中考物理总复习优化设计1517 时 电功率

中考物理总复习优化设计1517 时 电功率

第17课时　电功率 一、考题集粹试做 ‎1.(2014·安徽,5)如图所示的电路中,电源电压保持6 V不变,电阻R1=10 Ω,R2=20 Ω,闭合开关S,则R1消耗的电功率为 W;若通电30 s,电阻R2产生的热量为 J。‎ ‎2.(2014·安徽,9)某太阳能热水器装有100 kg初温为20 ℃的冷水,经过一天的太阳照射,水温升高到65 ℃,则这些水吸收的热量假如用功率为2 kW的电热水器产生,则通电的时间为 s。〔已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)〕 ‎ ‎3.(2013·安徽,10)如图,小灯泡L1与L2均标有“1.5 V　0.3 A”字样,AB两端的电压U=1.5 V。开关S断开时,通过L2的电流为 A。闭合开关S,两只小灯泡消耗的总电功率为 W。‎ ‎4.(2013·安徽,21)某家庭用一个标有“220 V　1 000 W”的电热水器来烧水。该电热水器正常工作20 min,可将质量为5 kg温度为20 ℃的水加热到60 ℃。水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。求这段时间内:‎ ‎(1)水吸收的热量;‎ ‎(2)电热水器消耗的电能;‎ ‎(3)电热水器的热效率(水吸收的热量与消耗的电能之比叫热效率)。‎ ‎5.(2012·安徽,20)李明同学设计了图示电路测量小灯泡的电功率。‎ ‎(1)根据图示电路(实物图),在方框内画出电路图。‎ ‎(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至 (选填“A”或“B”)端。‎ ‎(3)实验时,电压表的示数为U,电流表的示数为I,该同学利用P=UI计算出小灯泡的电功率。若考虑电表的电阻对测量的影响,则电功率的测量结果与真实值相比偏 (选填“大”或“小”),原因是 。‎ ‎6.(2012·安徽,22)某同学家的电子式电能表上个月月初、月末的表盘如图所示。表盘上“1 600 imp/kW·h”表示每用电1 kW·h指示灯闪烁1 600次。根据表盘上的信息,回答下列问题:‎ ‎(1)该同学家上个月共用电多少kW·h?‎ ‎(2)该同学家同时使用的用电器总功率不得超过多少?‎ ‎(3)若只让一个标有“220 V　484 W”的电热器工作3 min,观察到电能表的指示灯闪烁了32次,则该同学家的实际电压是多大?(设电热器的电阻不变)‎ ‎7.(2012·安徽,23)有一种装饰用的小彩灯,如图甲所示,它的内部是由一个定值电阻与灯丝并联而成,等效电路如图乙所示。已知灯丝的电阻R1=10 Ω,定值电阻R2=1000 Ω,‎ ‎(1)求这个小彩灯的电阻。(结果保留一位小数)‎ ‎(2)若将一个小彩灯接在电压为1.5 V的电源两端,求通过灯丝R1的电流大小。‎ ‎(3)如图丙所示,将数十个小彩灯串联后接在电压为U的电源两端,均正常发光(图中只画出3个,其他未画出)。若其中一个灯的灯丝断了,其他小彩灯的亮度如何变化?写出你的判断依据。‎ ‎8.(2011·安徽,17)如果加在某定值电阻两端的电压从6 V升高到10 V,通过该电阻的电流变化了0.1 A,则该电阻的电功率变化了( )‎ A.1.6 W B.4.0 W C.0.4 W D.3.4 W ‎9.(2010·安徽,3)用两节串联后的干电池给小灯泡供电,电压是3 V,小灯泡发光时通过的电流为0.3 A,此时小灯泡的电阻为 Ω,工作0.5 min消耗的电功为 J。‎ ‎10.(2010·安徽,6)如图是测定小灯泡电功率的实验电路。闭合开关S,使滑片P向左不断移动,则电流表的示数 (选填“增大”“不变”或“减小”),小灯泡消耗的电功率 (选填“增大”“不变”或“减小”)。‎ 二、考点考法集训 ‎1.(2014·广东揭西模拟)如图所示的几种用电器工作时,以电能转化成内能为应用目的的是( )‎ ‎2.(2012·福建三明中考)物理关系式不仅反映了物理量之间的关系,也确定了单位间的关系。