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初中物理人教版九年级全册第十八章 电功率第2节 电功率精品ppt课件
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这是一份初中物理人教版九年级全册第十八章 电功率第2节 电功率精品ppt课件，文件包含第十八章《电功率》过关检测卷解析版doc、第十八章《电功率》过关检测卷原卷版doc等2份课件配套教学资源，其中PPT共0页， 欢迎下载使用。
第十八章《电功率》过关检测卷（解析版）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（每小题2分，共20分）
1．将标有 6V6W 的小灯泡和一个定值电阻串联后接在电压为 9V 的电路中，小灯泡正常发光，若将灯泡换为 6V3W 其功率为（ ）
A．等于 3W B．大于 3W
C．小于 3W D．无法确定
【答案】B
【解析】由可知，“6V 3W”的电阻大于“6V 6W”的电阻；当电阻变大后，它分担的电压也变大，分担的电压大于6V，所以功率也变大．故选B。
2．用10N的水平推力推着重为60N的物体沿水平方向做直线运动，若推力对物体做了60J的功，则在推力做功的过程中（ ）
A．物体一定运动了1m
B．物体一定运动了6m
C．物体一定受了10N的摩擦力
D．物体一定受了60N的摩擦力
【答案】B
【解析】利用公式W=FS可以求出物体移动的距离，因为物体的运动的状态不确定，而只有在匀速直线运动时才可以求出摩擦力，所以摩擦力无法确定．
解：m，又因为物体的运动状态不确定，所以无法求得摩擦力，故选B．
3．电视机、电烙铁和电风扇上都标有“220V 60W”的字样，它们都在额定电压下工作相同的时间，则（ ）
A．电视机消耗的电能最多
B．电流通过电风扇做的功最多
C．电风扇消耗的电能全部转化为机械能
D．电流通过电烙铁产生的热量最多
【答案】D
【解析】额定电压下用电器的实际功率和额定功率相等，由W=Pt可知，工作相同时间时，消耗的电能相同，电流通过用电器做的功也相同，故AB错误；电风扇工作时消耗电能大部分转化为机械能，产生很少的热量，故C错误；电烙铁工作时消耗的电能全部转化为热量，电流通过电烙铁产生的热量最多，故D正确，故选D。
4．如图所示的测量中，数据记录正确的是（ ）
A．18.5cm B．26℃
C．107g D．6352.6kW
【答案】C
【解析】A．刻度尺分度值为0.1cm，故读数为1.85cm，故A错误；
B．图中温度计的分度值是1℃，液柱的高度在0℃的下面，所以读数是：﹣14℃，故B错误；
C．由图可知，砝码的质量为100g+5g=105g，游码在标尺上对应的刻度是2g，所以天平的读数应为107g，故C正确；
D．从电能表上可以看出电能表的示数为63526，最后一位是小数，单位是kW•h，故电能表的读数为6352.6kW•h，故D错误；故选C。
5．有甲、乙、丙三个白炽灯泡，甲的规格为“36V、40W”，乙的规格为“110V、40W”，丙的规格为“220V、40W”，当它们都正常发光时，他们的亮度是（ ）
A．甲最亮 B．乙最亮 C．丙最亮 D．三个灯泡一样亮
【答案】D
【解析】灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的，由题可知，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40W，因此三个灯泡一样亮。
6．家用电器的使用功能是要将电能转化为其他形式的能．如图所示的几种家用电器在工作时，其主要功能是将电能转化为内能的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】电饭锅在工作时，利用了电流的热效应，将电能转化为内能，故A符合题意为答案．
笔记本电脑工作时，主要将电能转化为光能和声能，故B不符合题意．
电风扇工作时，主要将电能转化为机械能，故C不符合题意．
电视机工作时，主要将电能转化为光能和声能，故D不符合题意．
7．如图所示，电源电压恒为8V，电压表量程为0～3V，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，灯泡标有“6V 3W”字样．若闭合开关，两电表示数均不超过所选量程，灯泡两端的电压不超过额定值，不考虑灯丝电阻变化，则下列说法正确的是（ ）
A．电流表的量程应选0～3A B．电压表示数的变化范围0～3V
C．滑动变阻器的阻值变化范围4Ω～7.2Ω D．滑动变阻器的的最大功率为1W
【答案】C
【解析】A.由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量串联电路的电流．根据，因为灯泡两端电压不允许超过额定值，也就是电路中的电流最大为灯泡的额定电流，即．则电流表的量程应0~0.6A．故A错误．
B.电源电压为8V，小灯泡正常发光时，灯泡两端电压为6V，所以滑动变阻器两端最小电压为2V，因此电压表示数的变化范围2~3V，故B错误．
C.由于滑动变阻器与灯泡串联，滑动变阻器两端的最小电压为URmin=8V-6V=2V，由欧姆定律可得：滑动变阻器连入电路的最小阻值Rmin=；
由于电压表量程为0~3V，所以当电压表示数为3V时，根据串联电路的电压关系可知：灯泡两端电压ULmin=U-URmax=8V-3V=5V．通过灯泡的最小电流
滑动变阻器的最大电阻Rmax=
因为滑动变阻器的规格为“20Ω1A”，滑动变阻器的电阻允许调节范围4~7.2Ω．故C正确．
D.根据电压表示数的变化范围2~3V，滑动变阻器的功率
，功率是关于电流的二次函数，功率有最大值，且在I=时功率最大．因为由上分析可知：电流的变化范围是，
所以当I=，P滑最大，则最大值为P滑大=
当I=0.5A时，P滑最小，则最小值为P滑小=
故D错误．
故选C．
8．甲用电器标着“220V，60W”， 乙用电器上标着“220V，15W”，它们都在额定电压下工作，则下列判断中正确的是（ ）
A．甲用电器做功一定多 B．甲用电器做功一定快
C．完成相同的功， 甲用电器所用的时间一定多 D．相同时间内， 甲用电器完成的功一定少
【答案】B
【解析】额定电压下，甲用电器的电功率为60W，乙用电器的功率为15W.A. 由W＝Pt可知，电流做功的多少与通电时间有关，故A不正确；B. 电功率是表示电流做功快慢的物理量，甲用电器的功率较大，做功一定快，故B正确；C. 根据t＝可知，完成相同的功，甲用电器所用的时间一定少，故C不正确；D. 根据W＝Pt可知，相同时间内，甲甲用电器完成的功一定多，故D不正确．故选B.
