初中第2节 电功率优秀同步测试题
展开第2节 电功率
知识点1 认识电功率
1.电功率物理意义:表示电流做功 的物理量,灯泡的亮度取决于灯泡的 大小。
2.商场中,卖微波炉的售货员和顾客发生了争执。售货员说:微波炉很省电,用一次花不了多少电费;顾客说:我觉得微波炉很费电,我家的微波炉一开就“烧保险”。从物理学的角度看,售货员所说的“省电”和顾客所说的“费电”分别指的是微波炉在使用时( )
A.消耗较少的电能,消耗较多的电能
B.电功率较小,电功率较大
C.电功率较小,消耗较多的电能
D.消耗较少的电能,电功率较大
3.甲、乙、丙三个白炽灯泡分别标有“36V 20W”、“110V 20W”和“220V 20W”字样,三个灯泡都正常工作时,发光情况是( )
A.甲最亮B.乙最亮C.丙最亮D.一样亮
4.灯泡L1上标有“6V 6W”,灯泡L2上标有“6V 3W”。关于这两个灯泡,下列说法中正确的是( )
A.正常发光时,通过L1的电流较小
B.正常发光时,通过L1的电流做功较多
C.正常发光时,通过L1的电流做功较快
D.工作时间相同,L2消耗的电能较少
5.下列说法中不正确的是( )
A.做功多的电器消耗的电能多
B.电流做功的过程是电能转化为其他形式能的过程
C.电功率大的用电器消耗的电能多
D.电功率是表示电流做功的快慢
6.分别标有“220V 25W”、“36V 25W”、“110V 25W”字样的三个白炽灯,它们各自在额定电压下工作时( )
A.“220V 25W”最亮B.“110V 25W”最亮
C.“36V 25W”最亮D.三个白炽灯一样亮
7.下列关于电功率的说法中正确的是( )
A.电功率是表示消耗电能多少的物理量
B.电功率是表示消耗电能快慢的物理量
C.用电器的电功率等于它在1s内所消耗的电能
D.瓦和千瓦都是电功率的单位,且1kW=1000W
8.学习了电功率的知识后,几位同学关于电功和电功率的说法中正确的是( )
A.电流做功的过程,实际上是把电能转化为其它形式能的过程
B.用电器的电功率越大,消耗电能越多
C.加在导体两端的电压越大,通过导体的电流越大,通电时间越长,电流做的功越多
D.千瓦时是电能的单位,千瓦是电功率的单位
9.如图所示电路中,L1标有“3V 1.5W”,L2标有“2V 2W”,当开关闭合时,下列正确的是( )
A.两灯电流相等B.两灯一样亮
C.灯L1比灯L2亮D.允许电源的最大电压为5V
知识点2 额定功率
10.如图所示的家用电器中,其正常工作时的额定电流最接近5A的是( )
A.电风扇B. 家用电视机
C. 笔记本电脑D. 家用微波炉
11.把标着“6V 6W”的甲灯和“6V 3W”的乙灯串联在电压是6V的电路中,则:( )
A.因为甲灯额定功率较大,所以甲灯较亮
B.因为通过它们的电流相等,所以一样亮
C.因为甲灯的电阻较小,所以甲灯较亮
D.因为乙灯实际功率较大,所以乙灯较亮
12.用电压为220V的电源向远处某工地的一盏标有“PZ220 100”的白炽灯供电,由于导线有电阻,灯泡实际的功率只有81W,则导线消耗的功率( )
A.小于19WB.等于19WC.大于19WD.无法确定
13.甲、乙两只白炽灯泡的铭牌如图所示,不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列判断正确的是( )
A.乙灯的灯丝更细,正常发光时更亮
B.两灯并联时,只有一只灯可以正常发光
C.两灯串联时,电路最大总功率为56W
D.将两灯串联在440V电源上即可正常发光
14.在如图甲所示的电路中,两个电流表的规格完全相同。当闭合开关后,两电流表指针恰好指在同一位置(如图乙所示),则此时电阻R1和R2的电功率之比为( )
A.3∶1B.4∶1C.6∶1D.9∶1
