2018年九年级物理全册 第十六章 电流做功与电功率练习（打包10套）（新版）沪科版.zip

1第十六章 电流做功与电功率 专题训练七 特殊方法测电功率练习►类型一 伏阻法测电功率1．用电压表和已知阻值的电阻测灯泡的电功率，在测量时，如图 ZT7－1 甲所示，将灯泡与已知阻值的电阻 R0串联，用电压表测出电阻 R0两端的电压 U1，求出通过 R0的电流 I，即通过灯泡的电流的表达式 I＝________，用电压表测出灯泡两端的电压 U2，运用公式P＝ UI 即可求出灯泡的电功率 P＝________。如果有两个电压表，则中途就不用再拆下电压表，直接测量即可，如图乙所示。图 ZT7－12．用如图 ZT7－2 所示的电路来测量灯泡的额定功率，小灯泡上标有“2.5 V”字样，R0阻值已知。(1)将实验过程补充完整：A．对照电路图连接好电路，并将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处。B．闭合开关，_____________________________________________________________________________________________________________________________________。C．断开开关，整理器材。(2)用测量所得物理量和已知量的符号表示出小灯泡的额定功率 P 额 ＝____________。(3)写出本实验中滑动变阻器的作用：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。图 ZT7－23．在测量标有“3.8 V”字样的小灯泡额定功率的实验过程中，小强的电流表损坏了，老师给了他一个已知阻值为 R 的定值电阻和若干个开关，小强设计了如图 ZT7－3 所示的电路，在不改变该电路连接的情况下，正确测出小灯泡的额定功率。图 ZT7－3①正确连接电路后，并将滑动变阻器的滑片滑至阻值最大处；接下来的实验步骤是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2②保持滑片位置不动，断开开关 S1，闭合开关 S、S 2，记下电压表的示数 U2。③小灯泡额定功率的表达式 P＝____________。►类型二 安阻法测电功率4．如图 ZT7－4 所示，某同学手中只有电流表时，利用一个已知阻值的电阻 R0设计了四个测未知电阻 Rx电功率的电路，其中不可行的是( )图 ZT7－45．用电流表和已知阻值的电阻测灯泡的电功率，在测量时，如图 ZT7－5 所示，将灯泡与已知阻值的电阻 R0并联，用电流表 A1测出通过 R0的电流 I1，用电流表 A2测出通过灯泡L 的电流 I2， R0两端的电压的表达式 U＝________，灯泡的电功率的表达式 P＝________。图 ZT7－56．晓亮利用阻值为 R0的定值电阻和一只电流表测量未知电阻 Rx的电功率。他选择了满足这个实验要求的器材，并连接了部分实验电路，如图 ZT7－6 所示。图 ZT7－6(1)为了测出电阻 Rx的电功率，请再添加一根导线，将电路补充完整。(2)开关 S1、S 2都闭合时，电流表的示数为 I1；只闭合开关 S2时，电流表的示数为 I2。请用 I1、 I2和 R0表示 Px， Px＝______________。7．为了测定标有“2.5 V”字样小灯泡的额定功率，某同学设计了如图 ZT7－7 甲所示的电路图，其中定值电阻 R0的阻值为 5 Ω。图 ZT7－73(1)请你依据电路图用笔画线代替导线，将图乙连接完整。(导线不得交叉)(2)正确连接好电路后，闭合开关 S，调节滑动变阻器滑片，使电流表 A1示数为________A 时，小灯泡正常发光。此时电流表 A2的示数如图 ZT7－8 所示，则小灯泡的额定功率为________W。图 ZT7－8(3)在实验测量过程中，电流表 A1与 R0串联起来的作用相当于________。►类型三 替代法8．小灯泡的额定电压为 2.5 V，为了测量小灯泡的额定功率，小华设计了如图 ZT7－9所示的电路。L 是小灯泡， R 是电阻箱， RP是滑动变阻器，S 1是单刀双掷开关。图 ZT7－9(1)按电路图连接实物图时开关应________，并将滑动变阻器滑片移至阻值最大处。(2)闭合开关 S 后，应先把开关 S1接到触点________(选填“1”或“2”)，调节滑动变阻器，使电压表的示数为________V，然后把开关 S1接到另一触点，并调节电阻箱 R，直到电压表示数为________V，读出此时电阻箱的示数为 10 Ω，则小灯泡的额定功率为________W。9．小鹭利用电流表和电阻箱测量小灯泡的功率，设计并连接了如图 ZT7－10 甲所示的部分实验电路。图 ZT7－10(1)请你添加一条导线，将图甲的实物图补充完整，并使滑动变阻器的滑片 P 向右滑动时接入电路的阻值变大。