素养全练20 电能与电功率
基础夯实
1.(2018·四川成都中考)标有“12 V
60 W”的汽车灯泡工作时,用电压表测得其两端电压如图所示,则灯泡两端的实际电压为 V,灯泡的实际功率 (选填“大于”“小于”或“等于”)60 W。 答案:11.5 小于
解析:由图示电压表可知,其量程为0~15V,分度值为0.5V,由图可知,电压表读数为11.5V,即灯泡的实际电压为11.5V;已知汽车灯泡的额定电压为12V,因为实际电压小于额定电压,所以灯泡的实际功率小于额定功率60W。
2.(2018·黑龙江齐齐哈尔中考)如图为电能表的实物图,小文只让家里的空调单独工作,测出36 s内电能表转盘转过25 r,则空调这段时间内消耗的电能是 J,空调的实际功率为 W。
答案:3.6×10 1 000
解析:2500r/(kW·h)表示的是电路中每消耗1kW·h的电能,电能表的转盘转2500r,空调工作时,电能表转盘转动25r消耗的电能:W= kW·h=0.01kW·h=0.01×3.6×10J=3.6×10J;
空调工作的时间t=36s,
空调的实际功率:P= =1000W。
6
4
4
3.(2018·湖南娄底中考)现有“220 V 100 W”的电灯泡一只,将它接在电压为“110 V”的电路中,实际功率为 W,消耗1 kW·h的电能可供它连续工作 h(假设灯丝电阻不变)。 答案:25 40
解析:由P= 可得灯丝电阻:R=
额
额
=484Ω。
将它接在电压为“110V”的电路中,通过的电流:I= A, 实际功率:P=UI=110V× A=25W;
1
由P=得1kW·h的电能可供它连续工作的时间:t=
·
-
=40h。
4.(2018·黑龙江哈尔滨中考)“探究小灯泡电功率”的实验电路如图甲,实验中选择“2.5 V”小灯泡,调节滑动变阻器滑片的过程发现灯亮度变化,这是由 变化引起的。实验得到灯的U-I图象如图乙,则小灯泡的额定功率是 W。
答案:灯泡的实际功率 0.75
解析:甲图中,灯与变阻器串联,调节滑动变阻器滑片的过程中,电路中的电流变化,根据P=IR,灯的实际功率变化,灯的亮度发生变化;由图乙知,当灯的电压为2.5V时,电流大小为0.3A,小灯泡的额定功率是:P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。
2
5.(2018·云南中考)如图所示,小灯泡L标有“3 V 0.9 W”的字样(忽略温度对灯丝电阻的影响)。当开关S闭合、S1断开时,小灯泡正常发光,电压表的示数为1.5 V,则电流表的示数为 A;如果电压表的量程为0~3 V,为确保电压表不被损坏,则 (选填“能”或“不能”)同时闭合开关S、S1。 答案:0.3 不能
解析:由电路图知,开关S闭合、S1断开时,灯泡和定值电阻串联,电压表测量电阻两端电压,电流表测量电路电流。已知此时灯泡正常发光。由P=UI,知电流表的示数为I=
额
额
=0.3A;
(2)开关S闭合、S1断开时,灯泡和定值电阻串联,灯泡正常发光,所以电源电压为U=U额
+U1=3V+1.5V=4.5V,当同时闭合开关S、S1,灯泡短路,电压表测量电源电压。
而电压表的量程为0~3V,为确保电压表不被损坏,所以不能同时闭合开关S、S1。
6.(2017·安徽铜陵期末)在测量小灯泡电阻的实验中,因缺少电压表,小明利用两个电流表和一个阻值为10 Ω的电阻,同样测出了小灯泡的电阻,原理如图甲所示。小明读出电流表A1的示数为0.3 A,电流表A2的示数如图乙所示,则通电1 min电流对小灯泡做功为 J。
2
答案:12
解析:由图乙可知,电流表A2的量程是0~0.6A,最小分度值是0.02A,电流表示数是IA2=0.2A;
由并联电路电流的特点知,流过定值电阻R0的电流:IR0=IA1-IA2=0.3A-0.2A=0.1A。 电源电压:U=IR0R0=0.1A×10Ω=1V,灯接在电源两端,灯泡两端的电压是1V; 通电时间t=1min=60s,则通电1min电流对小灯泡做功:
W=UIt=1V×0.2A×60s=12J。
7.(2018·湖南澧模拟)某品牌手机充电宝,上面标有电压为5 V,容量为10 000 mA·h,它充满电后,可以储存的电能是 J,在充电过程中,将电能转化为 能储存。 答案:1.8×10 化学
解析:该充电宝一次充满电后储存的电能:W=UIt=5V×10000×10A×3600s=1.8×10J;在充电过程中,是把电能转化为化学能储存在充电宝中。
8.(2018·安徽当涂模拟)如图为一只“6 V 1.5 W”小灯泡的电流随电压变化图象,现将两只这样的小灯泡串联接在电源电压为8 V的电路上,则1分钟整个电路消耗的电能为 J。
-3
5
5
答案:96
解析:把两只相同的灯泡串联接在8V的电源上时,因串联电路中各处的电流相等,且规格相同两灯泡的电阻相等,由I=可知,两灯泡两端的电压相等,则每只灯泡两端的电压UL= =4V。 由图象可知,电路中的电流I=0.2A,所以,电路1min消耗的电能:W=UIt=8V×0.2A×60s=96J。 9.(2018·四川南充中考)如图甲所示,电源电压一定,滑动变阻器的滑片从最右端滑到最左端时,灯泡L的I-U图象如图乙所示,当灯电流为1 A时,灯正常发光,则灯的额定功率为 W,滑动变阻器的最大值为 Ω。
?导学号97404045?
答案:8 11
解析:由题知,当灯的电流为1A时,灯正常发光,由图象可知,此时灯泡两端的电压为8V,则灯泡的额定功率:P额=ULIL=8V×1A=8W;
由电路图知,滑片在左端时,变阻器连入阻值为0,电路为灯泡的简单电路,此时电路中电阻最小,电流最大为1A,灯泡两端的电压为8V,则电源电压:U=UL=8V。
当滑片位于右端时,灯泡和变阻器的最大阻值串联,电路中电阻最大,电流最小,由图象可知,此时UL'=2.5V,I'=0.5A。
3
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以滑动变阻器两端的电压:UR=U-UL'=8V-2.5V=5.5V。 由I=可得,滑动变阻器的最大阻值: R滑大= =11Ω。
10.(2018·四川遂宁中考)如图甲所示电路,电源电压恒定,R0为定值电阻,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从一端移到另一端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示,则定值电阻R0的阻值为 Ω;当滑动变阻器接入电路阻值分别为R和R时,电路消耗的总功率为P1、
P2,则P1∶P2= 。
答案:40 2∶1
解析:由图甲可知,两电阻串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,由图乙可知I1=0.3A,由I=可得,电 源的电压:U=I1R0=0.3A×R0。
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,由图乙可知,I2=0.1A,U2=8V,则滑动变阻器的最大阻值:R=
=80Ω。
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压:U=I2R0+U2=0.1A×R0+8V, 因电源的电压不变,
所以,0.3A×R0=0.1A×R0+8V, 解得:R0=40Ω。
电源的电压:U=0.3A×R0=0.3A×40Ω=12V。
当滑动变阻器接入电路阻值为 R= ×80Ω=20Ω时,电路中的电流:I= =0.2A;
总
当滑动变阻器接入电路阻值为R=80Ω时,电路中的电流:I'= 总
=0.1A;
根据P=UI可知,电路消耗的总功率之比为:P1∶P2=UI∶UI'=I∶I'=0.2A∶0.1A=2∶1。 11.(2018·湖南湘西中考)以下所列家用电器中,正常工作时,电能主要转化为机械能的是( )
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