9．许多轿车后窗内壁都平行地装若干条金属丝，金属丝通电后可以（ ）
A．消除附在车窗内壁的小水珠
B．不让车外的行人看见车内乘客
C．防止后窗事故
D．加热取暖
【答案】A
【解析】轿车后窗内壁金属丝通电后可以使玻璃温度升高，避免冬天车内人呼出的热空气附在车窗内壁遇到冷玻璃液化成小水珠，正确选A．
10．将两只额定电压相同的小灯泡L1、L2串联在电路中，如图所示．闭合开关后，发现灯L1较暗，灯L2较亮，则：（ ）
A．灯L1的电阻比灯L2的电阻大
B．灯L1的额定功率比灯L2的额定功率小
C．电路中，灯L1两端电压比灯L2两端电压小
D．电路中，通过灯L1的电流比通过灯L2的电流大
【答案】C
【解析】由于两灯泡串联，故通过两灯泡的电流相等，D不对；又由于灯L1较暗，灯L2较亮，故灯L1的电功率较小，L2的电功率较大，由公式P=I2R得，灯L1的电阻小于L2的电阻，A不对；由于不知道两灯泡的额定电压，故不能确定它们额定功率的大小关系，B不对；由公式U=IR得，灯L1两端电压比灯L2两端电压小，故C是正确的．
二、填空题（每小题2分，共20分）
11．白光LED（发光二极管）是一种新型的节能产品，LED具有体积小（多颗、多种组合）、发热量低（几乎没有热幅射）、耗电量小（低电压、低电流起动）、寿命长（1万小时左右）等优点。广泛用于汽车和日常生活。如果一个LED手电筒由5个LED并联组成，用两节新干池串联做电源：正常每只LED通过的电流为15mA，则它正常工作对的总电流为______A，该手电筒连续正常工作200s，将消耗______J的电能。
【答案】0.075 45
【解析】第一空．该LED手电筒由5个LED并联组成，则正常工作时的总电流：
I=5I1=5×15mA=75mA=0.075A；
第二空．两节干电池的电压为U=2×1.5V=3V，该手电筒连续正常工作200s，消耗的电能：
W=UIt=3V×0.075A×200s=45J。
12．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正常发光时的功率为_____W．阻值为_____Ω．在调节滑动变阻器的过程中，灯泡L消耗电功率的最小值是_____W．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”）．
【答案】13.5 6 2 一定向左
【解析】灯泡正常发光时的电压为9V，由图象可知，灯泡正常发光时的电流
，
灯泡L正常发光时的功率：
；
由可得，此时灯丝的电阻：
；
由电路图可知，R与L串联，当滑动变阻器连入电路的电阻最大时，电流最小，灯泡L消耗电功率的最小，变阻器接入的最大阻值
；
由串联电路的电压特点和欧姆定律可得，电源电压
，
分析右图得，当电路中的电流为1A，此时灯泡两端电压为2V，电阻两端的电压为10V，总电压为12V；
则灯泡的最小功率：
；
根据物理意义分析：
滑动变阻器的滑片移动时，能调节电路中的电流大小，灯泡的亮度即功率会发生变化；
若滑片向左移动，电流变大，灯变亮，灯丝温度升高，此时滑动变阻器电阻减小，灯丝电阻会变大，电流为：，由电流变大可知，灯丝增大的电阻小于滑动变阻器减小的电阻，否则电路中的电流不会变大，灯不会变亮；
若滑片向右移动时，电流变小，灯会变暗，此时滑动变阻器的电阻变大，灯丝温度降低，电阻变小，但总电阻一定变大了，即灯丝减小的电阻小于滑动变阻器增大的电阻，否则电流不会减小，灯不会变暗．
所以滑片P的移动方向是：向向左、向右均可．
13．一台小型电动机接在220V的电源上，已知线圈的电阻是10Ω，当输入电动机的电流是5A时，电动机的输入功率是______；要使电动机的输出功率最大，应输入的电流是______。
【答案】1100W 11A
【解析】[1]电动机的输入功率
PUI220V5A1100W
[2]设输入电流为I′时，电动机的输出功率最大
P出P入−P热UI′−I′2R220I′−10I′2−10（I′−11）21210
当I′11A时，输出功率最大。
14．许多重大火灾都是因供电线路上某些连接处接触不良所造成的．接触不良引起火灾的原因是：当连接处接触不良时，该处的电阻将 （减小/增大），导致局部过热升温，并且该处的电阻又随着温度的升高而 （减小/增大），形成电热的不断积累，直至引发火灾．在电路中安装熔断器 （能/不能）防止这种事故的发生．
【答案】增大 增大 不能
【解析】当连接处接触不良时，局部导线变细，该处的电阻将增大，导致局部过热升温，并且该处的电阻（金属的电阻随温度的升高而增大）又随着温度的升高而增大，形成电热的不断积累，直至引发火灾．在电路中安装熔断器不能防止这种事故的发生，因为熔断器是在电流过大或短路时，电路熔断．
15．如图所示，电源电压恒定，当闭合开关S1、S2时，电压表的示数为U1，R1的功率为P1，R3的功率为P3;当闭合开关S1、S3时，电压表的示数为U2，R2的功率为P2，电流表的示数为0.15A。已知R1=20Ω，U1:U2=8:9，P1:P2=32:27。则R2的阻值为________Ω，P3=________W.
【答案】30 0.4
【解析】[1]由图知道，当闭合开关S1、S2时，R1与R3串联，电压表测量R1两端的电压；当闭合开关S1、S3时，R2与R3串联，电压表测量R2两端的电压，电流表的示数为0.15A；根据题意，由知道，。又因为R1=20Ω，U1:U2=8:9，P1:P2=32:27，所以，
由此解得R2=30Ω；
[2]设电源电压是U,根据题意知道，由串联电路的特点知道，当闭合开关S1、S2时，
将R1=30Ω，R2=20Ω，U1:U2=8:9代入以上两式解得R3=10Ω；由知道，
，
由此解得：I1=0.2A。由 知道，
.
16．某电视机的额定功率是l10W，则它正常工作时，电流是_____；1kW•h的电能可供它止常工作的时间是_____（至少保留一位小数）
【答案】0.5A 9.1h
【解析】利用公式I＝得到电视机的电流，再根据t＝求出1kW•h的电能可供电视机正常发光的时间．
【详解】家庭电路的电压是220V，电视机的额定功率是l10W，
则它正常工作时，通过电视机的电流为：I＝=＝0.5A；
1kW•h的电能可供它正常工作的时间：t＝＝≈9.1h．
17．家庭中测量所用电能多少的仪表是______表．当标有“220V 11W”字样的节能灯正常工作时，两端的电压为______伏，通过的电流为______安．
【答案】电能 220 0.05
【解析】电能表是用来测量电功的仪表，也就是用来测量电能的；
灯正常工作时的电压等于额定电压为220V，此时的功率为额定功率等于11W，所以可得通过的电流为
I=P/U=11W/220V=0.05A
18．白炽灯泡灯丝断了，搭上后重新使用，灯丝的电阻将 ，灯泡的实际功率将 ．（均选填“变大”、“变小”、或“不变”）
【答案】变小，变大；
【解析】把断了的白炽灯灯丝搭接起来时，灯丝的材料、横截面积和温度不变，长度变短，所以灯丝的电阻变小；
∵家庭电路的电压220V不变，
∴重新接入家庭电路中，根据P=U2/R 可知灯泡的实际功率变大．
19．如图所示，将灯L1、L2按图甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中，在甲图中灯L1的功率为9W，在乙图中灯L1的功率为16W。设灯丝电阻不变，则：L1、L2两灯灯丝电阻之比是_____；甲、乙两图电路消耗的总功率之比是___。
【答案】3∶1 3∶16
【解析】[1]设两灯的电阻分别是R1、R2，在图甲中可得到
合并可得
在图乙可得到
联立上面两式可解得
L1、L2两灯灯丝电阻之比是。
[2]由题意可知，甲、乙两图电路消耗的总功率分别是
其中
可得到
甲、乙两图电路消耗的总功率之比是。
20．电动机工作时将电能转化为机械能，但由于线圈发热会损失掉一部分能量。若某直流电动机正常工作时的电流为I，电功率为P，线圈的电阻为R，则t时间内电流通过电动机线圈产生的热量为___________；该电动机的效率为___________________。（用题中给定的符号表示）
【答案】 I2Rt ×100%
【解析】若某直流电动机正常工作时的电流为I，电功率为P，线圈的电阻为R，根据焦耳定律，则t时间内电流通过电动机线圈产生的热量为Q=I2Rt。
电动机所消耗的电能W=Pt，所得到的机械能W机=W-Q=Pt-I2Rt，所以该电动机的效率
三、作图题（每小题5分，共10分）
21．小明用如图所示的电路测量小灯泡的电阻，图甲是小明未完成连接的实验电路．要求： 电压表测灯泡两端的电压且当滑片P向左滑动时，电压表示数变大，用笔画线代替导线将如图甲所示的实物连接好．并在虚线框内画出电路图．
【答案】
【解析】电源是两节干电池构成，电压为3V，所以电压表的量程为0～3V，且与灯泡并联；电流表的量程为0～0.6A，且与灯泡串联；滑动变阻器的左下方接线柱与灯泡的右接线柱相连，任意上方接线柱与开关的右接线柱相连，然后与开关、电流表组成电路，如图a所示；先画出电源的符号，从正极开始依次画出开关、电流表、滑动变阻器、灯泡、回到负极，最后电压表并联在灯泡的两端，如图b所示：
a. b.
故答案为如图a、b所示.
