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物理

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18.2《电功率》同步测试  

2015-01-12 12:01:19|  分类: 同步测试 |  标签: |举报 |字号 订阅

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一、选择题

 

1.关于电功与电功率,下述说法正确的是(    )

 

A.电功率的大小决定于电流做功的多少

 

B.电功与电功率都表示了电能转化为其他形式能的多少

 

C.电功与电功率都表示了电能转化为其他形式能的快慢

 

D.电功率等于用电器在单位时间里所消耗的电能

 

答案:D

 

解析:电功与电功率是意义不同的两个概念。电功率表示电流做功的快慢,表示用电器消耗电能的本领。电流做功的多少与电流做功的快慢,其差异在于与时间的联系上。“快慢”与时间有关,而“多少”与时间无关。所以它们不可能表示同一个物理意义,选项B与C肯定不正确。

 

2.小明利用电能表测量某一家用电器的电功率.当电路中只有这一个用电器连续工作时,测得在1h内,消耗的电能为0.04kW·h,那么这一个用电器是(     )

 

A.电冰箱

 

B.普通白炽灯

 

C.彩色电视机

 

D.挂壁式空调机 

 

答案:B

 

解析:本题中根据电能来判断用电器的种类,很难直接估测。我们可以利用用电器的功率来判断,一般同一种类的用电器功率差不多。本题可以利用算出功率为0.04kW,即40W,与普通白炽灯的电功率相近。

 

3.甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图1所示,下列说法中正确的是(    )

 

 

图1

 

A.甲灯的实际功率一定是40W

 

B.将乙灯接入110V电路中,它的额定功率仍为60W

 

C.两灯均正常发光时,甲灯灯丝电阻较小

 

D.两灯均正常发光时,甲灯消耗的电能较少

 

答案:C

 

解析:灯泡上标识的是灯泡的额定电压和额定功率,额定功率是灯泡在额定电压时所消耗的功率,如果实际电压不等于额定电压,则消耗的功率也不等于额定功率。根据W=Pt可知,消耗的电能与功率和时间都有关,不能仅根据电功率大小来判断做功多少。一般情况下,已知用电器的额定电压和额定功率可以根据求出电阻,纯电阻的用电器在工作时,一般认为电阻是不变的。

 

4.把两只灯泡并联后接到电源上,闭合开关,发现灯泡L1比L2亮,则下列说法正确的是(    )

 

A.通过L1的电流大        

 

B.通过L2的电流大     

 

C.L1两端的电压大        

 

D.L2两端的电压大

 

答案:A

 

解析:在电学中首先要分析电路的连接方式,不同电路的电流、电压和电阻的关系是不同的。并联电路各支路两端电压都等于电源电压,干路电流等于各支路电流之和。灯泡的亮暗与灯的实际功率有关,灯泡L1比L2亮,说明灯泡L1的实际功率比L2大。并联时灯两端的电压相等,根据P=UI可得,流过L1的电流比L1大。

 

5.两只灯泡串联在电路中,其中一只亮,另一只不亮,这原因可能是(    )

 

A.不亮的灯泡灯丝断了或接触不良

 

B.两灯相比,不亮的灯泡其电阻太小

 

C.两灯相比,不亮的灯泡其电阻太大

 

D.两灯相比,通过不亮灯泡的电流较小

 

答案:B

 

解析:串联电路中电流只有一条路径,只要某一用电器断路,其余用电器均不能工作,由题意可知,电路中不可能断路,A选项错误。串联电路中电流处处相等,流过两灯的电流相等,所以D选项错误。灯泡的亮暗取决于其实际功率,实际功率越大,灯泡越亮,根据功率的计算公式变形可知,电流相等时,电阻越大,实际功率越大,电阻越小,实际功率越小,所以不亮的灯实际功率小是由于其电阻太小。

 

6.有两个灯泡,L1标有“6V  3W”的字样,L2没有标记,测得L2电阻为6Ω,把它们串联在电路中,两灯均正常发光,那么该电路两端电压和L2的电功率分别是(    )

 

A.12V,3W      B.12V,1.5W       C.9V,3W       D.9V,1.5W

 

答案:D

 

解析:灯泡正常发光是指其两端电压等于额定电压,流过的电流等于其额定电流,两灯串联,所以灯L1、L2的额定电流相等。

 

灯L1的额定电流

 

灯L2的额定电压为U2=I2R2=0.5A×6Ω=3V

 

电源电压为U=U1+U2=6V+3V=9V

 

