苏科版九年级全册电功率第2课时习题

《二、电功率》同步练习

（课时2　串、并联电路中电功率的计算）

一、基础巩固

知识点1　串联电路中电功率的计算

1. 有两个灯泡L1和L2,其额定电压均为2.5 V,额定功率分别为P1=1 W,P2=0.8 W.现把它们串联后接入电源电压为4 V的电路中,它们两端的电压分别为U1、U2,它们实际所消耗的功率分别为P1'、P2',温度对电阻的影响不计,则 (　　)

A.U1=U2,P1'>P2'  B.U1=U2,P1'<P2'

C.U1>U2,P1'>P2'  D.U1<U2,P1'<P2'

2. 如图所示的电路中,“6 V　3 W”的灯泡L1和滑动变阻器R2串联,R2的最大阻值为8 Ω,当滑片P滑到a端时灯泡正常发光(不考虑灯丝电阻变化),求:

(1)灯泡L1的电阻;

(2)当滑片P滑到b端时,灯泡的实际功率.

知识点2　并联电路中电功率的计算

3. 标有“6 V　3 W”的甲灯和“12 V　12 W”的乙灯,并联接在6 V的电源上(假设灯丝的电阻不变),下列说法正确的是(　　)

A.甲、乙两灯消耗的电能之比是1∶4

B.甲、乙两灯的电阻之比是1∶2

C.通过甲、乙两灯的电流之比是1∶2

D.甲、乙两灯的实际功率之比是1∶1

4. 如图所示的电路中,有一阻值为10 Ω的电阻R2与一个标有“12 V　6 W”字样的灯泡L并联,电源电压为12 V保持不变.则:(设灯丝电阻不变)

(1)灯泡的电阻为多少?

(2)闭合开关S后,电流表的示数是多少?

(3)电阻R2消耗的电功率是多少?

(4)1 min内灯泡消耗的电能是多少?

知识点3　串、并联电路中电功率的综合计算

5. 如图所示,只闭合开关S时,灯L1的功率为9 W;断开开关S,闭合S1、S2时,灯L1的功率为16 W.电源电压不变,且灯丝电阻不受温度的影响.则L1、L2两灯灯丝电阻之比是 (　　)

A.1∶3  B.4∶3  C.3∶1  D.3∶4

6. 一个标有“220 V　100 W”的灯泡L接在220 V的电源两端,如图所示,由于输电线的损耗,灯泡发光时的实际功率是81 W(电源电压不变,不计灯泡电阻的变化).

(1)求出此时灯泡L两端的电压;

(2)试证明:这种情况下输电线损耗的电功率P线与灯泡实际功率PL之比是P线∶PL=1∶9.

二、能力提升

1. 额定电压均为6 V的甲、乙两灯的I-U图像如图所示.下列说法正确的是(　　)

A.甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小

B.甲、乙两灯的额定功率之比为4∶1

C.甲、乙两灯并联接在电压为2 V的电源两端时,电阻之比为3∶2

D.甲、乙两灯串联接在电压为8 V的电源两端时,实际功率之比为1∶3

2. 如图甲所示,小灯泡L的额定电压为5 V,滑动变阻器R的最大阻值为60 Ω,电流表量程为“0~0.6 A”,电压表量程为“0~15 V”,电源电压恒定.闭合开关S,在保证电路安全的前提下,最大范围调节滑动变阻器的滑片P,绘制了电流表示数与电压表示数的关系图像如图乙所示,电流表示数与滑动变阻器R连入电路的阻值的变化关系图像如图丙所示.则下列说法正确的是(　　)

A.电源电压为5 V

B.小灯泡正常发光时的电阻为2.5 Ω

C.当电压表示数为1 V时,滑动变阻器的电功率为2.5 W

D.当电压表示数为2 V时,小灯泡和变阻器的功率之比为1∶4

3. 某公厕为了方便和节能,用“220 V　40 W”的节能灯(假设灯丝电阻不变),阻值为1 210 Ω的定值电阻和开关设计了如图所示的电路.天黑后,当无人上厕所时,S1闭合,S2断开,灯光较暗,此时节能灯消耗的电功率为　　　　W;当有人上厕所时,S1、S2同时闭合,节能灯正常发光,此时节能灯消耗的电功率为　　　　W. 

4. 如图所示,电源电压为18 V不变,定值电阻R1的阻值为30 Ω,滑动变阻器R2标有“50 Ω　0.5 A”字样,电流表量程为0~0.6 A,电压表量程为0~15 V.只闭合开关S1时电流表的示数为0.45 A,电压表的示数为　　　　V;只闭合开关S2时,在保证元件安全的情况下移动滑片,电路的总电功率的最大变化量是　　　　W. 

5. 如图所示,L是标有“6 V　1.2 W”字样的小灯泡,R是定值电阻,断开开关S2,闭合开关S1和S3,灯泡正常发光,电流表的示数为0.50 A.

(1)求灯泡正常发光时,1 min内灯泡消耗的电能.

(2)求定值电阻R的阻值.

(3)断开开关S1和S3,闭合开关S2,改变电源电压,使灯泡正常发光,求电路的总功率.

参考答案

一、基础巩固

1.D　两灯泡的额定电压相等,P1=1 W,P2=0.8 W,即P1>P2,根据R=可知,R1<R2.把它们串联后接入电源电压为4 V的电路中时,因串联电路各处的电流相等,根据U=IR可知,U1<U2;根据P=I2R可知,P1'<P2'.故选D.

2.解:(1)灯泡的电阻R1==12 Ω;

(2)当滑片P滑到a端时灯泡正常发光,则电源电压U=6 V;当滑片P滑至b端时,由于L1和R2串联,则R=R1+R2=12 Ω+8 Ω=20 Ω,电路中的电流I==0.3 A,故此时灯泡的实际功率P实=I2R1=(0.3 A)2×12 Ω=1.08 W.

