浙教版科学中考集训：7.1电功与电功率-电功及电功率(含解析)

中考特训7 电功与电功率电功及电功率♦♦♦♦♦♦重难考点清单♦♦♦♦♦♦一、电能表测量用电器在一段时间内消耗多少电能的仪表1度=IkW.h=3.6x106j二、额定电压与额定功率分别是用电器在正常工作时的电压与消耗的功率当U实=U额时,P实=P额当UQU额时，P实冲额当U/U额时，P^<P^即实际电压越大，功率越大，灯泡越亮注意：一般题目解题时，电阻不变，因此利用U额、P额求电阻，再利用实际电压求实际功率但关于小灯泡解题时，要考虑实际电阻随温度改变三、电功率与电压电流的关系适用于任何电路：P=UI只适合纯电阻电路：P=I2R P=U2/R四、焦耳定律（纯电阻电路）：Q=I2Rt非纯电阻电路：P=UI五、伏安法测量小灯泡电功率原理及设计图实验操作：断开开关连接电路，变阻器滑到最大值；闭合开关，调节变阻器使电压表到正常工作电压，记录电压表电流表值观察亮度；重复操作多次改变电压，记录数据观察亮度%难点习题集疝、・1.关于“12V4W'的小灯泡Li和“9V3W的小灯泡L2,下列说法正确的是（D）A.Li和L2正常工作时的电阻一■样大B.Li和L2串联在一起使用时,两灯消耗的功率一样多C.Li和L2并联在一起使用时，两灯消耗的功率一样多D.L2串联一个9◎的电阻接在12V电路中，也能正常发光・2.灯泡L上标有“6V、6W字样，测得该灯泡的电流随电压变化关系如图 （甲）所示。现把灯泡L接入如图（乙）所示的电路中，若电路电压为10V不变，电流表的量程为“0-0.6A”，电压表的量程为“0-15V”。则下列说法正确的是（ D）A.灯泡L正常发光时，电压表的示数为6VB.当电流表示数为0.4A时，电压表的示数为8VC.灯泡L的电阻值随电压表的示数的增大而增大D.为了保证电路安全，整个电路消耗的最大功率为 6W・3.两只灯泡A和B额定电压都是110V,A的额定功率为60W,B的额定功率为100W,为了把它们接在220V电路上都能正常发光，并要电路中消耗的电功率最小，应采用下面的哪种接法？ （C）・4.某同学在没有电流表的情况下,・4.某同学在没有电流表的情况下,利用电压表和已知阻值的定值电阻R,测量未知电阻Rx阻值，图中不能实现测量Rx阻值的电路图是（ B）・5.在如图所示的电路中， 发现通过电流表的示数减少 0.2安培时，电压表的示数从6伏特变为5伏特，那么该定值电阻所消耗的功率的变化量为（C）A.1.2WB.1.0W C.2.2W D.5.0WA.1.2WB.1.0W C.2.2W D.5.0W・6.图为学生做电学实验的电路图，电源电压不变，闭合开关后，下列说法正确的是 （D）A.向左移动变阻器的滑片P,A表示数变大，V2表示数变大B.向左移动变阻器的滑片P,电阻R消耗的电功率一定变小C.向右移动变阻器的滑片P到最右端时，电路电功率达到最大D.向右移动变阻器的滑片 P,V表和A表的示数之比始终不变【解析】A该电路是串联电路，滑动变阻器滑片向左滑动，电阻减小，电路中总电阻减小，而电压不变，故电流增大，A表示数变大；V2表测的是滑动变阻器的电压， 电阻减小，故分得电压也减小，V2表示数减小;故A错误；B、该电路是串联电路，滑动变阻器滑片向左滑动，电阻减小，电路中总电阻减小，而电压不变，故电流增大，电功率P=UIU在减小，I在增大；R的功率不一定减小；故B错误；C该电路是串联电路，滑动变阻器滑片在最右端，电阻最大，电路中的总电阻达到最大值，而电压不变，故电流达到最小值，电路功率 P=UIU不变，I最小，电路的功率达到最小值；故C错误；DVi测得是R0的电压，而V表和A表的示数之比就是R的阻值，R是定值电阻，阻值不变；故D正确。•7.