(2)闭合开关 S1，将开关 S2扳向________(选填“1”或“2”)，调节滑动变阻器使电流表的示数为 I1，如图乙所示， I1＝________A。(3)将开关 S2扳向另一端，保持____________的阻值不变，调节________的阻值 R，使电流表的示数仍为 I1。(4)若此时 R＝7.0 Ω，小灯泡的实际功率 P1＝________W。(5)若小灯泡的额定电流为 I0＝2 I1，下列关于额定功率 P0与实际功率 P1的数值关系，你认为最有可能的是________。(电阻随温度变化)A． P0＝2 P1 B． P0＝3 P14C． P0＝4 P1 D． P0＝5 P1►类型四 电能表、停表法测电功率10．小丽利用电能表和停表测某用电器的电功率，当电路中只有这个电器工作时，测得在 15 min 内消耗的电能为 0.3 kW·h，则这个电器可能是( )A．电冰箱 B．空调C．电视机 D．节能灯11．李芳家的电能表上标着“600 r/(kW·h)”字样，她用这个电能表来测量电热水壶的功率：她断开了家中其他用电器，仅让电热水壶工作，2 min 内电能表转了 18 圈，则电热水壶消耗的电能是________kW·h，电功率是________W。12．为了测量电热水壶烧水时的功率，同学们进行了分组实验。(1)甲实验组的同学利用家中的电能表和停表进行测量。请你设计出实验操作的过程，并用测出的和已知的物理量表示电热水壶的实际功率。(2)乙实验组的同学在实验室里取其他器材进行实验。他们设计出另外两种实验方法，请你写出其中的一种测量方法，要求画出电路图，简述实验步骤。5详解详析1. U1R0 U1U2R02．(1)调节滑动变阻器，使灯泡两端的电压为 2.5 V，读出 R0两端的电压 U1 (2)2.5 V·U1R0(3)保护电路；改变灯泡两端的电压，使电压值等于小灯泡的额定电压3．①闭合开关 S、S 1，断开 S2，移动滑片至某一位置，使电压表的示数为 3.8 V③3.8 V×U2－ 3.8 VR4．D 5. I1R0 I1I2R06．(1)如图所示(2)I2R0(I1－ I2)7．(1)如图所示(2)0.5 0.75 (3)电压表8．(1)断开 (2)1 2.5 2.5 0.6259．(1)如图所示(2)1 0.2 (3)滑动变阻器 电阻箱(4)0.28 (5)D[解析] (1)单刀双掷开关应控制灯泡与变阻箱分别与滑动变阻器串联，使滑动变阻器的滑片 P 向右滑动时接入电路的阻值变大，则应将变阻器滑片左边的电阻连入电路，即将 A 接线柱与开关右边连接。(2)闭合开关 S1，将开关 S2扳向“1”，滑动变阻器与灯泡串联，图乙中电流表量程为0～0.6 A，则示数为 I1＝0.2 A。(3)将开关 S2扳向“2”，保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节变阻箱连入电路的阻值，当电流表示数为 I1时，此时变阻箱连入电路的电阻与上次实验中电流为 I1时灯丝电阻相同。(4)灯丝中电流为 I1时，阻值一定为 R，若此时 R＝7.0 Ω，则小灯泡的实际功率： P 实6＝ I R＝(0.2 A) 2×7 Ω＝0.28 W。21(5)若小灯泡的额定电流为 I0＝2 I1，假设灯泡的阻值不变，则 P 额’ ＝ I R＝(2 I1)2R＝4 I20R＝4 P1。21由于灯泡的阻值不是定值，会随温度的升高而变大，所以，当灯泡在正常工作时，灯泡的阻值变大，则额定功率 P0＞ P 额’ ＝4 P1，所以最有可能的额定功率值是 5P1。10．B [解析] 由公式 P＝ 可得，用电器的功率 P＝ ＝1.2 kW＝1200 W。以Wt 0.3 kW·h1560 h上几种电器功率超过 1000 W 的只有空调。故选 B。11．0.03 900[解析] 600 r/(kW·h)表示的是电路中每消耗 1 kW·h 的电能，电能表的转盘转 600 圈，求出转盘转 18 圈时电路中消耗的电能，然后根据 P＝ 求出用电器的功率。Wt本题中转盘转动 18 圈消耗的电能： W＝ ＝0.03 kW·h；用电器的功率： P＝18 r600 r/kW·h＝ ＝0.9 kW＝900 W。Wt 0.03 kW·h260 h12．(1)①断开家中其他用电器，电路中只接入电热水壶，用停表测出时间 t 内电能表转盘转过的圈数 n；②由电能表铭牌找出电路消耗 1 kW·h 电能表转盘转过的圈数 N，则电热水壶消耗的电能 W＝ ×n＝ ×1 kW·h＝3.6×10 6 J× ，电热水壶的实际功率 P＝1 kW·hN nN nN＝3.6×10 6× 。Wt nNt(2)把电热水壶与电流表串联接入电路，用电压表测出电水壶的电压，由电功率公式求出电热水壶的功率；电路图如图所示。实验步骤：①根据电路图，连接实物电路；②闭合开关，读出电压表与电流表的示数；③由电功率公式 P＝ UI 求出电热水壶的实际功率。