1、第十六讲 电功率第 1 课时 电功率(分值：77 分 建议时间：90 分钟)基础练习一、选择题(每小题 3 分，共 24 分)1(2017 连云港)智能手机在现代生活中的作用越来越重要 ，频繁的使用会导致它的电能消耗很快当手机“电量”所剩无几时，通常可以将其设置成“省电模式”来延长使用时间这是通过以下哪种方式实现的(C)A增大电池电压 B增加总功率C减小总功率 D降低散热能力2(2017 吉林)如图所示，电源电压保持不变，当开关 S 由断开到闭合时，电路中(D)A电流表的示数变大，小灯泡变亮B电流表的示数变小，小灯泡变亮C电压表的示数变小，小灯泡不亮D电压表的示数变大，小灯泡不亮第 2 题图第
2、 3 题图3(2017 新疆建设兵团)如图所示，当滑片 P 置于中点时 ，小灯泡正常发光，当滑片P 由中点向 a 端滑动时，下列说法正确的是(不考虑灯泡的电阻随温度的变化)(A)A电流表示数变大，小灯泡变亮B电压表示数变大，小灯泡变暗C电路消耗的总功率不变D电路消耗的总功率变小4(2017 河南)如图所示，从甲地通过两条输电线向乙地用户供电 ，若甲地电源电压恒为 U，输电线的总电阻为 r， 当乙地用户用电时，下列说法正确的是(D)A用户使用的用电器两端电压为 UB输电线上消耗的电功率为U2rC当用户使用的用电器增多时，用电器两端的电压升高D当用户使用的用电器增多时 ，输电线上因发热而损失的功率
3、增大( 导学号 65484181)第 4 题图第 5 题图5(2017 扬州)如图，电源电压恒定不变，闭合开关，电压表的示数为 U；将另一电阻R 接入 ab 间，再闭合开关，电压表示数变为 0.4U，则接入 R 后(A)AR 和 R0 两端电压之比为 23B通过 R0 的电流变小CR 0 两端的电压变小DR 0 消耗的功率减小0.84U2R06(2017 包头)如图甲所示，A、B 分别为小灯泡 L(额定电压未知)和定值电阻 R 的UI 图像。小灯泡和定值电阻连接情况如图乙所示，测得电路的总功率为 2.4W。下列说法正确的是(D)A小灯泡的电阻随温度的升高而减小B小灯泡的额定电压一定为 8VC定
4、值电阻的电功率为 1.8WD小灯泡的实际功率为 1.6W(导学号 65484182)7(2017 重庆 B 卷)如图甲为一个超声波加湿器的内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为 12 V，定值电阻 R0 的阻值为 30 ，电流表的量程为 0200 mA，电压表的量程为 19 V。湿敏电阻 R 的阻值随湿度 RH 变化的关系图像如图乙所示，其阻值最大为 120 (图中未画出) 。则在电路安全工作的前提下，计算可得出(C)AR 的电流最小值为 80 mABR 的电功率最大值为 0.9 WCR 0 的电功率最小值为 0.3 WD装置能监测湿度最大值为 90%8(2017 河池)如图所示，电源电
5、压为 12V 且保持不变，R 1 为定值电阻，R 2 为滑动变阻器( a、 b 为其两端点)。闭合开关 S，当滑片 P 在某一端点 a 时，电流表示数为 0.1A，R 2消耗的电功率为 1W；当滑片 P 移动至某一位置 c 时，电压表示数为 4V，R 1 消耗的电功率为 3.2W。下列说法正确的是(C)A滑片 P 在 a 点时，R 1 消耗的电功率为 2WB滑片 P 在 b 点时，R 1 消耗的电功率为 0.6WC滑片 P 在 c 点时，R 2 消耗的电功率为 1.6WD滑片 P 在 c 点时，电路消耗的总功率为 4W二、填空题(每空 1 分，共 17 分)9(2017 安徽)车床照明灯的额定
6、电压是 36V，它正常工作时灯丝的电阻是 24。则该照明灯正常工作时，消耗的电功率是 54W，工作 30min， 电流通过灯丝产生的热量是9.72104J。10(2017 常德改编)现有两只小灯泡 L1“12V 12W” 、L 2“12V 6W” ，则它们的电阻之比为 12。若将它们与某电源连接成一个串联电路，其中一灯正常发光，另一灯较暗，电源电压为 18V。通电 1min，L 1、L 2 消耗的电能之比为 12。发光较暗的灯泡的灯泡的实际功率为 3W。( 导学号 65484183)11(2017 齐齐哈尔)小宇同学学习了电能的知识后，回到家里观察电能表。小宇家的电能表如图所示，则小宇家里所有