如图所示，电源电压保持不变， L是标有“2V1W字样的灯泡，电流表AA的量程均为0〜0.6A,将滑动变阻器滑片P滑至最右端，断开Si,闭合S2,电压表示数为6V,电流表A的示数为0.3A;闭合TOC\o"1-5"\h\zS、电流表Ai的示数为0.1A.（假设灯丝电阻不变）则下列说法中不正确的是 （C）A.滑动变阻器的最大阻值为 20QB.Ro的阻值为60aC.Si断开，&由闭合到断开时，电压表的示数会变大D.断开S、S2,为保证电路安全，滑动变阻器接入电路中的最小阻值为 8a【解析】A.将滑动变阻器滑片P滑至最右端，断开S1,闭合S2,灯泡被短路，只有变阻器工作，电源电压U=U变=6V;滑动变阻器的最大阻值为20,故A正确不合题意；

B.闭合S1、S2,变阻器与电阻R并联，电阻R阻值为：60,故B正确不合题意；C.Si断开，S2闭合时，灯泡被短路，只有变阻器，这时电压表的示数等于电源电源 6V;当S2闭合时，灯泡与变阻器串联，根据U总=U变+Ul可知，这时电压表的示数小于 6V,那么电压表的示数会变小，故C错误符合题意；D.灯泡的额定电流为0.5A;因为电流表的量程是0~0.6A,所以电路电流最大值是 0.5A。这时变阻器的电压为： U变=Je、-Ul=6V-2V=4V;这时变阻器的电阻为8欧姆，故D正确不合题意。・8.如图甲所示，电源电压恒定， Ri是定值电阻，R2是滑动变阻器，闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P从B端至A端的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的 U—I图像如图乙所示，则（D）A.电源电压为20VC.滑动变阻器的最大阻值为 10QB.EFA.电源电压为20VC.滑动变阻器的最大阻值为 10QD.整个电路的最大功率为 14.4W•9.如图所示电路图，灯泡标有“ 12V6W',滑动变阻器Ri标有“100Q1A:电压表量程为0-15V,电流表量程为0-0.6A,只闭合开关S、S2,滑动变阻器连入电路阻值为 16◎时，灯正常发光；只闭合S、S,A示数为0.2A,忽略温度对灯丝电阻的影响，下列说法不正确的是 （D）A.电源电压为20VB.R2的电阻为76aC.只闭合$、S2时，灯泡的最小功率约为 1.04W0-72QD.只闭合$、S2时，为了保护元件的安全，滑动变阻器连入电路的阻值范围是

0-72QKS)・10.如甲图所示的电路中，电源电压为 16V恒定不变，R为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开关S后,在滑片p滑动的过程中。电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示，根据图象信息可知，下列判断不正确的是(B)A.R0的阻值是10aB.R0的最小功率是3.2WC.A.R0的阻值是10aB.R0的最小功率是3.2WC.电路的最大总功率是25.6WD.滑动变阻器的最大阻值是 70a甲【解析】定值电阻R0与变阻器串联，电压表测变阻器的电压;A.当滑片在最左端时，电压表的示数是 0V,电流表的示数是1.6A,此时电路里只有电阻 K,K的阻值10欧，A正确不合题意;B.据乙图可知,电路的最小电流为B.据乙图可知,电路的最小电流为0.2A,那么R的最小功率为：P0=I2R=(0.2A)2X10Q=0.4W,故B错误符合题意;C.据乙图可知,电路的最大电流是1.6A,那么最大电功率为： P总=UC.据乙图可知,电路的最大电流是1.6A,那么最大电功率为： P总=U总I总=16VX1.6A=25.6W,故C正确不合D.据乙图可知,当变阻器的电流为0.2A时，电压表的示数14V,这时滑片在最右端,那么变阻器的最大阻值为 70欧，故D正确不合题意。