華東師大版科學(xué)九年級(jí)上冊(cè)第6章 專(zhuān)題突破練-電功、電功率的計(jì)算(含解析)_第1頁(yè)
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華師大版初中科學(xué)九年級(jí)上學(xué)期第6章專(zhuān)題突破練——電功、電功率的計(jì)算一、含已知規(guī)格電燈泡的電路電功率的計(jì)算1.有兩燈如圖所示,L1、L2分別標(biāo)有“15V1A”“10V0.5A”的字樣,其中一燈正常發(fā)光時(shí),它們的電功率之比是(

)A.

4∶3

B.

3∶4

C.

5∶3

D.

3∶22.如圖所示,電阻R與小燈泡連接在電路中,當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S1、S2時(shí),電阻R被________,此時(shí)燈泡L的電功率為9W。S1閉合、S2斷開(kāi)時(shí),燈泡的電功率為1W(不考慮燈泡的電阻隨溫度而發(fā)生變化),則此時(shí)電阻R消耗的電功率為_(kāi)_______

W。二、電阻變化時(shí)電路電功率的計(jì)算3.如圖所示是電阻甲和乙的U—I圖像,下列說(shuō)法正確的是(

)A.

甲、乙兩元件的電流與電壓都成正比

B.

乙元件是一個(gè)定值電阻且阻值大小為10Ω

C.

甲、乙并聯(lián)在電路中,當(dāng)電源電壓為2V時(shí),電路的總電流為0.3A

D.

甲、乙串聯(lián)在電路中,當(dāng)電路電流為0.2A時(shí),甲的功率為0.6W4.圖甲是小燈泡L和電阻R的電流隨電壓變化圖像,將它們按圖乙所示接入電路中。已知該電路中電源的電壓是2V,則下列結(jié)論錯(cuò)誤的是(

)A.

只閉合開(kāi)關(guān)S,電路消耗的功率是1W

B.

當(dāng)再閉合S1后,電流表示數(shù)變化了0.2A

C.

當(dāng)再閉合S1后,電路消耗的總功率為1.2W

D.

當(dāng)再閉合S1后,電路消耗的功率將增大0.4W5.圖甲是模擬調(diào)光燈。電源電壓為4V,小燈泡額定電壓為2.5V,電流隨電壓變化的I-U圖像如圖乙所示,小燈泡兩端電壓達(dá)到0.4V時(shí)“剛亮”;鉛筆芯長(zhǎng)15cm、阻值為30Ω,其阻值與長(zhǎng)度成正比?;匦吾楢固定在鉛筆芯右端,回形針P可以在鉛筆芯上自由滑動(dòng),該調(diào)光燈在使用時(shí),以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.

閉合開(kāi)關(guān),移動(dòng)P能連續(xù)調(diào)光

B.

閉合開(kāi)關(guān),P滑到距A點(diǎn)10cm處,小燈泡的實(shí)際功率為0.15W

C.

在距A點(diǎn)2.5cm處做標(biāo)記,可以提醒P向A滑過(guò)此處,小燈泡將不安全

D.

在小燈泡工作時(shí),從“剛亮”到正常發(fā)光,實(shí)際功率變化范圍為0.048~0.75W6.某同學(xué)在做“調(diào)節(jié)燈泡亮度”的電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí),電路如圖所示,電源電壓恒為6V,電流表的量程為“0~0.6A”,電壓表量程為“0~3V”,滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“20Ω2A”,燈泡L標(biāo)有“3V0.9W”字樣(忽略燈絲電阻變化)。在實(shí)驗(yàn)中為了保證所有元件的安全,下列判斷正確的是(

)A.

該電路中,變阻器R接入電路的阻值變化范圍為0~20Ω

B.

該電路消耗的總功率的變化范圍為1.2~3.6W

C.

該電路中,電流表示數(shù)的變化范圍為0.2~0.6A

D.