15.现有额定电压均为3V的两盏小灯泡A和B,它们的U-I关系图像如图所示。下列说法中正确的是( )
A.若将两灯串联在电压为6V的电路中,则两灯均能安全工作
B.若将两灯串联在电压为4V的电路中,则两灯均能安全工作
C.若将两灯并联在电压为3V的电路中,电路消耗的总功率为1.5W
D.若将两灯串联,在保证两灯都能安全工作的前提下,电路总功率最大值为0.8W
16.用电器的额定功率和实际功率
(1)额定电压:用电器 时的电压叫额定电压;
(2)额定功率:用电器在 下的功率叫额定功率;
(3)额定电流:用电器在 时的电流叫额定电流;
(4)用电器实际工作时的三种情况:
①U实②U实>U额,P实 P额——用电器不能正常工作,有可能 (如果是灯泡,则表现为灯光极亮、刺眼、发白或迅速烧断灯丝);
③U实=U额,P实 P额——用电器正常工作;
④电灯泡上的“PZ220 25”表示额定电压是 ,额定功率是 ;
⑤灯泡的亮度是由其所消耗的 决定的,与额定电压和额定功率无关;
⑥额定电压相同,额定功率不同的灯泡,灯丝 ,功率 ;
⑦将两个灯泡串联,额定功率 的,实际功率 ;将这两个灯泡并联,额定功率 的,实际功率 。
17.规格为“6V 9W”的小灯泡,它正常发光时的电流为 A,电阻为 Ω,将它接入电压为4V的电路中,小灯泡的额定功率为 W。
18.有甲、乙两只灯泡分别标有“220V 40W”和“110V 40W”字样,当它们正常发光时 较亮(选填“甲灯较亮”、“乙灯较亮”、“一样亮”或“无法判断”);小明养成随手关灯的良好习惯,当他关掉家中不用的电灯后,家中电路的总电阻 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
知识点3电功率的测量
19.实验桌上有符合实验要求的如下器材:学生电源(电源挡位不可调,两端电压会随接入电路中电阻的变化而变化、已调零的电压表和电流表,电阻箱( )和滑动变阻器、开关各一个,导线若干。请利用上述实验器材,设计一个实验证明:“当导体两端电压保持不变时,导体的电功率与导体的电阻值成反比”。
(1)请在虚线框中画出实验电路图;
(2)请写出实验步骤;
(3)设计实验表格。
20.实验桌上有如下器材:符合实验要求的电源一个、电流表和电压表各一只、开关、电阻箱(符号)、滑动变阻器各一个,导线若干。请设计一个实验证明:在串联电路中电流一定时,电阻消耗的电功率与该电阻的阻值成正比。要求:
(1)画出实验电路图 ;
(2)完成下面实验步骤;
①将电压表电流表调零,断开开关,按照电路图连接电路;滑动变阻器滑片P置于阻值最大端。
②将电阻箱阻值调为R1,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P至某一位置,使电流表示数为I,读出电压表示数U1,将R1、I、U1的数据记录在表格中;
③读出此时电压表的示数U2,分别记录R2、U2在表格中;
④仿照步骤③再做4次实验,分别记录电阻箱的阻值、电压表的示数;
⑤根据公式 计算出每次电阻箱消耗的功率P并记录在表格中;
(3)画出实验数据记录表格 。
21.小明学完电功率之后,设计了一个实验证明“当通过电阻的电流保持不变时,电阻消耗的电功率与该电阻的阻值成正比”。实验步骤如下,请完成实验步骤,并画出实验数据记录表格。实验步骤:
(1)将电压表、电流表调零,断开开关,按电路图连接电路,将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处;
(2)调节电阻箱的阻值为R1,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片调至适当位置,读出电流表A的示数I,电压表V的示数U1,将I、R1;和U1记录在实验数据记录表中;