根据电源的电压确定电压表的量程且与灯泡并联，根据通过电路的最大电流选择电流表的量程且与电阻串联；滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，滑片向左滑动电路中的电流变大，总电阻减小，滑动变阻器接入电路中的电阻减小，即滑动变阻器的左下方接线柱必须接入电路中；根据电流流向法按先串后并的原则画出电路图．
22．如图所示，请你在图中用笔画线代替导线完成电路连接，要求灯L1和灯L2并联，且电流表测灯L2中的电流．
【答案】见解析所示
【解析】
四、计算题（每小题8分，共32分）
23．如图是一种配有风力发电机和太阳能电池板的新型路灯，路灯的额定功率为0.12kW，光电池接收太阳光辐射的功率为1kW，吹向风力发电机叶片上的风功率与风速之间的关系如下表所示，风能转化为电能的效率为4%，光电池将光能转化为电能的效率为η光。
风速（m/s）
2
4
6
8
10
12
16
风功率（W）
15
125
420
1000
2000
3375
8000
(1)无风的晴天，光照6h，太阳能电池板产生的电能可使路灯正常工作10h，则路灯消耗的电能是多少kW·h？光电池将光能转化为电能的效率η光为多大？
(2)在有风的晴天，经3h的光照和风吹，路灯可正常工作7h，则当时的风速为多大？
【答案】(1)1.2kW·h；20%；(2)10m/s
【解析】(1)已知，，，，路灯工作消耗的电能为
光照，光电池接收的太阳能为
光电池将光能转化为电能的效率为
(2)路灯工作消耗的电能为
光照，光电池接收的太阳能为
根据公式可知光电池产生的电能为
风力发电机产生的电能为
根据公式，可知消耗的风能为
风的功率为
根据风功率与风速之间的关系可知此时的风速为10m/s。
答：(1)无风的晴天，光照6h，太阳能电池板产生的电能可使路灯正常工作10h，则路灯消耗的电能是1.2kw·h；光电池将光能转化为电能的功率为20%；
(2)在有风的晴天，经3h的光照和风吹，路灯可正常工作7h，则当时的风速为10m/s。
24．某品牌电磁炉铭牌部分参数如图所示，现将其接入220V电路中给锅内25℃的水加热5min，锅内的水温度升高到88℃，已知c水＝4.2×103J/（kg•℃），求：
（1）电磁炉在5min内消耗的电能；
（2）假设电磁炉工作时产生的热量全部被水吸收，那么锅内水的质量是多少？
【答案】（1）6.3×105J（2）2kg
【解析】（1）已知电磁炉的额定功率，利用公式可求得电磁炉在5min内消耗的电能；
（2）根据电热转化效率可求得水吸收的热量，再利用Q＝cm△t可求得锅内水的质量．
【详解】（1）已知P=2100W，t=5min=300s，
由可得，电磁炉在5min内消耗的电能：
W=Pt=2100W×300s=6.3×105J；
（2）已知η=84%，由可得，水吸收的热量：
Q吸=W×84%=6.3×105J×84%=5.292×105J，
由Q吸=cm△t可得，锅内水的质量：
.
25．如图所示，电源电压为18V恒定不变，小灯泡L标有“6V 1.5W”字样 (灯丝电阻不随温度变化而变化)，R2= 6Ω，当三个开关都闭合时，电路消耗的总功率为81W，求：
(1)小灯泡灯丝电阻；
(2) R1的电阻值；
(3)若断开开关S1、S3闭合开关S2电路消耗的总功率。
【答案】(1)24；(2)12；(3)0
【解析】(1)灯泡的电阻
(2)当三个开关都闭合时，灯泡被短路，R1与R2并联，电路中的总电流
通过R2的电流
则通过R1的电流
R1的电阻值
(3)当断开开关S1、S3，闭合开关S2时，灯泡L与R2串联
则灯泡两端电压将达到
小灯泡的额定电压为6V，此时小灯泡将被烧坏，电路出现断路，则电路的总功率为0。
答：(1)小灯泡灯丝电阻24；
(2) R1的电阻值为12；
(3)若断开开关S1、S3闭合开关S2电路消耗的总功率为0。
26．在如图所示的电路中电源由几节新干电池串联而成且电压保持不变，滑动变阻器上标有“50Ω 1A”字样灯泡标有“6V 3W”字样闭合开关S，当滑片P置于a点时，灯泡正常发光，电压表V1的示数为9V；当滑片P置于b点时，电压表V1的示数为9.6V，电压表V2的示数为7.2V。(灯丝电阻不变)求：
(1)小灯泡的电阻；
(2)当滑片P置于a点时，滑动变阻器消耗的功率；
(3)电源电压及R0的阻值；
(4)在保证电路安全的情况下，移动滑片，能否实现滑动变阻器消耗的功率P1与电阻R0消耗的功率P0之间的差值超过2W（即＞2W），请通过分析与计算说明你的结论。
【答案】(1)12Ω；(2)1.5W；(3)12V；6Ω；(4)不能
【解析】(1)由可得，灯泡的电阻为
(2)当滑片P置于a点时，灯泡RL与滑动变阻器接入电路的电阻Ra、定值电阻R0串联，电压表V1测RL和Ra两端的电压之和，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，且灯泡正常发光，所以，滑动变阻器两端的电压为
由于灯泡正常发光，且串联电路中各处的电流相等，由可得，电路中的电流为
则滑动变阻器消耗的功率为
(3)当滑片P置于点时，则串联电路的特点和欧姆定律可得，电源的电压为
当滑片P置于点时，灯泡RL与滑动变阻器接入电路的电阻Rb、定值电阻R0串联，电压表V1测RL与Rb两端的电压之和，电压表V2测R0与Rb两端的电压之和，因串联电路中各处的电流相等，且串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，此时电路中的电流为
即
整理可得
解得：或；当时，电源的电压为
当时，电源的电压为
因电源由几节新干电池串联而成，电源电压应为1.5V的整数倍，所以，电源电压为12V，的阻值为。
(4)滑动变阻器消耗的电功率为
电阻消耗的电功率为
滑动变阻器消耗的功率P1与电阻R0消耗的功率P0之间的差值为
为便于分析，上式可省略单位，则有
所以，当时，电功率的差值最大为。
所以，在保证电路安全的情况下，移动滑片，不能实现滑动变阻器消耗的功率P1与电阻消耗的功率之间的差值超过2W。
答：(1)小灯泡的电阻为12Ω；
(2)当滑片置于点时，滑动变阻器消耗的功率为1.5W；
(3)电源电压为12V；的阻值为6Ω；
(4)在保证电路安全的情况下，移动滑片，不能实现滑动变阻器消耗的功率与电阻消耗的功率之间的差值超过2W（(即）。
五、实验题（每小题5分，共10分）
27．图甲是小亮同学测量标有“2.5 V”字样的小灯泡额定功率实验的实物连接图。
(1)闭合开关前，老师检查发现小亮同学连接的导线有一根导线连接错误，请你再错误的连线上画“×”，并只移动一根导线，用笔画线代替导线，将电路连接正确；
（__________）
(2)连接电路时，开关应处于________状态，滑动变阻器的滑片应移到最________端；
(3)当电压表示数为2.5 V时，电流表的示数如图乙所示，是________A，由此可得，小灯泡的额定功率为________W。小灯泡正常发光时的电阻为__________
(4)在实验中，小亮把电流表与电压表的位置互换，闭合开关后造成________。
A．电流表被烧坏 B．电压表被烧坏 C．小灯泡被烧坏 D．小灯泡不亮
(5)小强的电流表损坏了，老师告诉他已经没有电流表可换，而给了他一个已知阻值为R的定值电阻和若干个开关，小强重新设计了如图丙所示的电路，在不改变该电路连接的情况下，也能正确测出小灯泡的额定功率。正确连接电路后，接下来的实验步骤是：