1专题训练(八) 电学综合计算►类型一 串、并联电路的基本计算1． R1、 R2连接成如图 ZT8－1 所示的甲、乙两种电路， R1＝2 R2，电源电压均为 U，图甲中 R1、 R2在相同时间内产生的热量为 Q 甲 1、 Q 甲 2，则 Q 甲 1∶ Q 甲 2＝________；图乙中R1、 R2在相同时间内产生的热量分别为 Q 乙 1、 Q 乙 2，则 Q 乙 1∶ Q 乙 2＝________。图 ZT8－12．如图 ZT8－2 所示，定值电阻 R1和 R2并联在电压为 6 V 的电源上，当开关 S 闭合时，电流表 A1的示数为 0.6 A，电流表 A2的示数为 0.2 A，求：(1)定值电阻 R1的大小。(2)R2在 40 s 的时间内消耗的电能。图 ZT8－23．如图 ZT8－3 所示，电源电压保持不变，已知 R2＝40 Ω。(1)当闭合开关 S、S 1时，电压表示数为 6 V，求电源电压。(2)当闭合开关 S，断开 S1时，电压表示数为 2 V，求通过 R1的电流和 R1消耗的电功率。图 ZT8－3►类型二 多挡位用电器的相关计算4．2017·潍坊某型号电饭锅具有保温与加热两种功能，其简化电路如图 ZT8－4 所示，R1、 R2均为电热丝。下列说法正确的是( )2图 ZT8－4A．S 1、S 2闭合时，电饭锅处于加热状态B．S 1、S 2闭合时，电饭锅处于保温状态C．S 1闭合、S 2断开时，电饭锅处于加热状态D．S 1断开、S 2闭合时，电饭锅处于保温状态5．2017·荆门如图 ZT8－5 甲所示是用于焊接塑料水管的热熔器，其电路如图乙所示。加热电阻 R1＝66 Ω、 R2＝176 Ω，S 1是手动控制开关，S 2是可随温度自动跳转的温控开关。R0是特殊限流电阻，热熔器加热时 R0的电阻较大，LED 指示灯发红光；保温时 R0的电阻较小，LED 指示灯发绿光。已知 LED 灯发光时两端电压保持不变。图 ZT8－5(1)开关 S1和 S2都闭合时，热熔器处于________(选填“加热”或“保温”)状态。(2)开关 S1闭合，S 2断开时， R1的功率________(选填“大于”“等于”或“小于”) R2的功率。(3)发红光时 LED 灯的电流________(选填“大于”“等于”或“小于”)发绿光时 LED灯的电流。(4)保温状态时电路的电功率为________W。6．2017·陕西如图 ZT8－6 甲所示为某型号室内电加热器，有高温和低温两个挡位，额定电压为 220 V，高温挡和低温挡功率分别为 2200 W 和 1000 W，简化电路如图乙所示。(1)使用电加热器时，要将插头插入三孔插座，是为了将金属外壳与________相连，当开关 S1闭合、S 2断开时，电加热器处于________温挡。(2)请计算电阻丝 R1的阻值和通过电阻丝 R2的电流(结果保留一位小数)。(3)在额定电压下，使用高温挡工作 3 h，电加热器产生的热量是多少焦？图 ZT8－63►类型三 与图像有关的电学计算7．2017·常州如图 ZT8－7 甲所示的电路中，电源电压可调，灯 L1、L 2的额定电压均为 6 V，L 1、L 2的 I—U 图像如图乙所示，闭合开关 S，逐步调大电源电压至电路允许的最大值，此时( )图 ZT8－7A．L 1正常发光B．电源电压为 12 VC．电路总电阻为 30 ΩD．电路总功率为 2.4 W8．2017·海南如图 ZT8－8 所示，图甲是小谦同学研究调光灯的实验电路图，小灯泡规格是“6 V 3 W”。闭合开关 S，当滑动变阻器滑片 P 在 A 点时，滑动变阻器连入电路的电阻为 R1，电压表的示数为 4 V。当滑动变阻器滑片 P 在 B 点时，滑动变阻器连入电路的电阻为 R2，电压表的示数为 2 V，且 R2＝2 R1。测绘出小灯泡的 I－ U 图像如图乙所示，电源电压保持不变。(1)根据小灯泡的 I－ U 图像判断，小灯泡的阻值是否恒定________(选填“恒定”或“不恒定”)，用物理知识解释其原因是__________________。(2)小灯泡正常发光时的电流是多少？(3)小灯泡两端电压为 2 V 时的实际功率是多少？(4)电源电压是多少？图 ZT8－84►类型四 电学中的范围问题9．如图 ZT8－9 所示电路中，电源电压不变， R1为滑动变阻器， R2为定值电阻。开关 S闭合后，当滑片 P 在变阻器的两端 A、 B 之间滑动的过程中，电压表的最大示数为 4 V，电流表的示数变化范围是 0.4～1.2 A。则下列结论正确的是( )A． R2＝10 ΩB． R1的最大电阻为 5 ΩC．电源电压为 6 VD．电阻 R2的电功率变化范围是 1.6～4.8 W图 ZT8－910．如图 ZT8－10 所示的电路中，电源电压恒为 4.5 V，电压表的量程为 0～3 V，电流表的量程为 0～0.6 A，滑动变阻器的规格为“20 Ω 1 A”，灯泡标有“2.5 V 1.25 W”字样。若闭合开关，两电表的示数均不超过所选量程，灯泡两端电压不允许超过额定值，不考虑灯丝电阻的变化，则滑动变阻器的电阻允许调节的范围是______________Ω，该电路的最大电功率是________W。图 ZT8－105详解详析1．