人教版九年级全册第2节 电功率综合训练题
展开第2节 电功率
一、单选题
1.下列数据中最接近实际情况的是( )
A.一个中学生正常骑车的功率约为300W
B.考场内一盏日光灯正常发光时的电流约为2A
C.三节蓄电池串联电压约为4.5V
D.一个中学生从一楼走到三楼所做的功约为3000J
2.额定电压相同的两只灯泡串联在电路中,甲灯比乙灯亮,下列说法正确的是( )(不计灯的电阻变化)
A.甲灯的电阻大 B.乙灯的电阻大
C.甲灯的额定功率大 D.乙灯的实际功率大
3.有两只灯泡L1和L2,灯泡上分别标有“PZ110 40”“PZ110 60”字样,若不考虑温度对电阻的影响,下列说法正确的是( )
A.正常发光时,通过L1的电流大
B.串联后,接在220V的电源上,它们都能正常发光
C.并联后,接在110V的电源上,L2消耗的功率小
D.串联后,接在110V的电源上,L1消耗的功率大
4.如图是电阻甲和乙的U-I图象,小明对图象信息作出的判断不正确的是( )
A.当甲两端电压为4V时,通过它的电流为0.8A
B.当乙两端电压为2.5V,其电阻值为5Ω
C.将甲和乙串联,若电流为0.3A,则它们两端的总电压为2V
D.若甲和乙并联,若电压为3V,则电路消耗的总功率为2.4W
5.如图所示,图甲是某款即热式电热水龙头,图乙是它的电路原理图,R1和R2是阻值分别为22Ω和44Ω的电热丝。通过旋转手柄改变与开关S接触的两个相邻触点,实现冷水、温水、热水挡的切换。则 ( )
A.开关S接触2、3触点时,水龙头放出的是热水
B.开关S接触3、4触点时,电热丝R1,R2串联
C.水龙头在温水挡正常工作时的电流是15A
D.水龙头在热水挡正常工作时的功率是3300W
6.如图所示,开关S闭合后,电路中变小的是 ( )
A.电路中的总电阻
B.电流表Ⓐ的示数
C.电阻R,两端的电压
D.电路消耗的总功率
7.如图所示,电源电压为3V恒定不变,闭合开关后,LED灯L1比小灯泡L2亮,测得通过LED灯的电流I1=0.03A,通过小灯泡的电流I2=0.3A,下列正确的是( )
A.L1的实际功率比L2的实际功率大
B.L1两端电压大于L2两端电压
C.工作相同的时间,L1比L2消耗的电能多
D.工作相同的时间,L1比L2消耗的电能少
8.如图甲所示,电源电压可调,定值电阻R与额定电压为6V的新型灯泡L串联,多次调节电源电压,读出电压表示数,画出小灯泡电压UL与电源电压U总的关系图像如图乙。下列描述电路中的电流I、电路总功率P总、R的功率PR和灯泡的功率PL分别随电压表示数UL和电源电压U总变化关系的图像中,可能正确的是( )
A. B. C. D.
二、双选题
9.要使电热器在单位时间内产生的热量减为原来的,可以采用的办法是( )
A.电阻不变,通过它的电流减为原来的 B.电压不变,电阻变为原来的2倍
C.电压和电阻都减为原来的 D.电阻不变,电压减为原来的
10.如图所示的电路,电源电压保持不变,为定值电阻。闭合开关,向左移动滑片,则( )
A.电压表的示数变大,电流表的示数变大
B.电压表的示数变小,电流表的示数变大
C.电流表的示数变小,定值电阻消耗的实际功率变大
D.电流表的示数变大,定值电阻消耗的实际功率变大
三、填空题
11.2013年6月,我国空调“能效比”实行新的等级标准,空调制冷“能效比”EER是指空调制冷量与制冷时消耗的电功率之比。小明家需要一台制冷量为3200W的空调,若选“能效比”为3.2的空调,则制冷消耗的电功率为___________W;若选“能效比”为4.0的空调,工作1h将比原空调节约电能___________度。
12.如图所示的电路中,电源电压恒定,R2=10Ω。当S闭合,S1断开时电流表示数变为0.3A;当S、S1都闭合时,电流表示数为0.4A;则电源电压为______V,电阻R1的阻值为 ______Ω,R2消耗的电功率为______W。
13.小星学习电功率知识后,想利用电能表测量家中电饭锅工作时的实际功率。他仔细观察了家中的电能表,表盘参数如图所示,则小星家允许加载的用电器的最大总功率为___________。他关闭家中其他用电器,只让电饭锅工作,发现电饭锅工作,电能表转盘转过60转,则该电饭锅的实际功率为___________。