①_________________________；
②保持滑片位置不动，断开开关S1，闭合开关S、S2，记下电压表的时数为U2；
③得出小灯泡的额定功率的表达式为________________。
【答案】 断开 右 0.3 0.75 8.3Ω BD 闭合开关S、S1 断开S2 滑动滑片到某一位置使电压表示数为2.5V P额=2.5V×
【解析】(1)[1]由图甲所示电路图可知，电压表串联入电路中，电压表应该和灯泡并联，修改电路连接如图所示：
(2)[2][3]为了保护电路，连接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器的滑片应移到最大值右端。
(3)[4][5]灯泡正常发光时电压等于额定电压2.5V，由图乙所示电流表可知，其量程为0～0.6A，分度值为0.02A，此时通过灯泡的电流为0.3A，所以灯泡额定功率
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
[6]灯泡电阻
R=≈8.3Ω
(4)[7]把电流表与电压表的位置互换后，电压表串联在电路中，由于电阻很大，相当于断路，所以即使将电流表与灯泡并联，电路中的电流几乎为0，电流表无示数，灯泡不发光，电压表示数几乎等于电源电压，电源由三节蓄电池组成，电压为6V，而电压表应选择0～3V量程，所以电压表会被烧坏，故选BD。
(5)①[8]连好电路后，可先闭合开关S、S1，断开S2，此时电压表测量灯泡两端的电压，移动滑片至某一位置，使电压表的示数为2.5V。
③[9]定值电阻两端的电压
UR=U2-2.5V
此时电路中电流
I=
小灯泡的额定功率
P额=2.5V×I=2.5V×
28．小明在进行“测量小灯泡功率的实验”时，实验台上给他提供的器材有：6V蓄电池、电流表（0﹣0.6A，0﹣3A）、电压表（0﹣3V，0﹣15V）、滑动变阻器（50Ω、1.5A）、额定电压为2.5V的小电灯（正常发光时的电阻约为7Ω）、开关各一个，导线若干．
（1）小明在实验中电流表应选择________的量程，电压表应选择________的量程．
（2）他连接的实物电路如图所示，请你在虚线框内画出该电路图_____．
（3）闭合开关前应把滑动变阻器滑片的位置调到________（填选“C”或“D”）．
（4）闭合开关后，小明发现灯泡不发光，电流表的示数为0，电压表的示数为6V，产生此故障的原因可能是下列情况中的 _____填写序号）．
A． 小电灯短路 B． 小电灯的灯丝断了 C． 小电灯的灯座接触不良 D． 电压表的正负极接反了 E. 滑动变阻器滑片放在了最小阻值处
（5）排除故障后，调节滑动变阻器测得如下表所示的三组数据，则小灯泡的额定功率是________W．
【答案】 0～0.6A 0～3V C BC 0.9
【解析】（1）灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表选0～3V的量程； 灯泡的额定电流约为 ≈0.36A＜0.6A，所以电流表选0～0.6A的量程．（2）先画出电源的符号，然后根据流向法，从电源的再次出发依次画出开关、电流表、小灯泡、滑动变阻器回到负极，然后把电压表并联在定值电阻的两端，如下图所示：
；
（3） 连接实物电路时，为了保护电路，开关必须断开，滑动变阻器的滑片要滑动阻值最大处，滑动变阻器下端选择的是右面的接线柱，因此必须移到左端C的位置；（4）因为电流表无数示数，电压表示数较大，所以电压表与电源形成通路，而电流表无示数，说明电路中有断路，并且与电压表并联的那部分电路断路，故小电灯的灯丝断了或小电灯的灯座接触不良，故BC正确．故选B、C．（5）由表格可知，灯泡的额定电压为2.5V时，灯泡的额定电流为0.36A，所以灯泡的额定功率为P＝UI＝2.5V×0.36A＝0.9W．
详解（1）根据根据灯泡的额定功率确定电压表的量程，根据I＝求出灯泡的额定电流确定电流表的量程．（2）根据电流流向法，先画出电源的符号，从电源的负极依次画出串联的电路原件回到负极，然后把电压表并联在电阻的两端；（3）在连接电路时开关必须是断开的，滑动变阻器的滑片要滑到最大阻值处，这样可以保护电路；（4）闭合开关后，小明发现灯泡不发光，电流表的示数为零，电压表的示数超过3V，说明问题出在电压表两接线柱之间的电路，短路不对（这样电压表示数为0），只能是开路。（5）额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，根据P＝UI求出灯泡的额定功率。
六、综合题（每小题4分，共8分）
29．如图，图甲是某款电热水龙头，即开即热，冷热兼用。水龙水的出水量可以调节，图乙是它的原理电路图、为电热丝，通过旋转手柄带动开关接通对应的电路，从而实现冷水，温水，热水之间切换，有关参数如表，不考虑温度对电阻丝值的影响，请回答下列问题：
(1)开关与，接触时，水龙头放出的水是__________（填“温”、“热”）水，此时电路中的电流多大_______？
(2)水龙头放热水时，正常工作，消耗的电能是多少___________？
(3)的电阻值多大___________？
(4)若水龙头每秒出水，冬天的自来水温度为时，利用热水档时，水从水龙头出来是多少摄氏度_________？（假设电阻丝的热量被水完全吸收，水的比热容为/（））
(5)如果想水龙头出来的水的温度比上一问的更高一些，请你提出一个简单可行的办法________ 。
【答案】温水 5A 1.65×105J 22Ω 20.71℃ 见解析
【解析】(1)[1][2]当开关处于位置时，只有电阻R1接入电路，电路电阻最大，根据P＝可知：此时功率最小，可见此时放出的是温水；此时电路中电流为
I温＝＝5A
(2)[3]水龙头放热水时，正常工作50s，消耗的电能是
W＝P热t＝3300W
(3)[4]开关处于“3”时，两电阻并联，故R2消耗的功率为
P2＝P热-P温＝3300W-1100W＝2200W
根据P＝可知电阻R2的阻值为
R2＝＝22
(4)[5]由c＝得
＝15.71
所以
t＝t0+＝20.71
(5)[6]调节水龙头的出水速度，使出水速度变慢。
30．电热加湿器工作原理：加湿器水箱中部分水通过进水阀门进入电热槽中受热至沸腾，产生的水蒸气通过蒸汽扩散装置喷入空气中，从而提高空气湿度．下表是某同学设计的电热加湿器部分参数，其发热电路如图所示，R1、R2为阻值相同的发热电阻，1、2、3、4为触点，S为旋转型开关，实现关、低、高档的转换．
额定电压
220V
额定最大发热功 率
400W
水箱容积
4L
适用面积
40～60m2
(1)若加热前水温为20℃，电热槽内气压为标准大气压，从加热到沸腾最短时间为3分钟，则电热槽中水的质量是多少千克？（不计热损失，c水=4.2×103J/( kg·℃)，结果保留两位小数）
(2)加湿器在低档时的发热功率；
(3)对于需要制冷的室内，电热加湿器会使其气温升高，请提出一条改进的建议．
【答案】(1) m="0.21kg(2)200W" (3) 可以降低电热槽内气压（解答合理均可）
【解析】（1）由于不计热损失，即电热被水全部吸收，
有：Q1= Q2即：P1t= cm(t2－t1)