該電路中,電燈消耗功率的變化范圍為0.4~0.9W7.如圖甲所示電源電壓保持不變,小燈泡的額定電壓為12V。閉合開(kāi)關(guān)S后,當(dāng)滑片P從最右端滑到最左端的過(guò)程中,小燈泡的I—U關(guān)系圖像如圖乙所示。則小燈泡的額定功率是________W;滑動(dòng)變阻器的最大阻值為_(kāi)_______Ω。8.某同學(xué)為學(xué)校草坪設(shè)計(jì)了一個(gè)自動(dòng)注水噴淋系統(tǒng),其電路設(shè)計(jì)如圖甲??刂齐娐冯娫措妷篣1=12V,R0為定值電阻,RF為壓敏電阻,電磁鐵線圈電阻忽略不計(jì),壓敏電阻RF放置于水箱底部(如圖乙),其阻值與壓力有關(guān),阻值隨水位變化關(guān)系見(jiàn)表。工作電路包括注水系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng),其電源電壓U2=220V;圓柱體水箱底面積S=0.4m2。當(dāng)水箱內(nèi)的水位上升到2m時(shí),通過(guò)電磁鐵線圈的電流Ia=0.1A,銜鐵恰好被吸下,注水系統(tǒng)停止工作,此時(shí)電流表示數(shù)I1=1A;當(dāng)水位下降到1m時(shí),銜鐵恰好被拉起,注水系統(tǒng)開(kāi)始給水箱注水,此時(shí)電流表示數(shù)I2=2A。水位/m0.250.500.751.001.251.501.752.002.25壓敏電阻RF阻值/Ω300200125907065626059(1)當(dāng)水箱內(nèi)水位達(dá)到2m時(shí),控制電路中壓敏電阻RF的功率為_(kāi)_______W。(2)當(dāng)水箱內(nèi)水位下降到1m時(shí),通過(guò)電磁鐵線圈的電流Ib為多少安?(3)已知噴淋系統(tǒng)一直給草坪噴水,每秒鐘噴水恒為0.001m3,注水系統(tǒng)工作時(shí),每秒鐘給水箱注水恒為0.005m3。求相鄰兩次開(kāi)始給水箱注水的這段時(shí)間內(nèi),工作電路消耗的電能。三、家庭電路中用電器電功及功率的計(jì)算9.小明的媽媽為了豐富早餐的營(yíng)養(yǎng),買(mǎi)了一臺(tái)全自動(dòng)豆?jié){機(jī),如圖甲所示。圖乙所示是豆?jié){機(jī)的主要結(jié)構(gòu):中間部位是一個(gè)帶動(dòng)刀頭的電動(dòng)機(jī),用來(lái)將原料進(jìn)行粉碎打漿;外部是一個(gè)金屬圓環(huán)形狀的電熱管,負(fù)責(zé)對(duì)液體加熱煮沸;圖丙所示是豆?jié){機(jī)正常工作做一次豆?jié){的過(guò)程中電熱管和電動(dòng)機(jī)交替工作的“P-t”圖像。表中是這個(gè)豆?jié){機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)。型號(hào)SYL-624額定電壓220V額定頻率50Hz額定功率120W加熱功率1210W請(qǐng)解答下列問(wèn)題:(1)豆?jié){機(jī)正常工作時(shí)的最大電流是多大?(2)豆?jié){機(jī)正常工作做一次豆?jié){,總共消耗的電能是多少?(3)在一次豆?jié){機(jī)工作的時(shí)候,小明將家中其他用電器都關(guān)閉,他觀察到豆?jié){機(jī)的電熱管工作時(shí),家里標(biāo)有“2400r/(kW·h)”字樣的電能表轉(zhuǎn)盤(pán)在2min內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)了80轉(zhuǎn)。此時(shí)電路的實(shí)際電壓是多大?10.小峻家中有一個(gè)足浴盆,其部分銘牌信息如表格所示,圖甲為足浴盆的工作電路,R1、R2均為電熱絲,當(dāng)開(kāi)關(guān)S接a、b觸點(diǎn)時(shí),足浴盆的擋位不同。求:型號(hào)MLJY-01額定電壓220V額定加熱功率880W額定保溫功率100W(1)額定加熱電流。(2)R1和R2的阻值各為多少歐?(3)在用電高峰期,小峻關(guān)閉家中其他用電器,只讓足浴盆通電,使其處于加熱狀態(tài)1min,電能表(如圖乙所示)的圓盤(pán)轉(zhuǎn)了30轉(zhuǎn),則浴足盆加熱的實(shí)際功率為多少瓦?