7、用电器同时工作时的总功率不得超过 4400W；若小宇只让家中的热水器工作，经过 30 s，电能表的转盘转了 30 转，则该用电器的功率是1200W。( 导学号 65484184)第 11 题图第 12 题图12(2017 福建)如图所示，是某种电热保暖鞋的工作原理示意图。供电电压6V，R 1、R 2 的阻值分别为 3、6，通过旋转扇形开关 S，接触不同触点，实现高、中、低三个挡位的转换。保暖鞋在低温挡工作时的电功率是 6W，它在高温挡工作 1min 产生的热量是 1080J。(导学号 65484185 )13(2017 德州)充电宝是一可充放电的锂聚合物电池，某充电宝部分相关参数如下表所示。该
8、充电宝完全充满电时储存的电能为 36000J，输出功率为 5W。完全充电 100 mA/20 V/5 h输出电压 5 V输出电流 1 000 mA14(2017 枣庄)如图所示，电源电压保持不变，R 110 ，开关 S 闭合，S 0 拨至 b 时电压表的示数是拨至 a 时的三分之一，则 R220；若电源电压为 3 V，当开关 S0 拨至 b时，R 1 在 10 min 内产生的热量是 60J。15(2017 镇江)图甲中，电源电压 U6V，R 为定值电阻，通过灯泡 L 的电流与灯泡两端电压关系如图乙所示。闭合开关 S，电压表示数为 4.5V，则电路中电流 I0.25A ，灯泡功率 P0.375
9、W ，定值电阻 R18。(导学号 65484186)三、简答题(4 分)16(2017 齐齐哈尔)据生活报讯，2017 年 4 月 14 日起 ，插线板新国家标准正式实施。要求插线板的插孔须设置“保护门” ， “保护门”可有效防止儿童将手指插入插孔而造成触电事故，同时可避免灰尘长期沉积而造成的内部短路( 选填“断路”或“短路”) 。在线材方面要求：如最大工作电流 16 A 的延长线插座 ，导线的最小横截面积由原来的 1 mm2 增加到 1.5 mm2。请你根据所学物理知识解释增加导线横截面积的好处。材料、长度相同的导线，横截面积越大，电阻越小，由焦耳定律 QI 2Rt 可知，电流、通电时间相同
10、时，电阻越小，产生的热量越少，采用横截面积更大的导线可避免外部绝缘皮过热，引发火灾。四、实验探究题(8 分)17(2016 来宾)如图所示是“探究电流产生的热量与电流、电阻的关系 ”的实验装置。(甲、乙、丙是完全相同的密闭容器，内装有等量红墨水， 闭合开关前，甲、乙、丙三个容器内三根玻璃管液面相平)(1)电流产生的热量不是直接测量在实验中是通过观察玻璃管中液面的高度来比较甲、乙、丙容器内空气温度的变化；(2)在通电时间相同的情况下通过对比观察甲和乙容器中的玻璃管液面变化情况来探究电流产生的热量 Q 与电阻 R 的关系，得出的结论是电流和通电时间一定时，导体的电阻越大，电流产生的热量越多；(3)
11、在通电时间相同的情况下通过对比观察乙和丙容器中的玻璃管液面变化情况来探究电流产生的热量 Q 与电流 I 的关系，得出的结论是通电时间和导体的电阻一定时 ，通过导体的电流越大，电流产生的热量越多；(4)请根据以上实验结论简要解释“电炉工作时电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线却不怎么发热”：电炉丝与导线串联，电流和通电时间相等，电炉丝的电阻较大，产生热量较多，而导线电阻极小，所以几乎不发热。五、综合应用题(11 分)18(5 分)(2017 桂林)如图所示电路，电源电压恒为 12V，定值电阻 R 为 12，灯泡 L标有“12V 0.5A”字样。假设灯丝电阻不随温度的变化而变化 ，求：(1)灯泡 L
12、 的额定功率是多少？(2)当断开开关 S2，闭合 S1 和 S3 时，电路中的总电流是多少？(3)开关 S1、S 2、S 3 分别处于什么状态时，整个电路消耗的总功率最小？此时的总功率为多少？解：(1)P 额 U 额 I 额 12V0.5A 6W(2)断开 S2，闭合 S1 和 S3 时，定值电阻 R 与灯泡 L 并联，小灯泡两端的电压等于电源电压 12V，此时正常发光，通过它的电流为额定电流 IL I 额 0.5A通过定值电阻的电流为 IR 1A UR 12V12电路中的总电流为 I 总 I L IR0.5A1A 1.5A(3)当开关 S1、S 3 断开，S 2 闭合时，定值电阻 R 与灯泡
13、 L 串联，此时电路中的总电阻最大，电功率最小灯泡的电阻为 RL 24 U额I额PUI 4WU2R总 U2RL R （12V）224 1219(6 分)(2017 天水)某电饭锅简化电路如图甲所示，R 1 和 R2 均为定值电热丝，S、S 1为自动开关，煮饭时，把电饭锅接入 220V 电路中，电路中总电流随时间变化的图像如图乙所示。求：(1)电饭锅工作时的最大功率和最小功率；(2)电热丝 R2 的阻值；(3)若电压降低，S 1 断开，这时电路中的电流始终为 1A， 10min 内电饭锅产生的热量。(导学号 65484187)解：(1)最大功率 PmaxUI max220 V3 A 660 W最
