課時訓練(十七)電能 電功 電功率(限時:60分鐘)|基礎鞏固|一、選擇題1.從能量轉化的角度來看，下列說法錯誤的是（)A. 電風扇工作時主要將電能轉化為機械能B.給鉛蓄電池充電時化學能轉化為電能C.發電機工作時主要將機械能轉化為電能D.電熱水壺工作時電能轉化為內能2.一個標有“220 V440 W”的電熱器，當通過它的電流為1 A時，它的實際功率（)A. 等于額定功率B.大于額定功率C.小于額定功率D.無法判斷3.【2019巴中】下列說法錯誤的是（)A. 電荷的定向移動形成電流B.串聯電路中電流處處相等C.燈泡亮度由燈泡的實際功率決定D.導體的電阻跟導體兩端的電壓成正比4.如圖K17-1所示是A、B兩定值電阻的U-I關系圖像，由圖像中信息可知（) 圖K17-1A. 若將A、B兩電阻串聯在某電源兩端，則B兩端的電壓大B.若將A、B兩電阻串聯在某電源兩端，則B的實際功率大C.若將A、B兩電阻并聯在某電源兩端，則通過A的電流大D.若將A、B兩電阻并聯在某電源兩端，則A的實際功率小5.【2019長春】如圖K17-2所示，電源電壓恒定。閉合開關S1，小燈泡發光，再閉合開關S2，則（)圖K17-2A. 小燈泡變亮B.電流表示數變小C.電壓表示數不變D.電路的總電阻變大6.【2018福建A卷】燈泡L與定值電阻R組成的電路如圖K17-3甲所示，L和R的I-U圖線分別為圖乙中的A、B，閉合開關S，L正常發光，電路的總功率為4.8 W，此時燈泡L的（)圖K17-3A. 電壓為7 V B.電流為0.3 AC.電阻為20 D.電功率為3 W7.【2019安順】現有恒定電源、開關、電流表、電壓表、燈泡、滑動變阻器各一個，其中燈泡的U-I圖像如圖K17-4所示。將這些元件用導線連成電路后，閉合開關，滑動變阻器的滑片從最左端向右滑動的過程中，電壓表的示數從5 V開始逐漸減小，電流表的示數從0.3 A開始逐漸增大。下列結論正確的是（)圖K17-4A. 電源電壓為5 VB.小燈泡的最大功率為0.3 WC.滑動變阻器的最大阻值為20 D.整個電路的最小功率是1.8 W8.【2019齊齊哈爾改編】如圖K17-5所示的電路，電源電壓恒為4.5 V，小燈泡L標有“3 V1.5 W”字樣（忽略燈絲電阻的變化)，滑動變阻器R規格為“30 1 A”，電流表量程選擇00.6 A，電壓表量程選擇03 V。閉合開關S，在不損壞電路元件的情況下，下列選項正確的是（)圖K17-5A. 電路中最大電流為0.6 AB.電路的最大功率為2.25 WC.電壓表示數變化范圍為13 VD.滑動變阻器阻值變化范圍為030 二、填空題9.【2019攀枝花】為了提倡節能環保，攀枝花市引進大量新能源電動公交車。為新能源電動公交車充電的導線較粗是為了減小導線的。若充電過程中充電電流為100 A，充電電壓為380 V，則新能源電動公交車充電2 h消耗的電能為kWh。10.小柳在家中看電視時，把遙控器一摁，電視關了，可是電視機上還有一個指示燈亮著（此時，電視機處于待機狀態)。學習了電能的知識后，她想:這時電視機是否還在消耗電能呢？如果消耗電能，具體情況又是怎樣的？于是她設計了如下方案進行探究:全家外出旅游前，讓電視機處于待機狀態，然后拔掉其他用電器的插頭或關掉開關，記下時間和家中電能表的信息如圖K17-6甲;兩天后回到家中，再記下此時的時間和電能表的信息如圖乙。圖K17-6（1)從該電能表的表盤參數可知，當通過電能表的電流小于A時，電能表可以穩定精確地工作。（2)在小柳外出的這段時間內，她家的電視機消耗的電能是kWh。（3)小柳家電視機在待機狀態下的電功率是W。11.【2018安徽】圖K17-7中R1=4 ，R2=6 ，把它們并聯在U=3 V的電路中，則R1和R2并聯后的總電阻為;通電30 s，電阻R1消耗的電能為J。圖K17-712.如圖K17-8所示的電路中，電源電壓保持不變，R1為定值電阻，R2為滑動變阻器（a、b為其兩個端點)。當閉合開關S，滑片P在某一端點時，電壓表示數為8 V，R2消耗的功率為0.8 W;當滑片P移到另一位置時，電流表示數為0.3 A，R2消耗的功率比原來增加了1 W。