灯L2的额定功率为P2=U2I2=3V×0.5A=1.5W

 

7.(2013年湖南郴州)某理物兴趣小组的同学用几个完全相同的灯泡,设计如图2甲、乙、丙三种电路,电源电压相同且恒定不变,电路消耗的总功率大小关系是

 

图2

 

A.P甲>P乙>P丙           B.P甲<P乙<P丙     C. P甲=P乙=P丙      D.P甲=P乙>P丙

 

答案:B

 

解析:同一用电器在不同的电路中的电功率也不完全相同,它与用电器两端的实际电压有关。在本题的三个电路中电源电压恒定,根据P=UI,电路消耗的总功率与电路中的电流有关,电流越大,电路消耗的总功率越大。这三个电路中甲是两灯串联,总电阻等于两灯电阻之和;丙图中两灯并联,总电阻小于其中任何一灯泡的电阻。所以这三个电路的总电阻R甲>R乙>R丙,根据欧姆定律,电路中的电流I甲<I乙<I丙,所以电功率P甲<P乙<P丙。

 

8.分别标有“6V  2W”和“12V  8W”的两个灯泡,串联后接在电路中,为使其中一个恰能正常发光,加在电路两端的电压应是(    )

 

A.6V          B.12V          C.18V          D.24V

 

答案:B

 

解析:因为两灯串联,所以流过两灯的电流一定相等。根据灯泡的铭牌可以计算出它们的额定电流。

 

,同样可以求出另一灯的额定电流为I2额=0.67A

 

为了使两灯均不损坏,通过灯的电流不能超过其额定电流,所以电路中的最大电流为0.33A

 

两灯的电阻分别为,同样可以算出另一灯的电阻为R2=18Ω

 

当一灯恰能正常发光时,电路两端的电压为:U=IR总=0.33A×(18Ω+18Ω)=12V

 

9.把标有“220V  40W”和“220V  15W”的甲、乙两盏灯串联接在220V电压下,则下面分析正确的是(    )

 

A.两盏灯的总功率等于55W

 

B.两盏灯的总功率大于15W

 

C.甲灯的实际功率大于乙灯的实际功率

 

D.乙灯的实际功率大于甲灯的实际功率

 

答案:D

 

解析:当把甲、乙两灯串联接在220V的电源两端,两灯都不能正常工作。用电器不正常工作时,通常认为电阻是不变的,实际功率计算中要利用实际电压、实际电流来求解。根据,在额定情况下可以求出两灯电阻,R甲=1210Ω,乙灯的电阻为R乙=3227Ω。

 

A、B选项中:总功率

 

两灯串联电流相等,根据功率计算公式P=UI=I2R可知,电阻越大,实际功率越大,所以甲的实际功率小于乙的实际功率。

 

10.(2013山东淄博)如图3所示的电路中,电源电压保持不变,开关S闭合后,滑片P向右滑动时(   )

 

图3

 

A.电流表示数变大,电压表示数变小,灯泡变暗

 

B.电流表示数变小,电压表示数变大,灯泡变亮

 

C.灯泡的实际功率减小

 

D.灯泡的实际功率增大

 

答案:C

 

解析:利用滑动变阻器可以改变电路中的电流和电压,使用电器的实际功率发生变化。本题中灯泡和滑动变阻器串联,电压表测的是灯泡两端电压,电流表测电路中的电流。当滑片P向右滑动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,电路中的电流变小,根据欧姆定律可知,灯泡两端电压减小,灯泡的实际功率P实=U实I实也变小。

 

11.两个电阻上都标有“3V”字样,其电阻分别为R1和R2,它们的电流随电压变化关系如图4所示。有(    )

 

图4

 

A.电阻R1的额定功率为0.36W

 

B.电阻R2的阻值为0.72Ω

 

C.若把电阻R1和R2并联在电源电压为2V的电路中工作,则电阻R2的实际功率是0.12W

 

D.若把电阻R1和R2串联在电源电压为3V的电路中工作,则两电阻均能正常工作

 

答案:A

 

解析:根据电阻的电流随电压变化关系图,可以读出不同电压时,电阻中的电流。电阻R1的额定电压为3V,读出此时电阻R1中的电流为0.12A,额定功率为P额1=U额1I额1=3V×0.12A=0.36W。当电阻R2两端电压为3V时,读出此时电阻中的电流为0.24A,电阻R2的电阻为。电阻并联时,它们两端电压相等,当电压为2V时,电阻R2两端电压为2V,此时电流为0.16A,R2实际功率为P实=U实I实=2V×0.16A=0.32W。把两电阻串联时,导体中的电流相等,它们两端电压之和等于电源电压,所以每个电阻两端电压都小于电源电压,电阻两端电压都小于额定电压,均不能正常工作。