3.D　甲灯的电阻R甲==12 Ω,乙灯的电阻R乙==12 Ω,电阻之比为1∶1,故B错误;电流之比为1∶1,故C错误;电压相同时,由P=UI得,甲、乙两灯的实际功率之比是1∶1,故D正确;消耗的电能跟电功率和时间两个因素有关,题中没有指出两灯各自通电的时间,故A错误.

4.解:(1)灯泡的电阻R1==24 Ω.

(2)闭合开关S后,电流表的示数为I= A=1.7 A.

(3)电阻R2消耗的电功率P2==14.4 W.

(4)由于灯泡两端电压刚好为额定电压,所以1 min内灯泡消耗的电能W=PLt=6 W×60 s=360 J.

5.C　设灯L1和L2的灯丝电阻分别为R1、R2.只闭合开关S时,两个灯泡串联,灯L1的功率P1=R1=()2R1==9 W①;断开开关S,闭合S1、S2时,两个灯泡并联,灯L1的功率P'1==16 W②.由①②得,,,故选C.

6.解:(1)灯丝的电阻RL==484 Ω,根据P=得,灯泡的实际电压UL==198 V;

(2)根据串联电路电压的规律可知,输电线上的电压U线=U-UL=220 V-198 V=22 V,因串联电路电流处处相等,根据P=UI可知,输电线损耗的电功率P线与灯泡实际功率PL之比.

二、能力提升

1.D  由题图可知,随着电压的增大,通过甲、乙两灯的电流均增大且增大得越来越慢,由R=可知,两灯的电阻均随电压的增大而增大,A错;由题图可知,甲、乙两灯的额定电流分别为0.6 A、0.3 A,两灯的额定电压相等,由P=UI可知,甲、乙两灯的额定功率之比为,B错;当甲、乙两灯并联在2 V的电源两端时,通过甲、乙两灯的电流分别为0.3 A、0.2 A,因甲、乙两灯的电压均为2 V,由R=可知,此时甲、乙两灯的电阻之比为,C错;当把两灯串联接在8 V的电源两端时,通过它们的电流相等,由题图可知,通过它们的电流为0.3 A,甲、乙两灯的实际电压分别为2 V和6 V,由P=UI可知,,D正确.

2.D　由题图甲可知,小灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测量小灯泡两端的电压.由题图丙可知,当滑动变阻器接入电路的阻值为10 Ω时,电路中的电流为0.5 A,由题图乙可知,此时电压表示数为5 V,即小灯泡正常发光,则滑动变阻器两端的电压U滑=IR滑=0.5 A×10 Ω=5 V,则电源电压U=U额+U滑=5 V+5 V=10 V,A错;小灯泡正常发光时的电阻R灯==10 Ω,B错;由题图乙可知,当电压表示数为1 V时,电流表示数为0.2 A,则此时滑动变阻器两端电压U滑'=U-U灯'=10 V-1 V=9 V,则滑动变阻器的电功率为P=U滑'I'=9 V×0.2 A=1.8 W,C错;当电压表示数为2 V时,滑动变阻器两端的电压U滑″=10 V-2 V=8 V,又由于通过小灯泡和滑动变阻器的电流相等,故根据P=UI可知,小灯泡与滑动变阻器的电功率之比,D正确.

3.【答案】　10　40

【解析】　由P=得,节能灯的电阻RL==1 210 Ω,则无人上厕所时,电路中的电流I= A,此时节能灯消耗的电功率为P=I2RL=( A)2×1 210 Ω=10 W.S1、S2同时闭合,节能灯正常发光,此时消耗的电功率等于额定功率,为40 W.

4.【答案】　4.5　3.6

【解析】　只闭合开关S1时,定值电阻R1与R3串联,电压表测量的是R3两端的电压,电路中的电流为0.45 A,则R1两端的电压U1=IR1=0.45 A×30 Ω=13.5 V,根据串联电路中的电压特点可知,R3两端的电压(即电压表示数)U3=U-U1=18 V-13.5 V=4.5 V,定值电阻R3的阻值R3==10 Ω;当只闭合S2时,R3与滑动变阻器R2串联,当滑片P在左端时,电路的总电阻R总=R2+R3=50 Ω+10 Ω=60 Ω,电路中的电流Imin==0.3 A,此时电路的总功率Pmin=UImin=18 V×0.3 A=5.4 W,由滑动变阻器R2的规格可知,电路中的最大电流Imax=0.5 A,此时电路的总功率Pmax=UImax=18 V×0.5 A=9 W,则电路总功率的最大变化量ΔP=Pmax-Pmin=9 W-5.4 W=3.6 W.

5.解:(1)灯泡正常发光1 min消耗的电能W=PLt=1.2 W×60 s=72 J.

(2)断开开关S2,闭合开关S1和S3时,电阻R和灯泡L并联,灯泡正常发光,所以电源电压等于灯泡的额定电压,即6 V,

由P=UI可知,灯泡正常发光时的电流IL==0.2 A,

因为并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,所以通过R的电流IR=0.5 A-0.2 A=0.3 A,

由I=可知,定值电阻R的阻值R==20 Ω.

(3)由P=可得,灯泡正常发光时的电阻RL==30 Ω,

断开开关S1和S3,闭合开关S2,定值电阻R和灯泡L串联,此时电路中的总电阻R总=30 Ω+20 Ω=50 Ω,

因为灯泡正常发光,所以电路中的电流为0.2 A,则电路的总功率P=R总=(0.2 A)2×50 Ω=2 W.