400W×3×60s=4.2×103J/（kg·℃）×m×(100℃-20℃)
解之得电热槽中水的质量是m=0.21kg．
（2）电热加湿器在高档时，R2被短路，电路中只有R1，故有P1=UI1=
电热加湿器在低档时，R1和R2串联，总电阻R=2R1，有P2= UI2=
则：=0.5，由电加湿器的铭牌参数可知：P2="0.5" P1=0.5×400W=200W．
（3）可以降低电热槽内气压．（其他正确解答均可）
（1）欲求水的质量，根据公式Q= cm△t，已知比热容c、温度变化量△t，如果再知道吸收的热量则问题可解，而此时水吸收的热量就是电流所放出的热量，电热的功率已知，时间又已知，故质量可求；（2）欲求低档时的发热功率，应先确定低档功率是电路中电阻最大时的状态，即接触点2、3时；此时的电功率不知道，但我们可以通过铭牌中的最大电功率是400W先列出一个式子来，最大电功率就是电阻值最小的电路状态，即接触点3、4时，R2被短路，电路中只有R1，将这最小功率与最大功率进行比较即可得出低档时的发热功率；（3）由于电热加湿器也是一个用电器，故消耗的电能总的来说会使房间的能量增加，温度升高，故如果在低压下沸腾，会使水在较低的温度下沸腾，这样就会使室内的气温不会升得太高．
第十八章《电功率》过关检测卷（解析版）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（每小题2分，共20分）
1．将标有 6V6W 的小灯泡和一个定值电阻串联后接在电压为 9V 的电路中，小灯泡正常发光，若将灯泡换为 6V3W 其功率为（ ）
A．等于 3W B．大于 3W
C．小于 3W D．无法确定
【答案】B
【解析】由可知，“6V 3W”的电阻大于“6V 6W”的电阻；当电阻变大后，它分担的电压也变大，分担的电压大于6V，所以功率也变大．故选B。
2．用10N的水平推力推着重为60N的物体沿水平方向做直线运动，若推力对物体做了60J的功，则在推力做功的过程中（ ）
A．物体一定运动了1m
B．物体一定运动了6m
C．物体一定受了10N的摩擦力
D．物体一定受了60N的摩擦力
【答案】B
【解析】利用公式W=FS可以求出物体移动的距离，因为物体的运动的状态不确定，而只有在匀速直线运动时才可以求出摩擦力，所以摩擦力无法确定．
解：m，又因为物体的运动状态不确定，所以无法求得摩擦力，故选B．
3．电视机、电烙铁和电风扇上都标有“220V 60W”的字样，它们都在额定电压下工作相同的时间，则（ ）
A．电视机消耗的电能最多
B．电流通过电风扇做的功最多
C．电风扇消耗的电能全部转化为机械能
D．电流通过电烙铁产生的热量最多
【答案】D
【解析】额定电压下用电器的实际功率和额定功率相等，由W=Pt可知，工作相同时间时，消耗的电能相同，电流通过用电器做的功也相同，故AB错误；电风扇工作时消耗电能大部分转化为机械能，产生很少的热量，故C错误；电烙铁工作时消耗的电能全部转化为热量，电流通过电烙铁产生的热量最多，故D正确，故选D。
4．如图所示的测量中，数据记录正确的是（ ）
A．18.5cm B．26℃
C．107g D．6352.6kW
【答案】C
【解析】A．刻度尺分度值为0.1cm，故读数为1.85cm，故A错误；
B．图中温度计的分度值是1℃，液柱的高度在0℃的下面，所以读数是：﹣14℃，故B错误；
C．由图可知，砝码的质量为100g+5g=105g，游码在标尺上对应的刻度是2g，所以天平的读数应为107g，故C正确；
D．从电能表上可以看出电能表的示数为63526，最后一位是小数，单位是kW•h，故电能表的读数为6352.6kW•h，故D错误；故选C。
5．有甲、乙、丙三个白炽灯泡，甲的规格为“36V、40W”，乙的规格为“110V、40W”，丙的规格为“220V、40W”，当它们都正常发光时，他们的亮度是（ ）
A．甲最亮 B．乙最亮 C．丙最亮 D．三个灯泡一样亮
【答案】D
【解析】灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的，由题可知，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40W，因此三个灯泡一样亮。
6．家用电器的使用功能是要将电能转化为其他形式的能．如图所示的几种家用电器在工作时，其主要功能是将电能转化为内能的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】电饭锅在工作时，利用了电流的热效应，将电能转化为内能，故A符合题意为答案．
笔记本电脑工作时，主要将电能转化为光能和声能，故B不符合题意．
电风扇工作时，主要将电能转化为机械能，故C不符合题意．
电视机工作时，主要将电能转化为光能和声能，故D不符合题意．
7．如图所示，电源电压恒为8V，电压表量程为0～3V，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，灯泡标有“6V 3W”字样．若闭合开关，两电表示数均不超过所选量程，灯泡两端的电压不超过额定值，不考虑灯丝电阻变化，则下列说法正确的是（ ）
A．电流表的量程应选0～3A B．电压表示数的变化范围0～3V
C．滑动变阻器的阻值变化范围4Ω～7.2Ω D．滑动变阻器的的最大功率为1W
【答案】C
【解析】A.由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量串联电路的电流．根据，因为灯泡两端电压不允许超过额定值，也就是电路中的电流最大为灯泡的额定电流，即．则电流表的量程应0~0.6A．故A错误．
B.电源电压为8V，小灯泡正常发光时，灯泡两端电压为6V，所以滑动变阻器两端最小电压为2V，因此电压表示数的变化范围2~3V，故B错误．
C.由于滑动变阻器与灯泡串联，滑动变阻器两端的最小电压为URmin=8V-6V=2V，由欧姆定律可得：滑动变阻器连入电路的最小阻值Rmin=；
由于电压表量程为0~3V，所以当电压表示数为3V时，根据串联电路的电压关系可知：灯泡两端电压ULmin=U-URmax=8V-3V=5V．通过灯泡的最小电流
滑动变阻器的最大电阻Rmax=
因为滑动变阻器的规格为“20Ω1A”，滑动变阻器的电阻允许调节范围4~7.2Ω．故C正确．
D.根据电压表示数的变化范围2~3V，滑动变阻器的功率
，功率是关于电流的二次函数，功率有最大值，且在I=时功率最大．因为由上分析可知：电流的变化范围是，
所以当I=，P滑最大，则最大值为P滑大=
当I=0.5A时，P滑最小，则最小值为P滑小=
故D错误．
故选C．
8．甲用电器标着“220V，60W”， 乙用电器上标着“220V，15W”，它们都在额定电压下工作，则下列判断中正确的是（ ）
A．甲用电器做功一定多 B．甲用电器做功一定快
C．完成相同的功， 甲用电器所用的时间一定多 D．相同时间内， 甲用电器完成的功一定少
【答案】B
【解析】额定电压下，甲用电器的电功率为60W，乙用电器的功率为15W.A. 由W＝Pt可知，电流做功的多少与通电时间有关，故A不正确；B. 电功率是表示电流做功快慢的物理量，甲用电器的功率较大，做功一定快，故B正确；C. 根据t＝可知，完成相同的功，甲用电器所用的时间一定少，故C不正确；D. 根据W＝Pt可知，相同时间内，甲甲用电器完成的功一定多，故D不正确．故选B.