(3)断开开关S, 。
(4)仿照步骤(3),分别改变4次电阻箱的阻值,用电压表V分别测量相应的电压大小,并分别将相对应的R3、R4、R5、R6和U3、U4、U5、U6的数据记录在实验数据记录表中;
(5)利用公式 ,分别计算出电阻消耗的6次电功率,并分别记录在实验数据记录表中。请设计实验数据记录表:
22.现提供部分器材,请你设计一个实验,探究“当电阻两端的电压保持不变时,电阻的电功率与其电阻大小的关系”。
(1)实验器材:现有足够的导线和图1中的器材,为了完成探究,你还需要增加的实验器材是 ;
(2)在图2虚线框内画出实验电路图;
(3)写出实验步骤(测量的物理量用符号表示) ;
(4)设计记录数据的表格;
(5)根据你所学过的知识判断:当电阻两端的电压保持不变时,电阻阻值变大时,其电功率如何变化? (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
参考答案:
1. 快慢 实际功率
【详解】[1]电流在单位时间所做的功叫电功率,电功率是表示电流做功快慢的物理量。
[2]灯泡的亮度决定于灯泡的实际功率,实际功率越大,灯泡越亮。
2.D
【详解】售货员认为微波炉很省电,是说微波炉的电功率大,但加热食物用时很短,消耗的电能并不多,所以“微波炉很省电,用一次花不了多少电费”,即售货员是从消耗较少的电能角度说的;顾客是从电功率角度考虑的,因为微波炉属于大功率用电器,工作时电路中电流很大,会烧断保险丝,相同时间内消耗的电能多,所以认为很“费电”。
故选D。
3.D
【详解】根据题意知道,当它们都正常发光时,它们的实际功率都是各自的额定功率,而三盏电灯的额定功率都为20W,因此三个灯泡一样亮,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
4.C
【详解】A.正常发光时,通过L1的电流
通过L2的电流
所以正常发光时,通过L1的电流大,故A错误;
B.正常发光时,灯泡L1的功率大,相同时间,通过灯泡L1的电流做功多,故B错误;
C.功率表示做功的快慢,功率越大,电流做功越快,灯泡L1的功率大,所以灯泡L1的电流做功较快,故C正确;
D.工作时间相同,正常工作时,灯泡L1的功率大,根据W=Pt可知,灯泡L1消耗的电能较大,题中没有提出正常工作,故D错误。
故选C。
5.C
【详解】A.做功多说明用电器将更多的电能转化为其他形式的能,所以消耗的电能更多,故A正确,不符合题意;
B.电流做功就是电流通过用电器,将电能转化为其他形式的能的过程,故B正确,不符合题意;
C.电功率大的用电器,说明用电器消耗电能更快,但消耗电能多少还与做功的时间有关,所以消耗电能不一定多,故C错误,符合题意;
D.单位时间内消耗电能的多少叫做电功率,所以电功率是表示电流做功快慢的物理量,故D正确,不符合题意。
故选C。
6.D
【详解】由于灯泡的亮度与灯泡的实际功率有关,三个灯泡各自在额定电压下工作,则实际功率等于额定功率,由三个灯泡的规格可知,额定功率相同,所以三个灯泡的亮度相同,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
7.BCD
【详解】ABC.电功率表示电流做功快慢的物理量,等于电功与时间之比,所以用电器的电功率等于它在1s内消耗的电能,故A错误,BC正确;
D.较大的电功率用更大的单位:kW,较小的电功率用较小的单位W,且
1kW=1000W
故D正确。
故选BCD。
8.ACD
【详解】A.电流做功的过程,实际上是消耗电能转化为其他形式的能的过程,消耗多少电能就做多少电功,故A正确;
