（課標(biāo)通用）甘肅省2019年中考物理總復(fù)習(xí) 素養(yǎng)全練17 電功 電功率 電熱試題

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1、素養(yǎng)全練17　電功　電功率　電熱 (時間:45分鐘　滿分:100分) 基礎(chǔ)鞏固 一、選擇題(每小題6分,共30分) 1.以下用電器中,工作時能量轉(zhuǎn)化的主要形式與其他三件不同的是(　　) A.電風(fēng)扇 B.電爐 C.電熨斗 D.電水壺 答案:A 解析:電風(fēng)扇主要是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,少部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;電爐、電熨斗和電水壺是將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故選A。 2.(預(yù)測題)小明利用電能表測量某個家用電器的電功率,當(dāng)電路中只有這個電器連續(xù)工作時,測得在1 h 內(nèi),消耗的電能為1.2 kW·h,那么這個用電器是(　　) A.液晶電視機(jī) B.臺式計算機(jī) C.家用空調(diào) D.電冰箱 答案:C

2、 解析:用電器在t=1h內(nèi)消耗的電能為W=1.2kW·h,用電器的電功率P=Wt=1.2kW·h1h=1.2kW=1200W,液晶電視機(jī)的電功率約為100W,臺式計算機(jī)的電功率約為200W,空調(diào)的電功率約為1000W,電冰箱的功率約為100W,所以電功率是1200W的用電器是空調(diào)。 3.有兩個電路元件A和B,流過元件的電流與其兩端電壓的關(guān)系如圖所示,下列說法正確的是(　　) A.A的電阻值為6.25 Ω B.A和B串聯(lián),電路中電流為0.4 A時,A、B的電功率之比為5∶4 C.A和B并聯(lián)在電壓為2.5 V的電源兩端,A、B的電功率之比為5∶4 D.當(dāng)A和B串聯(lián),兩者電阻相同時,電

3、源電壓為3 V 答案:C 解析:由圖象可知,當(dāng)通過A的電流IA=0.4A時,A兩端的電壓UA=2.0V,由I=UR可得,A的電阻RA=UAIA=2.0V0.4A=5Ω,故A錯誤; A和B串聯(lián),電路中電流為0.4A時, 由圖象可知,兩元件兩端的電壓UA=2.0V,UB=2.5V, 由P=UI可得,A、B的電功率之比: PA∶PB=UAIA∶UBIB=4∶5,故B錯誤; A和B并聯(lián)在電壓為2.5V的電源兩端時, 因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等, 所以,兩元件兩端的電壓UA'=UB'=2.5V, 由圖象可知,通過兩元件的電流IA'=0.5A,IB'=0.4A, 則A、B的電功

4、率之比: PA'∶PB'=UA'IA'∶UB'IB'=5∶4,故C正確; 當(dāng)A和B串聯(lián),兩者電阻相同時,它們兩端的電壓和通過的電流相等, 由圖象可知,電路中的電流為0.6A,兩元件兩端的電壓均為3V, 因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和, 所以,電源的電壓U=UA″+UB″=3V+3V=6V,故D錯誤。 4.(易錯題)L1標(biāo)有“220 V　100 W”,L2標(biāo)有“110 V 40 W”,把它們并聯(lián)接在110 V的電源上,則(　　) A.L1較亮　　　　B.L2較亮 C.一樣亮 D.不是同時發(fā)光不能比較 答案:B 5.如圖甲電路中,電源電壓保持不變,R1是定值電阻。當(dāng)開關(guān)S

5、閉合,滑動變阻器R2的滑片P由a端移動到b端,兩電表示數(shù)變化關(guān)系如圖乙所示,則下列說法中正確的是(　　) A.電源電壓為14 V B.R2的最大阻值是30 Ω C.滑片P由a向b恰好移動三分之一長度時R1的電功率為1.25 W D.滑片P在a端時,2分鐘內(nèi)R2消耗的電能是144 J 答案:C 解析:由圖甲知,當(dāng)滑片在b端時,滑動變阻器接入電路中的電阻為0Ω,電路為R的簡單電路,電路中的電阻最小,電流最大,由圖乙知,電源的電壓:U=U1=10V,故A錯誤;此時電路中的電流:I=0.5A,根據(jù)歐姆定律可得,R1的阻值:R1=UI=10V0.5A=20Ω;當(dāng)滑片位于a端時,滑動變阻器