2∶1 1∶2 [解析] 由图甲可知，两电阻 R1、 R2串联，根据串联电路的电流特点，以及 Q＝ I2Rt 可得：在相同时间内 R1与 R2产生的热量之比为 ＝ ＝ ＝ ＝ 。Q甲 1Q甲 2 I2R1tI2R2t R1R2 2R2R2 21由图乙可知，电阻 R1、 R2并联，根据并联电路的电压特点，以及 Q＝ W＝ t 可得：在U2R相同时间内 R1与 R2产生的热量之比为 ＝ ＝ ＝ ＝ 。Q乙 1Q乙 2U2R1tU2R2t R2R1 R22R2 122．(1)定值电阻 R1的阻值： R1＝ ＝ ＝10 Ω。UI1 6 V0.6 A(2)R2在 40 s 的时间内消耗的电能： W＝ UI2t＝6 V×0.2 A×40 s＝48 J。3．(1)当 S、S 1闭合时，电路为 R1的简单电路，电压表测电源电压，则电源电压为 6 V。(2)当闭合 S，断开 S1时，两电阻串联，电压表测量 R1两端的电压，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以 R2两端的电压： U2＝ U－ U1＝6 V－2 V＝4 V；串联电路中各处电流都相等，所以通过 R1的电流： I1＝ I2＝ ＝ ＝0.1 A， R1消耗的电功率： P1＝ U1I1＝2 U2R2 4 V40ΩV×0.1 A＝0.2 W。4．A [解析] 由 P＝ 可知，电源电压一定时，电阻越大，电功率越小；电阻越小，U2R电功率越大。S 1、S 2闭合时， R1被短路，电路中只有 R2，电阻较小，电功率较大，为加热状态。S 1闭合、S 2断开时，两电阻串联，总电阻较大，电功率较小，为保温状态。S 1断开、S 2闭合时，电路为开路。5．(1)加热 (2)小于 (3)小于 (4)200[解析] 由 P＝ 可知，电源电压一定时，电阻越大，电功率越小；电阻越小，电功率U2R越大。(1)S 1和 S2都闭合时， R2被短路，电路中只有 R1，电阻较小，电功率较大，为加热状态。(2)S 1闭合，S 2断开时， R1与 R2串联，电流相等，由 P＝ I2R 可知， R1＜ R2， P1＜ P2。(3)发红光时 R0阻值较大，电流较小。发绿光时，电阻较小，电流较大。(4) P＝ ＝U2R总＝200 W。（ 220 V） 266 Ω ＋ 176 Ω6．(1)大地(或地线) 低(2)低温挡只有 R1工作， R1＝ ＝ ＝48.4 Ω。S 1、S 2均闭合时，两电阻并联，U2P1 （ 220 V） 21000 W电加热器处于高温挡， P2＝ P 高 － P 低 ＝2200 W－1000 W＝1200 W，通过 R2的电流： I2＝ ＝P2U＝5.5 A。1200 W220 V(3)Q＝ W＝ P 高 t＝2200 W×3×3600 s＝2.376×10 7 J。7．D [解析] 由图乙可知，两灯正常发光时，电流分别为 0.6 A、0.3 A，串联时电流相等，最大为 0.3 A，即 L2正常发光，A 错误。电源电压 U＝ U1＋ U2＝2 V＋6 V＝8 V，B 错6误。总电阻 R＝ ＝ ≈26.7 Ω，C 错误。总功率： P＝ UI＝8 V×0.3 A＝2.4 W，D 正确。UI 8 V0.3 A8．(1)不恒定 灯丝电阻随温度改变而改变(2)小灯泡正常发光的电流：IL＝ ＝ ＝0.5 A。P额U额 3 W6 V(3)由图像可知，小灯泡两端的电压为 2 V 时，电流为 0.25 A，小灯泡的实际功率为 P灯 ＝ U 灯 I 灯 ＝2 V×0.25 A＝0.5 W。(4)P 在 A 点时， UA＝4 V， IA＝0.4 A， U＝4 V＋0.4 A×R1； P 在 B 点时， UB＝2 V， IB＝0.25 A， U＝2 V＋0.25 A×2 R1；解可得： R1＝20 Ω， U＝12 V。9．C10．4～10 2.25 [解析] 灯泡的电阻： R 灯 ＝ ＝ ＝5 Ω。（ 2.5 V） 21.25 W电流表测量通过灯泡的电流，灯泡两端电压不允许超过额定值，也就是电路中的电流最大为灯泡的额定电流，即电流最大值 I 最大 ＝ I 灯 ＝ ＝ ＝0.5 A。P灯U灯 1.25 W2.5 V电路中电流最大时，滑动变阻器接入电路的电阻最小，根据串联电路电阻的特点，滑动变阻器允许接入的最小阻值为 R 最小 ＝ － R 灯 ＝ －5 Ω＝4 Ω。UI最 大 4.5 V0.5 A当电压表示数等于 3 V 时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，则此时电路中的电流：I′＝ ＝ ＝0.3 A，滑动变阻器接入电路的电阻： R 最大 ＝ ＝10 Ω，U－ U灯R灯 4.5 V－ 3 V5 Ω 3 V0.3 A所以滑动变阻器允许调节的范围是 4～10 Ω。电路中的电流最大时，电路的总功率最大，等于总电压和电流的乘积，即 P 最大 ＝ UI 最大＝4.5 V×0.5 A＝2.25 W。 1第十六章 电流做功与电功率分类综合训练►类型一 电功与电功率1．