14.如图是电热饮水机电路原理图,R1=20Ω,R2=100Ω,当开关S断开时,饮水机处于________(选填“保温”或“加热”)状态,饮水机的保温功率与加热功率之比为________。
15.标有“6V 1.5W”的小灯泡,通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示。若把这样的三只灯泡串联起来接在 12V 的电源两端,此时每个灯泡的电阻为___________Ω,每只灯泡的实际功率为___________W,如果该电路通电2 分钟,电路消耗的电能为___________J。
16.电子式电能表表盘上标有“3000imp/(kW·h)”的字样,将某电热水器单独接在电路中,正常工作200s,电能表指示灯闪烁了300次,该电热水器的功率是___________W,如果消耗的电能有70%被2kg、50℃的水吸收,水的温度可升高___________℃。[c水=4.2×103J/(kg·℃),1个标准大气压]
17.一个容积2 L电热水壶,其铭牌标有“220 V 1 100 W”,该电热水壶正常工作时,发热板的电阻是_________Ω,小明家安装的电能表表盘村有3000r/(kW·h);若小明家中只有热水壶在工作,在2 min内电能表的转盘转了90转,此时该水壶的实际功率___________。
18.如图所示,电压U=12V,灯泡L的额定电压为9V,其电流与电压的关系如图所示,滑动变阻器R的最大阻值为10Ω。则灯泡L正常发光时的电流为 ________A,阻值为 ________Ω。在某次正常调节中,R的阻值变化量比L的阻值变化量大,则滑片P的移动方向是 _________(选填“一定向左”“一定向右”或“向左、向右均可”)。
四、计算题
19.某电热水壶的铭牌如表所示。若热水瓶内装满水,且在额定电压下工作(外界大气压为1个标准大气压)。将瓶内20℃的水加热10min正好烧开,请你计算此过程中
额定电压
220V
额定功率
1200W
容量 2kg
(1)水吸收的热量是多少?
(2)电热水壶消耗的电能是多少?
(3)加热时电热水瓶的热效率是多少?
20.如图所示电路,电源电压保持不变,电阻R1=10Ω。当开关S闭合时电流表示数为0.6A,当开关S断开时电流表示数为0.2A。求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2的阻值。
(3)电阻R1在开关断开、开关闭合的两种情况下消耗的电功率。
21.图甲是一家用电暖器,有“低温”、“中温”、“高温”三档,铭牌见下表(“高温”档功率空出),图乙为其简化的电路原理图,S是自我保护开关,电暖气工作时S处于闭合状态;电暖器跌倒时,S自动断开,切断电源,保证安全,闭合S1为“低温”档。请完成下列问题:
(1)“低温”档正常工作时的电阻是多少?
(2)“高温”档正常工作时20min,消耗的电能是多少?
(3)若某房间内(假设房间密闭)空气质量为60kg,空气温度为10℃,设定空气的比热容为1.1×103J/(kg·℃)且保持不变,用该电暖器的“高温”档正常工作20min,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℃?
电暖器
额定电压
220V
额定功率
低温挡
550W
中温挡
1100W
高温挡
频率
50Hz
22.如图甲是小红家的电烤箱的简化电路图,R1 和 R2 均为电烤箱中的发热电阻(不考虑温度对电阻的影响),已知 R2 的阻值为 70Ω,当只闭合 S1 时为低温挡,低温挡电烤箱的电功率为 440W。求:
(1)电烤箱在低温挡正常工作 5min 消耗的电能;
(2)发热电阻 R1 的阻值;
(3)小红关闭家中其他用电器,只让电烤箱在高温挡工作,发现在 1min 内,图乙所示的电能表的转盘转了 50转,求此时的实际电压。
参考答案
1.D
【详解】
A.中学生正常匀速骑自行车时,自行车受到的阻力约为20N,则人蹬车时的动力
F=f=20N
骑车的速度约为4m/s,所以骑车的功率约为
故A不符合实际;
B.日光灯的额定功率一般不超过40W,正常发光时的电流不超
故B不符合实际;
C.一节蓄电池的电压为2V,根据串联电路电压规律,三节串联电压应为6V,故C不符合实际;
D.一个中学生的体重约为500N,从一楼走到三楼的高度约为
h=2×3m=6m
