初中物理电学经典题型汇编电功、电功率(新).doc

电功、电功率
电功、电功率是中考的一个必考点，考查形式多样，分值比例重，具有综合性强的特点。主要有以下几种题型：
1、基本概念题，如电能及其转化，对电能表的认识和读数，安全用电；2、电功、电功率的计算，计算中要正确理解电功、电功率基本概念，额定电压、额定功率和实际电压、实际功率；3、实验，如测小灯泡的电功率；4、电路的动态分析，如判断小灯泡的明暗变化。
题型分类突破
一、基本概念题
概念题主要在选择题和填空题中出现，以电能及其转化、电能表的的认识和读数为主要考查内容。
1.下列做法中，符合安全用电原则的是（ ）
A.在有绝缘皮的电线上晒衣服
B.把电灯的开关接在零线上
C.把螺丝口灯泡的螺旋接在火线上
D.将家用电器的金属外壳接地
【答案】D
【解析】电线上是不允许晒衣服的，不论是否有绝缘皮，故A错；开关应接在火线上，不应接在零线上，故B错；螺丝口灯泡的螺旋接在零线上，这样可以防止触电，故C错；有金属外壳的用电器，在使用时外壳应接地，故D正确；应选D。
2. 下列现象中，可能引起家庭电路中保险丝熔断的原因是（ ）
①插座中的两个线头相碰 ②开关中的两个线头相碰
③电路中增加了大功率的用电器 ④灯丝烧断．
A. ①② B. ②③ C. ①③ D. ②④
【答案】C
【解析】能引起保险丝熔断一定是电流过大，能引起电流过大可以通过短路或同时使用多个大功率的用电器；插座中的两个线头相碰会形成短路，造成电流过大，故①可以；开关中的两个线头相碰是正常的，不会造成电流过大，故②不行；电路中增加了大功率的用电器会造成电流过大，故③可以；灯丝烧断后，电路就成了断路，电路中应没有电流了，所以保险丝烧不断，故④不行；所以应选C。
3. 如图13是单相电能表，小勇同学想用此电能表测实验室里电水壶的电功率，发现电能表上用电器每消耗 1kW·h的电能转盘转动的转数模糊不清，小勇请同桌的小慧同学帮助设计实验。他们找来100W的灯泡和秒表，首先让电水壶单独工作，记下转盘转动10圈所用的时间t1，再让电灯泡单独工作，记下 ，则电水壶的电功率P为 W。（写出表达式）
kW·h

220V 5A(10A) 50Hz
3000 r/(kW·h）
6
0
9
3
1
图13

【答案】转动10圈所用的时间为t2 ；100t2/t1
【解析】分别让电水壶和灯泡单独工作，电能表的转盘转动相同的圈数所消耗的电能是相同的，电能除以时间就是电功率。所以要记下灯泡工作时转盘转动10圈所用的时间，则电能为，电水壶的电功率为：。
4. 小王家中的电能表如上右图所示，从表盘信息可知，他家接入的用电器总功率不能超过________W．当家里只有电磁炉工作时，电能表在1min内转90转，则电磁炉工作时的电功率________W．

【答案】2200 ；1500
【解析】由电能表的表盘可知，通过的最大电流为10A，所以接入的用电器总功率不能超过P=UI=220V×10A=2200W；电能表在1min内转90转，则可求出1h内转5400转，由表盘上的数据可知，转3600转消耗1kWh的电能，所以当电磁炉工作时，1h消耗电能为5400/3600=1.5kWh，所以电磁炉工作时的电功率是1500W。
二、电功、电功率的计算
中考试题往往围绕电功率的概念、额定功率、实际功率、电功率与电压、电流的关系、实际电压与额定电压的区别等知识来考查。主要以填空、选择、简答、计算等题型出现，试题选材贴近实际生活或来自实际生活。
1. 如下图所示，电源电压和灯L的电阻不变，灯L上标有“6V 3W”字样。当开关S闭合，滑片P移至a端时，电流表的示数为1A，灯L正常发光；当开关S断开，滑片P移至b端时，电源电压U和灯L消耗的电功率P为（ ）