如关系式p=FS,既反映了压强和压力、受力面积之间的关系,也确定了Pa(帕)与N(牛)和m2(平方米)的比值等效(即Pa与N/m2等效)。现有物理量单位:N(牛)、m(米)、s(秒)、W(瓦)、A(安)、V(伏)和Ω(欧),下列由它们组合成的单位不与功的单位J(焦)等效的是( )‎ A.N·m B.V·A·s C.W·s D.A·Ω·s ‎3.(2014·四川遂宁)王梅发现她家新买的白炽灯用过一段时间后,在相同电压下发光时要暗一些,从物理学的角度看是因为灯发光时,温度升高,灯丝发生了 现象(填物态变化的名称),使灯丝变细,导致灯丝电阻变 ,消耗的实际功率变 的缘故。‎ ‎4.(2014·四川达州)一台线圈电阻为0.3 Ω电动机,接在12 V的电源上时,通过电动机的电流为0.5 A,在2 min内电流产生的热量是 J,转化成的机械能是 J。‎ ‎5.(2014·广西玉林)在测量标有额定电压为2.5 V的某小灯泡的电功率实验中,选用的电源电压为4.5 V,图乙是未连接完整的实验电路。‎ ‎(1)请你用笔画线代替导线,根据图甲所示的电路图完成图乙所示的实物图连接。‎ ‎(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于 (选填“A”或“B”)端。‎ ‎(3)闭合开关后,缓慢移动滑动变阻器的滑片P,当电流表的示数如图丙所示时,其示数为 A。‎ ‎(4)改变滑片P的位置,获得多组对应的电压,电流值,如下表所示,由表可知,随着电压的增大,小灯泡消耗的功率 (选填“增大”“不变”或“减小”),当小灯泡正常工作时,其功率为 W,其电阻为 Ω(结果保留1位小数)。‎ ‎(5)根据下表中数据,请在图丁中画出UI关系图象。‎ 数据序号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ 发光情况 熄灭 熄灭 微光 较暗 不很亮 较亮 明亮 电压U/V ‎0.1‎ ‎0.5‎ ‎0.9‎ ‎1.3‎ ‎1.7‎ ‎2.1‎ ‎2.5‎ 电流I/A ‎0.10‎ ‎0.32‎ ‎0.38‎ ‎0.42‎ ‎0.48‎ ‎0.52‎ ‎0.56‎ ‎(6)根据表中的数据,画出的图线是 (选填“直线”或“曲线”),原因是不同电压下,灯丝的电阻随温度的升高而 (选填“增大”“不变”或“减小”)。‎ ‎6.(改编题)表一是某电热水壶的铭牌;表二是小丽探究该电热水壶效率所记录的数据。‎ 表一:‎ 产品型号 SWF12P1A—150‎ 额定电压U/V ‎220‎ 电源频率f/Hz ‎50‎ 额定功率P/W ‎1100‎ 容量V/L ‎1.2‎ 表二:‎ 电源电压U电/V ‎220‎ 壶内水的质量m/kg ‎1‎ 水的初温t1/℃‎ ‎32‎ 水的沸点t2/℃‎ ‎98‎ 水从初温加热至刚沸腾的时间t/s ‎300‎ 求:(1)电热水壶的电阻。‎ ‎(2)当电热水壶实际工作电压为110 V时,它的实际功率。‎ ‎(3)电热水壶的效率。〔c水=4.2×103J/(kg·℃)〕‎ ‎(4)小丽关闭了家中其他用电器,只让这个电热水壶工作,并且她查看了电能表,表上标有“600 r/(kW·h)”字样,求电热水壶把这壶水加热到沸腾时,电能表转了几转?‎ ‎##‎ ‎【考题集粹·试做】‎ ‎1.答案:0.4　24‎ 解析:串联电路中总阻值等于串联的各电阻之和,R=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω,电路中的电流I=UR=6V30Ω=0.2A;由P=UI=I2R得:R1的电功率P1=I2R1=(0.2A)2×10Ω=0.4W;电阻R2产生的热量Q2=I2R2t=(0.2A)2×20Ω×30s=24J。‎ ‎2.答案:9450‎ 解析:水吸收的热量 Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(65℃-20℃)=1.89×107J;‎ 由Q吸=W=Pt可知,‎ t=Q吸P=1.89×107J2000W=9450s。