河北省中考物理考点：第16讲电能电功电功率 复习试题

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　　第16讲　电能　电功　电功率
　　命题点1　电能表的相关计算
　　1．(2016·河北)小明家新买了一个电热水器，刚接入电路，家里的空气开关就断开了．他猜想造成空气开关断开的原因是：①连入电路中的用电器总功率过大：②电热水器或插头处短路．于是他请电工师傅检修后，将空气开关复位，只让电热水器单独工作，家里标有“2 000 r/kW·h”电能表的转盘3 min内转了100转，电热水器的功率为1000 W．小明猜想②(填序号)是正确的．(己知电热水器接入电路前，小明家正在使用的用电器的总功率约为3 200 W，空气开关允许通过的最大电流为40 A)
　　2．(2013·河北)小明去打开水，水未开，此时观察到温度计示数为77 ℃，电能表示数为08640；水开时，温度计示数为97 ℃，电能表示数为08654，电热水器消耗了5.04×106__J的电能．第二天小明又去打水，发现水仍未开，水的温度为t，等到水开时温度计示数为98 ℃，这段时间内电热水器消耗的电能为2.1 kW·h，则 t＝68 ℃.两天水开时的温度不同，是由于液体的沸点与液面上的气压大小有关. [c水 ＝ 4.2×103 J/(kg·℃)，电路中只有电热水器，且水的质量相等，不计热损失]
　　3．(2012·河北)小明家有额定功率均为40 W的电风扇和白炽灯，它们正常工作相同的时间，白炽灯产生的热量多．小明家还有一个“220 V　1 500 W”的电热水器，将其单独连接在电路中，发现电能表(如图所示)上的铝盘121 s内转了125转，电热水器消耗了1.5×105 J的电能，他家的实际电压为200 V．(电热水器内电阻丝的阻值不变)
　　命题点2　动态电路综合分析
　　4．(多选)(2016·河北)如图所示，电源电压不变．下列说法正确的是(ACD )
　　A．只闭合S1，将P向左移动一段距离，电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值不变
　　B．只闭合S1，将P向左移动，R1消耗的功率增加
　　C．开关都闭合，将P向左移动，电压表的示数不变，电流表的示数变小
　　D．开关都闭合，将P向左移动，L消耗的功率不变，R2消耗的功率变小
　　命题点3　电功率综合计算
　　5．(2016·河北)如图甲所示，电源电压可调，灯泡L规格为“15 V　45 W”，且灯丝电阻不随温度变化．电流表量程为“0～0.6 A”和“0～3 A”，滑动变阻器R的规格分别为“25 Ω　2 A”和“10 Ω　3 A”．
　　甲                     　　乙
　　(1)将电源电压调到18 V，闭合开关，移动P，使灯泡正常发光．求灯泡的电阻和灯泡消耗的最小功率．
　　(2)将电源电压调到15 V，用定值电阻R0替换灯泡，滑片P置于中点A，闭合开关，电流表指针指到满偏刻度的三分之二位置(可能重新选择了电表最程和变阻器R)．然后将滑片P从A移到最左端B，两表示数的I－U关系如图乙所示．通过计算判断所用变阻器的规格．
　　解：(1)由得：灯丝电阻R1＝＝＝5 Ω
　　灯泡正常发光时，通过的电流I1＝＝＝3 A通过变阻器的电流大于2 A，所以R为“10 Ω　3 A”的变阻器．因为灯泡L与变阻器R串联，所以灯泡消耗的功率最小时，电路中电流最小，电阻最大，则P1最小＝I′RL＝()2RL＝()2×5 Ω＝7.2 W
　　(2)由题意和图可知，P在中点时，UA＝10 V，电流可能为2 A或0.4 A
　　①当LA1＝2 A时，变阻器R1最大＝＝2×＝5Ω
　　②当IA2＝0.4 A时，变阻器R2最大＝2＝2×＝25 Ω