A．6 V 0.75 W
B．6 V 1.5 W
C．3 V 1.5 W
D．3 V 0.75 W
【答案】A
【解析】由图示可知，当开关S闭合，滑片P移至a端时，灯泡与滑动变阻器并联，由电流表的示数为1A，灯L正常发光可知，电源电压为6V，通过变阻器的电流为0.5A，所以可求出变阻器的最大电阻为12Ω；当当开关S断开，滑片P移至b端时，此时变阻器与灯泡为串联关系，此时电路中的电流为0.25A，所以可求出灯泡消耗的实际功率为0.75W；所以应选A。
2. 将“6V 3W”和“6V 6W”的两只灯泡L1和L2串联后接在电源两端，不考虑温度对灯丝电阻的影响，则（ ）
A．电源电压为12V时，两只灯泡均能正常发光
B．两个灯泡发光时，灯泡L2比灯泡L1亮一些
C．灯泡发光时，电路中允许通过的最大电流为1A
D．灯泡L1正常发光时，灯泡L2的实际功率是1.5W
【答案】D
【解析】由灯泡规格可知，两灯泡的电阻不同，而在串联电路中，电流相等，电压与电阻成正比，所以两个灯泡不能平分电压，所以两个灯泡都不能正常发光，故A错；灯泡的亮度决定于灯泡的实际功率，在串联电路中，电流相等，电阻越大，实际电功度越大，额定电压相同时，额定功率小的电阻大，所以灯泡L1的电阻大，较亮，故B错；由于是串联电路电流相等，所以最大电流应等额定电流较小的灯泡的额定电流，当额定电压相等时，额定功率越小，额定电流越小，所以灯泡L1的额定电流小，最大电流应等于灯泡L1的额定电流I=P/U=0.5A，故C错；灯泡L1正常发光时，电路中的电流为0.5A，灯泡L2的电阻为R=U2/P=6Ω，所以灯泡L2的实际电压为3V，故灯泡L2的实际功率是1.5W，所以D正确；应选D。
3. 图甲是小灯泡L和电阻R的电流随电压变化图象，如果将它们串联在电路中，通过它们的电流是0.2A时，电源电压是 V；若将它们按图乙所示接人电路中，只闭合开关S，小灯泡的实际功率为1W；再闭合开关S1，电流表示数变化了     A，在此状态下通电1s，电路中电流做的功是   J。

【答案】2.5；0.2；1.4
【解析】当灯泡与电阻串联在电路中时，通过的电流是相等的，都等于0.2A，由甲图可以查出此时灯泡两端的电压为0.5V，电阻两端的电压为2V，在串联电路中总电压等于各部分电压之和，所以电源电压为2.5V；在图乙中，只闭合开关S，此时只有灯泡连入电路，小灯泡的实际功率为1W，由甲图可知此时通过小灯泡的电流为0.5A，小灯泡两端的电压为2V；再闭合开关S1，灯泡与电阻并联，对于灯泡没有影响，由于并联电路电压相等，所以电流表增加的示数为0.2A，此时的总电流为0.7A，所以在此状态下通电1s，电路中电流做的功是W=UIt=2V×0.7A×1s=1.4J。
4. 若将分别标有“3V 3W”、“6V 3W”字样的两灯串联接入电路时，在长时间工作过程中，允许加在它们两端的最高电压是 V，标有“3V 3W”字样的灯实际消耗的电功率是 W．（灯丝电阻值不变）
【答案】7.5 ； 0.75
【解析】当两灯泡串联时，电流相等，因此最大电流不能超过额定电流较小的灯泡的额定电流；“3V 3W”、“6V 3W”的额定电流分别为1A、0.5A，所以最大电流为0.5A，“3V 3W”、“6V 3W”的电阻分别为3Ω、12Ω，所以可知此时最高电压为7.5V；标有“3V 3W”字样的灯的实际电压为1.5V，所以它的实际功率为0.75W。
5. 如图23所示是电热水壶及铭牌，装入1.5kg温度为200C的凉水，通电正常工作6min即被烧开至1000C。已知水的比热容c=4.2×103J/（kg.0C）,求：⑴该过程水吸收的热量；⑵电热水壶的效率。

【答案】（1）5.04×105J；（2）93.3%
【解析】（1）将质量为1.5kg温度为200C的水烧开至1000C吸收的热量为：Q吸=cm（t1-t0）=4.2×103J/(kg. 0C) ×1.5kg×(1000C-200C)=5.04×105J；（2）电热水壶通电6min消耗的电能为：
W= Pt=1500W×6min=1500W×360s=5.4×105J ；电热水壶的效率η= Q吸/ W=5.04×105J/5.4×105J=93.3% 。
6. 小莉在实践活动中设计的模拟调光灯电路如图18所示。她选用的电源电压为12v，小灯泡上标有“6v 6w”的字样，滑动变阻器上标有“20Ω 2A”的字样。若不考虑温度对小灯泡电阻的影响，闭合开关S后，问：