‎ ‎3.答案:0.3　0.9‎ 解析:(1)当开关S断开时,电路为L2的简单电路,‎ 因为灯泡两端的电压和额定电压相等,所以通过L2的电流和额定电流相等,即为0.3A;‎ ‎(2)当闭合开关S时,两只小灯泡并联,‎ 因为并联电路中各支路两端的电压相等,所以此时通过两灯泡的电流均为0.3A,‎ 因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路中的电流为I=2×0.3A=0.6 A,‎ 两只小灯泡消耗的总电功率:‎ P=UI=1.5V×0.6 A=0.9 W。‎ ‎4.答案:(1)Q=cm(t-t0)=4.2×103×5×(60-20)J=8.4×105J ‎(2)W=Pt=1000×20×60J=1.2×106J ‎(3)η=QW×100%=8.4×1051.2×106×100%=70%‎ 解析:(1)知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温,利用吸热公式求水吸收的热量;‎ ‎(2)根据W=Pt即可求出电热水器消耗的电能;‎ ‎(3)根据η=QW×100%即可求出电热水器的热效率。‎ ‎5.答案:(1)如图所示 ‎(2)A　(3)大　电流表测量的是通过小灯泡和电压表的总电流,该电流比通过小灯泡的电流大,电压表测量的是小灯泡两端的电压,故电功率的测量结果与真实值相比偏大。‎ 解析:(2)由电路图知,当滑动变阻器滑片在A端时,滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值,因此闭合开关前,滑动变阻器滑片应移至A端;‎ ‎(3)由电路图知,电压表并联在灯泡两端,电压表的测量值U与真实值相等;电流表测的是流过灯泡与电压表的电流之和,电流表的测量值I比真实值大,因此由P=UI求出的小灯泡电功率的测量值比真实值大。‎ ‎6.答案:(1)95 kW·h　(2)2 200 W　(3)200 V 解析:(1)本月消耗的电能:W=12614.6kW·h-12 519.6 kW·h=95 kW·h。‎ ‎(2)因为“220V”表示这个家庭电路的额定电压,“10A”表示电能表的标定电流,所以电能表正常工作时的最大功率为:P=UI=220V×10A=2200W。‎ ‎(3)因为电能表的指示灯闪烁了32次,所以电热器消耗的电能为:‎ W=32imp1600imp/(kW·h)=0.02kW·h=7.2×104J,‎ 而t=3min=180s,‎ 所以电热器的实际功率为:‎ P=Wt=7.2×104J180s=400W,‎ 又因为U额=220V,P额=484W,‎ 所以电热器的电阻为:‎ R=U额2P额=(220V)2484W=100Ω,‎ 而P=U2R,‎ 所以该同学家的实际电压为:‎ U实=PR=400W×100Ω=200V。‎ 点拨:本题分析思路如下 ‎7.答案:(1)9.9Ω　(2)0.15A　(3)见解析 解析:(1)这个小彩灯的电阻:‎ R=R1R2R1+R2=10Ω×1000Ω10Ω+1000Ω≈9.9Ω;‎ ‎(2)通过灯丝R1的电流:‎ I=UR1=1.5V10Ω=0.15A;‎ ‎(3)其他灯泡变暗。‎ 判断依据:当其中一个灯泡的灯丝断了,该灯泡的电阻变大,其他小彩灯的电阻不变,总电压不变,与该灯泡串联的其他每个小彩灯分得的电压变小、功率变小、灯泡变暗。‎ 点拨:(1)根据电阻的并联特点求出这个小彩灯的电阻。‎ ‎(2)根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过灯丝R1的电流大小。‎ ‎(3)当灯丝断了则电阻R2串联如电路中,该灯泡的总电阻变大,根据欧姆定律可知电路中电流的变化,根据P=I2R可知其他灯泡实际功率的变化,根据灯泡的亮暗取决于实际功率的大小可知灯泡亮暗的变化。