P3P2P1B.R1R2C.P4P3P1P2D.R2R17.为了应对金融危机，我国大力开展家电下乡活动以拉动内需。已知某家用电器正常工作时的电流为5A，则此用电器可能是（）A.空调B.日光灯C.电冰箱D.电风扇8.家用空调正常工作时的电功率最接近（ ）A.1000WB.100WC.10WD.1W9.标有“6V 1.5W”的小灯泡，通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示，若把这样的三只灯泡串联起来，接在12V的电源两端，灯泡的电阻及实际功率约为（ ）A.24 0.67WB.20 0.8WC.24 0.96WD.20 0.67W10.图所示电路中，电源两端电压为U，且保持不变。R1、R2和R3为三个定值电阻，已知R15。当只闭合开关S2时，电流表的示数为0.3A，电路消耗的总功率为P；当三个开关都闭合时，电流表的示数变化了1.95A，电路消耗的总功率为P。当只断开开关S1时，电流表的示数为0.45A，电路消耗的总功率为P。下列判断正确的是（）A.U6V，R220B.U9V，R330C.R310，PP32D.R220，PP21511.电功率的国际单位是（）A.千瓦B.千瓦时C.焦耳D.瓦二、填空题12.如图所示的电路中，如图所示，当开关S闭合，甲、乙两表为电压表时，两表示数比为U甲U乙=53；当开关S断开，甲、乙两表为电流表时，两表示数比I甲I乙是_，此时R1和R2消耗的功率之比P1P2是_。13.李明留心观察自家电能表，知道了我国家庭电路的电压是_V，他分别记录了他家第一天早8：00和第二天早8：00这两个时刻的读数，如图所示，则他家这一天共消耗电能_kWh，若电价为0.55元/千瓦时，则应付电费_元14.如表是小丽在实验中记录的实验数据，请根据表格中的数据归纳出电功率P和电阻R的关系：P_。（可不带单位）R/5101522530P/W2.62.42.221.81.615.如图所示是电路元件甲和乙电流随电压变化关系的图象若将甲和乙并联在电压恒为2V的电源上，则干路电流为_A；若将它们串联在电压恒为3V的电源上，它们消耗的总功率是_W16.两个电路元件甲和乙中的电流与电压的关系如图所示.能说明电流与电压成正比关系的是_(填“甲”或“乙”)图象.现将元件甲、乙串联后接在电路中,电路中的电流为0.2 A,此时电路两端的总电压等于_V,则整个电路消耗的总功率是_W.17.如图所示电路，电压U不变，电流表的示数为1A如果R1与R2的等效电阻为R，并且R1：R=5：3，电阻R2消耗的电功率为24W，则电阻R1=_三、解答题18.如图所示是小明家热水器的电路图，己知电热丝 R1位于水中，起加热作用，其阻值 R1=22，R2起控制作用，R2=198（1）只闭合S1时，处于保温状态，求保温时的电流？（2）当闭合S2时，处于加热状态，求此时的加热功率？四、实验探究题19.如图甲、乙所示，某科技小组自制了一个测量水深度的装置，它由测量头和控制盒构成，测量头的测量面是一个涂有绝缘漆的面积为2cm2的压敏电阻R1， R1的电阻随水对它的压力F的变化而变化关系如图丙所示。控制盒内有一个定值电阻R0和一个最大阻值为90的滑动变阻器R2，电源电压保持不变。通过电路调节，可使控制盒的功率达到最大值Pm，科技小组通过控制盒的功率最小值和Pm的比值来标记水的深度。不计导线的电阻，电压表的量程为03V。小组在确保电路安全的情况下，进行如下电路操作：（水=1.0103kg/m3， g取10N/kg）（1）R1未放入水中时，闭合S，断开S1，将R2的滑片移至最上端，此时电压表示数达到最大值，R0的电功率为P0；求：R1未放入水中时的电阻为_。（2）测量头放到水下深度h1=10m时，闭合S，断开S1，将R2的滑片移至某一位置时，R0的电功率为P0，电路的总功率为P总， R1的电功率为P1。已知P0：P0=9:4，P总：P1=6:1 ，求：此时R0两端的电压为_ V。（3）测量头放到水下深度h2=3m时，调节电路，控制盒的最小功率与Pm的比值为_。五、综合题20.小兰家电热吹风机的铭牌如表格所示，其工作原理如图甲所示。由于使用了多年，吹风机中的电热丝明显氧化导致其电阻发生了变化，电动机性能仍保持不变。