14、小功率：P minUI min220 V2 A440 W(2)开关 S1 断开时，电路中只有 R1 工作，由乙图可知通过 R1 的电流值 I12 A，则根据并联电路的电流特点可知：电阻 R1 与 R2 并联时 I2I maxI 13 A2 A1 A，R 2 UI2220 220 V1 A(3)由 Pmin440 W 得 R1 110 ，当开关 S1 断开时，电路中只有 R1U2Pmin （220 V）2440 W工作，电流值 I11 A 时，Q I 2R1t(1 A)2110 600 s6.610 4 J能力提升1(3 分)(2017 安顺)如图所示，电源两端电压保持 12V 不变，小灯泡 L
15、 上标有“6V 3W”字样，滑动变阻器最大电阻值 R60。不考虑灯丝电阻随温度的变化，下列说法正确的是(C)AS 闭合后， 使电压表的示数减少 1V，小灯泡 L 两端的电压就增加 1VBS 闭合后 ，小灯泡 L 的最小实际电功率为 0.5WC滑动变阻器接入电路的阻值是 12 时，小灯泡 L 正常发光D滑片移到最右端时通电 10s，小灯泡消耗的电能是 5J第 1 题图第 2 题图2(3 分)(2017 遵义)如图所示，当 S、S 1 闭合，滑动变阻器的滑片 P 位于中点时，电压表 的示数为 U1，滑动变阻器消耗的功率为 0.9W；当 S、S 2 闭合，滑动变阻器的滑片P 位于最左端时，电压表 的
16、示数为 2U1，滑动变阻器消耗的功率为 0.2W，则 R1 与 R2 的比值是(C)A118 B181 C1 6 D613(3 分)(2017 来宾改编)如图甲所示的电路，当滑动变阻器的滑片 P 从 a 端移至 b 端的过程中，电流表和电压表的示数关系如图乙所示，则以下说法正确的是(B)AR 0 的阻值为 20B滑动变阻器的最大阻值为 50C当电压表的示数为 4V 时，R 0 的功率为 0.6WD当电流表的示数为 0.25A 时，滑片 P 恰好移至 ab 的中点4(2 分)(2017 黔南州)如图所示的电路中，电源电压保持不变，R 130，闭合S1、S 2，断开 S3 时，电流表示数为 0.4
17、A，则此时 R1 两端电压为 12V。当 S1、S 2、S 3 都闭合时，R 1 的电功率为 P1；闭合 S1、S 3，断开 S2 时，R 1 的电功率为 P1 的 ；则 R2 的电阻为91610。第 4 题图第 5 题图5(2 分)(2017 威海)如图所示，电源电压 12 V 保持不变，小灯泡 L 的规格为“6 V 3 W”，滑动变阻器的最大阻值为 12 ，电流表的量程为 03 A。当开关 S1、S 2 都断开时，小灯泡 L 恰能正常发光，R 1 的阻值为 12；当开关 S1、S 2 都闭合时，要保证电路各元件安全，整个电路电功率的变化范围是 2436W。第 2 课时 测量小灯泡的电功率(
18、分值：38 分 建议时间：30 分钟)1(7 分)(2017 安顺)小芳到实验室做“测量小灯泡额定功率”的实验时，老师只给她提供了如下器材：标有“2.5 V”的小灯泡、电源、滑动变阻器、开关、两个电压表 (没有电流表) 、阻值为 10 的定值电阻 R0、导线若干。她根据所给定的器材经过认真思考后设计了正确的实验电路，如图甲是该电路的不完整电路图。(1)请你将图甲中电路图补充完整。(2)闭合开关前，应将滑动变阻器调至阻值最大的位置。(3)闭合开关后，为了测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器 ，使电压表 的示数为 2.5V，此时电压表 的示数如图乙所示 ，是 2.4V。(4)小灯泡的额定功率为
19、0.6W。(5)她还进一步设计出了只有电流表没有电压表解决这个问题的方法，其电路如图丙所示，R 0 10 ，并认为关键的一步是必须调节滑动变阻器，使电流表 的示数为 0.25A 时，再读出电流表 的示数，才能计算出小灯泡的额定功率。 (导学号 65484188)2(7 分)(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)请在方框内画出实验电路图。(2)小可根据实验数据绘制了 UI 图像，如图甲所示。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