•11、科技小组用标有“1600imp/(kW•h)”(表示每消耗1kW-h的电能，电能表上的指示灯闪烁 1600次)的电能表测量电视机的功率；他们把电视机单独接入电路且使其正常工作 6min,指示灯闪烁16次，该电视机的功率为0.1kWo12.电动自行车已成为大众化的一种交通工具，小明对家里的电动自行车进行了测试，他骑车在平直的路面上由静止开始运动，获得如图所示的速度 v和牵引力F随时间t变化的关系图象。已知匀速行驶时，电动机输入电压48V,输入电流5A,由图可知，0〜2s电动自行车受到的摩擦力为N;电动自行车匀速行驶时，电能转化为机械能的效率为。【答案】35;87.5%【解析】（1）观察速度-时间图象，电动自行车在0〜7s速度越来越快，7〜12s,速度不再变化；观察牵引力-时间图象，在7〜12s牵引力大小不变，由于电动车匀速直线运动，牵引力等于摩擦力，求出摩擦力的大小；（2）利用P=fv求电动自行车匀速行驶时克服摩擦力做功的有用功率，利用 P=UI求出总功率，然后利用可二工AL求效率。13.如图甲所示，电源电压为6V恒定不变，滑动变阻器R2最大阻值是20◎。闭合开关，滑动变阻器的P-R图象如图乙所示，则R1=―10—当滑片P滑至最右端时，电流表的示数为 ―0.2—A,通电10s电流通过R产生的热量是 4J14.如图所示，某同学在“测量小灯泡电功率”的实验中，误将电压表并联在滑动变阻器两端。他从滑片置于最右端时开始记录第一组数据，调节滑片测得多组数据，描绘出的 U—I图像如图所示。已知小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压为4.5V。可求得小灯泡正常发光时的阻值为额定功率为W变阻器最大阻值为◎。为使实验中小灯泡两端电压不超过 3V,则滑动变阻器接入电路的最小阻值为◎(保留一位小数)。【答案】12.5;0.5;40;6.815.小明应用如图甲所示的电路“探究定值电阻 R0的发热功率P0、滑动变阻器R消耗的电功率PR和电源总功率PU随电流I变化的关系”，将得到的数据绘成a、b、c三条图线画在了同一坐标系中， 如图乙所示，b图线表示定值电阻R0的发热功率P0随电流I变化的关系，则表示“电源总功率PU随电流I变化的关系”图线是.如电源电压U保持不变，则由图象可知：电源电压U为V,定值电阻R0的阻值为【答案】a;3;116、如图所示，电源电压恒定，定值电阻 R=20Q,滑动变阻器R上标有“50Q,0.5A”的字样，电流表A的量程为0-0.6A,电压表V的量程为0-15V,当开关S打到1位置且滑片P在A端时，电压表的示数为8M,当开关S打到2位置且滑片P在中点时，滑动变阻器R的功率为P0=4w,求：(1)电源电压U(2)定值电阻R的阻值；(3)当电路接通时，在确保电路元件安全的前提下，试讨论何时电路的总功率最小，最小功率是多少；何时电路的总功率最大，最大功率又是多少?【答案】解：(1)【答案】解：(1)当开关S打到2位置及滑片的位置且滑片P在中点时，电路连接如图:滑动变阻器接入电路的电阻为R'=0.5R滑动变阻器接入电路的电阻为R'=0.5R0=0.5X50Q=25Q,因为P=I2R,因为P=I2R,所以电路电流为I=0.4A,串联电路总电阻为F=R2+R'=20Q+25Q=45Q,因为I=U/R,因为I=U/R,所以电源电压为U=I'R串=0.4AX45Q=18V;(2)当开关S打到1位置且滑片P在A端时，电路连接如图:滑动变阻器两端电压为 U0=UI-Ui=18V-8V=10V,因为U1/U2=R1/R2,解得Ri=40U;(3)当开关S打到1位置且滑片P在A端时，电路总电阻最大，为 R最大=R+R=40Q+500=900,此时的电路总功率最小，为 P最小=3.6W;当电路电流达到滑动变阻器允许通过的最大电流 I最大=0.5A时,电路总功率最大，为P最大=5最大=18VX0.5A=9W.答：(1)电源电压为18V;(2)定值电阻R的阻值为40Q;(3)电路的总功率最小是3.6W;最大功率是9W•17.小科家浴室内有台储水式电热水器，其说明书部分参数如下表。请回答下列问题:额定电压：220V/50Hz桅定功率；0,2k*/lOkW