[2017·临沂] 如图 16－ F－5 所示电路的电源电压保持不变，将滑动变阻器的滑片P 从中点移到 b 端的过程中( )图 16－ F－5A．灯泡变暗 B．电压表示数变大C．电流表示数变小 D．电路总功率变小2．[2017·宜宾] 一只灯泡标有“12 V、6 W”字样，它正常工作时电流是________ A。若把它与另一只“12 V、12 W”的灯泡串联在电路中，为了让两只灯泡都能长时间发光，则所能加的最大电压是________ V。3．[2017·滨州] 如图 16－ F－6 甲所示，将额定电压为 2.5 V 的小灯泡接入电源电压为 4.5 V 的电路中，闭合开关，调节滑动变阻器滑片 P，记录相应的电压表和电流表示数绘制成如图乙所示的 I－U 图像，则小灯泡的额定功率为________ W。小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的电阻是________ Ω 。图 16－ F－64．[2017·吉林] 如图 16－ F－7 所示，电源电压为 3 V，小灯泡 L 标有“2.5 V 1 W”字样。闭合开关 S 后，小灯泡 L 正常发光。求：(1)通过小灯泡 L 的电流。(2)通电 60 s，电阻 R 消耗的电能。图 16－ F－75．[2017·乐山] 如图 16－ F－8 甲所示，R 1为定值电阻，电源电压保持不变。当闭合开关 S，滑动变阻器 R2的滑片 P 从 B 端移到 A 端，两电表示数变化关系如图乙所示。求：(1)电源电压。(2)滑动变阻器 R2的最大阻值。2(3)滑片 P 滑到 AB 中点时电阻 R1的电功率。图 16－ F－8►类型二 测量电功率6．[2017·泸州] 电能表是测量________的仪表。如图 16－ F－9 所示的电能表，所连接的用电器工作时总功率不能超过________ W。只有一个用电器工作时，6 min 内转盘正好转过 100 圈，该用电器的电功率为________ W。图 16－ F－97．[2017·吉林] 在测量额定电压为 3.8 V 小灯泡的电功率实验中，电源电压为 4.5 V，电路如图 16－ F－10 所示。图 16－ F－10(1)连接电路时，开关应________，电压表的量程应选择________________。(2)检查电路无误后闭合开关，会发现小灯泡不亮，但电流表和电压表的指针都有偏转，接下来应进行的操作是__________________________________________________。(3)当小灯泡正常发光时，电流表的示数是 0.3 A，则小灯泡的额定功率是________ W。(4)实验过程中会发现小灯泡两端的实际电压越大，小灯泡的__________越大，小灯泡越亮。8．[2017·济宁] 小可将电源、开关、导线、滑动变阻器、电流表和电压表接入电路，用“伏安法”测额定电压为 2.5 V 小灯泡的功率。(1)请在虚线框内画出实验电路图。3图 16－ F－11(2)小可根据实验数据绘制了 U－I 图像，如图 16－ F－11 甲所示。观察图像，发现 AB部分为线段，BC 部分为曲线。为便于分析，将线段 AB 延长作出图像，如图乙所示。比较甲、乙两图像，发现两图像间的距离随着电流的增大而增大，说明______________________。(3)根据图像中 B 点对应的电压和电流值，计算小灯泡的电阻 R＝________ Ω 。当电压为 2.5 V 时，根据甲图像计算小灯泡的功率 P 甲 ＝________ W，根据乙图像计算小灯泡的功率 P 乙 ＝________ W。(4)请结合以上分析和计算，解释白炽灯泡烧坏往往发生在开灯瞬间的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。►类型三 电流的热效应9．[2017·菏泽] 如图 16－ F－12 所示用电器中，利用电流热效应工作的是( )图 16－ F－1210．[2017·绥化] 利用如图 16－ F－13 所示的电路装置，探究“电流产生的热量跟什么因素有关”。接通电源，两容器内的空气被加热后膨胀，使 U 形管的液面发生变化，通过观察 U 形管的液面变化情况，比较瓶内电阻丝的发热多少。图 16－ F－13(1)此装置可以探究电流产生的热量跟________的关系，一段时间后，________(选填“左”或“右”)侧容器内电阻丝产生的热量较多。(2)如果通过 R1的电流为 2 A，那么 10 s 内通过 R1的电流产生的热量是________ J。11．[2017·益阳] 如图 16－ F－14 所示的电路中，定值电阻 R1＝150 Ω 、R 2＝300 Ω 。闭合开关 S 后，电流表 A2的示数为 5 mA。求：(1)电阻 R1两端的电压为多少。(2)电流表 A1的示数为多少。(3)电路工作 5 min，电流通过 R1产生的热量是多少。4图 16－ F－1412．[2017·辽阳] 小明的爸爸给自家的小汽车安装了电加热座椅垫如图 16－ F－15 甲所示。