全国通用版2020中考物理大一轮第15章电功与电功率第一节电能与电功率素养全练含解析.docx

1、电功与电功率基础夯实1.(2019四川自贡中考)某房间原来只接有一只标有“PZ220-40”的灯泡,小明又用一只完全相同的灯泡,将它们串联在一起,在电源电压不变的情况下,房间内的总亮度将()A.变亮B.变暗C.不变D.无法确定答案B解析因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以两灯泡串联时的总电阻大于其中一个灯泡的电阻,在电源电压不变的情况下,由P=UI=可知,电路的总功率变小,房间内的总亮度变暗。2.关于如图所示的电能表,下列说法正确的是()A.电能表的示数是812.4度B.电能表在使用时正常工作电流为10 A或20 AC.电能表应该在220 V的直流电路中使用D.电能表上的转盘转过600转,

2、说明用电器消耗的电能是3.6103 J答案A解析电能表显示数字中最后一位是小数,该电能表此时示数为812.4 kWh=812.4度,故A正确;10(20) A的意思,10 A是指电能表的标定电流,最大电流不允许超过20 A,故B错误;“220 V”表示这个电能表应该在电压为220 V的交流电路中使用,即该电能表的额定电压是220 V,故C错误;600 r/(kWh)表示电能表上转盘转600转,电能表上的用电器消耗的电能是1 kWh=3.6106 J,故D错误。3.甲、乙两只灯泡,其I-U关系图象如图所示,现将甲、乙两灯并联在电路中,当通过甲灯的电流为0.6 A时,电路消耗的总功率是()A.1.

3、2 WB.0.8 WC.1.8 WD.3 W答案D解析将甲、乙两灯并联在电路中,由图象可知,当通过甲灯的电流为0.6 A时,甲灯两端的电压U甲=3 V,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以电源电压U=U乙=U甲=3 V,由图象可知,乙灯两端的电压U乙=3 V时,通过乙灯的电流I乙=0.4 A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以电路中的总电流I=I甲+I乙=0.6 A+0.4 A=1 A,电路消耗的总功率P=UI=3 V1 A=3 W。4.(2019浙江宁波中考)如图甲所示电路,分别把定值电阻R1、R2(R1R2)接入A、B之间后进行实验,并根据电流表和电压表示数画出A、B之间电阻的

4、P-U图象,如图乙所示。如果把R1和R2并联后接入A、B之间进行实验,同理,可以在图乙中画出它的P-U图象。则图象所对应的电阻和图象所在的区域分别是()A.R1和B.R1和C.R2和D.R2和答案C解析根据乙图中图象可知,当两电阻分别接入电路后两端电压相同时,中的功率大于中的功率,即P1P2,又因为功率P=,以及R1R2,当两电阻分别接入电路后,两端电压相同时,电阻较小的R2功率大于电阻R1的功率,所以图象对应的电阻是R2;如果把R1和R2并联后接入A、B之间进行实验,由,可得并联之后A、B间的电阻要小于R1,同时也小于R2,根据功率P=可知,在A、B间电压相同时,两电阻并联后电阻最小,此时的

5、功率应该最大,则图象应该在的上方,所以图象所在的区域应在区域。5.现有L1“6 V3 W”和L2“6 V9 W”两只小灯泡,若将两灯串联接入电源电压为12 V的电路中,假设灯泡电阻不变。下列说法正确的是()A.两灯均能正常发光B.两灯的额定电流相同C.灯L1可能被烧毁D.灯L2可能被烧毁答案C解析已知灯泡的额定电压都是6 V,由P=UI可得,两灯的额定电流分别为I1额=0.5 A,I2额=1.5 A,所以两灯的额定电流不相同,故B错误;由欧姆定律可得,两灯的电阻分别为R1=12 ,R2=4 ,在串联电路中,由串联分压规律可得,所以两灯串联在12 V电源上有,所以U1实=U=12 V=9 V,U

6、2实=U=12 V=3 V,已知U1额=6 V,而U1实=9 V,所以L1不能正常发光,并且有烧毁的危险,故C正确;已知U2额=6 V,而U2实=3 V,所以L2不能正常发光,发光较暗,但不会被烧毁,故D错误;所以两只灯泡都不能正常发光,故A错误。6.在如图所示的电路中,电源的输出电压恒定不变,现将一个灯泡L接在离电源很近的A、B两点时,灯泡L的功率为25 W,若将灯泡L接在离电源较远的C、D两点时,灯泡L的功率为16 W。则此时输电导线AC、BD共同消耗的功率为()A.1 WB.2 WC.4 WD.9 W答案C解析设灯泡L接在A、B两点时,电路的电流为I1,则P1=RL=25 W,若将灯泡L