为准确测量氧化电热丝的实际电阻值，小兰在家中把该吹风机单独接入家庭电路并使其吹热风，发现电能表的转盘6 min内转过132圈，电能表规格如图乙所示。问：（1）这段时间内电吹风消耗了多少电能？ _ （2）氧化电热丝正常工作时的实际电阻值是多少？_ （3）为恢复电热吹风机的铭牌功率，应与氧化电热丝_ 一段新电热丝（选填“串联”或“并联”）。21.实验探究：电功率跟电流、电压的关系器材：“2.5V 0.3A”灯泡、“3.8V 0.3A”灯泡各一只；电压表、电流表各一只；电池3节、开关1个、导线若干（1）探究电功率跟电流、电压的关系，应该采用什么方法？_（2）请同学们设计探究电功率跟电流关系的电路图_，并设计实验记录表格_；结论：用电器两端的电压相同时，通过用电器的电流越大，电功率_（3）请同学们设计探究电功率跟电压关系的电路图_，并设计实验记录表格_；结论：通过用电器的电流相同时，用电器上的电压越大，电功率_根据进一步的实验，可得：电功率等于_，写成公式是_答案解析部分一、单选题1.【答案】B 【解析】【解答】解：只接灯泡时，由功率关系可得：P1= ；串联电阻后灯泡功率为：P2= ，两式相比得：= = = 即U2= U；由串联电路的特点知R上的电压为U1=UU= U，由P=UI得：P1=U1I= UI，P2=U2I= UI=64W，所以P1= P2= 64W=16W故选B【分析】（1）先由功率公式P= 列出只接灯泡和灯泡与电阻串联时，灯泡功率的表达式；（2）两式相比可得两种情况下灯泡上的电压比值；（3）最后根据功率公式P=UI，可得出灯泡与电阻上的功率关系，求出电阻功率2.【答案】D 【解析】【解答】由电路图可知，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。(1)当环境的湿度增加时,因R0随环境湿度的增加而减小,所以电路中的总电阻减小,由I= 可知，电路中的电流增大。由U=IR可知，R两端的电压变大，因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以R0两端的电压变小，A不符合题意；由R= 可知，电压表示数与电流表示数的比值等于R的阻值，则电压表示数与电流表示数的比值不变，B不符合题意；(2)当R0=10时，电路中的总电阻最小，电路中的电流最大，即经过R0的电流最大，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，经过R0的电流最大，I大= = =0.3A，C不符合题意；R消耗的最大电功率：PR大=(I大)2R=(0.3A)210=0.9W，D符合题意。故答案为：D.【分析】根据电路的连接和电表的位置，利用电功率的计算，求电功率的最大值.3.【答案】A 【解析】【解答】解：根据图象可知，当甲灯泡两端电压为2V时，通过甲灯泡的电流为0.4A；因为串联电路处处电流相等，因此通过乙灯泡的电流也为0.4A；根据图象可知，此时乙灯泡两端电压为3V；乙灯泡消耗的功率：P=UI=3V0.4A=1.2W故选A【分析】先根据图象读出甲灯两端电压为2V时通过甲的电流，然后根据串联电路电流规律并结合图象可知此时乙灯泡两端电压，再根据P=UI求出乙消耗的功率4.【答案】A 【解析】【解答】解：由电路图可知，两灯泡并联，电流表A1测量干路电流，电流表A2测量通过灯泡L2的电流；电流表A1的示数大于电流表A2的示数，通过灯泡L1的电流为I1，通过灯泡L2的电流为I2，根据两电流表的指针偏转角度相同，我们可知= ，又因为I=I1+I2，所以= ，所消耗的电功率P1和P2的比值为= = = 故选A【分析】从电路图中可以看出，两灯泡并联，电流表A1测量干路电流，电流表A2测量通过灯泡L2的电流，两电流表的指针偏转角度相同，根据两电流表示数的大小关系和电流表的读数，我们可知电流大小的比值，根据公式P=UI可求灯L1和L2的所消耗的电功率P1和P2的比值实验室中电流表有两个量程，00.6A和03A，指针偏转角度相同，选用不同量程时读数有1：5的关系5.