則滑動變阻器R2的最大阻值是，整個電路消耗的最大功率是W。圖K17-813.【2019柳州模擬】如圖K17-9所示的電路中，電源電壓恒定，燈L標有“3 V1.5 W”字樣且電阻不變，電壓表量程為03 V，電流表量程為00.6 A，滑動變阻器Rx標有“30 2 A”。閉合開關S，移動滑片P，當電壓表示數為2.7 V時，電流表示數為0.3 A，電源電壓為 V。為保證電路安全，Rx允許接入的最小阻值為。移動滑片P，電路總功率的最小值為W。圖K17-9三、實驗探究題14.【原創】如圖K17-10所示是小柳測定燈泡L額定功率的實物電路圖（不完整)。圖K17-10（1)請用筆畫線代替導線將實物電路圖連接完整。（2)正確連接電路后，閉合開關前，應將滑動變阻器的滑片P移到（選填“A”或“B”)端。（3)該實驗的原理是。15.【2019北部灣經濟區】小明用如圖K17-11甲所示的實驗裝置測量小燈泡電阻，小燈泡的額定電壓為4.5 V。圖K17-11（1)連接電路時，開關應。（2)請在圖甲中用筆畫線代替導線，完成剩余部分的電路連接（要求:滑片向左移動時，燈變亮)。（3)正確完成電路連接后，閉合開關時，電流表沒有示數，小燈泡不亮，電壓表示數接近電源電壓，則電路故障可能是小燈泡（選填“短路”或“斷路”)。（4)排除故障后，閉合開關，調節滑動變阻器的滑片，使小燈泡正常發光，電流表示數如圖乙所示，此時電路中的電流為A，小燈泡的電阻為。（5)小明還設計了如圖K17-12所示的電路，測出了另一小燈泡的額定功率，已知滑動變阻器的最大阻值均為R0，小燈泡的額定電流為I額。請將以下實驗步驟補充完整:圖K17-12 只閉合開關S、S1，移動R1的滑片，使電流表示數為I額。接著 。再將R1的滑片調至最左端，記下電流表的示數為I1;將R1的滑片調至最右端，記下電流表的示數為I2。寫出小燈泡額定功率的表達式:P= 。（用R0、I額、I1、I2表示)16.【2018龍東】在測定額定電壓為3.8 V的小燈泡（電阻大約為10 )額定功率的實驗中，小明連接了如圖K17-13甲所示的電路，其中電源電壓為6 V且保持不變。圖K17-13（1)用筆畫線代替導線將圖甲所示的實物電路連接完整。（要求:滑動變阻器的滑片向左移動時小燈泡逐漸變亮，連線不得交叉)（2)在連接電路時，若有A（“5 1 A”)、B（“10 0.5 A”)和C（“10 0.2 A”)三個滑動變阻器可供選擇，則應該選擇變阻器（選填“A”“B”或“C”)連入電路，才能保證實驗順利進行。（3)在實驗中，若電壓表示數為2 V，為了能測量小燈泡的額定功率，必須將滑動變阻器的滑片P向（選填“A”或“B”)端移動，當電壓表的示數為3.8 V時，小燈泡正常發光，此時電流表示數如圖乙所示，則電路中的電流是A，小燈泡的額定功率為W。（4)小明根據測量小燈泡實際功率的多組實驗數據，作出I-U圖像如圖丙所示。結果發現圖像不是直線，這表明通過小燈泡的電流與其兩端的電壓（選填“成”或“不成”)正比，這是因為。（5)若把小燈泡換成一個定值電阻，還可探究的關系。A. 電流與電阻B.電流與電壓四、綜合應用題17.【2018柳州】如圖K17-14所示，滑動變阻器R2最大阻值為10 ，將其滑片移到b端，只閉合開關S，電流表的示數為0.3 A，小燈泡的實際功率為0.9 W;閉合開關S、S1，將滑動變阻器滑片移到a端，小燈泡恰好正常發光，電流表示數為1 A。不考慮燈絲電阻的變化，求:（1)電源電壓。（2)R1的阻值。（3)小燈泡的額定功率。圖K17-1418.【2019荊州】如圖K17-15所示，電源電壓恒為4.5 V，燈泡L上標有“3 V1.5 W”字樣，滑動變阻器R2上標有“15 1 A”字樣，定值電阻R1的阻值為10 ，電流表的量程為03 A，電壓表的量程為03 V，不計溫度對燈絲電阻的影響。求:（1)燈泡正常工作時的電阻為多大。（2)當開關S、S1、S2閉合，S3斷開時，電路最小總功率為多大。（3)當開關S、S3閉合，S1、S2斷開時，在確保電路元件安全的情況下，滑動變阻器R2的取值范圍。