20、甲、乙两图像，发现两图像间的距离随着电流的增大而增大，说明温度越高，灯丝电阻越大。(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 R5 ，当电压为 2.5 V时，根据甲图像计算小灯泡的功率 P 甲 0.625W，根据乙图像计算小灯泡的功率 P 乙1.25W。(4)请根据以上分析和计算，解释白炽灯泡烧坏往往发生在开灯瞬间的原因：刚开始工作时，灯丝温度较低，电阻较小，通过的电流较大，产生的瞬间热量也比较大，灯丝易烧断。 。3(4 分)(2017 长春)某校物理社团的学生做“测量小灯泡的电功率”和“探究电流与电压关系”的实验中，电源两端电压恒定，小灯泡的额定电压为 2.5V。设计的电路
21、如图甲所示，操作如下：(1)按图甲连接电路，将滑片移到滑动变阻器的阻值最大端 ，闭合开关，记录两电表示数；移动滑片，观察并记录多组数据，绘制如图乙所示的 UI 图像，则小灯泡的额定功率为 1W。实验中 ，当电流表示数为 I0(I00.30A)时，小灯泡的电功率为 P1。(2)断开开关，用定值电阻替换小灯泡，将滑片移到滑动变阻器的阻值最大端 ，闭合开关，读出两电表示数并记录在表格中；移动滑片，测出多组数据，记录在表格中。分析表格中的数据可知：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。实验中，当电流表示数仍为 I0 时，定值电阻的电功率为 P2，则 P1、 P2 的大小关系为 P1P2。
22、探究电流与电压关系的实验数据表实验次数 1 2 3 4电压 U/V 0.9 1.5 2.5 3.0电流 I/A 0.18 0.30 0.50 0.60(3)若把小灯泡和定值电阻串联后直接接在此电源两端，电路中的电功率为 1.8W。4(12 分)(2017 铁岭)小红在“测量小灯泡的电功率”的实验中，选择了额定电压为2.5V 的小灯泡，电源电压保持 6V 不变，滑动变阻器规格为 “40 1A” ，连接电路如图甲所示。(1)小红所连接电路存在一处错误，请你在错误的导线上画 “”，用笔画线代替导线，画出正确的连线。答图：(2)正确连接电路后闭合开关，发现电流表有示数，电压表无示数 ，则电路中存在的故
23、障可能是电压表(选填“灯泡 ”或“电压表”) 断路。(3)排除故障后，闭合开关，移动滑片，当电压表示数为 2V 时，电流表的示数如图乙所示，此时电流表的示数为 0.2A，小灯泡的功率为 0.4W。(4)若使小灯泡正常发光，应将滑片向左( 选填“左”或“右”)移动至电压表示数为2.5V。(5)小红想要继续探究“电流与电阻的关系” ，只将小灯泡换成阻值不同的定值电阻 ，实验时控制定值电阻两端的电压保持 2V 不变，则更换的定值电阻的阻值不能大于 20。(6)老师又拿来一个额定电流 I 额 的小灯泡，来测量小灯泡的额定功率。设计了如图丙所示电路，电源电压未知、电阻的阻值为 R0。请你将实验步骤补充完
24、整。只闭合开关 S1(选填“S 1”或“S 2”)，将滑动变阻器的滑片移至最左端 ，读出电压表的示数为 U1；只闭合开关 S2(选填“S 1”或“S 2”)，再次调节滑片，直到电压表 的示数为 U1I 额R0，此时小灯泡正常发光，电压表 的示数为 U2；小灯泡额定功率的表达式是 P 额 (U 1U 2)I 额 。5(8 分)(2017 南京)在“测量小灯泡额定功率”实验中，小灯泡的额定电压 U 额 2.5 V。(1)图甲是小明测量小灯泡额定功率的实物电路图。图中有一根线连接错误，请在这根线上打“” ，并在图中改正。答图：(2)闭合开关前，滑片 P 应位于 B(选填“A”或“B”)端。(3)闭合
25、开关，移动滑片 P 直到电压表示数为 2.5 V，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 0.65 W。(4)小华设计了如图丙所示的电路也完成了该实验，请完成下列填空 (电源电压不变，R1 和 R2 为滑动变阻器，R 2 的最大电阻为 R0)。只闭合开关 S、S 1，调节 R2，使电压表的示数 2.5 V；只闭合开关 S、S 2，调节 R1，使电压表的示数仍为 2.5 V；接着将 R2 的滑片 P 调至最左端，记下电压表的示数为 U1；再将 R2 的滑片 P 调至最右端，记下电压表的示数为 U2.则小灯泡额定功率的表达式 P 额 (用 U 额 、U额 2（U1 U2）U2R0R0、U 1、U 2 表示)。( 导学号 65484189)