6、接入電路中的電阻最大,電壓表V的示數(shù)最小,電路中的電流最小,由圖象知,此時U1'=4V,電路中電流I'=0.2A,由串聯(lián)電路特點和歐姆定律可得,R2的最大阻值:R2=U2I'=U-U1'I'=10V-4V0.2A=30Ω,故B錯誤;滑片P由a向b恰好移動三分之一長度時,R2有23接入電路中,此時電路中電流:I″UR1+23R2=0.25A,所以R1的電功率:P1=I″2R1=(0.25A)2×20Ω=1.25W,故C正確;P在a端時,由B項解答可知電路中電流I'=0.2A,此時U'=4V,則2分鐘內(nèi)R2消耗的電能:W2=U2I't=(10-4)V×0.2A×120s=144J,故D錯誤。 二

7、、非選擇題(共30分) 6.(6分)如圖所示,是某種電熱器的電路圖,電源電壓220 V,R1、R2的阻值分別為11 Ω、22 Ω,通過旋轉(zhuǎn)扇形開關(guān)S,接觸不同觸點,實現(xiàn)高、中、低三個擋位的轉(zhuǎn)換,電熱器在低溫工作時的電功率是　　　　 W,在高溫?fù)豕ぷ? min產(chǎn)生的熱量是　　　　　 J。? 答案:2 200　3.96×105 解析:根據(jù)P=U2R可知,當(dāng)電阻最大時,電功率最小,旋轉(zhuǎn)扇形開關(guān)S接觸c,即只有R2連入電路時為低溫?fù)? P小=U2R2=(220V)222Ω=2200W 當(dāng)兩電阻并聯(lián)時,旋轉(zhuǎn)扇形開關(guān)S接觸c、d時電阻最小, R并=R1R2R1+R2=11Ω×22Ω11Ω+

8、22Ω=223Ω, 在高溫?fù)豕ぷ?min產(chǎn)生的熱量 Q高=U2R并t=(220V)2223Ω×60s=3.96×105J。 7.(12分)一只燈泡和一個電阻并聯(lián)后接在電壓為U的電路中,已知電阻的阻值為R,干路上的總電流為I,則燈泡消耗的電功率為　　　,燈泡的電阻是　　　。(用題目中所給的物理量表示)? 答案:UI-U2R　UI-UR 8.(12分)在測量額定電壓為3.8 V的小燈泡電功率實驗中,小明同學(xué)連接了如圖甲所示的電路(電源電壓4.5 V保持不變,電路元件完好,接線柱接線牢固)。 (1)在未檢查電路連接是否正確的情況下,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片,電流表的示數(shù)將　　　　,電

9、壓表的示數(shù)將　　　　(兩空均選填“變化”或“不變”)。? (2)檢查電路發(fā)現(xiàn)一處錯誤,指出連接錯誤的導(dǎo)線是　　　　(選填“a”“b”“c”或“d”)。? (3)排除故障后,繼續(xù)實驗,分別記下了多組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù),并繪制了如圖乙所示的I-U圖象。某次實驗時電流表示數(shù)如圖丙所示,電流表的示數(shù)為　　　　 A,此時小燈泡的電阻是　　　　Ω;當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時,它的額定功率是　　　　 W。? (4)若實驗過程中電壓表的大量程損壞,在不添加任何器材的情況下,請你在丁圖方框中設(shè)計能測量小燈泡額定功率的實驗電路圖。 甲 乙 丙 　　　　　　 丁 ?導(dǎo)學(xué)號7716413