圖K17-15|能力提升|一、選擇題1.【2019柳州模擬】標有“6 V1.5 W”的小燈泡，通過它的電流與其兩端電壓變化的關系如圖K17-16所示。若把這樣的三只燈泡串聯起來，接在12 V的電源兩端，此時燈泡的電阻和實際功率約為（)圖K17-16A. 24 0.67 WB.20 0.96 WC.24 0.96 WD.20 0.8 W2.把標有“220 V40 W”的燈泡L1和“220 V60 W”的燈泡L2串聯接入220 V電路的兩端，下列說法正確的是（)A. 兩燈泡的額定電壓都變小了B.兩燈泡的額定電功率都變小了C.燈泡L1兩端的實際電壓比L2兩端的實際電壓大D.通過燈泡L1的實際電流比L2的實際電流大3.甲、乙兩燈分別標有“6 V3 W”和“6 V6 W”字樣。先將兩燈串聯后接在電壓為U的電路中，甲燈的功率為P1，再將兩燈并聯后接在同一電壓下，乙燈的功率為P2，兩次燈泡均安全，忽略溫度對燈絲電阻的影響，則P1P2為（)A. 92B.29C.49D.194.【2019溫州】小明按圖K17-17甲連接電路，閉合開關，燈泡L1的功率為P1。他將一個阻值大于L1的燈泡L2串聯接入電路中（如圖乙)，閉合開關后，燈泡L1、L2的功率分別為P1、P2（不計溫度對燈泡電阻的影響，電源電壓恒定)。下列關系式正確的是（)圖K17-17A. P2P1P1B.P2P1P1C.P1P2P1D.P1P1P25.【2019內江】如圖K17-18所示，電源電壓恒定不變，閉合開關S，將滑動變阻器的滑片P從中點向b端移動一段距離，電壓表V1、V2示數的變化量分別為U1、U2，電流表示數的變化量為I，阻值相同的定值電阻R1、R2消耗電功率的變化量分別為P1、P2。則下列判斷正確的是（)圖K17-18A. P1+P2=I2（R1+R2)B.|U1|U2|C.U1I+U2I=R1+R2D.|U1|UL,兩端實際電壓變大,則燈泡的實際功率變大,燈泡變亮,A、B錯誤。斷開開關S2時,整個電路的電阻變大,電源電壓不變,由歐姆定律知,電路中電流減小,導線的電阻不變,由公式W=I2Rt知,單位時間內長導線上消耗的電能減少,C錯誤。斷開開關S2時,整個電路的電阻變大,電源電壓不變,由W=U2Rt知,單位時間內整個供電線路消耗的電能減少,D正確。8.C9.C【解析】由電路圖可知,燈泡與滑動變阻器串聯,電壓表測滑動變阻器兩端的電壓,電流表測電路中的電流,由題中數據可知,小燈泡的電阻為RL=UL2PL=（2V）21W=4 ,正常發光時,通過燈泡的電流為IL=PLUL=1W2V=0.5 A。由題意可知,當電壓表的示數為3 V時,小燈泡兩端的電壓最小,為Umin=1 V,電路中電流最小,為Imin=UminRL=1V4=0.25 A,小燈泡此時消耗的電功率最小,為Pmin=Umin2RL=（1V）24=0.25 W,A錯誤。由題意可知,電路中的最大電流為0.5 A,此時小燈泡兩端的電壓為2 V,由于電源電壓為4 V,所以此時滑動變阻器兩端的電壓為2 V,而電壓表的最大示數為3 V,則電壓表的示數變化范圍為23 V,B錯誤。由于小燈泡與滑動變阻器串聯,所以當電路中的電流最大為0.5 A時,滑動變阻器連入電路的阻值最小,此時R兩端電壓UR=U-UL=4 V-2 V=2 V,則Rmin=URIL=2V0.5A=4 ,當滑動變阻器連入電路的電阻最大時,滑動變阻器兩端的電壓為3 V,燈泡兩端的電壓為1 V,由串聯電路的電壓的特點可知UminUR=RLRmax,即1V3V=4Rmax,解得：Rmax=12 ,所以滑動變阻器連入電路的阻值范圍為412 ,C正確。由題意可知,電路中的電流的變化范圍為0.250.5 A,由于電源電壓為4 V,則由P=UI可知,電路中總功率的變化范圍為12 W,D錯誤。10.1212【解析】由圖可知,定值電阻R1、R2并聯,兩端電壓相等,都等于電源電壓。通過R1電流I1=UR1=U2R2,通過R2電流I2=UR2,則I1I2=U2R2UR2=12；P1P2=U2R1U2R2=U22R2U2R2=12。11.