B.电功率是表示电流做功快慢的物理,电功率越大的用电器,表示电流做功快,但不一定多,故B错误;
C.由电流做功的公式W=UIt知道,加在导体两端的电压越大,通过导体的电流越大,通电时间越长,电流做的功越多,故C正确;
D.千瓦时是电功和电能的单位,千瓦和瓦是电功率的单位,故D正确。
故选ACD。
9.AC
【详解】A.由图可知,L1、L2串联,串联电路中电流处处相等,故A正确;
BC.由P=UI可变形为可得两灯泡电阻
L1、L2串联,串联电路中电流处处相等,根据P=I2R可知L1的实际功率大于L2的实际功率,灯L1比灯L2亮,故B错误,C正确;
D.由P=UI可变形为可得两灯的额定电流
串联电路中电流处处相等,电路中电流应为
I=I1=0.5A
允许电源的最大电压
U=I(R1+R2)=0.5A(6Ω+2Ω)=4V
故D错误;
故选AC。
10.D
【详解】家用电器的额定电压都是220V,工作电流为5A时的电功率
P=UI=220×5A=1100W
A.台式电风扇的额定功率在40W左右,故A不符合题意;
B.家用电视机的额定功率在100W左右,故B不符合题意;
C.笔记本电脑的额定功率在60W左右,故C不符合题意;
D.家用微波炉的额定功率在1000W左右,故D符合题意。
故选D。
11.D
【详解】甲灯的电阻
乙灯的电阻
两灯串联,电流相等,R甲
12.A
【详解】若导线的电阻为0,电路中只接入标有“PZ220 100”的白炽灯,总功率为100W,由知,电源电压不变,导线的电阻不为0时,电路的总电阻变大,总功率变小,即P总<100W,此时灯泡消耗的功率P灯=81W,导线消耗的功率
P线=P总-P灯<100W-81W=19W
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
13.C
【详解】A.从图可知,两灯的额定电压相同,乙的额定功率P乙额比甲的额定功率P甲额大;由公式可知,乙灯泡的电阻比甲灯泡的电阻小,即
R甲>R乙
灯丝都是由钨做成,材料相同,从影响电阻大小的因素可知,在长度和材料相同时,横截面积越小,电阻越大;从而可知,乙的灯丝横截面积比甲的大,则甲灯丝更细,故A错误;
B.两灯并联后接在220V的电路中,两灯两端的实际电压相等且等于额定电压,所以两灯都可以正常发光,故B错误;
C.两灯泡的电阻分别为
由P=UI可得,两灯的额定电流分别为
两灯串联时,电流相等,电路中允许的最大电流为
此时甲灯正常发光,所以甲灯实际功率为
P实际甲=P甲额=40W
乙灯实际功率为
电路最大总功率为
P最大=P实际甲+P实际乙=40W+16W=56W
故C正确;
D.将两灯串联在440V电源上,由于
R甲>R乙
根据“串联电路,电阻越大,分得的电压越多”可知,甲灯两端分得的电压大于220V,乙灯两端分得的电压小于220V,所以两灯都不会正常发光,故D错误。
故选C。
14.B
【详解】开关闭合后,两电阻并联,一电流表测量总电流,一电流表测量定值电阻R2的电流;由于两个电流表的指针指在图乙所示的同一位置,根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可知:测量定值电阻R2电流的电流表量程是0~0.6A,所以电流表示数为0.2A,也就是通过定值电阻R2的电流为:I1=0.2A,测量总电流的电流表量程是0~3A,所以电流表示数为1A,也就是电路总电流为:I=1A,根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可知,通过R1的电流为
I1=I﹣I2=1A﹣0.2A=0.8A
两电阻并联,电源电压等于两电阻两端电压
U=U1=U2
根据P=UI知此时电阻R1和R2的电功率之比为