所以,该同学登楼做的功
W=Gh=500N×6m=3000J
故D符合实际。
故选D。
2.A
【详解】
ABD.灯泡亮度取决于灯泡的实际功率,实际功率越大,灯泡越亮,甲灯比乙灯亮,则甲灯的实际功率大于乙灯的实际功率,两只灯泡串联在电路中,串联电路电流处处相等,甲灯的实际功率大,由P=I2R可知,甲灯的电阻大于乙灯的电阻,故A正确,BD错误;
C.两灯泡的额定电压相等,甲灯的电阻大于乙灯的电阻,由可知,甲灯的额定功率小,乙灯的额定功率大,故C错误。
故选A。
3.D
【详解】
两只灯泡L1和L2,灯泡上分别标有“PZ110 40”“PZ110 60”字样,表示灯L1的额定电压为110V,额定功率为40W;灯L2的额定电压为110V,额定功率为60W。
A.灯泡在额定电压下正常工作,根据P=UI可知灯泡正常发光时,通过灯泡的电流为
因两灯的额定电压相同,L1的额定功率小,故正常发光时,通过L1的电流小,故A错误;
B.根据
可得出
可知灯L1的电阻大,串联后,根据分压原理,L1的电压大于L2的电压,而电源电压为220V,根据串联电路电压的规律,L1的电压大于110V,L2的电压小于110V,两灯都不能正常发光,故B错误;
C.根据并联电路各支路电压相等,并联后接在110V的电源上,两灯的实际电压等于额定电压,两灯都正常发光,L2消耗的功率大,故C错误;
D.串联后,接在110V的电源上,由串联电路电流的规律,通过两灯的实际电流相同,灯L1的电阻大,根据
P=I2R
L1的实际消耗的功率大,故D正确。
故选D。
4.D
【详解】
A.甲电阻的阻值为
故当甲两端电压为4V时,通过它的电流为
故A正确,A不符合题意;
B.当乙两端电压为2.5V,通过的电流为0.5A,故其电阻值为
故B正确,B不符合题意;
C.根据图乙可知,将甲和乙串联,若电流为0.3A,甲的电压为1.5V,乙两端的电压为0.5V,则它们两端的总电压为
故C正确,C不符合题意;
D.若甲和乙并联,若电压为3V,甲的电流为0.6A,乙的电流未知,则电路消耗的总功率无法计算,故D错误,D符合题意。
故选D。
5.D
【详解】
A.当开关S接触2、3触点时,只有电阻R2接入电路,电路的电阻最大,由知道,电源的电压一定时,电路的电功率最小,水龙头放出的是温水,故A错误;
BD.由图知道,当开关S接触3、4触点时,电阻R1和R2并联,电路的总电阻最小,总功率最大,水龙头处于热水挡,由于并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以,电路中的总电阻
由知道,热水挡正常工作时的功率
故B错误,D正确。
C.温水挡时,电路的总电阻
R总=R1 +R2 =22Ω+44Ω=66Ω
由知道,电路的电流
故C错误。
故选D。
6.A
【详解】
A.开关S闭合前,电路为关于的简单电路,两端的电压与电源电压相等。当开关 S闭合后,电阻和并联,并联后电路中的总电阻小于任何一个分电阻,即电路中的总电阻变小了,故A符合题意。
B.根据欧姆定律可知,电源电压不变,总电阻变小,电路中的电流变大,即电流表Ⓐ的示数变大,故B不符合题意。
C.开关S闭合前,电路为关于的简单电路,两端的电压与电源电压相等。当开关 S闭合后,电阻和并联,两个并联电阻两端的电压与电源电压也相等,所以电阻两端的电压不变,都为电源电压,故C不符合题意。
D.根据电功率公式
可知,由于闭合开关后总电阻R变小,总电压U不变,所以总电功率P变大,D不符合题意。
故选A。
7.D
【详解】
AB.由图可知,L1与L2并联,则L1与L2两端的电压相等,因为测得通过LED灯的电流I1=0.03A,通过小灯泡的电流I2=0.3A,由 P=UI可知,L1的实际功率比L2的实际功率小,故AB错误;
CD.由W=Pt可知,工作相同的时间,L1比L2消耗的电能少,故C错误、D正确。
故选D。
8.D
【详解】
A.由图甲可知,R与L串联,电压表测L两端电压;由图乙可知,定值电阻R两端电压为
UR=U总-UL=2V
从图像中可得,R两端的电压始终是2V不变,与U总和UL无关,则电路的电流为:I=,因为 R是定值电阻,所以电流 I是一个定值,不随UL变化而变化,故A错误;
B.由图乙知,小灯泡L两端的电压与电源电压的关系为一次函数关系,根据P=UI知,小灯泡的功率
PL=ULI=UL×