（1）并聯（2）5充電時電池發熱要消耗能量12.0.20.1【解析】由電路圖乙可知,只閉合開關S時,只有燈L單獨工作,此時L的實際功率為0.8 W,由圖甲可知,當U=2 V時,通過L的電流為0.4 A時,燈L的實際功率為0.8 W,由此可知,電源電壓為2 V；由圖乙可知,再閉合S1后,L與R并聯,則電流表由測L中的電流變為測并聯電路干路中電流,即電流表示數變化量為通過R的電流,電流表的示數變化（變大）了0.2 A,由R=UI可知,R的阻值為R=UIR=2V0.2A=10 。若將R與滑動變阻器串聯,滑動變阻器消耗的功率為P滑=I2R滑=UR+R滑2R滑=U2R滑R2+2RR滑+R滑2=U2R滑（R滑-R）2+4RR滑=U2（R滑-R）2R滑+4R,則可知當滑動變阻器接入電路的阻值與R相等（即R滑=10 ）時,滑動變阻器消耗的功率最大,則滑動變阻器最大電功率為P滑大=U24R=（2V）2410=0.1 W。13.1241【解析】由電路圖可知,閉合開關S,R0與滑動變阻器串聯,電壓表測滑動變阻器兩端的電壓,當滑動變阻器的滑片處于14R時,電壓表的示數為U1=4 V,當滑動變阻器的滑片P繼續向右滑至中點時,滑動變阻器連入電路的電阻值為12R,根據分壓原理可知,滑動變阻器接入電路的電阻增大,此時電壓表示數應增大,所以此時電壓表示數U2=U1+U=4 V+2 V=6 V,根據電阻的串聯和歐姆定律可得,滑片移動前后電路中的電流分別為I1=U14R+R0,I2=U12R+R0。根據U=IR可得,電壓表示數的表達式分別為：U1=U14R+R014R=4 V,U2=U12R+R012R=6 V,聯立解得：R=2R0,U=12 V。當移動滑動變阻器的滑片P至最左端時,電路為R0的簡單電路,R0兩端的電壓為電源電壓達到最大,R0的功率最大,則R0的最大功率為：P0=U2R0=（12V）2R0,R0與滑動變阻器串聯,根據電阻的串聯規律和歐姆定律可得,電路中的電流：I=URP+R0,則滑動變阻器R的電功率：P=I2RP=URP+R02RP=U2（RP+R0）2RP=U2（RP-R0）2+4RPR0RP=U2（RP-R0）2RP+4R0,由上式可知,當RP=R0時,R的電功率最大,其電功率的最大值：P=U24R0=（12V）24R0,則P0P=（12V）2R0（12V）24R0=41。14.（1）電流表電壓表斷開小燈泡短路0.481.2（2）電路中接入的用電器功率越大（其他答案合理即可）進戶線有電阻（其他答案合理即可）105215.（1）如圖所示（2）斷開B（3）C（4）A1.14（5）U額U額（U-U額）R016.解：（1）由題圖甲可知,R1、R2串聯,電壓表測R1兩端電壓,U1=8 V,則電路中的電流為I=U2R2=U-U1R2=24V-8V20=0.8 A。（2）R1消耗的電功率P1=U1I=8 V0.8 A=6.4 W。（3）如圖所示由已知,圖乙有兩種接法。方法一：用R3替換原電路中的R1,則R3兩端電壓不能超過電壓表的最大量程15 V。由串聯電路分壓原理可知,此時選擇R5替換原電路中的R2,可使R3兩端電壓比選擇R4時獲得更小的電壓。當R5接入最大阻值時,R3兩端有最小電壓,Umin=UR3+R5R3=24V10 +50 10 =4 V,因此R3兩端的電壓變化范圍是4 VU315 V。方法二：用R3替換原電路中的R2,用R4或R5替換原電路中R1,此時電壓表測滑動變阻器兩端電壓,U大=15 V,則R3兩端最小電壓Umin=U-U大=24 V-15 V=9 V,電路中最小電流Imin=UminR3=9V10 =0.9 A,則滑動變阻器接入電路的最大阻值R最大=U大Imin=15V0.9 A16.7 R4R5,即用R4或R5替換原電路中的R1均可。此時滑動變阻器與R3串聯,其接入電路中阻值越小,R3兩端電壓越大,當R最小=0時,Umax=U=24 V,由于要求電壓表示數不為零,則R3兩端電壓變化范圍為9 VU324 V。綜上所述,應用R3替換原電路R2,R4或R5替換原電路R1,可得R3兩端電壓的最大變化范圍為9 VU324