答案解析部分一、含已知規(guī)格電燈泡的電路電功率的計(jì)算1.【答案】A【解析】【分析】首先根據(jù)計(jì)算出兩個(gè)燈泡的電阻,然后根據(jù)并聯(lián)電路電流與電阻成反比的規(guī)律計(jì)算它們的電功率之比。【解答】燈泡L1的電阻:;

燈泡L2的電阻:;

根據(jù)并聯(lián)電路電功率與電阻成反比得到:。

故選A。2.【答案】短路;2【解析】【分析】(1)在電路中,如果電流不經(jīng)過(guò)用電器,直接由電源的正極流回負(fù)極,叫做短路;

(2)由燈泡功率根據(jù)電路圖分析電路結(jié)構(gòu),求出燈泡兩端的實(shí)際電壓之比,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)得出功率之比,即可根據(jù)燈泡實(shí)際功率求出R上的功率。

【解答】(1)當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S1、S2時(shí),電阻R被短路;(2)當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S1、S2時(shí),只有燈泡自己,

那么燈泡的電阻

①;

S1閉合、S2斷開(kāi)時(shí),燈泡與電阻R串聯(lián),

那么總電阻

②;

①÷②得到;;

可得:U:UL=3:1

串聯(lián)電路的電壓等于各分電壓之和,所以UR:UL=2:1

串聯(lián)電路的電流處處相等,由P=UI可知:PR:PL=URI:ULI=UR:UL=2:1

所以:PR=2PL=2×1W=2W二、電阻變化時(shí)電路電功率的計(jì)算3.【答案】C【解析】【分析】(1)根據(jù)圖像的形狀判斷電流與電壓的關(guān)系;

(2)根據(jù)乙原件的圖像判斷它的種類(lèi);

(3)根據(jù)圖像確定電壓為2V時(shí)通過(guò)二者的電流,再根據(jù)I總=I甲+I甲計(jì)算即可;

(4)根據(jù)乙圖確定電流為0.2A時(shí)二者的電壓,然后根據(jù)P甲=U甲I甲計(jì)算甲的功率即可?!窘獯稹緼.甲的圖像為一條斜線,因此甲的電流與電壓成正比,乙的圖像為一條曲線,因此二者不能正比,故A錯(cuò)誤;

B.因?yàn)橐业碾娏髋c電壓變化的圖像是一條曲線,所以它的電阻是變化的,肯定不是定值電阻,故B錯(cuò)誤;

C.甲和乙并聯(lián)時(shí),當(dāng)電壓為2V時(shí),通過(guò)甲的電流為01A,通過(guò)乙的電流為0.2A,那么電路的總電流為:I總=I甲+I甲=0.1A+0.2A=0.3A,故C正確;

D.甲、乙串聯(lián)在電路中,當(dāng)電路電流為0.2A時(shí),甲兩端的電壓為4V,因此甲的功率為:P甲=U甲I甲=4V×0.2A=0.8W,故D錯(cuò)誤。

故選C。4.【答案】C【解析】【分析】(1)只閉合開(kāi)關(guān)S,只有燈泡自己工作,它兩端的電壓為2V,根據(jù)甲圖確定此時(shí)的電流,根據(jù)公式P=UI計(jì)算電路的功率;

(2)當(dāng)再閉合S1后,定值電阻R與燈泡并聯(lián),此時(shí)電流表的增大值就是通過(guò)R的電流,根據(jù)甲圖判斷即可;

(3)根據(jù)I總=IL+I計(jì)算出總電流,再根據(jù)P總=U總I總計(jì)算電路的總功率;