因为是定值,所以小灯泡的功率PL与UL成正比,小灯泡的功率 PL与U总成一次函数关系,故B错误;
C.根据P=I2R得,R的功率
PR=()2×R
可得
PR=
PR仍是定值,即PR不随UL的变化而变化,图象应该是与横轴平行的直线,故C错误;
D.根据P=UI知,电路的总功率
P总=(UL+2V)×
由关系式可知,P总是关于UL的一次函数,故D正确。
故选D。
9.BC
【详解】
电热器在单位时间内产生的热量即为电热器的功率。
A.根据
可知,若电阻不变,通过它的电流减为原来的,则功率变为原来的,故A不符合题意;
B.根据
可知,若电压不变,电阻变为原来的2倍,则功率变为原来的,故B符合题意;
C.若电压和电阻都减为原来的,根据
则现在的功率为
故C符合题意;
D.根据
可知,电阻不变,电压减为原来的,则功率为原来的,故D不符合题意。
故选BC。
10.AD
【详解】
ABC.电路中,变阻器与电阻R串联,电压表测R的电压,电流表测电路的电流。向左移动滑片,变阻器连入电路的电阻变小,根据串联电阻的规律,电路的电阻变小,由欧姆定律,电路的电流变大,即电流表示数变大,根据欧姆定律有
U=IR
故电压表示数变大,故A符合题意,BC不符合题意;
D.由并联电路电压的规律,R的电压不变,通过R的电流变大,根据P=UI可知,定值电阻消耗的实际功率变大,故D符合题意。
故选AD。
11.1000 0.2
【详解】
[1]因为能效比是指空调制冷量与制冷时消耗的电功率比,所以能效比为3.2的空调消耗的电功率
P1==1000W
[2]能效比为4.0的空调消耗的电功率
P2==800W
节约的电功率
P=P1-P2=1000W-800W=200W=0.2kW
工作1h节约的电能
W=Pt=0.2kW×1h=0.2kW⋅h=0.2度
12.3 30 1.2
【详解】
[1]由电路图可知,开关S闭合,开关S1断开时,电路为R2的简单电路,电流表测通过R2的电流,开关S、S1都闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,通过R2的电流不变,即通过R2的电流
I2=0.3A
根据
可得电源的电压
[2]因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R1的电流
I1=I-I2=0.4A-0.3A=0.1A
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,根据
可得,电阻R1的阻值
[3]由功率的计算公式可得,开关S、S1都闭合时,电路消耗的总功率
P=UI=3V×0.4A=1.2W
13.4400 600
【详解】
[1]由图可知,该电能表的工作电压为220V,电能表允许通过的最大电流为20A,所以小星家允许加载的用电器的最大总功率为
[2]电饭锅工作,电能表转盘转过60转,该过程中消耗的电能为
该电饭锅的实际功率为
14.保温 1∶6
【详解】
[1]当S断开时,R1与R2串联,此时总电阻最大,由可知,电路中的总功率最小,饮水机处于保温状态。
[2]当开关S闭合时,电路为R1的简单电路,电路的总电阻最小,由可知,电路中的总功率最大,此时饮水机处于加热状态,加热功率为
饮水机处于保温状态时,R1与R2串联,保温功率为
饮水机的保温功率与加热功率之比
15.20 0.8 288
【详解】
[1]因为三只灯泡串联且规格相同,所以通过它们的电流和电阻都相同,即这三只灯泡两端分得的电压都相同,所以三只灯泡串联接在12V的电源两端时,每只灯泡两端的电压都为U=4V;由图象知道,当U=4V时,I=0.2A,则小灯泡的电阻
[2]小灯泡的实际电功率
P=UI=4V×0.2A=0.8W
[3]该电路通2分钟,电路消耗的电能为
W=UIt=12V×0.2A×2×60s=288J
16.1800 30
【详解】
[1]因3000imp/(kW·h)表示:电路中每消耗1kW·h的电能,电能表指示灯闪烁3000次,所以,电能表指示灯闪烁了300次,该电热水器消耗的电能
该电热水器的功率
[2]由题意可知,水吸收的热量
Q吸=70%W=70%×3.6×105J=2.52×105J
由Q吸=c水m(t-t0)可得,水升高的温度
17.44 900W
【详解】
[1]电热水壶正常工作时发热板的电阻
