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课时训练20电能电功率基础过关一、选择题1.xx北京有两个额定电压相同的电热水壶甲和乙,甲的额定功率为1800 W,乙的额定功率为1200 W。两个电热水壶都正常工作时,下列说法中正确的是()A.甲电热水壶两端的电压较高B.电流通过甲电热水壶做功较快C.通过两个电热水壶的电流相等D.相同时间内,两个电热水壶消耗的电能一样多2.xx鄂尔多斯如图K20-1所示,AB和BC是由铝制成的长度相同、横截面积不同的两段导体。将它们串联后连入电路中,下列说法正确的是()图K20-1A.AB段的电阻小于BC段的电阻B.通电相同时间,AB段消耗的电能大于BC段消耗的电能C.这两段金属导体中的电流是由正电荷定向移动形成的D.若将AB段材料换成铜,其他条件不变,这两段导体的总电阻将变大3.3月初,小明家的电能表示数为,电能表的部分参数及4月初的示数如图K20-2所示,下列说法正确的是()图K20-2A.电能表是测量用电器消耗的电功率的仪表B.小明家3月初至4月初消耗的电能是1200 kWhC.这个电能表的标定电流为20 AD.若电能表转盘在5 min内转过80转,则此时工作的用电器的总功率为0.8 kW4.xx南充如图K20-3所示的电路,电源电压为3 V,R1=15 ,R2=5 ,当开关S闭合时,下列分析正确的是()图K20-3A.R1、R2两端电压之比为31B.通过R1、R2电流之比为31C.R1、R2消耗的电功率之比为13D.R1的电功率为1.8 W5.xx内江将规格为“2.5 V0.3 A”的小灯泡L1和规格为“3.8 V0.3 A”的小灯泡L2串联,接在3 V的电源上,下列判断正确的是()A.L1的电阻大于L2的电阻B.L1的亮度比L2的亮度小C.两只灯泡都正常发光D.两只灯泡实际功率相等6.xx内江图K20-4是电阻甲和乙的U-I图像,由图像可知下列判断正确的是()图K20-4A.甲乙都是定值电阻B.当乙两端电压为1 V时,其电阻值为10 C.将甲和乙串联,若通过甲的电流为0.4 A,电路的总功率为1.2 WD.将甲和乙并联,若甲两端电压为1 V,干路上的电流为0.4 A7.xx淄博如图K20-5所示,电源电压不变,只闭合开关S1,灯泡L发光,电压表有示数;再闭合开关S2,电路中出现的情况是()图K20-5A.电压表的示数变小B.电路的总电阻不变C.灯泡L的亮度不变D.电路的总功率变大8. xx常德在如图K20-6所示的电路中,M为电子集成元件,其阻值与两端所加的电压成正比(即RM=kUM,式中k为常数)且遵循欧姆定律,L是小灯泡(其电阻不随温度变化),R为滑动变阻器。现闭合开关S,调节R使其接入电路的电阻值逐渐减小。下列说法正确的是()图K20-6A.灯泡L变亮B.通过电阻R的电流减小C.电子元件M两端的电压不变D.灯泡L的实际功率不变9.xx广安如图K20-7所示的电路,闭合开关S后,当滑片P从中点向右移时,下列说法中正确的是()图K20-7A.灯泡L变暗B.电压表的示数变小C.电流表A1的示数变大D.电路消耗的总功率变小10.xx德州图K20-8是检测酒精浓度的测试仪原理图,图中电源电压恒定为8 V,R1为定值电阻,酒精气体传感器R2的阻值随酒精气体浓度的增大而减小。当酒精浓度为0时,R2=60 ,此时电压表示数为2 V。以下说法错误的是()图K20-8A.若酒精气体浓度越大,电压表和电流表示数都越大B.定值电阻R1的阻值为20 C.酒精浓度为0时,电路消耗的总功率为0.6 WD.若电流表示数达到0.2 A时,表示酒驾,此时R2消耗的电功率为0.8 W二、填空题11.如图K20-9所示的是某家庭电能表月初、月末的示数,若按电价为0.6元/(kWh)计算,他家本月末应缴纳电费元。若该电能表的表盘在10 min内转了300转,则接在该电能表上的用电器在这段时间内消耗的电能为kWh,合J。图K20-912.xx德州小刚早上8:00出门前查看了他家的电能表示数如图K20-10甲所示,然后关闭家中其他用电器,只让电冰箱工作。下午18:00回家后再次查看电能表,显示的数字如图乙所示。则小刚家的电冰箱在这段时间内消耗的电能为kWh,电冰箱的实际电功率为W。