（1）小灯泡正常发光时的电阻是多少？
（2）当滑动变阻器的滑片P在中点时，电压表的示数以及小灯泡的实际功率是多少？
【答案】（1）6Ω；（2）4.5V；3.375W
【解析】（1）小灯泡正常发光时的电阻是RL=U2/P=（6V）2/6W=6Ω；（2）当滑动变阻器的滑片在P中点时，R总=6Ω+10Ω=16Ω，I=U总/R总=12V/16Ω=0.75A，电压表的示数为UL=IRL=0.75A×6Ω=4.5V；小灯泡的实际功率是P实=UL2/RL=（4.5V）2/6Ω =3.375W。
7. 如图甲所示，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器；图乙反映了开关由断开到闭合，在移动滑片P的过程中，ab两端的电压U和通过的电流I之间的关系；图丙是滑动变阻器消耗的功率P与电流I之间的关系。求：

（1）电源电压；
（2）电阻R1的阻值；
（3）当变阻器消耗的功率为80W时，整个电路1min消耗的电能；
（4）在图乙中画出滑片移动过程中，电阻R1两端的电压和通过的电流之间关系的图线。
【答案】（1）60V ；（2）10Ω；（3）7200J ；（4）图线如下所示；

【解析】（1）由图可知，电源电压为60V；（2）从图乙中可以看出电流1A时，变阻器两端的电压为50V，则电阻R1两端的电压U1=U-UP=60V-50V=10V，电阻R1的阻值R1＝U1/I=10V/1A=10Ω；（3）从图丙中可以看出变阻器的功率80W时，电路中的电流为2A，整个电路消耗的电能W=UIt=60V×2.0A×60S＝7200J ；（4）电压和通过的电流之间关系的图线如上图所示。
8.新型电饭锅采用“聪明火”技术，智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感，其简化电路如图23甲所示。R1和R2均为电热丝，S、S1都闭合时为加热烧煮状态，S闭合、S1断开时为保温焖饭状态。煮饭时，把电饭锅接入220V电路中，在电饭锅工作的30min内，电路中总电流随时间变化的图像如图23乙所示.求：
图23

（1）S和S1都闭合时电饭锅的电功率；
（2）电热丝R2的阻值；
（3）这30min内电饭锅产生的热量。
【答案】（1）660W （2）220Ω（3）9.9×105J
【解析】（1）S和S1都闭合 P=UI=220V×3A=660W
（2）I2=I-I1=3A-2A=1A
R2=U2/I2=220V/1A=220Ω
（3）Q加热=UI加热t加热=220V×3A×15×60s=5.94×105J
Q保温=UI保温t保温=220V×2A×15×60s=3.96×105J
Q= Q加热+ Q保温=5.94×105J+3.96×105J=9.9×105J
三、实验题
该实验主要考查测量小灯泡的电功率，是初中电学的重要实验，在历年中考中常常出现，所以同学们应引起足够重视。考查的重点围绕正确地测定小灯泡的额定功率、实际功率，实验中各器材的选择以及故障判断等，考查题型多以实验探究题为主，有一定的难度。
1. 如图12为测定小灯泡的额定功率的电路图，

(1)已知小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为8Ω，则电源至少要用 　 节干电池串联。
(2)按图12所示的电路，结合你选择的至少干电池节数和应选的电表量程，在图13中用笔画线代表导线，将实物图正确连接完整(连线不能交叉)。

(3)闭合开关S前，变阻器的滑片P应置于 端(选填“a”或“b”)。
(4)闭合开关S，发现灯L不亮，电流表无示数，电压表有示数，此故障的原因可能是 ：（填序号）
A.电流表断路 　 B.小灯泡L断路
C.电压表短路 　 D.小灯泡L短路
(5)故障排除后，为测小灯泡的额定功率，应调滑片让电压表示数为 V，此时电流表指针位置如图14所示，则小灯泡的额定功率是 。

【答案】(1)2 (2)如下图所示； (3)a (4)B (5)2.5；0.5W

【解析】（1）每节干电池的电压为1.5V，小灯泡的额定功率为2.5V，所以至少要两节电池串联使用；（2）实物图的连线如上图所示；（3）闭合开关S前，为了安全用电，滑动变阻器的电阻应处于最大值状态，所以变阻器的滑片P应置于a端；（4）灯L不亮，电流表无示数，电压表有示数，这样的故障只能是与电压并联的部分发生了断路，与电压表并联的只有小灯泡，所以应是小灯泡断路，故应选B；（5）当小灯泡两端的电压等于额定电压2.5V时，所求出的电功率才是额定功率，此时电流表的读数为0.2A，所以小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.2A=0.5W。
2. 小明学习了电功率后，用额定电压分别为2.5V、6V的灯泡L1和L2设计了如图所示的电路图，来探究灯泡的发光亮度与哪些因素有关。
S
V
A
L2
L1
P
S1
S2

（1）小灯泡发光时，将电能转化为 能和光能。
（2）探究L1的亮度时，只闭合S、S1，发现电压表有示数，电流表无示数，则电路故障可能是： 。
排除故障后，继续实验，收集的数据及现象如表一。