　　由题意可知，所用变阻器的规格为“25 Ω　2 A”
　　6．(2013·河北)如图甲所示，L上标有“6 V　3 W”字样，电流表量程为0～0.6 A，电压表量程为0～15 V，变阻器R的最大电阻为100 Ω.只闭合S1，滑片置于a点时，变阻器连入电路中的电阻为Ra.电流表示数为Ia.只闭合S2，移动滑片P，变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图乙所示；当滑片P置于b点时，电压表示数Ub＝8 V，电流表示数为Ib.已知Ra∶R0＝12∶5，Ia∶Ib＝3∶5.(灯丝电阻不随温度变化)求：
　　(1)小灯泡的电阻；
　　(2)定值电阻R0和电源电压；
　　(3)在电表的示数不超过量程，灯泡两端的电压不超过额定值的情况下，只闭合S1时，变阻器连入电路的最小电阻为多少；只闭合S2时，电路消耗的最小功率为多少？
　　解：(1)因为I＝　P＝UI，则小灯泡的电阻：RL＝＝＝12 Ω
　　(2)只闭合S2，R与R0串联，滑片P置于b点时，Ub＝8 V，由图可知电阻Rb＝16 Ω，
　　则电流Ib＝＝＝0.5 A
　　电源电压：U＝Ib(Rb＋R0)＝0.5 A×(16 Ω＋R0)　①
　　只闭合S1，R与L串联，当滑片P置于a点，由于Ia∶Ib＝3∶5，则Ia＝0.3 A
　　电源电压：U＝Ia(Ra＋RL)＝0.3 A×(Ra＋12 Ω)　②
　　已知Ra∶R0＝12∶5，再由①②式，可得：R0＝20 Ω，U＝18 V
　　(3)只闭合S1，变阻器与L串联，
　　灯泡正常工作时的电流：I＝＝＝0.5 A
　　电流表的量程大于灯的额定电流，则电路中最大电流等于灯的额定电流0.5 A，电路中的电流为0.5 A时，
　　变阻器两端的电压为：18 V－6 V＝12 V，没有超过电压表的量程，可得变阻器的最小电阻：
　　R最小＝＝＝24 Ω
　　只闭合S2，变阻器两端电压为15 V时，连入电路中的电阻最大，
　　由于＝，则变阻器接入电路的最大电阻R最大＝100 Ω
　　电路消耗的最小功率：P最小＝＝＝2.7 W
　　7．(2012·河北)如图所示的电路中，电源电压保持不变．灯泡标有“2 V　2 W”字样．闭合开关S，当滑片P置于a点时，灯泡正常发光，电压表V1的示数为4 V；当滑片P置于b点时，电压表V1与电压表V2的示数之比为8∶11.已知滑片P分别置于a、b两点时，灯泡消耗的功率之比为4∶1.(灯丝电阻不随温度改变)求：
　　(1)灯丝电阻；
　　(2)滑片P分别置于a、b两点时，电路中的电流之比；
　　(3)R0的阻值．
　　解：(1)因为I＝，P＝UI，则灯丝的阻值RL＝＝＝2 Ω
　　(2)因为P＝I2R，当滑片P分别置于a、b两点时，灯泡消耗的功率之比为 ＝ ＝
　　则电路中的电流之比＝
　　(3)当滑片P置于a点时，L、Ra、R0串联，灯泡正常发光
　　Ra两端的电压：Ua＝4 V－2 V＝2 V
　　则Ra＝RL＝2 Ω
　　当滑片P置于b点时，L、Rb、R0串联，电压表测量L与Rb两端电压，电压表测量Rb与R0两端电压
　　所以＝＝　①
　　电源电压不变Ia(R0＋4 Ω)＝Ib(2 Ω＋Rb＋R0)
　　则Rb＝R0＋6 Ω　②
　　将②式代入①式解得R0＝8 Ω
　　8．(2011·河北)图甲是小明设计的调光电路图，他将粗细均匀的电阻丝AB通过滑片P连入电路，小灯泡的额定电压为6 V．闭合开关S后，滑片P从最左端A滑到最右端B的过程中，小灯泡的I－U关系图像如图乙所示．(电阻丝AB的阻值不随温度变化)求：
　　(1)小灯泡的额定功率；
　　(2)电阻丝AB的阻值；
　　(3)当AB连入电路的阻值R1＝2.5 Ω时，灯泡消耗的功率为3.2 W，此时灯丝的阻值为多少．