【答案】B 【解析】【解答】解：甲用电器在额定电压下工作时的功率为15W；乙用电器在额定电压下工作时的电功率100W A由W=Pt可知，电流做功的多少与通电时间有关，故A错误；B电功率是表示电流做功快慢的物理量，甲用电器的功率小于乙用电器的功率，所以乙做功快，故B正确；C根据W=Pt可知，完成相同的功，甲用电器用的时间多，故C错误；D根据W=Pt可知，相同时间内，乙用电器消耗的电能多，故D错误故选：B【分析】（1）额定电压下用电器的功率和额定功率相等，根据W=Pt比较电功和时间之间的关系；（2）电功率是表示电流做功快慢的物理量6.【答案】C 【解析】【解答】解：已知两灯的额定电压相同，L1额定功率小，由P=可知R=可知，R1R2，串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和，所以当两灯串联接在220V的照明电路上时，U1220V，由公式P=I2R可知，P2P160W；并联电路中各支路两端电压与电源电压都相等，所以当两灯并联接在220V的照明电路上时，实际电压都等于额定电压，此时的实际功率都等于额定功率，P3=60W，P4=100W所以：P4P3P1P2故选C【分析】由铭牌根据公式R=可知两个电灯灯丝电阻的大小关系；当两灯串联时，由公式P=I2R可以比较实际功率P1、P2的大小关系；当两灯并联时，都在额定电压下工作，其功率等于额定功率，可以知道P3和P4的大小关系，结合起来可以得出答案7.【答案】A 【解析】【分析解答】空调机工作电流大约为5A，日光灯的工作电流大约为0.02A，电冰箱的工作电流大约为1A，电风扇的工作电流大约为0.4A故选A8.【答案】A 【解析】【解答】解：家用空调正常工作时通过的电流为5A，家庭电路两端的电压为220V，P=UI=220V5A=1100W，家用空调正常工作时的电功率最接近于1000W故选A【分析】先估算一下家用空调正常工作时通过的电流，然后利用公式P=UI计算电功率本题考查了对电功率的计算，同时要求学生注重对日常生活的观察和积累9.【答案】B 【解析】【解答】三只灯泡串联且规格相同，它们的电流和电阻都相同，即这三只灯泡两端分得的电压都相同，三只灯泡串联接在12V的电源两端时，每只灯泡两端的电压都为U=4V；由图象可知，当U=4V时，I=0.2A，则小灯泡的电阻：R= = =20，小灯泡的实际电功率：P=UI=4V0.2A=0.8W故选B【分析】在串联电路中，当各电阻的阻值都相同时，则各电阻两端分得的电压也相等，根据这个规律，我们就可以算出这三只灯泡串联时每只灯泡两端的电压；根据图象找出灯泡两端实际电压对应的电流，根据欧姆定律和公式P=UI算出灯泡的电阻和灯泡的实际功率10.【答案】D 【解析】当只闭合开关S2时，等效电路图如图1所示；当三个开关都闭合时，等效电路图如图2所示；当只断开开关S1时，等效电路图如图3所示由图1可得：U/(R2+R3)=0.3A-P=0.3U-由图2可得：U/R1+U/R2=U/5+U/R2=1.95A+0.3A=2.25A-P=2.25U-由图3可得：U/R2=0.45A-P=0.45U-由式可得：P：P=0.3U：2.25U=2：15，P：P=0.3U：0.45U=2：3；由式可得：U=9V，R2=20故本题选D11.【答案】D 【解析】【分析】物理学中，各个物理量都有自己专用的单位，电功率的国际单位是瓦特，简称瓦，符号为W；A、千瓦（kW）是电功率的单位，但不是国际单位；故A错误；B、千瓦时（kWh）是电能的单位；故B错误；C、焦耳（J）是功或电能的单位；故C错误；D、瓦（W）是电功率的国际单位；故D正确；故选D；【点评】物理学中各个物理量都有自己的国际单位，不要将其单位相互混淆二、填空题12.【答案】2 ：5；3 ：2 【解析】【解答】(1)闭合S0、S，两电阻串联，甲乙两表为电压表时，U甲:U乙7:5,令U甲5U,U乙3U，则U1U甲U乙2U,U2U乙3U，根据欧姆定律有I和串联电路电流规律：，闭合S0、断开S，两电阻并联，两电表为电流表时，即I1I2，由于甲电流表测量R2的电流，乙电流表测量干路电路，则I甲I2,I乙I1+I2I2，故；(2)根据PUI，在电压相同时，电功率与电阻成反比，两电阻消耗的电功率之比：.故答案为：2:5；3:2.