小明发现该座椅垫有“高温”“低温”“关”三个挡位，其电路示意图如图乙所示，电源电压为 12 V，高温挡功率为 20 W，低温挡功率为 9 W。求：(1)座椅垫处于“低温”挡时，电路中的电流是多少。(2)加热片 R1的阻值是多少。(3)座椅垫处于“高温”挡时，5 min 就可以将质量为 0.5 kg 的加热片从 10 ℃加热到35 ℃。若不计热量损失，加热片材料的比热容是多少。图 16－ F－155详解详析1．D [解析] 题图中 L 与 R 并联，电压表测电源电压，V 示数不变。电流表测 L 中的电流，L 与 R 互不影响，故 A 示数、L 亮度均不变。滑片 P 右移，电阻变大，电路总电阻变大，由 P＝ 可知，电路总功率变小。U2R总2．0.5 183．0.625 8 [解析] 由图像可知，L 两端的电压为 2.5 V 时，电流为 0.25 A，L 的额定功率为 P＝ UI＝2.5 V×0.25 A＝0.625 W。此时，滑动变阻器两端的电压为 2 V，滑动变阻器接入电路的阻值为 R＝ ＝ ＝8 Ω。U′I 2 V0.25 A4．(1)小灯泡中的电流： I＝ ＝ ＝0.4 A。(2) R 两端的电压： U2＝ U－ U1＝3 PU1 1 W2.5 VV－2.5 V＝0.5 V， R 消耗的电能： W2＝ U2It＝0.5 V×0.4 A×60 s＝12 J。5．(1) P 处于 A 端时，只有 R1工作，电压、电流均最大，由题图乙可知电源电压为 6 V； R1＝ ＝ ＝10 Ω。UI1 6 V0.6 A(2)P 处于 B 端时， R 总 ＝ ＝ ＝30 Ω，则 R2＝ R 总 － R1＝30 Ω－10 Ω＝20 Ω。UI2 6 V0.2 A(3)滑片 P 位于 AB 中点时，两电阻相等，分压相等，均为 3 V，则P1＝ ＝ ＝0.9 W。（ 3 V） 210 Ω6．电功 1.1×10 4 10007．(1)断开 0～15 V (2)慢慢向右移动滑片，直到电压表的示数为 3.8 V (3)1.14 (4)实际电功率[解析] (1)为防止电路出现短路现象，连接电路时开关应处于断开状态；灯泡的额定电压为 3.8 V，所以电压表应选择 0～15 V 的量程。(2)小灯泡不发光，电压表、电流表正常偏转，说明不存在开路与短路，电路正常；偏角较小，说明电路电阻太大，应调节滑动变阻器滑片，直到电压表示数为 3.8 V。(3)小灯泡正常发光时，电流表的示数是 0.3 A，则小灯泡的额定功率为 P＝ UI＝3.8 V×0.3 A＝1.14 W。(4)小灯泡两端的电压越大，根据公式 P＝ 可知，小灯泡的实际电功率越大，小灯泡U2R越亮。8．(1)图略 (2)温度越高，灯丝电阻越大 (3)5 0.625 1.25 (4)开灯时，灯丝的温度低，电阻相对较小，根据公式 P＝ 可知，此时的电功率较大，灯丝温度迅速升高，灯U2R丝易烧断[解析] (1)电流表、灯泡、滑动变阻器串联接入电流，电压表并联在灯泡两端。(2)由图像可知，随着电压、电流的增大，小灯泡的电功率变大，小灯泡的电阻是增大的，说明灯丝电阻受到了温度的影响。(3)图像中 B 点对应的电压值为 0.25 V，电流值为 0.05 A，由欧姆定律可知，灯泡电阻值为 R＝ ＝ ＝5 Ω；当电压为 2.5 V 时，甲图像中的电流值UI 0.25 V0.05 A为 0.25 A，计算小灯泡的功率 P 甲 ＝ U1I1＝2.5 V×0.25 A＝0.625 W；乙图像为一条直线，6表明灯泡的电阻是不变的，则根据乙图像可知小灯泡的功率 P 乙 ＝ ＝ ＝1.25 U2R （ 2.5 V） 25 ΩW。(4)开灯时，灯丝的温度低，电阻相对较小，根据公式 P＝ 可知，此时的功率较大，灯U2R丝温度升高较快，灯丝易烧断。9．A 10.(1)电阻 右 (2)20011．(1) U1＝ U2＝ I2R2＝5×10 －3 A×300 Ω＝1.5 V。(2)I1＝ ＝ ＝0.01 A＝10 mA， I＝ I1＋ I2＝10 mA＋5 mA＝15 mA。U1R1 1.5 V150 Ω(3)R1在 5 min 内产生的热量： Q＝ U1I1t＝1.5 V×0.01 A×300 s＝4.5 J。12．(1)由 P＝ UI 可得： I 低 ＝ ＝ ＝0.75 A。P低U 9 W12 V(2)由 P＝ UI 和 I＝ 可知：URR2＝ ＝ ＝7.2 Ω， R 串 ＝ ＝ ＝16 Ω，U2P高 （ 12 V） 220 W U2P低 （ 12 V）9 WR1与 R2串联，则 R1的电阻： R1＝ R 串 － R2＝16 Ω－7.2 Ω＝8.8 Ω。(3)消耗的电能： W＝ P 高 t＝20 W×5×60 s＝6000 J，由题可知，不计热损失，则Q＝ W＝6000 J，由 Q＝ cmΔ t 可得：c＝ ＝ ＝0.48×10 3 J/(kg·℃)。QmΔ t 6000 J0.5 kg×（ 35℃ － 10℃ ）1第十六章 电流做功与电功率滚动训练[范围：第一节～第三节 时间：40 分钟 分值：100 分]一、选择题(每题 4 分，共 32 分)1．