(4)當(dāng)再閉合S1后,電路消耗的功率的增大值就是R的功率,根據(jù)P=UI計(jì)算即可?!窘獯稹恐婚]合開(kāi)關(guān)S,只有燈泡自己工作,它兩端的電壓為2V,

根據(jù)甲圖可知,此時(shí)通過(guò)燈泡的電流為0.5A,

那么電路消耗的功率為P=UI=2V×0.5A=1W,故A正確不合題意;

當(dāng)再閉合S1后,定值電阻R與燈泡并聯(lián),此時(shí)電流表測(cè)總電流;

那么電流表示數(shù)的變化量就是通過(guò)R的電流;

根據(jù)甲圖可知,當(dāng)電壓為2V時(shí),通過(guò)R的電流為0.2A,故B正確不合題意;

當(dāng)再閉合S1后,總電流I總=IL+I=0.5A+0.2A=0.7A;

那么電路消耗的總功率為:P總=U總I總=2V×0.7A=1.4W,故C錯(cuò)誤符合題意;

當(dāng)再閉合S1后,電路消耗的功率的增大值就是R的功率,

即P=UI=2V×0.2A=0.4W,故D正確不合題意。

故選C。5.【答案】B【解析】【分析】(1)當(dāng)鉛筆芯電阻全部接入電路中時(shí),根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律表示出電源的電壓,根據(jù)圖象讀出符合要求的電流和電壓,然后判斷燈泡是否能發(fā)光,然后判斷移動(dòng)P時(shí)能否連續(xù)調(diào)光;

(2)(3)鉛筆芯長(zhǎng)15cm、阻值為30Ω,其阻值與長(zhǎng)度成正比,據(jù)此求出P滑到距A點(diǎn)10cm處和P滑到距A點(diǎn)2.5cm處接入電路中的電阻,根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律表示出電源的電壓,根據(jù)圖乙讀出符合要求的電流和電壓,根據(jù)P=UI求出小燈泡的實(shí)際功率,燈泡兩端的電壓大于額定電壓下時(shí)將不會(huì)安全;

(4)根據(jù)P=UI求出小燈泡“剛亮”和正常發(fā)光時(shí)的功率,然后得出小燈泡工作時(shí),從“剛亮”到正常發(fā)光時(shí)的實(shí)際功率變化范圍。

【解答】A.當(dāng)鉛筆芯電阻全部接入電路中時(shí),

因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,其各處的電流相等,

電源的電壓:U=UL+ILRP,

即4.0V=UL+IL×30Ω,

由圖乙可知,燈泡兩端的電壓UL=0.4V,通過(guò)燈泡的電流IL=0.12A時(shí)符合,此時(shí)小燈泡兩端電壓達(dá)到0.4V“剛亮”,

所以閉合開(kāi)關(guān),移動(dòng)P能連續(xù)調(diào)光,故A正確不合題意;

B.因鉛筆芯長(zhǎng)15cm、阻值為30Ω,其阻值與長(zhǎng)度成正比,

所以,P滑到距A點(diǎn)10cm處,

接入電路中的電阻:RP′=×10cm=20Ω,

則電源的電壓:U=UL′+IL′RP′,

即4.0V=UL′+IL′×20Ω,

由圖象可知,燈泡兩端的電壓UL′=0.8V,通過(guò)燈泡的電流IL′=0.16A時(shí)符合,

此時(shí)小燈泡的實(shí)際功率:PL=UL′IL′=0.8V×0.16A=0.128W,故B錯(cuò)誤符合題意;

C.P滑到距A點(diǎn)2.5cm處,

接入電路中的電阻:RP″=×2.5cm=5Ω,

則電源的電壓:U=UL″+IL″RP″,

即4.0V=UL″+IL″×5Ω,

由圖象可知,燈泡兩端的電壓UL″=2.5V,通過(guò)燈泡的電流IL′=0.3A時(shí)符合,此時(shí)燈泡正常發(fā)光,

所以,在距A點(diǎn)2.5cm處做標(biāo)記,可以提醒P向A滑過(guò)此處,小燈泡兩端的電壓超過(guò)額定電壓將不安全,故C正確不合題意;