10、6? 答案:(1)變化　不變 (2)d　 (3)0.18　10　1.064 (4) 解析:(1)電路中,電壓表測電源電壓,電流表測電路中的電流,在未檢查電路連接是否正確的情況下,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片,電路中的電阻變化,由歐姆定律,電流表的示數(shù)將變化,而電壓表的示數(shù)將不變。 (2)電壓表應(yīng)測小燈泡的電壓,故連接錯誤的導(dǎo)線是d。 (3)由題圖丙可知,電流表讀數(shù)為0.18A,由題圖乙可知,此時電壓表讀數(shù)為1.8V,由歐姆定律得燈泡的電阻R=UI=1.8V0.18A=10Ω; 小燈泡正常發(fā)光時,由圖乙知電流為0.28A,燈的額定功率: P=ULIL=3.8V×0.28A=1

11、.064W。 (4)若實驗過程中電壓表的大量程損壞,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,當(dāng)變阻器的電壓UR=4.5V-3.8V=0.7V時,燈正常發(fā)光,故將電壓表小量程并聯(lián)在變阻器兩端即可。 能力提升 一、選擇題(每小題5分,共10分) 1.(難題)如圖甲所示的電路中,定值電阻R1為10 Ω,R2為滑動變阻器,電源電壓保持不變。閉合開關(guān)S后,滑片P從B端移動到A端的過程中,電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I的關(guān)系圖象如圖乙所示,下列說法正確的是(　　) A.電源電壓是4 V B.滑動變阻器的最大阻值10 Ω C.滑片在中點時,R1的功率為0.8 W D.滑片移至A端和B端時,R1的功率之比為9

12、∶1 答案:D 解析:由題圖知,滑片在A端時電壓表示數(shù)為0,電流表示數(shù)為0.6A,滑片在B端時電壓表為4V,電流表為0.2A,根據(jù)歐姆定律及串聯(lián)電路電壓規(guī)律得,U=4+0.2R1① U=0.6R1② 解得U=6V,R1=10Ω,故A錯; 滑片移至B點時,R2接入電路的阻值最大,此時電流最小,由圖乙得R2=U2I=4V0.2A=20Ω,故B錯; 當(dāng)滑片在中點時,I=UR1+12R2=0.3A, P1=I2R1=0.9W,C錯; 將A、B兩點的電流代入P1=I2R1,得PA∶PB=9∶1,D對。 2. (預(yù)測題)如圖所示的電路,電源電壓保持不變,電阻R1、R2的阻值分別為1

13、0 Ω和20 Ω,只閉合開關(guān)S1,將滑片P移到中點,電壓表示數(shù)為6 V,電阻R1的功率為P1,閉合開關(guān)S1、S2,將滑片移到最左端,電阻R2的功率為P2,若P1∶P2=2∶9,則下列說法正確的是(　　) A.電源電壓為18 V B.滑動變阻器的最大電阻為20 Ω C.電路的最大功率為12.15 W D.電路的最小功率為2.7 W 答案:C 解析:A、B選項,由題干電路圖可知,只閉合開關(guān)S1,將滑片P移到中點時,R1與R2串聯(lián),電壓表測變阻器兩端的電壓,因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以,R1兩端的電壓U1=U-U滑=U-6V,則電阻R1的功率P1=U12R1=(U-6V)21

14、0Ω。 閉合開關(guān)S1、S2,將滑片移到最左端時,R1與R2并聯(lián),因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,所以,電阻R2的功率P2=U2R2=U220Ω。 則P1P2=(U-6V)210ΩU220Ω=29,解得U=9V。 又I=U1R1=U-U滑R1=U滑R2,即9V-6V10Ω=6VR2, 得R=40Ω,故A、B錯誤。 C選項,閉合開關(guān)S1、S2,將滑片移到最左端,R1與R2并聯(lián),電路中的總電阻最小,電路的總功率最大,因并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和,所以,電路中的總電阻R并=R1R2R1+R2=10×2010+20=203Ω,電路的最大功率Pmax=U2R并-(9V)2203