P1∶P2=UI1∶UI2=I1∶I2=0.8A∶0.2A=4∶1
故选B。
15.BCD
【详解】A.由图示知,两盏小灯泡正常工作时的电阻分别为
,
两灯串联在电压为6V的电路中,若两灯才能正常工作,电路中的总电阻
R=RA+RB=15Ω+10Ω=25Ω
据串联电路的分压特点有
UA:6V=15Ω:25Ω,UB:6V=10Ω:25Ω
解得
UA=3.6V,UB=2.4V
所以B灯能安全工作,A灯不能安全工作。故A错误;
B.两灯串联在4V的电路中,据串联电路的分压特点有
UA1:4V=15Ω:25Ω,UB1:4V=10Ω:25Ω
解得
UA1=2.4V,UB1=1.6V
两灯均能安全工作,故B正确;
C.两灯并联在电压为3V的电路中,两灯都能正常工作,两灯消耗的功率分别为
PA=UIA额=3V×0.2A=0.6W,PB=UIB额=3V×0.3A=0.9W
电路消耗的总功率
P总=PA+PB=0.6W+0.9W=1.5W
故C正确;
D.两灯串联在电路中,在保证安全工作的前提下,电路中的最大电流为0.2A,由图示知,A两端的电压为3V,B两端的电压为1V,电路的总电压
U总=UA2+UB2=3V+1V=4V
电路总功率最大值
P总大=U总I大=4V×0.2A=0.8W
故D正确。
故选BCD。
16. 正常工作 额定电压 正常工作 <##小于 >##大于 烧坏 =##等于 220V 25W 实际电功率 越粗 越大 大 小 大 大
【详解】(1)[1]根据额定电压的定义可知,额定电压是用电器正常工作时的电压。
(2)[2]根据额定功率的定义可知,额定功率是用电器在额定电压下工作的功率。
(3)[3]根据额定电流的定义可知,额定电流是用电器正常工作时的电流。
(4)①[4]若U实②[5][6]若U实>U额,根据可得,P实> P额,由于用电器工作情况由实际功率来决定,因此用电器不能正常工作,如果实际功率过高,用电器有可能烧坏。
③[7]若U实=U额,根据可得,P实= P额,由于用电器工作情况由实际功率来决定,因此用电器能正常工作。
④[8][9]根据用电器铭牌上的定义可知,电灯泡上的“PZ220 25”表示额定电压是220V,额定功率是25W。
⑤[10]由于用电器工作情况由实际功率来决定,因此灯泡的亮度是由其所消耗的实际功率决定的,与额定电压和额定功率无关。
⑥[11][12]在灯泡额定电压相同,额定功率不同的情况下,灯丝越细,电阻越大,根据可知,功率越小;灯丝越粗,电阻越小,根据可知,功率越大。
⑦[13][14]若将两个灯泡串联,根据串联电路的电流规律可知,通过两个灯泡的电流是相等的,由⑥可知,额定功率大的灯泡,其电阻小,根据可得,电阻小的,其实际功率就小,因此将两个灯泡串联,额定功率大的,实际功率小。
[15][16]若将两个灯泡并联,根据并联电路的电压规律可知,两个灯泡的两端电压是相等的,由⑥可知,额定功率大的灯泡,其电阻小,根据可得,电阻小的,其实际功率就大,因此将两个灯泡并联,额定功率大的,实际功率大。
17. 1.5 4 9
【详解】[1]根据可知小灯泡正常发光时的电流
[2]根据欧姆定律可知灯泡正常发光时的电阻为
[3]将它接入电压为4V的电路中,小灯泡的额定电压是一个固定值,小灯泡的额定功率也是一个定值,小灯泡的额定功率不变,为9W。
18. 一样亮 变大
【详解】[1]都正常发光,其功率都是40W,都是将电能转化为光能和内能,功率相同,即电流做功的速度相同,故亮度相同。
[2]关闭不用的灯泡后,总电流变小,而家庭电路的电压不变,故总电阻变大。
19. 见解析
【详解】(1)[1] 实验要研究,当导体两端电压保持不变时,导体的电功率与导体的电阻值的关系,所以要控制电阻箱两端电压不变,根据所给的实验器材,可将电阻箱用作电阻,电压表测电阻箱两端电压,滑动变阻器与电阻箱串联控制电阻箱两端的电压不变,用伏安法完成实验,实验电路图为