下列家用电器正常工作相同时间，消耗电能最多的是( )A．台灯 B．电视机C．空调 D．微风电扇2．为节约用电，小明总是随手关掉家中暂时不使用的家用电器，每多关闭一个家用电器，家庭电路里变大的物理量是( )A．总电阻 B．总电流C．总功率 D．无法判断3．5 月初，小明家中的电能表示数为 ，电能表的部分参数及 6 月初的示数如图 G5－1 所示，下列说法正确的是( )图 G5－1A．电能表是测量用电器消耗电功率的仪表B．小明家 5 月初至 6 月初消耗的电能是 1200 kW·hC．小明家所有用电器同时工作，总功率不得超过 4.4 kWD．若电能表转盘在 10 min 内转过 300 转，则用电器的总功率为 1 kW4．把标有“6 V 6 W”字样的灯泡 L1和“6 V 3 W”字样的灯泡 L2串联后接在某电源的两端，其中一只正常发光，另一只没有达到额定功率。假设两灯泡电阻不变，则下列说法正确的是( )A．灯泡 L1正常发光B．灯泡 L2正常发光C．灯泡 L1、L 2的实际功率之比为 1∶3D．灯泡 L1、L 2的实际功率之比为 2∶15．有两只灯泡，分别标有“220 V 15 W”和“220 V100 W”的字样。如果将它们串联接在电压为 380 V 的动力电源上，则( )A．15 W 的灯泡烧坏，100 W 的灯泡完好B．100 W 的灯泡烧坏，15 W 的灯泡完好C．两只灯泡均被烧坏D．两只灯泡均完好6．如图 G5－2 所示，将灯 L1、L 2按图甲、乙两种方式接在电压均为 U 的两个电路中，在图甲中灯 L1的功率为 4 W，在图乙中灯 L1的功率为 9 W。设灯丝电阻不变。下列说法中不正确的是( )2图 G5－2A．甲、乙两图中灯 L1两端的电压之比是 2∶3B．L 1、L 2两灯灯丝电阻之比是 2∶1C．图甲中灯 L1、L 2的功率之比是 2∶1D．甲、乙两图电路消耗的总功率之比是 3∶27．在如图 G5－3 所示的电路中，电源电压为 3 V，电阻 R 的阻值为 5 Ω，滑动变阻器标有“20 Ω 2 A”字样。在滑片由 A 端滑动到 B 端的过程中( )A．电阻 R 两端的电压不断变大B．电阻 R 的功率不断变小C．滑动变阻器两端的电压不断变小D．滑动变阻器的功率不断变大图 G5－38.分别标有“6 V 6 W”和“6 V 3 W”字样的甲、乙两只灯泡，经实验测得其 I－ U曲线如图 G5－4 所示。现将甲、乙两灯并联在电路中，当两只灯泡的总电流为 1 A 时，两只灯泡消耗的总功率是( )图 G5－4A．3 W B．4 W C．4.5 W D．6 W二、填空题(每空 3 分，共 33 分)9．某用户感应式电能表的表盘上标有 2000 r/(kW·h)的字样，若 3 min 内电能表转盘转了 40 r，则这段时间内该用户消耗的电能为________J；所使用用电器的总功率为________W。10．标有“220 V 40 W”的灯泡甲和“220 V 100 W”的灯泡乙，其灯丝长短相同，可发现________灯泡的灯丝较粗；若将这两个灯泡串联在 220 V 的电源上，则________灯泡更亮一些。(以上两空均选填“甲”或“乙”)11．如图 G5－5 所示，小灯泡 L 上标有“8 V 8 W”字样，闭合开关 S 后，电流表的示数为 0.5 A。若不考虑小灯泡电阻随温度的变化，则此时小灯泡的电阻是________Ω，实际电功率是______W，小灯泡在 1 min 内消耗的电能是______J。图 G5－512．一只白炽灯泡的铭牌上标有“220 V 100 W”字样，则这盏灯的灯丝电阻为________Ω。如果灯丝断了之后，重新将灯丝搭上，灯丝电阻变为 440 Ω，通电后，灯丝3中的实际电流为______A，实际功率为________W，通电 1 min 后，灯丝实际消耗的电能为__________J。(假设灯丝电阻不随温度改变)三、实验探究题(14 分)13．小明在做“测定小灯泡电功率”的实验时，连接的实物电路如图 G5－6 甲所示，电源电压为 3 V，小灯泡的额定电压为 2.5 V。图 G5－6(1)用笔画线代替导线，将实物电路连接完整。(2)连接电路的最后一根导线时，灯泡立即发光，而且很亮，则连接电路时存在的不规范或不妥当是：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________。(3)实验过程中，当电压表示数为 2.5 V 时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，为________A，小灯泡的额定功率为________W。(4)小明受此实验启发，想测定电动自行车上用作照明的 LED(发光二极管)的额定功率。在老师的帮助下，通过实验得到该 LED 的电流—电压图像，如图丙所示，查阅资料知道该LED 的额定电压为 3 V，结合图像可得该 LED 的额定功率为________W。