9．许多轿车后窗内壁都平行地装若干条金属丝，金属丝通电后可以（ ）
A．消除附在车窗内壁的小水珠
B．不让车外的行人看见车内乘客
C．防止后窗事故
D．加热取暖
【答案】A
【解析】轿车后窗内壁金属丝通电后可以使玻璃温度升高，避免冬天车内人呼出的热空气附在车窗内壁遇到冷玻璃液化成小水珠，正确选A．
10．将两只额定电压相同的小灯泡L1、L2串联在电路中，如图所示．闭合开关后，发现灯L1较暗，灯L2较亮，则：（ ）
A．灯L1的电阻比灯L2的电阻大
B．灯L1的额定功率比灯L2的额定功率小
C．电路中，灯L1两端电压比灯L2两端电压小
D．电路中，通过灯L1的电流比通过灯L2的电流大
【答案】C
【解析】由于两灯泡串联，故通过两灯泡的电流相等，D不对；又由于灯L1较暗，灯L2较亮，故灯L1的电功率较小，L2的电功率较大，由公式P=I2R得，灯L1的电阻小于L2的电阻，A不对；由于不知道两灯泡的额定电压，故不能确定它们额定功率的大小关系，B不对；由公式U=IR得，灯L1两端电压比灯L2两端电压小，故C是正确的．
二、填空题（每小题2分，共20分）
11．白光LED（发光二极管）是一种新型的节能产品，LED具有体积小（多颗、多种组合）、发热量低（几乎没有热幅射）、耗电量小（低电压、低电流起动）、寿命长（1万小时左右）等优点。广泛用于汽车和日常生活。如果一个LED手电筒由5个LED并联组成，用两节新干池串联做电源：正常每只LED通过的电流为15mA，则它正常工作对的总电流为______A，该手电筒连续正常工作200s，将消耗______J的电能。
【答案】0.075 45
【解析】第一空．该LED手电筒由5个LED并联组成，则正常工作时的总电流：
I=5I1=5×15mA=75mA=0.075A；
第二空．两节干电池的电压为U=2×1.5V=3V，该手电筒连续正常工作200s，消耗的电能：
W=UIt=3V×0.075A×200s=45J。
12．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正常发光时的功率为_____W．阻值为_____Ω．在调节滑动变阻器的过程中，灯泡L消耗电功率的最小值是_____W．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”）．
【答案】13.5 6 2 一定向左
【解析】灯泡正常发光时的电压为9V，由图象可知，灯泡正常发光时的电流
，
灯泡L正常发光时的功率：
；
由可得，此时灯丝的电阻：
；
由电路图可知，R与L串联，当滑动变阻器连入电路的电阻最大时，电流最小，灯泡L消耗电功率的最小，变阻器接入的最大阻值
；
由串联电路的电压特点和欧姆定律可得，电源电压
，
分析右图得，当电路中的电流为1A，此时灯泡两端电压为2V，电阻两端的电压为10V，总电压为12V；
则灯泡的最小功率：
；
根据物理意义分析：
滑动变阻器的滑片移动时，能调节电路中的电流大小，灯泡的亮度即功率会发生变化；
若滑片向左移动，电流变大，灯变亮，灯丝温度升高，此时滑动变阻器电阻减小，灯丝电阻会变大，电流为：，由电流变大可知，灯丝增大的电阻小于滑动变阻器减小的电阻，否则电路中的电流不会变大，灯不会变亮；
若滑片向右移动时，电流变小，灯会变暗，此时滑动变阻器的电阻变大，灯丝温度降低，电阻变小，但总电阻一定变大了，即灯丝减小的电阻小于滑动变阻器增大的电阻，否则电流不会减小，灯不会变暗．
所以滑片P的移动方向是：向向左、向右均可．
13．一台小型电动机接在220V的电源上，已知线圈的电阻是10Ω，当输入电动机的电流是5A时，电动机的输入功率是______；要使电动机的输出功率最大，应输入的电流是______。
【答案】1100W 11A
【解析】[1]电动机的输入功率
PUI220V5A1100W
[2]设输入电流为I′时，电动机的输出功率最大
P出P入−P热UI′−I′2R220I′−10I′2−10（I′−11）21210
当I′11A时，输出功率最大。
14．许多重大火灾都是因供电线路上某些连接处接触不良所造成的．接触不良引起火灾的原因是：当连接处接触不良时，该处的电阻将 （减小/增大），导致局部过热升温，并且该处的电阻又随着温度的升高而 （减小/增大），形成电热的不断积累，直至引发火灾．在电路中安装熔断器 （能/不能）防止这种事故的发生．
【答案】增大 增大 不能
【解析】当连接处接触不良时，局部导线变细，该处的电阻将增大，导致局部过热升温，并且该处的电阻（金属的电阻随温度的升高而增大）又随着温度的升高而增大，形成电热的不断积累，直至引发火灾．在电路中安装熔断器不能防止这种事故的发生，因为熔断器是在电流过大或短路时，电路熔断．
15．如图所示，电源电压恒定，当闭合开关S1、S2时，电压表的示数为U1，R1的功率为P1，R3的功率为P3;当闭合开关S1、S3时，电压表的示数为U2，R2的功率为P2，电流表的示数为0.15A。已知R1=20Ω，U1:U2=8:9，P1:P2=32:27。则R2的阻值为________Ω，P3=________W.
【答案】30 0.4
【解析】[1]由图知道，当闭合开关S1、S2时，R1与R3串联，电压表测量R1两端的电压；当闭合开关S1、S3时，R2与R3串联，电压表测量R2两端的电压，电流表的示数为0.15A；根据题意，由知道，。又因为R1=20Ω，U1:U2=8:9，P1:P2=32:27，所以，
由此解得R2=30Ω；
[2]设电源电压是U,根据题意知道，由串联电路的特点知道，当闭合开关S1、S2时，
将R1=30Ω，R2=20Ω，U1:U2=8:9代入以上两式解得R3=10Ω；由知道，
，
由此解得：I1=0.2A。由 知道，
.
16．某电视机的额定功率是l10W，则它正常工作时，电流是_____；1kW•h的电能可供它止常工作的时间是_____（至少保留一位小数）
【答案】0.5A 9.1h
【解析】利用公式I＝得到电视机的电流，再根据t＝求出1kW•h的电能可供电视机正常发光的时间．
【详解】家庭电路的电压是220V，电视机的额定功率是l10W，
则它正常工作时，通过电视机的电流为：I＝=＝0.5A；
1kW•h的电能可供它正常工作的时间：t＝＝≈9.1h．
17．家庭中测量所用电能多少的仪表是______表．当标有“220V 11W”字样的节能灯正常工作时，两端的电压为______伏，通过的电流为______安．
【答案】电能 220 0.05
【解析】电能表是用来测量电功的仪表，也就是用来测量电能的；
灯正常工作时的电压等于额定电压为220V，此时的功率为额定功率等于11W，所以可得通过的电流为
I=P/U=11W/220V=0.05A
18．白炽灯泡灯丝断了，搭上后重新使用，灯丝的电阻将 ，灯泡的实际功率将 ．（均选填“变大”、“变小”、或“不变”）
【答案】变小，变大；
【解析】把断了的白炽灯灯丝搭接起来时，灯丝的材料、横截面积和温度不变，长度变短，所以灯丝的电阻变小；
∵家庭电路的电压220V不变，
∴重新接入家庭电路中，根据P=U2/R 可知灯泡的实际功率变大．
19．如图所示，将灯L1、L2按图甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中，在甲图中灯L1的功率为9W，在乙图中灯L1的功率为16W。设灯丝电阻不变，则：L1、L2两灯灯丝电阻之比是_____；甲、乙两图电路消耗的总功率之比是___。
【答案】3∶1 3∶16
【解析】[1]设两灯的电阻分别是R1、R2，在图甲中可得到
合并可得
在图乙可得到
联立上面两式可解得
L1、L2两灯灯丝电阻之比是。
[2]由题意可知，甲、乙两图电路消耗的总功率分别是
其中
可得到
甲、乙两图电路消耗的总功率之比是。
20．电动机工作时将电能转化为机械能，但由于线圈发热会损失掉一部分能量。若某直流电动机正常工作时的电流为I，电功率为P，线圈的电阻为R，则t时间内电流通过电动机线圈产生的热量为___________；该电动机的效率为___________________。（用题中给定的符号表示）
【答案】 I2Rt ×100%
【解析】若某直流电动机正常工作时的电流为I，电功率为P，线圈的电阻为R，根据焦耳定律，则t时间内电流通过电动机线圈产生的热量为Q=I2Rt。
电动机所消耗的电能W=Pt，所得到的机械能W机=W-Q=Pt-I2Rt，所以该电动机的效率
三、作图题（每小题5分，共10分）
21．小明用如图所示的电路测量小灯泡的电阻，图甲是小明未完成连接的实验电路．要求： 电压表测灯泡两端的电压且当滑片P向左滑动时，电压表示数变大，用笔画线代替导线将如图甲所示的实物连接好．并在虚线框内画出电路图．
【答案】
【解析】电源是两节干电池构成，电压为3V，所以电压表的量程为0～3V，且与灯泡并联；电流表的量程为0～0.6A，且与灯泡串联；滑动变阻器的左下方接线柱与灯泡的右接线柱相连，任意上方接线柱与开关的右接线柱相连，然后与开关、电流表组成电路，如图a所示；先画出电源的符号，从正极开始依次画出开关、电流表、滑动变阻器、灯泡、回到负极，最后电压表并联在灯泡的两端，如图b所示：
a. b.
故答案为如图a、b所示.