7、接C、D两点时,电路的电流为I2,则P2=RL=16 W,由两式可得I1I2=54,若将灯泡L接C、D两点时,电路的总功率为:P3=UI2,则,即P3=25 W=20 W,所以导线AC和BD消耗的总功率为P=P3-P2=20 W-16 W=4 W。7.(2019内蒙古通辽中考)某建筑工地需要架设临时供电线路,实现照明和电加热功能,其简化电路如图所示,供电处电压U不变,从供电处到工地用长导线(有电阻)连接。闭合开关S1、S2时,加热器和照明灯同时工作。断开S2后与断开S2前相比较,下列说法正确的是()A.照明灯亮度不变B.照明灯亮度变暗C.相同时间内长导线上消耗的电能不变D.相同时间内整个供电线

8、路消耗的电能减少答案D解析设长导线的电阻为R0,由图知,闭合开关S1、S2时,灯泡与加热器并联后再与R0串联,设此时灯泡两端电压为UL,断开开关S2时,灯泡与R0串联,设此时灯泡两端电压为UL;由于并联电路的总电阻小于任何一个分电阻,所以,断开开关S2时,灯泡的电阻大于灯泡与加热器并联的总电阻,导线的电阻不变,根据串联电路的分压规律可知,灯泡两端的电压变大,即ULUL,灯泡的电阻可认为不变,由P=知,PLPL,即断开开关S2时,灯泡的实际功率变大,所以灯泡变亮,故A、B错误;由前面解答可知,断开开关S2时,整个电路的电阻变大,电源电压不变,由欧姆定律知,电路中电流减小,导线的电阻不变,由公式W

9、=I2Rt知,单位时间内长导线上消耗的电能减少,故C错误;断开开关S2时,整个电路的电阻变大,电源电压不变,由W=t知,单位时间内整个供电线路消耗的电能减少,故D正确。8. (2019辽宁辽阳中考)如图是威威家的电能表,由表盘上的信息可知,他家同时使用的用电器总功率不能超过 W。威威家有一台烤面包机,铭牌上标有“220 V900 W”的字样,某次烤面包机单独正常工作时,电能表的转盘转了45转,则此次烤面包机工作了 min。答案4 4001解析由电能表参数可知,电能表正常工作时的电压为220 V,允许通过的最大电流为20 A,他家同时使用用电器的最大总功率P大=UI=220 V20 A=4 40

10、0 W;用电器消耗的电能为W= kWh=0.015 kWh;根据W=Pt可知用电器工作的时间为t= h=1 min。9.(2019四川乐山中考)LED灯具有节能、环保的特点。一个“220 V5 W”的LED灯与一个“220 V60 W”的白炽灯亮度相当。若一个“220 V60 W”的白炽灯每天正常工作4小时,30天消耗的电能是 kWh,这些电能可供“220 V5 W”的LED灯正常工作小时。答案7.21.44103解析若一个“220 V60 W”的白炽灯每天正常工作4小时,则30天消耗的电能W=Pt=6010-3 kW4 h30=7.2 kWh;这些电能可供“220 V5 W”的LED灯正常工

11、作的时间t=1.44103 h。10.一个蓄电池,工作电压是12 V,容量是5 Ah。“容量是5 Ah”表示的物理意义是。这个蓄电池充满电后,储存的电能约为 J。答案以5 A的电流放电,可以工作1小时216 000解析“容量是5 Ah”表示的物理意义是:以5 A的电流放电,可以工作1小时;这个蓄电池充满电后,储存的电能约为W=UIt=12 V5 A3 600 s=216 000 J。11.小明家有一只电暖器,上面标有“220 V110 W”字样。当电暖器正常工作时,通过电热丝的电流是 A。答案0.5解析由P=UI可得,电暖器正常工作时通过它的电流I=0.5 A。12.(2019黑龙江中考)如图

12、为某同学家电能表的表盘,现在他要用该电能表测量家里电饭煲的实际功率,让该电饭煲单独工作30 min,消耗的电能是0.5 kWh,则电能表转盘转圈,这段时间电饭煲消耗的实际功率是 W。答案1 5001 000解析3 000 r/(kWh)表示的是电路中每消耗1 kWh的电能,电能表的转盘转3 000 r,则消耗0.5 kWh的电能,电能表转盘的转数n=3 000 r/(kWh)0.5 kWh=1 500 r;电饭煲消耗的实际功率P=1 kW=1 000 W。13.把标有“1 A6 W”的L1和“2 A6 W”的L2两个灯泡并联接入电路中,如图所示,让其中一个灯泡正常发光,另一个灯泡的实际功率不超