小明进一步发现，在额定电压下工作时，LED 比小灯泡亮，请对此现象做出解释：________________________________________________________________________。四、计算题(共 21 分)14．(9 分)如图 G5－7 所示的电路中，小灯泡 L 标有“6 V 3 W”的字样，电源电压恒为 9 V，小灯泡电阻不变。闭合开关 S，当滑动变阻器滑片 P 移到某一位置时，小灯泡恰好正常发光。求：(1)小灯泡正常发光时的电流。(2)滑动变阻器接入电路的电阻。(3)滑动变阻器的电功率。图 G5－715．(12 分)如图 G5－8 所示为某型号电水壶的电路示意图，其铭牌如下表所示， R 与4R0产生的热能均能被水吸收，保温状态时水温保持在 80 ℃以上。回答下列问题：(1)保温状态下，开关 S0、S 分别处于什么状态？(2)求电阻 R0和 R 的阻值。图 G5－8额定功率加热 1100 W保温 40 W容量 0.5 L额定电压 220 V频率 50 Hz5详解详析1．C 2．A [解析] 家庭电路中各用电器之间的连接方式是并联，而并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，因此每多关闭一个家用电器，总电阻将变大，故 A 符合题意，D不符合题意；因电路中的总功率等于各用电器功率之和，所以，每多关闭一个家用电器，电路的总功率变小，故 C 不符合题意；由 P＝ UI 可知，电路中的总电流变小，故 B 不符合题意。3．C 4.B 5．A [解析] 标有“220 V 15 W”字样的灯泡的电阻为 R1＝ ＝ ≈3227 U2P1 （ 220 V） 215 WΩ，标有“220 V 100 W”字样的灯泡的电阻为 R2＝ ＝ ＝ 484 Ω。因此，U2P2 （ 220 V） 2100 W两灯泡串联接入 U0＝380 V 的电路中时，按串联分压的规律可知，15 W 灯泡获得的电压 U1和 100 W 灯泡获得的电压 U2分别为 U1＝ U0＝ ×380 V＝330 R1R1＋ R2 3227 Ω3227 Ω ＋ 484 ΩV， U2＝ U0－ U1＝380 V－330 V＝50 V。由以上计算结果可见，15 W 灯泡获得的实际电压为330 V，这一数值远超过该灯泡的额定电压 220 V，该灯泡会被烧坏；15 W 灯泡烧坏以后，电路断开，电路中将没有电流通过，100 W 灯泡也会随之熄灭，但 100 W 灯泡不会被烧坏。6．D 7.B 8.A9．7.2×10 4 400[解析] 因为电路中每消耗 1 kW·h 的电能，转盘转过 2000 r，所以当转盘转 40 r 时，消耗的电能为 W＝ kW·h＝0.02 kW·h＝7.2×10 4 J；又因为 t＝3 min＝180 s，所以402000用电器的总功率： P＝ ＝ ＝400 W。Wt 7.2×104 J180 s10．乙 甲[解析] 由题意可知，两灯泡的额定电压相等， P 额甲 ＜ P 额乙 ，由 P＝ 可得，两灯泡的U2R电阻关系为 R 甲 ＞ R 乙 ；因在材料和长度一定时，导体的电阻与横截面积有关，横截面积越大，电阻越小，所以，两灯泡钨丝长短一样时，甲灯泡的电阻较大，则灯丝较细，乙灯泡的电阻较小，则灯丝较粗。两灯泡串联在 220 V 的电源上时，因串联电路中各处的电流相等，所以，由 P＝ I2R 可知，甲灯泡的电阻较大，实际功率较大，灯泡较亮。11．8 2 12012．484 0.5 110 6600[解析] 根据 P＝ 得 R＝ ＝ ＝484 Ω。U2R U2P （ 220 V） 2100 W由欧姆定律可知： I 实 ＝ ＝ ＝0.5 A，UR 实 220 V440 ΩP 实 ＝ UI 实 ＝220 V×0.5 A＝110 W，W＝ P 实 t＝110 W×60 s＝6600 J。13．(1)如图所示6(2)①连接电路时开关没有断开②滑动变阻器接入电路的阻值没有调到最大(3)0.3 0.75 (4)0.072 LED 将电能转化为光能的效率比小灯泡要高得多14．(1)因为 P＝ UI，所以小灯泡正常发光时的电流为 I 额 ＝ ＝ ＝0.5 A。P额U额 3 W6 V(2)当灯泡正常发光时，滑动变阻器的两端电压为 U1＝ U－ U 额 ＝9 V－6 V＝3 V，通过滑动变阻器的电流为 I1＝ I 额 ＝0.5 A，所以滑动变阻器的阻值为 R1＝ ＝ ＝6 Ω。U1I1 3 V0.5 A(3)滑动变阻器的电功率为 P1＝ U1I1＝3 V×0.5 A＝1.5 W。15．(1)保温状态时，开关 S 闭合、S 0断开。(2)设加热状态时的电功率为 P 加热 ，保温状态时的电功率和阻值分别为 P 保温 、 R 串 ，加热状态： R＝ ＝ ＝44 Ω，U2P加 热 （ 220 V） 21100 W保温状态： R 串 ＝ R＋ R0＝ ＝ ＝1210 Ω，U2P保 温 （ 220 V） 240 WR0＝ R 串 － R＝1210 Ω－44 Ω＝1166 Ω。