图K20-1013.xx怀化某电热水壶部分参数:额定电压220 V,额定功率模糊不清,容积1 L,加热效率90%,在额定电压下,将满壶水从10 加热至沸腾(标准大气压下),用时5 min,则水吸收的热量是J,电热水壶的额定功率是W。C水=4.2103 J/(kg)14.xx岳阳标有“6 V3 W”的小灯泡,它的电流电压图像如图K20-11所示,则它正常工作10 s消耗的电能是J;将它与一个10 的定值电阻串联在8 V的电路中,则电路消耗的总功率为W。图K20-11三、实验探究题15.xx衡阳如图K20-12甲所示是测量额定电压为2.5 V小灯泡额定功率的电路实物图。图K20-12(1)请你在图甲中用笔画线代替导线将电路补充完整,要求:滑动变阻器连入电路的电阻最大,导线不允许交叉。(2)正确连接好电路后,闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P,小灯泡始终不发光,电压表有明显示数,电流表无示数,导致这种情况出现的可能原因是小灯泡(选填“短路”或“断路”)。(3)排除故障后,调节滑动变阻器,使电压表示数达到额定电压时,电流表指针的位置如图乙所示,则通过小灯泡的电流是A,小灯泡的额定功率是W。(4)利用测出的几组数据,算出小灯泡的电阻,发现灯泡电阻有明显的变化,说明灯丝电阻与有关。四、计算题16.xx邵阳某同学为自己设计了一盏调光灯,其原理如图K20-13所示,已知灯L的规格为“6 V3 W”(不考虑灯丝电阻的变化),滑动变阻器R的阻值范围为012 ,电源电压恒为6 V。(1)当开关S闭合,滑片滑至最左端后,求灯丝中的电流。(2)求灯L正常工作1 min所消耗的电能。(3)闭合开关S,再将滑片从右向左移动,求灯L发光最暗时的实际功率。图K20-13能力提升17.xx岳阳如图K20-14所示,电源电压恒为4.5 V,电压表量程为00.6 A,电压表量程为03 V,灯泡上标有“2.5 V1.25 W”(不考虑灯丝电阻变化)字样,滑动变阻器R的规格为“20 1 A”。闭合开关S,在保证电路安全的情况下,移动滑片P的过程中()图K20-14A.电流表的示数最大为0.6 AB.灯泡消耗的最小功率为0.12 WC.电路消耗的最大总功率为2.7 WD.滑动变阻器接入电路的最小电阻为4 18.如图K20-15所示,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:当只闭合开关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P1P4=56,I2I3=109,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。图K20-1519.xx长沙如图K20-16甲、乙所示,某科技小组自制了测量水的深度的装置,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面积为2 cm2的压敏电阻R1,R1的电阻随水对它的压力F的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,可以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03 V。科技小组在确保电路安全的情况下,进行如下的操作:(水=1.0103 kg/m3,g取10 N/kg)图K20-16(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=10 m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P0P0=94,P总P1=61,求此时R0两端的电压为V。(3)测量头放到水下深度h2=3 m时,调节电路,控制盒的最小功率与Pm的比值为。参考答案1.B2.B3.D4.C解析 由电路图可知,电阻R1与R2并联,因并联电路中各支路两端电压相等,所以R1、R2两端电压之比为11,故A错误。由I=UR可知,通过R1、R2的电流之比I1I2=UR1UR2=R2R1=515=13 ,故B错误。由P=UI可知,R1、R2消耗的电功率之比P1P2=UI1UI2=I1I2=13 ,故C正确。