 

12.如图5所示电路,电源电压不变。闭合开关S,当滑片P置于变阻器的中点时,电压表的示数为4V;当滑片P置于变阻器的b端时,电压表的示数变化了2V,在15s内定值电阻R1产生的热量为60J。则下列结果不正确的是(  )

 

 

图5

 

A.电源电压为12V

 

B.R1的阻值为6Ω

 

C.滑动变阻器R的最大阻值为9Ω

 

D.R1先后两次消耗的电功率之比为16:9

 

答案:B

 

解析:这是一个串联电路,当滑片P从中点移到b端时,R的阻值增大,根据串联分电压的知识,串联电阻变大,其两端电压也增大,所以当P在b端时电阻R两端的电压为6V,电流在电阻上做功就等于放出热量。

 

根据可知,

 

当P位于R中点时,电路中的电流为;当P位于b端时,

 

电源电压恒定,当P位于R中点时,

 

当P位于R的b端时,

 

根据上面两式可以求出电源电压为12V,电阻R1的阻值为9Ω。

 

根据P=I2R可知,电阻R1两次消耗的功率之比等于电流的平方比,所以

 

二、填空题

 

13.下课后王老师去关闭微机房的总电闸时,发现图6所示的电能表转盘在缓慢地转动,他利用手表估测了一下,2min转盘转动了5r,那么2min内消耗了______J电能;经检查发现,原来机房内还有20台型号相同的电脑显示器处于待机状态,则一台电脑显示器的待机功率约为_____W。

 

图6

 

答案:7.2×103J  3

 

解析:这是一道涉及电能表计算的问题,要利用电能表铭牌上的读数来计算消耗的电能,再结合测量时间可以计算出用电器消耗的功率。2500r/(kW?h)是指每用电1kW?h,电能表的转盘转过2500圈。如果转盘转过5圈,则用电器消耗的电能为

 

 

用电器的功率为

 

14.一个白炽灯泡铭牌上标有“220V  100W”字样,则这盏灯的灯丝电阻为       Ω。如果灯丝断了之后,重新将灯丝搭上,设灯丝电阻变为440Ω,通电后,则灯丝中实际电流为      A;实际功率为     W,通电1min后,灯丝实际消耗的电能为___________J(假设灯丝电阻不随温度改变)。

 

答案:484Ω  0.5A  110W  6600J

 

解析:本题重点是要区分额定功率和实际功率。额定功率是用电器正常工作时消耗的功率,它是用电器的一个参数,是不会发生变化的,一般的用电器都在铭牌上有所标识。而实际功率是在实际电压下所消耗的功率。根据用电器的铭牌可以求出用电器的电阻。

 

根据得到

 

由欧姆定律可以知道

 

 

W=P实t=110W×60s=6600J

 

15.有两盏白炽灯,甲灯标有“220V  40W”,乙灯标有“220V   60W”的字样,灯丝若用同样长度的钨丝制成,灯丝电阻值较大的是______灯,丝较粗的是_____灯的灯丝,把两盏灯串联在220V的电路中则______灯较亮。

 

答案:甲      乙     甲

 

解析:灯的电阻根据灯的额定电压和额定功率,利用来计算,R甲=1210Ω,R乙=807Ω。由此可知甲灯的电阻较大。在材料、长度相同时,导体的横截面积越大,电阻越小,所以较粗的电阻较小,额定功率较大,较粗的是乙灯。两灯串联电流相等,根据功率计算公式P=UI=I2R可知,电阻越大,实际功率越大,所以甲的实际功率大于乙的实际功率,甲较亮。

 

三、实验探究题

 

16.某同学做“测量小灯泡电功率”的实验时,连接了如图7中的甲电路,实验前观察小灯泡的螺旋套上标有“2.5V”字样。

 

图7

 

(1)要完成甲图的电路连接,电压表应选择连接         (填“0~3V”或“0~15V”)     的量程。

 

(2)在闭合开关前,变阻器的滑片应放在       端(填“左”或“右”)。

 

(3)闭合开关,移动变阻器的滑片,使电压表的示数为       V时,小灯泡正常发光,此时电流表表盘如乙图所示,电流表的示数是        A,则小灯泡的额定电功率是__________W。