[2]电能表的转盘转了90转消耗的电能
此时该水壶的实际功率
18.1.5 6 向左、向右均可
【详解】
[1][2]灯泡正常发光时的电压为9V,由图像可知,灯泡正常发光时的电流
IL=1.5A
由I=可得,此时灯丝的电阻
RL==6Ω
[3]滑片向左移动时,滑动变阻器的电阻变小,设原来电路中的电流为I1(即通过灯的电流),滑片往左滑一段距离后电路中的电流为I2(即通过灯的电流),因变阻器的电阻变小,根据分压原理可知:变阻器分得电压变小,由串联电路电压的规律可知,灯泡分得的电压增大,通过灯的电流也增大,所以
I1<I2
由于电源电压不变,则根据I=可知
R总1>R总2
即滑片向左移动后电路的总电阻变小;滑片向左移动后电流变大,根据P=UI可知灯的实际功率增大,灯丝的温度升高,小灯泡阻值随温度的升高而变大,因总电阻减小,由电阻的串联规律可知:变阻器R的阻值减小量大于灯泡L的阻值增大量。滑片向右移动时,滑动变阻器的电阻增大,灯泡变暗,电流变小,电路的总电阻变大,但灯丝的温度降低,灯泡的电阻减小,所以变阻器R的阻值增大量大于灯泡L的阻值减小量;综上可知,滑片不论向左还是向右移动,R的阻值变化量比L的阻值变化量大。
19.(1)6.72×105 J;(2)7.2×105 J;(3)93.33%
【详解】
解:(1)水吸收的热量为
Q吸=cm(t-t0) =4.2×103 J/(kg·℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105 J
(2)由公式可得,电热水瓶消耗的电能为
W= P热t=1200W×10×60 s=7.2×105 J
(3)加热时电热水瓶的热效率为
答:(1)水吸收的热量是6.72×105 J;
(2)电热水壶消耗的电能是7.2×105 J;
(3)加热时电热水瓶的热效率是93.33%。
20.(1);(2);(3)0.4W,3.6W
【详解】
解:(1)当开关S闭合时电流表示数为0.6A,只有电阻R1接入,故电源电压为
(2)当开关S断开时电流表示数为0.2A,两电阻串联,则总电阻为
电阻R2的阻值
(3)电阻R1在开关断开时电流为0.2A,故此时的电功率为
开关闭合,此时的电流为0.6A,此时的电功率为
答:(1)电源电压为6V;
(2)电阻R2的阻值为20Ω;
(3)电阻R1在开关断开为0.4W、开关闭合的两种情况下消耗的电功率3.6W。
21.(1)88Ω;(2)1.98×106J;(3)15℃
【详解】
解:(1)闭合S1为“低温”档,R1单独接入电路,“低温”档正常工作时的电阻
R1==88Ω
(2)闭合S1为“低温”档,R1单独接入电路,单独闭合S2为“中温”档,高温档为S1、S2同时闭合,R1、R2并联,电路的总电阻最小,由可知电路的总功率最大,处于高温档,高温档的功率
P高温=P低温+P中温=550W+1100W=1650W
电暖气的高温档正常工作20min,放出的热量
Q放=W=P高温t=1650W×20×60s=1.98×106J
(3)空气吸收的热量
Q吸=ηQ放=50%×1.98×106J=0.99×106J
房间的空气温度升高
=15℃
答:(1)“低温”档正常工作时的电阻是88Ω;
(2)“高温”档正常工作时20min,消耗的电能是1.98×106J;
(3)此房间的空气温度升高15℃。
22.(1)1.32×105J;(2)40Ω;(3)200V
【详解】
解:(1)电烤箱在低温挡正常工作 5min 消耗的电能
(2)低温挡电烤箱的电功率为 440W,根据得低温挡工作时电路中的电流:
当只闭合 S1时,两电阻串联,为低温挡,低温挡的电流为 2A,由欧姆定律得电路的总电阻
故
(3)电能表盘中标有 3000r/kW•h,表示电路每消耗 1kW•h 的电能,电能表转盘转 3000 圈, 电能表转盘转 50 转时,消耗的电能为
实际功率为
两开关 S1、S2闭合时,R2被短路,为R1的简单电路,此时为高温挡,高温挡的电功率根据
得,电烤箱在高温挡工作的实际电压
答:(1)电烤箱在低温挡正常工作 5min 消耗的电能是 1.32×105J;
(2)发热电阻 R1的阻值是 40Ω;
(3)用电高峰时家庭电路的实际电压为 200V。
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