【分析】先结合题意画出等效电路图，判断电流表、电压表的测量对象；再依据串联电路的分压关系（U1：U2=R1：R2）和并联电路的电流、电功率的关系（P1：P2=I1：I2=R2：R1）计算即可.13.【答案】220；6；3.3 【解析】【解答】(1)我国家庭中的电压为220V；(2)如图所示，消耗的电能W1365.0kWh-1359.0kWh6kWh；(3)应付电费0.55元63.3元【分析】(1)家庭电路中电压为220V(2)电能表的读数方法：月末的减去月初的示数；最后一位是小数；单位kWh(3)利用1kWh电费为0.55元的价格求出应付电费14.【答案】2.8W-0.04R 【解析】【解答】分析表中的数据可知，电阻的电功率随电阻的变化成线性关系，设P=kR+b，当R=5时，P=2.6W；当R=10时，P=2.4W，则2.6W=k5+b，2.4W=k10+b，解得：k=-0.04，b=2.8W，所以电功率P和电阻R的关系式：P=2.8W-0.04R故答案为：2.8W-0.04R【分析】分析表格中数据，找到P与R的定性关系，代入数据解答即可.15.【答案】0.6；0.6 【解析】【解答】解：（1）将甲和乙并联在电压恒为2V的电源上时，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，U甲=U乙=2V，由图象可知，通过两元件的电流分别为I甲=0.4A，I乙=0.2A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流： I=I甲+I乙=0.4A+0.2A=0.6A；（2）两元件串联在电压恒为3V的电源上时，因串联电路中各处的电流相等，且电源的电压等于各分电压之和，所以，由图象可知，当电路中的电流I=0.2A，U甲=1V，U乙=2V时符合，则它们消耗的总功率： P=UI=3V0.2A=0.6W故答案为：0.6；0.6【分析】（1）将甲和乙并联在电压恒为2V的电源上它们两端的电压相等，根据图象读出通过两元件的电流，根据并联电路的电流特点求出干路电流；（2）两元件串联在电压恒为3V的电源上时，通过两元件的电流相等，它们两端的电压之和等于电源的电压，根据图象读出符合题意的电流，根据P=UI求出总功率16.【答案】甲；3；0.6 【解析】【解答】由I-U图象知道，甲电路元件的I-U图象是一条直线，所以说明电流与电压成正比关系；将元件甲、乙串联后接在电路中，因为串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流为0.2A时，通过它们的电流均为0.2A，由图象知道，两元件两端的电压分别为U甲 =1V，U乙 =2V，由于串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电路两端的总电压：U=U甲 +U乙 =1V+2V=3V，故整个电路消耗的总功率是：P=UI=3V0.2A=0.6W。故答案为：甲；3；0.6【分析】当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；根据图象读出两元件两端的电压，根据串联电路的电压特点求出电路两端的总电压，根据P=UI求出整个电路消耗的总功率17.【答案】100 【解析】【解答】由图可知：R1、R2并联，根据并联电路的电流特点可得：I=I1+I2=+=1A由欧姆定律可得：电路的总电阻R=已知R1：R=5：3，所以R=0.6R1由两式可得R2=1.5R1已知P2=24W把两式代入可得：R1=100故答案为：100【分析】由电路图可知，R1、R2并联，根据并联电路的电流特点和欧姆定律表示出干路电流，根据欧姆定律可知电源的电压和总电阻的大小相等，再根据R1、R的关系表示出电源的电压，联立等式得出R1、R2之间的关系，把以上关系式代入电阻R2消耗的电功率P=即可得出电阻R1的阻值三、解答题18.