 

(4)向左移动变阻器滑片,会看到灯泡变        (填“暗”或“亮”)一些,这说明灯泡的实际功率与灯泡         有关系。

 

答案:(1)0~3V    (2)左    (3)2.5V    0.2A   0.5W  (4)暗  两端电压

 

解析:测量小灯泡电功率的实验中利用了P=UI的测量原理,利用电压表测出灯泡两端电压,电流表测灯泡的电流。连接电路时,滑动变阻器的滑片P要移到阻值最大端,可以保护电路,实验过程中可以通过调节滑片P的位置来改变灯泡两端电压。灯泡的额定电压为2.5V,小于3V,电压表选择0~3V的量程即可。当灯泡两端的实际电压等于额定电压时,灯泡的实际功率等于额定功率,调节滑动变阻器使灯泡两端电压等于2.5V,此时灯的功率就等于额定功率。当灯泡两端电压发生改变时,灯泡的实际功率会发生改变,灯泡的亮度也会发生变化。

 

17.(2013年齐齐哈尔)在测量小灯泡电功率的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω。

 

(1)请你用笔画线代替导线,将图8甲中的实物电路连接完整。要求:当滑动变阻器的滑片向左移动时,连入电路的电阻变大;连线不得交叉。

 

(2)小宇同学闭合开关,移动滑片P到某一位置时,电压表示数(如图8乙所示)为          V,若他想测量小灯泡的额定功率,应将图8甲中滑动变阻器的滑片P向        (选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为2.5V。

 

(3)小宇同学继续移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图8丙所示的I-U关系图像,根据图象信息,可计算出小灯泡的额定功率是        W,还可以得出:小灯泡的实际功率随实际电压的增大而        (选填“增大”、“减小”或“不变”)。

 

(4)小叶同学按同一电路连接好最后一根导线,灯泡立即发出明亮耀眼的光,并很快熄灭,检查后发现连线正确,请你找出她在实验中两个操作不当之处是:

 

①                                                                 ;

 

②                                                                 。

 

图8

 

答案:(1)答案如图所示  (2)2.2V   B   (3)0.5W  增大  (4)①连接电路时开关没有断开  ②闭合开关前,没有将滑动变阻器的滑片调到阻值最大的位置。

 

 

解析:在利用电压表、电流表测灯泡电功率的实验中,电流表要与灯泡串联,灯泡的定额电压为2.5V,电阻约为10Ω,灯泡正常工作时的电流约为0.25A,小于电流表的0.6A,所以电流表要用0~0.6A的量程。所以灯泡的左接线柱与电流表的0.6接线柱相连。滑动变阻器的滑片向左移动时,连入电路的电阻变大,所以滑动变阻器应接B接线柱。当灯泡两端电压为2.2V时,小于额定电压,要使灯泡两端电压增大到2.5V,可以增大电路中的电流,减小滑动变阻器的电阻。当灯泡两端电压等于2.5V时,灯泡正常发光,灯泡的电功率就等于额定功率,根据图丙可以读出灯泡在2.5V时的电流为0.2A,灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.2A=0.5W。连接电路时要求开关要断开,滑动变阻器的滑片P移到阻值最大端,这样可以保护电路,小叶在实验中连接好最后一根导线,灯泡立即发光,说明连接电路时开关没有断开。灯泡发出明亮耀眼的光,说明灯泡的实际功率非常大,灯泡两端电压很大,电流也很大,电路中的电阻小,说明连接电路时滑动变阻器没有调到阻值最大端,起不到保护电路的作用。

 

四、解答题

 

18.(2013年湖南郴州)如图9所示为电吹风的电路原理图。电动机M上标有“220V  100W”字样,电热丝的电阻R=88Ω。求:

 

(1)闭合S1,断开S2,正常工作当送风8min,消耗的电能;

 

(2)闭合S1,S2,正常工作当送热风时,电路消耗的总功率。

 

 

图9

 

答案:(1)4.8×104J    (2)650W

 

解析:电吹风只有两挡,吹冷风和吹热风,当闭合S1,断开S2时只有电动机转动,吹的是冷风,只有电动机在消耗电能

 

 

 

当闭合S1,S2时,电动机和电热丝都工作,它们是并联的,吹的是热风。此时电路的总功率等于它们的功率之和。

 

电阻R消耗的功率:

 

电路消耗的总功率为:

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