D.小燈泡“剛亮”時(shí)的實(shí)際功率:PL′=ULIL=0.4V×0.12A=0.048W,

小燈泡正常發(fā)光時(shí)的實(shí)際功率:PL″=UL″IL″=2.5V×0.3A=0.75W,

所以,小燈泡工作時(shí),從“剛亮”到正常發(fā)光,實(shí)際功率變化范圍為0.048W~0.75W,故D正確。

故選B。6.【答案】D【解析】【分析】由電路圖可知,滑動(dòng)變阻器R與燈泡L串聯(lián),電壓表測(cè)燈泡兩端的電壓,電流表測(cè)電路中的電流。

(1)根據(jù)P=UI求出燈泡的額定電流,然后與電流表的量程和滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流相比較確定電路中的最大電流,此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最小,燈泡消耗的電功率最大,電路消耗的總功率最大,根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻和電路的最小總電阻,根據(jù)電阻的串聯(lián)求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值,然后得出滑動(dòng)變阻器接入電路中阻值的范圍,根據(jù)P=UI求出該電路的最大功率;

(2)當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí),電路中的電流最小,電路消耗的功率和燈泡消耗的功率最小,根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的最小電流,然后確定電流表的變化范圍,根據(jù)P=I2R求出電燈消耗的最小功率,然后確定電燈消耗功率的變化范圍,根據(jù)P=UI求出電路消耗的最小功率,然后確定電燈消耗功率的變化范圍。

【解答】由電路圖可知,滑動(dòng)變阻器R與燈泡L串聯(lián),電壓表測(cè)燈泡兩端的電壓,電流表測(cè)電路中的電流。

由P=UI可得,

燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流:;

因串聯(lián)電路中各處的電流相等,且電流表的量程為0~0.6A,滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流為2A,

所以電流表的最大示數(shù)為I大=0.3A,

此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最小,燈泡消耗的電功率0.9W最大,電路消耗的總功率最大,

燈泡的電阻;

電路的總電阻分別為:

,

滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值:R滑=R-RL=20Ω-10Ω=10Ω,

滑動(dòng)變阻器的電阻允許調(diào)節(jié)的范圍是10Ω~20Ω,

該電路的最大功率:P大=UI大=6V×0.3A=1.8W;

故A錯(cuò)誤;

當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí),電流表的示數(shù)最小,電路消耗的功率和燈泡消耗的功率最小,

此時(shí)電路中的電流:;

所以,電流表示數(shù)的變化范圍是0.2A~0.3A,故C錯(cuò)誤;

燈泡消耗的最小功率:PL′=I小2RL=(0.2A)2×10Ω=0.4W,

所以,電燈消耗功率的變化范圍為0.4W~0.9W,故D正確;

電路消耗的最小功率:P小=UI小=6V×0.2A=1.2W,

所以,該電路消耗的總功率的變化范圍為1.2W~1.8W,故B錯(cuò)誤。

故選D。7.【答案】24;9【解析】【分析】(1)根據(jù)乙圖確定燈泡正常發(fā)光時(shí)的額定電流,然后根據(jù)公式P=UI計(jì)算額定功率;

(2)當(dāng)滑片在最右端時(shí),變阻器的阻值最大,電流最小,根據(jù)乙圖確定此時(shí)電壓表的示數(shù)和電流,首先根據(jù)計(jì)算出此時(shí)變阻器兩端的電壓,再根據(jù)公式計(jì)算變阻器的最大阻值。【解答】(1)根據(jù)乙圖可知,當(dāng)燈泡的實(shí)際電壓為12V時(shí),通過(guò)燈泡的電流為2A,那么小燈泡的額定功率為:P=UI=12V×2A=24W;

(2)根據(jù)乙圖可知,電路的最小電流為1A,此時(shí)燈泡兩端的電壓為3V;

那么變阻器兩端的電壓為:;