15、Ω=12.15W,故C正確。 D選項,R1與滑動變阻器的最大阻值串聯(lián)時,電路中的總電阻最大,電路的總功率最小,因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,所以,電路的最小功率Pmin=U2R1+R=(9V)210Ω+40Ω=1.62W,故D錯誤。 二、非選擇題(共30分) 3.(2分)(預(yù)測題)如圖所示,將燈L1、L2按甲、乙兩種方式接在電壓均為U的兩個電路中。L1在甲、乙兩個電路中的電功率分別為4 W和25 W,設(shè)兩燈泡的電阻不變,則L1、L2兩燈泡電阻之比為　　　;甲、乙兩電路總功率之比為　　　　。? 答案:2∶3　6∶25 4.(2分)(易錯題)一個額定電壓為12 V的小型電動機(jī)正

16、常工作時,測得通過電動機(jī)的電流是0.5 A,工作10 min,所消耗的電能為　　　　 J;在這10 min內(nèi)該電動機(jī)線圈產(chǎn)生的熱量是360 J,則電動機(jī)線圈的電阻是　　　　Ω。? 答案:3 600　2.4 解析:已知電壓U=12V,電流I=0.5A,工作時間t=10min=600s,電流做的功W=UIt=12V×0.5A×600s=3600J;在時間t內(nèi)線圈產(chǎn)生的熱量Q=360J,由焦耳定律知Q=I2Rt,電動機(jī)線圈電阻R=QI2t=360J(0.5A)2×600s=2.4Ω。 5.(2分) (預(yù)測題)如圖所示,電源電壓保持不變,小燈泡L1、L2上分別標(biāo)有“6 V　3.6 W”和“

17、2 V　1 W”的字樣,滑動變阻器上標(biāo)有“40 Ω　1 A”的字樣。只閉合開關(guān)S1,滑片P在中點時,電壓表的示數(shù)是6 V,則電源電壓為　　　　 V;同時閉合S1、S2,要使小燈泡不被燒壞,則電流表的示數(shù)不能超過　　　 A。(忽略溫度對燈絲電阻的影響)? 答案:18　0.7 解析:根據(jù)題意知,只閉合開關(guān)S1,滑片P在中點時,滑動變阻器與燈泡L1串聯(lián),電壓表測的是燈泡L1兩端的電壓,電流表測的是電路總電流。此時電壓表示數(shù)為6V,則小燈泡L1在額定電壓下工作,則流過小燈泡的電流為額定電流,則I額1=P1U額1=3.6W6V=0.6A;此時滑動變阻器接入電路的有效電阻為R滑1=20Ω,則滑動變阻器

18、分壓U滑=IR=I額1R滑1=0.6A×20Ω=12V;所以電源電壓為U=U滑+U額1=12V+6V=18V。對于L2,額定電流為I額2=P2U額2=1W2V=0.5A,電阻R2=U額2I額2=2V0.5A=4Ω;對于L1,電阻為R1=U額1I額1=6V0.6A=10Ω。當(dāng)兩開關(guān)同時閉合,兩燈泡并聯(lián)后與滑動變阻器串聯(lián),滑動變阻器允許流過的最大電流為I滑m=1A。暫時不考慮I滑m,因U額1

19、,因Im

20、電路的故障可能是　　　　　　　　。? (2)排除電路故障后,閉合開關(guān),改變滑動變阻器的阻值,多次測量,小明畫出了小燈泡中電流隨其兩端電壓變化的關(guān)系圖象(如圖丙),則小燈泡的額定功率為　　　　 W。在多次測量中,小明還發(fā)現(xiàn):當(dāng)電壓表的示數(shù)增大時,電壓表與電流表的示數(shù)之比　　　　(選填“變大”“變小”或“不變”)。? (3)小明又取了一個規(guī)格、型號完全相同的舊燈泡進(jìn)行實驗,發(fā)現(xiàn)在額定電壓下工作時,燈泡亮度明顯偏暗,小明仔細(xì)觀察,發(fā)現(xiàn)這只燈泡的玻璃內(nèi)壁變黑。燈泡亮度偏暗的原因是燈絲發(fā)光時發(fā)生　　　　(填物態(tài)變化名稱)而變細(xì),消耗的實際功率變　　　(選填“大”或“小”)的緣故。? (4)燈泡的功