(2)[2]实验要研究,当导体两端电压保持不变时,导体的电功率与导体的电阻值的关系,所以要控制电阻箱两端电压不变,改变电阻箱的阻值,获得多组数据,从而得出实验结论,所以设计如下实验步骤
①保持开关S断开,按图连接电路,将滑动变阻器接入电路电阻值调至最大;
②将电阻箱接入电路的电阻值调至适当值R,闭合开关S,调整滑片P位置,使电压表示数为一适当值U,读出电流表示数I,将R、U、I记录在数据表格中,断开开关S;
③将电阻箱接入电路的电阻值调为其他适当值R,闭合开关S,调整滑片P位置,使电压表示数U与步骤②中相同,读取电流表示数I,将R、I记录在数据表格中,断开开关S;
④改变电阻箱接入电路的阻值R,仿照步骤③,再重复实验4次;
⑤根据P=UI计算每次电阻R的功率,并将P记录在数据表格中。
(3)[3]实验要研究,导体的电功率与导体的电阻值的关系,电功率不能直接测量,需要测量导体两端的电压和通过导体的电流,通过公式P=UI计算得到,所以设计实验表格为
20. P=UI 见解析
【详解】(1)[1]根据实验要求,应该用电压表测电阻箱两端电压,用电流表测电阻箱电流,用滑动变阻器控制电路中电流不变,电路图如图所示:
(2)[2]电功率的计算公式是P=UI。
(3)[3]由实验步骤可知,实验时需要记录电压和电流,所以实验记录表格如表所示:
21. 调节电阻箱的阻值为R2,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片调至适当位置,读出电流表A的示数仍然为I,电压表V的示数U2 见解析
【详解】(3)[1]由于探究的是当通过电阻的电流保持不变时,电阻消耗的电功率与该电阻的阻值成正比,即电流保持不变,故需要改变电阻值的大小,故实验步骤为调节电阻调节电阻箱的阻值为R2,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片调至适当位置,读出电流表A的示数仍然为I,电压表V的示数U2,将R2和U2记录在实验数据记录表中
(5)[2][3]利用电功率的公式,即可以求出电功率;由于多次实验,故至少3次以上,需要记录的数据有电阻、电流、电压、电功率,故设计如下表格
22. 电压表 见解析 见解析 变小
【详解】(1)[1]探究电阻的电功率与其电阻大小的关系,需保持电阻两端的电压不变,故需用电压表与定值电阻并联。
(2)[2]保持电阻两端的电压不变时,改变电阻的阻值,通过其中的电流发生变化,引起电阻消耗的电功率变化;要使通过电阻两端的电压保持不变,必须把定值电阻与滑动变阻器和电流表串联起来,然后利用电压表测出电阻两端的电压,所以实验电路为
(3)[3]实验步骤:
①按照电路连接实物;
②闭合开关S,调节定值电阻R0的阻值为R1=5Ω,移动滑片P到适当的位置,读出此时R0两端的电压U和通过R1的电流I1;
③再次调节电阻R0的阻值R2=10Ω,移动滑动变阻器的滑片P使电压表的读数仍然为U;读出此时通过R2的电流I2;
④仿照步骤③,再改变电阻R0的阻值R3=15Ω,读出通过R3的电流I3;
(4)[4]记录数据的表格为
(5)[5]当电阻两端的电压保持不变时,电阻阻值变大时,通过其中的电流变小,其电功率变小(P=UI)。
R/Ω
U/V
I/A
P/W
R/Ω
U/V
I/A
P/W
实验序号
1
2
3
4
U/V
I/A
实验项目
电流I(A)
电阻R(Ω)
电压U(V)
电功率P(W)
1
2
3
4
5
6
次数
物理量
1
2
3
U/V
I/A
P/W
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