13、过额定功率,则两灯泡消耗的实际功率之和为 W。(假设灯泡的电阻不变)答案7.5解析由P=UI可得,两灯泡的额定电压分别为U1=6 V,U2=3 V,因并联电路中各支路两端的电压相等,且让其中一个灯泡正常发光,另一个灯泡的实际功率不超过额定功率,所以电路两端的电压U=U2=3 V,此时L2正常发光,则L2的实际功率为6 W,灯泡L1的电阻R1=6 ,此时L1的实际功率P1实=1.5 W,两灯消耗的实际总功率:P=P1实+P2实=1.5 W+6 W=7.5 W。14.小明家的电能表如图所示,如果家中只开一台标有“220 V1 000 W”的电饭煲时发现2 min内电能表的表盘转过81 r,则他家的

14、实际电压为 V。答案198解析由“3 000 r/(kWh)”可知电路中每消耗1 kWh的电能,电能表转盘转3 000 r。当电能表转盘转过81 r时,电饭煲消耗的电能W= kWh=0.027 kWh;工作时间t=2 min= h,电饭煲的实际功率P实际=0.81 kW=810 W;由P=可得电饭煲的电阻R=48.4 ,由P=可得电饭煲的实际电压为U实际=198 V。15.南开中学物理兴趣小组设计了如图甲所示的电路,电源为电压可调的学生电源,R为20 的定值电阻,小灯泡L上标有“6 V1.2 W”。小组根据记录的电流表和电压表的示数,描绘出如图乙所示的I-U关系图。把电源电压调为2 V时,干路

15、电流为 A;调节电源电压,当电路消耗的总功率为1.35 W时,小灯泡的实际功率为 W。答案0.40.9解析由电路图可知,灯泡L与电阻R并联,电压表测并联部分两端的电压,电流表测干路中的电流。由乙图象可知,当电压表的示数为2 V时,电流表的示数即干路电流为0.4 A;由乙图象可知,电路中电流I=0.45 A,电源电压U=3 V时,小灯泡与定值电阻R0消耗的总功率为P总=UI=3 V0.45 A=1.35 W,由并联电路中各支路两端的电压相等,则由欧姆定律可得,通过R的电流IR=0.15 A,由并联电路中干路电流等于各支路电流之和,则通过小灯泡L的电流IL=I-IR=0.45 A-0.15 A=0

16、.3 A,则灯泡的实际功率PL=UIL=3 V0.3 A=0.9 W。16.(2019山东淄博中考)灯泡L的电流随电压变化的图象如图甲所示,将此灯泡与定值电阻R接入图乙所示的电路中,只闭合开关S,小灯泡的实际功率为0.5 W,则电源电压是 V;再闭合开关S1,电流表的示数变化了0.1 A,则R的阻值是 ;通电1 min,定值电阻R消耗的电能是 J。答案22012解析由小灯泡的I-U图象可知,当灯泡的实际功率为0.5 W时,UL=2 V,IL=0.25 A,由图乙所示电路图可知,只闭合开关S时,只有灯泡接入电路,灯泡两端电压等于电源电压,则电源电压U=UL=2 V;由图乙所示电路图可知,闭合开关

17、S后再闭合开关S1,灯泡与电阻R并联,电流表测干路电流,电流表示数变大,由题知,电流表示数变化了0.1 A,则通过电阻R的电流IR=I=0.1 A,由I=可得,电阻R的阻值R=20 ;通电1 min,定值电阻R消耗的电能WR=UIRt=2 V0.1 A160 s=12 J。能力提升17.(2019新疆中考)如图电路中,R1R2=23,开关闭合后,电路的总功率为P0。若将R1的阻值增大2 ,R2的阻值减小2 ,电路的总功率仍为P0;若将R1的阻值减小2 ,R2的阻值增大2 ,电路的总功率为P。则PP0等于()A.32B.43C.54D.65答案A解析由图知,两个滑动变阻器并联;R1R2=23,开