根据电源的电压确定电压表的量程且与灯泡并联，根据通过电路的最大电流选择电流表的量程且与电阻串联；滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，滑片向左滑动电路中的电流变大，总电阻减小，滑动变阻器接入电路中的电阻减小，即滑动变阻器的左下方接线柱必须接入电路中；根据电流流向法按先串后并的原则画出电路图．
22．如图所示，请你在图中用笔画线代替导线完成电路连接，要求灯L1和灯L2并联，且电流表测灯L2中的电流．
【答案】见解析所示
【解析】
四、计算题（每小题8分，共32分）
23．如图是一种配有风力发电机和太阳能电池板的新型路灯，路灯的额定功率为0.12kW，光电池接收太阳光辐射的功率为1kW，吹向风力发电机叶片上的风功率与风速之间的关系如下表所示，风能转化为电能的效率为4%，光电池将光能转化为电能的效率为η光。
风速（m/s）
2
4
6
8
10
12
16
风功率（W）
15
125
420
1000
2000
3375
8000
(1)无风的晴天，光照6h，太阳能电池板产生的电能可使路灯正常工作10h，则路灯消耗的电能是多少kW·h？光电池将光能转化为电能的效率η光为多大？
(2)在有风的晴天，经3h的光照和风吹，路灯可正常工作7h，则当时的风速为多大？
【答案】(1)1.2kW·h；20%；(2)10m/s
【解析】(1)已知，，，，路灯工作消耗的电能为
光照，光电池接收的太阳能为
光电池将光能转化为电能的效率为
(2)路灯工作消耗的电能为
光照，光电池接收的太阳能为
根据公式可知光电池产生的电能为
风力发电机产生的电能为
根据公式，可知消耗的风能为
风的功率为
根据风功率与风速之间的关系可知此时的风速为10m/s。
答：(1)无风的晴天，光照6h，太阳能电池板产生的电能可使路灯正常工作10h，则路灯消耗的电能是1.2kw·h；光电池将光能转化为电能的功率为20%；
(2)在有风的晴天，经3h的光照和风吹，路灯可正常工作7h，则当时的风速为10m/s。
24．某品牌电磁炉铭牌部分参数如图所示，现将其接入220V电路中给锅内25℃的水加热5min，锅内的水温度升高到88℃，已知c水＝4.2×103J/（kg•℃），求：
（1）电磁炉在5min内消耗的电能；
（2）假设电磁炉工作时产生的热量全部被水吸收，那么锅内水的质量是多少？
【答案】（1）6.3×105J（2）2kg
【解析】（1）已知电磁炉的额定功率，利用公式可求得电磁炉在5min内消耗的电能；
（2）根据电热转化效率可求得水吸收的热量，再利用Q＝cm△t可求得锅内水的质量．
【详解】（1）已知P=2100W，t=5min=300s，
由可得，电磁炉在5min内消耗的电能：
W=Pt=2100W×300s=6.3×105J；
（2）已知η=84%，由可得，水吸收的热量：
Q吸=W×84%=6.3×105J×84%=5.292×105J，
由Q吸=cm△t可得，锅内水的质量：
.
25．如图所示，电源电压为18V恒定不变，小灯泡L标有“6V 1.5W”字样 (灯丝电阻不随温度变化而变化)，R2= 6Ω，当三个开关都闭合时，电路消耗的总功率为81W，求：
(1)小灯泡灯丝电阻；
(2) R1的电阻值；
(3)若断开开关S1、S3闭合开关S2电路消耗的总功率。
【答案】(1)24；(2)12；(3)0
【解析】(1)灯泡的电阻
(2)当三个开关都闭合时，灯泡被短路，R1与R2并联，电路中的总电流
通过R2的电流
则通过R1的电流
R1的电阻值
(3)当断开开关S1、S3，闭合开关S2时，灯泡L与R2串联
则灯泡两端电压将达到
小灯泡的额定电压为6V，此时小灯泡将被烧坏，电路出现断路，则电路的总功率为0。
答：(1)小灯泡灯丝电阻24；
(2) R1的电阻值为12；
(3)若断开开关S1、S3闭合开关S2电路消耗的总功率为0。
26．在如图所示的电路中电源由几节新干电池串联而成且电压保持不变，滑动变阻器上标有“50Ω 1A”字样灯泡标有“6V 3W”字样闭合开关S，当滑片P置于a点时，灯泡正常发光，电压表V1的示数为9V；当滑片P置于b点时，电压表V1的示数为9.6V，电压表V2的示数为7.2V。(灯丝电阻不变)求：
(1)小灯泡的电阻；
(2)当滑片P置于a点时，滑动变阻器消耗的功率；
(3)电源电压及R0的阻值；
(4)在保证电路安全的情况下，移动滑片，能否实现滑动变阻器消耗的功率P1与电阻R0消耗的功率P0之间的差值超过2W（即＞2W），请通过分析与计算说明你的结论。
【答案】(1)12Ω；(2)1.5W；(3)12V；6Ω；(4)不能
【解析】(1)由可得，灯泡的电阻为
(2)当滑片P置于a点时，灯泡RL与滑动变阻器接入电路的电阻Ra、定值电阻R0串联，电压表V1测RL和Ra两端的电压之和，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，且灯泡正常发光，所以，滑动变阻器两端的电压为
由于灯泡正常发光，且串联电路中各处的电流相等，由可得，电路中的电流为
则滑动变阻器消耗的功率为
(3)当滑片P置于点时，则串联电路的特点和欧姆定律可得，电源的电压为
当滑片P置于点时，灯泡RL与滑动变阻器接入电路的电阻Rb、定值电阻R0串联，电压表V1测RL与Rb两端的电压之和，电压表V2测R0与Rb两端的电压之和，因串联电路中各处的电流相等，且串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，此时电路中的电流为
即
整理可得
解得：或；当时，电源的电压为
当时，电源的电压为
因电源由几节新干电池串联而成，电源电压应为1.5V的整数倍，所以，电源电压为12V，的阻值为。
(4)滑动变阻器消耗的电功率为
电阻消耗的电功率为
滑动变阻器消耗的功率P1与电阻R0消耗的功率P0之间的差值为
为便于分析，上式可省略单位，则有
所以，当时，电功率的差值最大为。
所以，在保证电路安全的情况下，移动滑片，不能实现滑动变阻器消耗的功率P1与电阻消耗的功率之间的差值超过2W。
答：(1)小灯泡的电阻为12Ω；
(2)当滑片置于点时，滑动变阻器消耗的功率为1.5W；
(3)电源电压为12V；的阻值为6Ω；
(4)在保证电路安全的情况下，移动滑片，不能实现滑动变阻器消耗的功率与电阻消耗的功率之间的差值超过2W（(即）。
五、实验题（每小题5分，共10分）
27．图甲是小亮同学测量标有“2.5 V”字样的小灯泡额定功率实验的实物连接图。
(1)闭合开关前，老师检查发现小亮同学连接的导线有一根导线连接错误，请你再错误的连线上画“×”，并只移动一根导线，用笔画线代替导线，将电路连接正确；
（__________）
(2)连接电路时，开关应处于________状态，滑动变阻器的滑片应移到最________端；
(3)当电压表示数为2.5 V时，电流表的示数如图乙所示，是________A，由此可得，小灯泡的额定功率为________W。小灯泡正常发光时的电阻为__________
(4)在实验中，小亮把电流表与电压表的位置互换，闭合开关后造成________。
A．电流表被烧坏 B．电压表被烧坏 C．小灯泡被烧坏 D．小灯泡不亮
(5)小强的电流表损坏了，老师告诉他已经没有电流表可换，而给了他一个已知阻值为R的定值电阻和若干个开关，小强重新设计了如图丙所示的电路，在不改变该电路连接的情况下，也能正确测出小灯泡的额定功率。正确连接电路后，接下来的实验步骤是：
①_________________________；
②保持滑片位置不动，断开开关S1，闭合开关S、S2，记下电压表的时数为U2；
③得出小灯泡的额定功率的表达式为________________。
【答案】 断开 右 0.3 0.75 8.3Ω BD 闭合开关S、S1 断开S2 滑动滑片到某一位置使电压表示数为2.5V P额=2.5V×
【解析】(1)[1]由图甲所示电路图可知，电压表串联入电路中，电压表应该和灯泡并联，修改电路连接如图所示：