R1消耗的电功率为P1=U2R1=(3V)215=0.6 W,故D错误。5.B6.C解析 电阻甲的U-I图像是直线,说明它是定值电阻,电阻乙的U-I图像是曲线,说明它是非定值电阻,故A错误。从图中可知,当乙两端电压为1 V时,通过的电流为0.4 A,此时它的电阻R=UI=1V0.4A=2.5 ,故B错误。将甲、乙串联,若通过甲的电流为0.4 A,则通过乙的电流也为0.4 A,从图像中可分别读出对应的电压分别为2 V、1 V,则总电压为3 V,电路的总功率P=U总I串=3 V0.4 A=1.2 W,故C正确。若将甲、乙并联,则其两端电压相等,甲两端电压为1 V时,乙两端电压也为1 V,从图像中读出对应的电流分别为0.2 A、0.4 A,则干路电流I总=I甲+I乙=0.2 A+0.4 A=0.6 A,故D错误。7.D8.D解析 因为电子集成元件M的阻值与其两端所加的电压成正比(即RM=kUM,式中k为常数),M与L、R串联,所以电路中的电流I=UMRM=1k,是一个定值,即调节滑动变阻器R时电路中的电流不变。根据P=I2R可知,灯泡L的功率不变,即灯泡L的亮度不变,故A错误,D正确。串联电路中各处电流都相等,则通过电阻R的电流也不变,故B错误。调节R使其接入电路的电阻值变小,则R两端的电压变小,因为通过灯泡L的电流不变,其电阻是定值,所以灯泡L两端的电压不变,因为电源电压一定,所以M两端的电压变大,故C错误。9.D10.C11.240.13.610512.0.55013.3.781051400解析 一壶水质量m=V=1.0103 kg/m30.001 m3=1 kg;由10 加热至沸腾吸收的热量Q吸=c水m(t2-t1)= 4.2103 J/(kg)1 kg(100 -10 )=3.78105 J;电热水壶效率为=Q吸W,则电流做功为W=Q吸=3.78105J90%=4.2105 J, 则电热水壶额定功率为P=Wt=4.2105J300s=1400 W。14.303.215.(1)如图所示(2)断路(3)0.240.6(4)温度16.解:(1)当开关S闭合,滑片滑至最左端时,此时电路为灯L的简单电路。因为电源电压为6 V,所以此时小灯泡正常发光,即I=P额U额=3W6V=0.5 A。(2)灯L正常工作 1 min 消耗的电能W=P额t=3 W60 s=180 J。(3)灯L的电阻RL=U额2P额=(6V)23W=12 ,当滑片在最右端时灯L发光最暗,此时电路中的电流I小=UR+RL=6V12+12=0.25 A,P实=I小2RL=(0.25 A)212 =0.75 W。17.D解析 由电路图可知,灯泡与滑动变阻器R串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。灯泡的额定电流IL=PLUL=1.25W2.5V=0.5 A,故A错误。因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为00.6 A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1 A,所以,电路中的最大电流I大=0.5 A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电路消耗的总功率最大,灯泡的电阻和电路的总电阻分别为RL=ULIL=2.5A0.5A=5 ,R总=UI大=4.5V0.5A=9 ,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值R小=R总-RL=9 -5 =4 ,故D正确。电路消耗的最大总功率P大=UI大=4.5 V0.5 A=2.25 W,故C错误。当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,灯泡消耗的电功率最小,电路的最小电流I小=URL+R大=4.5V5+20=0.18 A,则灯泡消耗的最小功率PL小=I小2RL=(0.18 A)25 =0.162 W,故B错误。18.856 4019.(1)30(2)2 (3) 518
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