　　解：当滑片P在B端时，由图可知电源电压与小灯泡额定电压相等为6 V，对应的电流为1 A
　　小灯泡的额定功率：PL＝ULIL＝6 V×1 A＝6 W
　　(2)当滑片P在A端时，由图得小灯泡两端的电压为1.5 V，电流I小＝0.5 A
　　由于R与L串联，则电阻丝两端电压：U丝＝6 V－1.5 V＝4.5 V
　　由欧姆定律得电阻丝AB的电阻：R＝＝＝9 Ω
　　(3)灯泡消耗的功率为：P＝I2R灯＝()2R灯
　　将U＝6 V、R1＝2.5 Ω、P＝3.2 W代入上式中，解得：R灯1＝1.25 Ω；R灯2＝5 Ω
　　由图可知，灯泡连入电路中的最小阻值为R灯最小＝＝3 Ω
　　所以R灯1＝1.25 Ω不合题意，舍去，则R灯＝5 Ω
　　绿版练
　　1．(2016·武汉)如图所示分别是小明家上月初和月末的电能表的表盘，表盘上“1 600 imp/(kW·h)”表示每消耗1 kw·h的电能，指示灯闪烁1 600次，下列选项正确的是(D)
　　A．指示灯闪烁越快，电能表所在电路消耗的电能越多
　　B．小明家上月消耗的电能为911 kW·h
　　C．小明家干路中的电流不得超过10 A
　　D．断开其他用电器，只让电饭锅单独工作2 min，指示灯闪烁32次，此时电饭锅的功率为600 W
　　2．(2016·扬州)图甲中的A、B分别为小灯泡和定值电阻的I－U图象，小灯泡和电阻的连接情况如图乙所示，电源电压8 V，下列说法正确的是(B)
　　A．小灯泡电阻随温度的升高而减小
　　B．灯泡的实际电功率为0.6 W
　　C．电阻的阻值为0.05 Ω
　　D．电阻的电功率为0.8 W
　　3．(2016·德州)如图所示的电路中，电源电压和灯泡电阻都保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P由中点向右移动时，下列判断正确的是(D)
　　A．电压表和电流表的示数都增大，电路总功率变大
　　B．电压表和电流表的示数都减小，电路总功率变小
　　C．电流表示数增大，电压表示数变大，灯泡变亮
　　D．电流表示数变小，电压表示数不变，灯泡亮度不变
　　4．(2015·临沂)如图所示，将标有“12 V　6 W”的灯泡L1和“6 V　6 W”的灯泡L2并联后，接在6 V的电源上(设灯丝电阻不变)，则(D)
　　A．两灯的实际功率之和等于12 W
　　B．两灯的实际功率之和大于12 W
　　C．灯泡L1比灯泡L2亮
　　D．灯泡L2比灯泡L1亮
　　5．(2016·南京)如图甲所示电路，电源电压不变，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器．闭合开关，将滑动变阻器滑片由一端移到另一端的过程中，电路中电流表示数和电压表示数的关系如图乙所示，则滑动变阻器滑片由一端移到另一端的过程中(A)
　　A．电路总功率的最小值为1.8 W
　　B．电路总功率的最大值为5.4 W
　　C．定值电阻电功率的最小值为1.35 W
　　D．定值电阻电功率的变化量为4.05 W
　　6．(2016·遵义)如图所示的电路中，电源电压不变，开关S闭合，滑动变阻器滑片P在a端时，电流表的示数为2.4 A，电压表的示数为12 V；滑片P移动到中点时，R1消耗的功率为P1；滑片P移到b点时，R1消耗的功率为P1′，P1∶P1′＝25∶9，滑片P在中点和在b端时，R2消耗的功率之比为(D)
　　A．1∶2　        B．5∶3　          C．25∶9　         D．25∶18
　　7．(2015·苏州)如图所

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