‎ ‎8.A　解析:电阻两端的电压变化,电阻不变,当电阻两端的电压为6V时,通过电阻的电流为I1=6VR,该电阻的电功率为P1=(6V)2R;当电阻两端的电压为10V时,通过电阻的电流为I2=10VR,该电阻的电功率为P2=(10V)2R,电流变化ΔI=I2-I1=10VR-6VR=0.1A,所以R=40Ω,所以该电阻的电功率变化了ΔP=P2-P1=(10V)2R-(6V)2R=(10V)240Ω-(6V)240Ω=1.6W。‎ ‎9.答案:10　27‎ 解析:已知灯泡两端的电压是3V,发光时通过灯泡的电流为0.3A,由欧姆定律的变形公式求得R=10Ω;已知灯泡工作时间t=0.5min=30s,消耗的电功W=UIt=3V×0.3A×30s=27J。‎ ‎10.答案:增大　增大 解析:当滑片向左移动时,滑动变阻器接入电阻减小,则由欧姆定律可知电路中电流增大;由P=I2R可得小灯泡消耗的电功率增大。‎ 二、考点考法集训 ‎1.D　解析:电动自行车、抽油烟机把电能转化为机械能,电视机把电能转化为内能和光能,电烤箱把电能转化为内能。‎ ‎2.D　解析: (1)由公式W=Fs,W的单位:J,F的单位:N,s的单位:m,可知:1J=1N·m,即N·m与功的单位J等效;(2)由公式W=UIt,W的单位:J,U的单位:V,I的单位:A,t的单位:s,可知1J=1V·A·s,即V·A·s与功的单位J等效;(3)由公式W=Pt,W的单位:J,P的单位:W,t的单位:s,可知:1J=1W·s,即W·s与功的单位J等效;(4)由公式W=I2Rt,W的单位:J,I的单位:A,t的单位:s,可知:1J=1A2·Ω·s,即A2·Ω·s与功的单位J等效,功的单位J不与A·Ω·s等效。‎ ‎3.答案:升华　大　小 解析:因电灯工作时温度特别高,所以需要选择熔点较高的钨丝做灯丝,灯丝在高温下会发生升华现象变成气态钨;在灯丝的长度、材料等不变的情况下,灯丝的横截面积越小,其电阻会越大;家庭电路的电压220V不变,灯泡重新接入家庭电路中,根据P=U2R可知灯泡的实际功率变小。‎ ‎4.答案:9　711‎ 解析:电动机线圈产生的热量 Q=I2Rt=(0.5A)2×0.3Ω×2×60s=9J;‎ 电流做的功 W=UIt=12V×0.5A×2×60s=720J,‎ 转化成的机械能 W'=W-Q=720J-9J=711J。‎ ‎5.答案:(1)电路如图所示 ‎(2)B　(3)0.12　(4)增大　1.4　4.5‎ ‎(5)UI关系如图 ‎(6)曲线　增大 解析:(1)滑动变阻器应“一上一下”串联在电路中,且由电路图可知所使用的下接线柱为A;‎ ‎(2)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应位于最大阻值处,即B端;‎ ‎(3)由图乙知,电流表的量程应为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.12A;‎ ‎(4)由表格中数据知,灯泡中电流随两端实际电压的增大而增大,由P=UI,分析可知,随着电压的增大,小灯泡消耗的功率增大;当U=2.5V时,I=0.56A,则P=UI=2.5V×0.56A=1.4W;R=UI=2.5V0.56A≈4.5Ω;‎ ‎(6)根据表格中数据描点,用平滑曲线连接作出UI关系图象,图象为曲线。结合欧姆定律可看出,小灯泡灯丝电阻随电压增大而增大。‎ ‎6.答案:(1)44Ω　(2)275W　(3)84%　(4)55转 解析:(1)电热水壶的电阻 R=U2P=(220V)21100W=44Ω ‎(2)电压为110V时它的实际功率 P实=U实2R=(110V)244Ω=275W ‎(3)水吸收的热量为:‎ Q吸=cm(t-t0)‎ ‎=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(98-32)℃‎ ‎=2.772×105J 这个过程中消耗的电能为:‎ W=Pt=1100W×300s=3.3×105J 电热水壶的效率为:‎ η=Q吸W=2.772×105J3.3×105J=84%‎ ‎(4)由于3.3×105J=11120kW·h,所有电能表转盘转过的圈数为:‎ ‎600r/kW·h×11120kW·h=55r。‎