21、率測量完畢,小明用5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω的定值電阻更換電路中的燈泡,探究電流跟電阻的關(guān)系,得到如圖丁所示的電流I隨電阻R變化的圖象,則小明應(yīng)選用滑動變阻器　　　　(選填“R1”“R2”或“R3”)。若某次實驗中滑動變阻器連入的阻值為14 Ω,則所選定值電阻的阻值為　　　　　　。? 答案:(1)將電流表指針調(diào)零　燈泡斷路 (2)0.625　變大　(3)升華　小　(4)R2　10 Ω 解析:(2)由題圖知,在額定電壓下,通過燈泡的電流為I=0.25A,所以燈泡的額定功率為P額=U額I=2.5V×0.25A=0.625W。 由題圖知,當(dāng)電壓為0.5V時,對應(yīng)的電流為0

22、.1A,電壓與電流比值大小為5Ω;當(dāng)電壓為2.5V時,對應(yīng)的電流為0.25A,電壓與電流的比值為10Ω……,所以,當(dāng)電壓表的示數(shù)增大時,電壓表與電流表的示數(shù)之比變大。 (3)燈絲發(fā)光時溫度很高,鎢絲由固態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)發(fā)生升華現(xiàn)象而變細(xì);根據(jù)影響電阻大小的因素,在材料、溫度、長度不變的情況下,燈絲變細(xì),電阻增大,由公式P=U2R知,在兩端電壓一定時,消耗的功率變小,即實際功率減小,燈變暗。 (4)電源電壓為6V;由題圖知,電阻兩端的電壓為U=2.5V保持不變;則變阻器兩端的電壓始終為U滑=6V-2.5V=3.5V。 當(dāng)選用5Ω的電阻時,對應(yīng)的電流值為0.5A,變阻器的阻值最小R小=U滑I大

23、=3.5V0.5A=7Ω;當(dāng)選用25Ω的電阻時,電流為0.1A時,變阻器連入電路中的阻值最大R大=U滑I小=3.5V0.1A=35Ω>20Ω,所以變阻器應(yīng)選用R2(電路中的最大電流不超過變阻器允許的最大電流0.5A)。 若某次實驗中,滑動變阻器連入的阻值為14Ω,此時電路中的電流大小I'=UR'=3.5V14Ω=0.25A,因定值電阻的電壓為2.5V,所以定值電阻的大小R定=UI'=2.5V0.25A=10Ω。 7.(8分)(難題)如圖所示的電路,電源電壓保持不變,定值電阻R1的阻值為20 Ω。閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器R2的電阻,當(dāng)滑片P從一端移動到另一端時,電流表的示數(shù)變化范圍為0.

24、1 A~0.5 A。求: (1)電源電壓; (2)滑動變阻器R2的最大阻值; (3)通過計算說明滑動變阻器接入電路的電阻為多大時,它消耗的功率最大,并求出最大功率。 ?導(dǎo)學(xué)號77164137? 答案:(1)10 V　 (2)80 Ω　 (3)20 Ω　1.25 W 解析:(1)當(dāng)滑片位于左端時,電路為R1的簡單電路,電流表測電路中的電流, 此時電路中的電流最大,即I大=0.5A, 由I=UR可得,電源的電壓: U=I大R1=0.5A×20Ω=10V; (2)當(dāng)滑片位于右端時,接入電路中的電阻最大,電流表測電路中的電流, 此時電路中的電流最小,即I小=0.1A, 電路中的總電阻:R=UI小=10V0.1A=100Ω, 因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和, 所以,滑動變阻器R2的最大阻值:R2大=R-R1=100Ω-20Ω=80Ω; (3)電路中的電流:I=UR1+R2, 滑動變阻器消耗的電功率: P2=I2R2=UR1+R22·R2=U2(R1-R2)2R2+4R1 故當(dāng)R2=R1=20Ω時,滑動變阻器消耗的電功率最大, P2大=U24R1=(10V)24×20Ω=1.25W。 10