(2)[2][3]为了保护电路，连接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器的滑片应移到最大值右端。
(3)[4][5]灯泡正常发光时电压等于额定电压2.5V，由图乙所示电流表可知，其量程为0～0.6A，分度值为0.02A，此时通过灯泡的电流为0.3A，所以灯泡额定功率
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
[6]灯泡电阻
R=≈8.3Ω
(4)[7]把电流表与电压表的位置互换后，电压表串联在电路中，由于电阻很大，相当于断路，所以即使将电流表与灯泡并联，电路中的电流几乎为0，电流表无示数，灯泡不发光，电压表示数几乎等于电源电压，电源由三节蓄电池组成，电压为6V，而电压表应选择0～3V量程，所以电压表会被烧坏，故选BD。
(5)①[8]连好电路后，可先闭合开关S、S1，断开S2，此时电压表测量灯泡两端的电压，移动滑片至某一位置，使电压表的示数为2.5V。
③[9]定值电阻两端的电压
UR=U2-2.5V
此时电路中电流
I=
小灯泡的额定功率
P额=2.5V×I=2.5V×
28．小明在进行“测量小灯泡功率的实验”时，实验台上给他提供的器材有：6V蓄电池、电流表（0﹣0.6A，0﹣3A）、电压表（0﹣3V，0﹣15V）、滑动变阻器（50Ω、1.5A）、额定电压为2.5V的小电灯（正常发光时的电阻约为7Ω）、开关各一个，导线若干．
（1）小明在实验中电流表应选择________的量程，电压表应选择________的量程．
（2）他连接的实物电路如图所示，请你在虚线框内画出该电路图_____．
（3）闭合开关前应把滑动变阻器滑片的位置调到________（填选“C”或“D”）．
（4）闭合开关后，小明发现灯泡不发光，电流表的示数为0，电压表的示数为6V，产生此故障的原因可能是下列情况中的 _____填写序号）．
A． 小电灯短路 B． 小电灯的灯丝断了 C． 小电灯的灯座接触不良 D． 电压表的正负极接反了 E. 滑动变阻器滑片放在了最小阻值处
（5）排除故障后，调节滑动变阻器测得如下表所示的三组数据，则小灯泡的额定功率是________W．
【答案】 0～0.6A 0～3V C BC 0.9
【解析】（1）灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表选0～3V的量程； 灯泡的额定电流约为 ≈0.36A＜0.6A，所以电流表选0～0.6A的量程．（2）先画出电源的符号，然后根据流向法，从电源的再次出发依次画出开关、电流表、小灯泡、滑动变阻器回到负极，然后把电压表并联在定值电阻的两端，如下图所示：
；
（3） 连接实物电路时，为了保护电路，开关必须断开，滑动变阻器的滑片要滑动阻值最大处，滑动变阻器下端选择的是右面的接线柱，因此必须移到左端C的位置；（4）因为电流表无数示数，电压表示数较大，所以电压表与电源形成通路，而电流表无示数，说明电路中有断路，并且与电压表并联的那部分电路断路，故小电灯的灯丝断了或小电灯的灯座接触不良，故BC正确．故选B、C．（5）由表格可知，灯泡的额定电压为2.5V时，灯泡的额定电流为0.36A，所以灯泡的额定功率为P＝UI＝2.5V×0.36A＝0.9W．
详解（1）根据根据灯泡的额定功率确定电压表的量程，根据I＝求出灯泡的额定电流确定电流表的量程．（2）根据电流流向法，先画出电源的符号，从电源的负极依次画出串联的电路原件回到负极，然后把电压表并联在电阻的两端；（3）在连接电路时开关必须是断开的，滑动变阻器的滑片要滑到最大阻值处，这样可以保护电路；（4）闭合开关后，小明发现灯泡不发光，电流表的示数为零，电压表的示数超过3V，说明问题出在电压表两接线柱之间的电路，短路不对（这样电压表示数为0），只能是开路。（5）额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，根据P＝UI求出灯泡的额定功率。
六、综合题（每小题4分，共8分）
29．如图，图甲是某款电热水龙头，即开即热，冷热兼用。水龙水的出水量可以调节，图乙是它的原理电路图、为电热丝，通过旋转手柄带动开关接通对应的电路，从而实现冷水，温水，热水之间切换，有关参数如表，不考虑温度对电阻丝值的影响，请回答下列问题：
(1)开关与，接触时，水龙头放出的水是__________（填“温”、“热”）水，此时电路中的电流多大_______？
(2)水龙头放热水时，正常工作，消耗的电能是多少___________？
(3)的电阻值多大___________？
(4)若水龙头每秒出水，冬天的自来水温度为时，利用热水档时，水从水龙头出来是多少摄氏度_________？（假设电阻丝的热量被水完全吸收，水的比热容为/（））
(5)如果想水龙头出来的水的温度比上一问的更高一些，请你提出一个简单可行的办法________ 。
【答案】温水 5A 1.65×105J 22Ω 20.71℃ 见解析
【解析】(1)[1][2]当开关处于位置时，只有电阻R1接入电路，电路电阻最大，根据P＝可知：此时功率最小，可见此时放出的是温水；此时电路中电流为
I温＝＝5A
(2)[3]水龙头放热水时，正常工作50s，消耗的电能是
W＝P热t＝3300W
(3)[4]开关处于“3”时，两电阻并联，故R2消耗的功率为
P2＝P热-P温＝3300W-1100W＝2200W
根据P＝可知电阻R2的阻值为
R2＝＝22
(4)[5]由c＝得
＝15.71
所以
t＝t0+＝20.71
(5)[6]调节水龙头的出水速度，使出水速度变慢。
30．电热加湿器工作原理：加湿器水箱中部分水通过进水阀门进入电热槽中受热至沸腾，产生的水蒸气通过蒸汽扩散装置喷入空气中，从而提高空气湿度．下表是某同学设计的电热加湿器部分参数，其发热电路如图所示，R1、R2为阻值相同的发热电阻，1、2、3、4为触点，S为旋转型开关，实现关、低、高档的转换．
额定电压
220V
额定最大发热功 率
400W
水箱容积
4L
适用面积
40～60m2
(1)若加热前水温为20℃，电热槽内气压为标准大气压，从加热到沸腾最短时间为3分钟，则电热槽中水的质量是多少千克？（不计热损失，c水=4.2×103J/( kg·℃)，结果保留两位小数）
(2)加湿器在低档时的发热功率；
(3)对于需要制冷的室内，电热加湿器会使其气温升高，请提出一条改进的建议．
【答案】(1) m="0.21kg(2)200W" (3) 可以降低电热槽内气压（解答合理均可）
【解析】（1）由于不计热损失，即电热被水全部吸收，
有：Q1= Q2即：P1t= cm(t2－t1)
400W×3×60s=4.2×103J/（kg·℃）×m×(100℃-20℃)
解之得电热槽中水的质量是m=0.21kg．
（2）电热加湿器在高档时，R2被短路，电路中只有R1，故有P1=UI1=
电热加湿器在低档时，R1和R2串联，总电阻R=2R1，有P2= UI2=
则：=0.5，由电加湿器的铭牌参数可知：P2="0.5" P1=0.5×400W=200W．
（3）可以降低电热槽内气压．（其他正确解答均可）
（1）欲求水的质量，根据公式Q= cm△t，已知比热容c、温度变化量△t，如果再知道吸收的热量则问题可解，而此时水吸收的热量就是电流所放出的热量，电热的功率已知，时间又已知，故质量可求；（2）欲求低档时的发热功率，应先确定低档功率是电路中电阻最大时的状态，即接触点2、3时；此时的电功率不知道，但我们可以通过铭牌中的最大电功率是400W先列出一个式子来，最大电功率就是电阻值最小的电路状态，即接触点3、4时，R2被短路，电路中只有R1，将这最小功率与最大功率进行比较即可得出低档时的发热功率；（3）由于电热加湿器也是一个用电器，故消耗的电能总的来说会使房间的能量增加，温度升高，故如果在低压下沸腾，会使水在较低的温度下沸腾，这样就会使室内的气温不会升得太高．
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