變阻器的最大阻值為:。

8.【答案】(1)0.6

(2)當(dāng)水箱中水位為2m時(shí),控制電路電流Ia=0.1A,RF1=60Ω,此時(shí)R總1==120Ω,則R0=R總1-RF1=120Ω-60Ω=60Ω;當(dāng)水箱中水位為1m時(shí),RF2=90Ω,R總2=RF2+R0=90Ω+60Ω=150Ω,Ib==0.08A。

(3)注水系統(tǒng)從水位1m開(kāi)始注水到2m,注水總體積V總=0.4m2×(2m-1m)=0.4m3,需要時(shí)間為t1,根據(jù)題意:t1==100s,水位從2m下降至1m,需要的時(shí)間t2==400s,注水系統(tǒng)與噴淋系統(tǒng)同時(shí)工作時(shí),工作電路電流做功W=U2I2t1=220V×2A×100s=4.4×104J,噴淋系統(tǒng)單獨(dú)工作時(shí),工作電路電流做功W′=U2I1t2=220V×1A×400s=8.8×104J,W總=W+W′=4.4×104J+8.8×104J=1.32×105J(其他合理解法也可)?!窘馕觥俊痉治觥浚?)根據(jù)公式P=I2R計(jì)算壓敏電阻RF的功率;

(2)當(dāng)水箱中水位為2m時(shí),控制電路電流Ia=0.1A,RF1=60Ω,首先根據(jù)

計(jì)算出此時(shí)的總電阻,再根據(jù)公式R0=R總1-RF1計(jì)算出定值電阻R0的阻值。當(dāng)水箱中水位為1m時(shí),RF2=90Ω,首先根據(jù)R總2=RF2+R0計(jì)算此時(shí)的總電阻,最后根據(jù)計(jì)算此時(shí)的總電流。

(3)根據(jù)V總=S×△h計(jì)算出從水位1m到2m時(shí)水的體積的增大量,它正好等于注水量和排水量的差,然后根據(jù)計(jì)算出注滿水需要的時(shí)間;水位從2m降到1m時(shí),只有噴水裝置工作,根據(jù)計(jì)算出噴水所用的時(shí)間。當(dāng)注水系統(tǒng)和噴水系統(tǒng)同時(shí)工作時(shí),根據(jù)W=U2I2t1計(jì)算消耗的電能;當(dāng)噴水系統(tǒng)單獨(dú)工作時(shí),根據(jù)W′=U2I1t2計(jì)算消耗的電能,最后將它們相加即可?!窘獯稹浚?)當(dāng)水箱內(nèi)水位達(dá)到2m時(shí),控制電流為0.1A,壓敏電阻RF=60Ω;

那么此時(shí)壓敏電阻的功率為:P=I2R=(0.1A)2×60Ω==0.6W;

(2)當(dāng)水箱中水位為2m時(shí),控制電路電流Ia=0.1A,RF1=60Ω,、

此時(shí)R總1==120Ω,

則R0=R總1-RF1=120Ω-60Ω=60Ω;、

當(dāng)水箱中水位為1m時(shí),RF2=90Ω,

此時(shí)的總電阻R總2=RF2+R0=90Ω+60Ω=150Ω,

此時(shí)的總電流Ib==0.08A。

(3)注水系統(tǒng)從水位1m開(kāi)始注水到2m,

注水總體積V總=0.4m2×(2m-1m)=0.4m3,

需要時(shí)間為t1,根據(jù)題意:t1==100s;

水位從2m下降至1m,需要的時(shí)間t2=

=400s;

注水系統(tǒng)與噴淋系統(tǒng)同時(shí)工作時(shí),

工作電路電流做功W=U2I2t1=220V×2A×100s=4.4×104J;

噴淋系統(tǒng)單獨(dú)工作時(shí),

工作電路電流做功W′=U2I1t2=220V×1A×400s=8.8×104J,

消耗的總電能W總=W+W′=4.4×104J+8.8×104J=1.32×105J。三、家庭電路中用電器電功及功率的計(jì)算9.【答案】(1)已知最大功率P1=1210W,

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