(二麒加热桂)净重23.0kg容捺65L(1)加热棒阻值不变，当二根加热棒同时工作时，它们的连接方式是联的。(2)该电热水器以2.0KW的功率工作75min,消耗的电能为多少？此时通过它的电流为多大？(计算结果精确到0.1A)(3)当电热水器装满水时，电热水器受到的总重力是多少？(4)如图甲、乙所示分别是该电热水器水平安装时的正面和侧面示意图，其中 A点是电热水器装满水时的重心位置，图中h=d=248mm装满水时，若忽略进、出水管对电热水器的作用力，则墙面对悬挂架的支持力为多大？(5)小科洗热水澡后发现：与进水管相连的金属进水阀表面布满了小水珠(如图丙)而与出水管相连的金属出水阀表面仍保持干燥。请你分析产生上述两种现象的原因。【答案】(1)并 (2)工作时间t=75min=1.25h,消耗的电能为：W=Pt=2.0kWX1.25h=2.5kW?h;通过它的电流为：I=9.1A;3(3)装满水时V水=65L=0.065m电热水器内水的质量为： m水=p水Vk=1.0x103kg/m3x0.065m3=65kg;电热水器受到的总重力是： G=(m水+m容)g=(23kg+65kg)x10N/kg=880N;(4)由图知，假设墙面对悬挂架的支持力为 F,墙而

根据杠杆的平衡条件有： Fh=GdFX0.248m=880NX0.248m 解得F=880N;（5）与进水管相连的金属进水阀温度低，空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠，而出水管相连的金属出水阀温度高，水蒸气不能遇冷，不能液化故没有小水珠。•18.在某次综合实践活动中，小明利用蓄电池（电压为24伏）、电压表（量程为0〜15伏）、校准电阻R、滑动变阻器R（最大阻值为100欧）等器材，设计了一种测定油箱内油量的方案（如图甲所示），选配合适的校准电阻值，能够使油箱装满汽油，滑动变阻器的触片在某一端时，油量表示数为最大值 （即电压表示数达到最大值），油箱中的汽油用完，滑动变阻器的触片在另一端时，油量表示数为零 （即电压表示数为零）。（1）校准电阻除了可以校准表盘，还有什么作用？校准电阻的阻值为多少?（2）整个电路消耗的电功率的变化范围是多少?⑶另一个小组的小红设计了如图乙所示的电路，请你从能耗的角度分析这种方案的优点。乙乙【解析】（1）由题可知，电源电压U=24伏，电路中若没有校准电阻R,则滑动变阻器两端的电压等于电源电压24伏，超过了电压表量程0〜15伏，电压表会被烧坏，所以校准电阻 R串联在电路中，除了可以校准表盘，还起到分压的作用，能避免电压超过电压表量程而损坏。当油箱装满汽油，由图甲可知，滑片在下UR15伏端，此时变阻器连入阻值最大， 电压表示数达到最大值15伏，所以电路中电流I=I0=Ir=口=而次=0.15U0U—U24伏—15伏安，所以R0的阻值R=I0=10=0.15安=60欧。U2（2）当油箱装满汽油，变阻器连入阻值最大时，电路中电阻最大，电源电压一定，由 P=/知整个电路♦ （24伏）2U （24伏）2，P最大=R= 60欧功率最小，电路最小功率U （24伏）2，P最大=R= 60欧当汽油用完时，滑片在另一端，即在上端，此时只有R接入电路中，电路功率最大3.6〜9.6瓦。3.6〜9.6瓦。