【答案】解：（1）只闭合开关S1时，两电阻串联，总电阻R=R1+R2=22+198=220；由P=UI可得，此时电路中的电流I=1A；（2）当闭合S2时，处于加热状态，此时的加热功率P=2200W答：（1）只闭合S1时，处于保温状态，保温时的电流为1A；（2）当闭合S2时，处于加热状态，此时的加热功率为2200W【解析】【分析】（1）只闭合开关S1时，两电阻串联，根据欧姆定律求出保温状态电路中的电流（2）当闭合S2时，只有 R1接入电路，根据P=可求得此时的加热功率四、实验探究题19.【答案】（1）30（2）2（3）5:18 【解析】【解答】（1）由丙图知，R1未放入水中时，压力为零，所以电阻为30；滑片在最上端时，R1与R0串联，此时电压表达到最大值，即R0消耗的电功率为：；（2）根据P0：P0=9:4可得：，即，解得：此时R0两端的电压为：；10m深时，压敏电阻受到的压力为： 根据图像知，此时R1的阻值为10.根据P总：P1=6:1，根据可得：，解得：；前后两次电流比为：，根据得：，将代入解得：；10m深时，R0两端的电压为2V，所以电流为：，则电源电压为：；（3）根据题意：电源电压保持不变。通过电路调节，可使控制盒的功率达到最大值Pm，结合电压表的量程可知，电压表为3V时，控制盒的功率最大为：；测量头放到水下深度h2=3m时，受到压力为： 根据图像知，此时压敏电阻R1又为20；要使控制盒的功率最小，则控制盒电阻应最大，即R0与R2的电阻之和最大为：，根据得控制盒的最小功率为：；所以控制盒的最小功率与Pm的比值为：。【分析】从图象有获取有用信息，当闭合S断开S1，将R2的滑片移至某一位置时，R0、R2、R1串联，由串联电路特点和P=I2R表示出P总和P1，得到电路总电阻R总与R1的关系；由P=I2R表示出P0和P0得到两次电路中电流关系，由串联电路特点和欧姆定律表示出电流关系可求出R0的阻值，并求出I和I，再由U=IR计算测量头在水深10m时R0两端的电压；同理，先计算测量头放到水下3m时受到的压力，由图象读出R1连入电阻的阻值；当两开关都闭合且电压表示数最大时，控制盒功率最大，求出Pm；当变阻器连入阻值最大时，电路中电阻最大，电流最小，控制盒功率最小，并计算，最后计算它们的比值.五、综合题20.【答案】（1）158400J（2）121欧（3）并联【解析】【解答】（1）电能表的转盘6 min内转过132圈，消耗的电能为：；（2）实际总功率为：电热丝实际功率为：电热丝实际电阻为：；（3）可见电热丝实际功率比额定功率小，根据可知，实际电阻比原来电阻变大了，要恢复原来的电热丝功率，即增大功率，由应减小电阻，根据电阻并联时，总电阻减小的特点，应与氧化电热丝并联一段新电热丝。【分析】（1）3000r/kWh表示的是电路中每消耗1kWh的电能，电能表的转盘转3000r，据此求出电能表的转盘6min内转过132圈消耗的电能；（2）先根据P=求出氧化后电路的实际功率，再用实际功率减掉电动机的功率即为氧化电热丝的实际功率，最后根据R=求出氧化电热丝的实际电阻值。（3）由电吹风的铭牌可知额定电压和电热丝的额定功率，根据R=求出正常工作时电阻丝的阻值，然后根据电阻串联时越串越大、并联时越并越小判断新电热丝的串并联。21.【答案】（1）控制变量法（2）；电压U/V 电流I/A 电功率P/W ；越大（3）；电压U/V 电流I/A 电功率P/W ；越大；电压与电流的乘积；P=UI 【解析】【解答】解：（1）探究电功率跟电流、电压的关系，应让电压或电流其中的一个量不变来研究另一个量，所以应该采用控制变量法；（2）两灯泡并联时，两灯泡两端的电压相同，通过灯泡上的电流越大，灯泡越亮，说明电功率越大从而说明电功率与电流成正比；（3）两灯泡串联时，通过两灯泡的电流相同，灯泡的电压越大，灯泡越亮，说明电功率越大从而说明电功率与电压成正比，所以电功率等于电压与电流的乘积，P=IU【分析】（1）根据题中的所提供的器材连成电路图，要探究电功率和电压电流之间的关系，必须要求电压或电流中的其中一个量不变来研究另一个，所以采用控制变量法得到三者的关系；（2）两个灯泡两端的电压相同时，灯泡中电流越大的，灯泡越亮，说明灯泡的电功率大；（3）通过两个灯泡的电流相同时，灯泡两端的电压大的，灯泡越亮，说明灯泡的电功率大说明电功率与电压、电流成正比，P=UI
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