18、关闭合后,电路的总功率P0=,若将R1的阻值增大2 ,R2的阻值减小2 ,电路的总功率P0=,由以上式可解得R1=4 ,R2=6 ;将R1=4 ,R2=6 代入式可得P0=,若将R1的阻值减小2 ,R2的阻值增大2 ,此时电路的总功率P=,由两式可解得PP0=32。故选A。18.(2019贵州安顺中考)图为电热水器的简化电路,它有加热和保温功能,R1和R2是两根电热丝,S为温控开关,1、2为开关的两个触点,当水温低于某个下限温度或高于某个上限温度时,S在两个触点间自动切换,使水温维持在设定的范围,已知热水器的加热功率为400 W,保温功率为100 W(忽略温度对电阻的影响),则电路中R2= 。

19、在使用过程中,若热水器连续工作10 min消耗电能1.2105 J,此过程中热水器的保温工作时间是 s。答案363400解析由电路图可知,开关与触点1连通时,电路为R1的简单电路,电路的总电阻最小,电源的电压一定时,由P=UI=可知,电路的总功率最大,电热水器处于加热状态,开关与触点2连通时,R1与R2串联,电路的总电阻最大,电路的总功率最小,电热水器处于保温状态;因开关与触点1连通时,由P=UI=可得,R1的阻值R1=121 ,开关与触点2连通时,R1与R2串联,电热水器处于保温状态,此时电路的总电阻R=484 ,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,R2的阻值R2=R-R1=484 -

20、121 =363 ;热水器10 min消耗电能1.2105 J,则电热器的平均电功率P=200 W,由P保温PP加热可知,电热水器应先加热后保温,设加热时间为t1,则保温时间为(600 s-t1),则有W=P加热t1+P保温(600 s-t1),即1.2105 J=400 Wt1+100 W(600 s-t1),解得t1=200 s,即电热水器的加热时间为200 s,保温时间为600 s-200 s=400 s。19.图甲是一家用电暖器,有“低温”“中温”“高温”三挡,铭牌见下表(“高温”挡功率空出),图乙为其简化的电路原理图,S是自我保护开关,电暖器跌倒时,S自动断开,切断电源,保证安全,闭

21、合S1为“低温”挡。请完成下列问题:牌电暖器额定电压220 V额定功率低温挡550 W中温挡1 100 W高温挡频率50 Hz(1)“低温”挡正常工作时的电阻是多少?(2)“高温”挡正常工作时的总电流是多少?(3)若某房间内空气质量为60 kg,空气温度为10 ,设定空气的比热容为1.1103 J/(kg)且保持不变,用该电暖器的“高温”挡正常工作20分钟,放出热量的50%被房间内的空气吸收,那么可使此房间的空气温度升高多少 ?答案(1)88 (2)7.5 A(3)15 解析(1)闭合S1为“低温”挡,R1单独接入电路,由P=可求“低温”挡正常工作时的电阻是R1=88 ;(2)闭合S1为“低温

22、”挡,R1单独接入电路,单独闭合S2为“中温”挡,高温挡为S1、S2同时闭合,R1、R2并联,P高温=P低温+P中温=550 W+1 100 W=1 650 W,根据P=UI可得高温挡时正常工作的电流I=7.5 A;(3)电暖器的“高温”挡正常工作20分钟,放出的热量W=P高温t=1 650 W2060 s=1.98106 J;空气吸收的热量Q吸=W=50%1.98106 J=0.99106 J;由Q吸=cmt可得,房间的空气温度升高t=15 。20.(2019四川攀枝花中考)某科技小组探究如图甲所示电路中的滑动变阻器R的电功率P与电流表A的示数I之间的变化关系,得到P与I之间的关系如图乙所示

23、。图甲中R0为定值电阻,电源电压不变。求: (1)滑动变阻器R消耗的最大功率为多少;(2)滑动变阻器R的阻值为多大时,滑动变阻器R消耗的功率最大;(3)滑动变阻器R两端电压UR与电流表示数I的关系式。答案(1)4 W(2)4 (3)UR=8 V-4 I解析(1)由图乙可知,滑动变阻器R消耗的最大功率为4 W;(2)当I1=1 A时,P最大=4 W,由P=I2R得,此时滑动变阻器R的阻值R=4 ;(3)当滑动变阻器R接入的阻值为0时,电路中的电流最大I2=2 A,电源电压U=I2R0=2 AR0,当滑动变阻器R接入的阻值为4 时,此时电路中的电流为I1=1 A,电源电压U=I1(R0+R)=1 A(R0+4 ),则有2 AR0=1 A(R0+4 ),解得R0=4 ,将R0代入式可解得,U=8 V,由串联电路的电压特点和欧姆定律可得,滑动变阻器R两端电压UR=U-IR0=8 V-4 I。