（3）由图乙可知，滑动变阻器始终以最大值串联入电路中，电压表示数 UV=IR滑，能反应测量的变化情12况，且电路中电阻始终处于最大值，由 P=R可知电路中功率最小，由W=Pt可知，同样时间内电路消耗的电能最少，所以图乙的电路设计可以节能。♦19.温州地区常受台风侵袭。为测量风速，小明设计了一台简易风速仪，其工作原理如图甲所示。装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆 MNh,弹簧左端固定，右端与滑块相连。挡风板的挡风面积为0.2米2,均匀电阻丝AB长为20厘米，阻值为10欧，电源电压U0恒为6伏，保护电阻R为14欧，电压表量程0~3伏。弹簧弹力F与弹簧长度改变量x的关系如图乙所示。无风时，滑片P在A处。有风时，滑块移动，稳定后读出电压表示数，计算并查阅下表数据可知风速及风级。风级一级二级三级四级五级六级风速v（米/秒）0.3~1.51.6~3.333.4~5.45.5~798.0~10.71().8~13.8风压p（帕）0.055~1.41.6~6.87.2~1818.9~3940~7272.9~119表中风压p是指与风向垂直的受风面上单位面积增加的压力（即单位面积受到的风力）。测量时保证风垂直吹在挡风板上，不计一切摩擦阻力。（1）在滑片P左移的过程中，电路的总电阻。（选填“变大”、“不变”或“变小”）（2）当电压表示数U为2伏时，风速仪所测的风为几级？（写出计算过程）（3）小明想在风速仪的电压表上直接标出风速， 查阅资料后获知该挡风板所受的风力与风速的平方成正比。经计算，他画出了风速v与电压表示数U的关系曲线，如图丙所示。后因保护电阻 R损坏，他将其换成了v与电压表示数U的关系曲线，并在v与电压表示数U的关系曲线，并在曲线上标出所能测量的最大风速的对应点Q曲线上标出所能测量的最大风速的对应点Q。1f《牛） ％（米/秒）甲 N 丙挡风板二风21IIIIII =rz甲 N 丙【答案】不变【解析】因电压表接在滑片上且电压表在电路中相当于断路，所以，电流要流经全部电阻丝，在滑片 p左移的过程中，始终是全部电阻丝与电阻 R0串联，所以电路的总电阻不变。故答案为：不变。【答案】当电压表示数U为2伏时，风速仪所测的风为五级【解析】由图知，电压表测滑片以右电阻丝的电压，根据串联电阻的规律和欧姆定律可得，电路中的电流为:0.25A,当电压表示数U为2V时，由欧姆定律可得， AP段电阻丝的阻值8Q,因均匀电阻丝AB长为20cm,阻彳1为10,故AP段电阻丝的长度：16cm,由图乙知，此时弹簧的弹力 14N,此时风对挡风板的压强（风压）为70pa,由表知，此时风力为五级。【答案】风速v与电压表示数U的大致关系曲线，如下面红色曲线所示：TOC\o"1-5"\h\z【解析】由图丙可知，风速最大时，原来电压表最大示数为 2.5V,由欧姆定律可得，AP段电阻丝的最大电阻为 10a,因均匀电阻丝AB长为20cm,阻彳1为10,故弹簧的压缩长度为20cm,由图乙知，此时弹力17.5N;若换成了阻值为5欧的电阻，电路中的电流： 0.4A因电压表量程为0-3V,故电压表最大示数为3V,由欧姆定律可得，AP的最大电阻为：7.5◎,此时AP段电阻丝的长度：15cm,弹簧弹力F与弹簧长度改变量x的关系为过原点的直线， 由图乙可知F与x的关系为F=7/8x,则当15cm时,弹簧的弹力13.12N;因该挡风板所受的风力与风速的平方成正比，故有 17.5/13.12=V大2/V2解得此时的最大风速： V=0.86V大，即：U=3V时V=0.86V大，可在图象中描出Q点，此时风速v与电压表示数U的大致关系曲线，如红色曲线所示。・20.2号地铁开通，我们宁波也有十字型地铁网，小科选择乘坐地铁上学。(1)为了节能减排，某地铁站安装了感应自动扶梯(如图所示)，图中 A为光源、R为光源光敏电阻、R2为定值电阻，电源电压恒定。当顾客挡住由A射向R1的光线时，R的