电压/V
电流/A
亮暗情况
1
1
0.16
暗
2
1.5
0.22
较亮
3
2.5
0.28
亮

电压/V
电流/A
亮暗情况
4
1
0.28
很暗
5
2.5
0.38
暗
6
6
0.72
很亮

表一
表二

（3）探究L2的亮度时，只闭合S、S2，进行实验，收集的数据及现象如表二。
（4）分析两表可知，同一规格的小灯泡发光亮度与 有关，不同规格的小灯泡发光亮度还应与 的转化效率有关。
【答案】（1）内 （2）灯泡L1断路 （4）实际功率 ； 电能转化为光能
【解析】（1）小灯泡发光时，消耗电能，得到了内能和光能；（2）电压表有示数，电流表无示数，这样的故障只能是与电压表并联的部分出现了断路，与电压表并联的只的灯泡L1，所以应是灯泡L1断路；（4）由表中数据分析可知，当同一个小灯泡两端的电压变大时，通过小灯泡的电流也是变大的，此时实际功率变大，小灯泡亮度增大，对于不同的灯泡来说实际功率大的灯泡，亮度却不一定高，说明同一规格的小灯泡发光亮度与实际功率有关，不同规格的小灯泡发光亮度还应与电能转化为光能的转化效率有关。
3. 在测量小灯泡的电功率的实验中，小灯泡的额定电流为0.3A，灯丝阻值在10Ω—15Ω
之间。所提供的器材有：电流表、电压表、电源（电压恒为6V）、开关各一个，滑动变阻器（50Ω 1A）
一个，导线若干。

甲 图21 乙 丙
1
0001
2
332
15
5
——
3 15
0
10

（1）如图21甲所示是小明没有连接完的实物电路，请用笔画线代替导线将实物图补充完整。
（2）闭合开关前，图21甲图中的滑片P应位于 （选填“左”或“右”）端；闭合开关无论怎样移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是 （写出一种即可）。
（3）排除故障，闭合开关，移动滑片，当电流表的示数为0.3 A时，电压表的示数如图21乙所示，读数为 V，小灯泡的额定功率为 W。
（4）小红没用电压表，但多用了一个开关，其它器材与小明的相同，也测出了另一个额定电流为Ie的小灯泡额定功率。她设计了如图21丙所示电路图，请你帮她完成实验步骤并写出额定功率的表达式。 实验步骤：
①按图连接电路，然后只闭合开关S1，移动滑片P，使电流表的示数为Ie 。
②再闭合开关S2 ， 。
③小灯泡的额定功率的表达式：P额＝ 。（用字母表示，可能用到的物理量有：已知的电源电压U、灯泡的额定电流Ie、滑动变阻器的最大阻值R0和实验中测得的物理量）
（5）小亮利用该电路探究电流跟电阻的关系，他将小灯泡换成多个定值电阻R，保持电压表示数始终为2V，多次更换阻值不同的定值电阻R，并记录各次电流表的示数，若不更换其他器材，为了能够完成实验，更换的电阻阻值不能够大于 Ω。
【答案】（1）如图：

（2）右；灯泡接触不良（或灯丝断了） （3）4；1.2
（4） 读出电流表示数为I1；Ie（U-IeU/I1）（或UIe-Ie2U/I1） （5）25
【解析】（1）根据欧姆定律可知，小灯泡的额定电压介于至之间，所以电压表的量程应选，如下图所示：

（2）开关闭合前，滑片应放在阻值最大位置，即图中的右端；闭合开关，移动滑片，灯不亮，电流表无示数，电压表有示数，说明通过电压表有电流，即电源正极---开关---电流表---滑动变阻器---电压表---电源负极这是一条通路，所以故障是灯泡断路；
（3）图示电压表的示数为4V，小灯泡的额定功率为；
（4）只闭合开关S1时，滑动变阻器与灯串联，调节滑片，使电流表的示数等于小灯泡的额定电流，此时灯泡正常发光，它两端电压为额定电压；再闭合S2，灯泡被短路，电路中只有滑动变阻器，记下电流表的示数I1，则滑动变阻器的阻值为，只闭合S1时灯泡两端的电压为，这就是小灯泡的额定电压，所以小灯泡的额定功率为；
（5）定值电阻两端电压保持2V不变，则滑动变阻器两端电压为4V，当滑动变阻器全部接入电路时阻值为50欧，根据串联电路的分压公式得：，，所以定值电阻的阻值不能超过25欧。
四、电路的动态分析
这也是中考中常见的一种题型，当电路的连接方式发生变化时，判断电路中的灯泡明暗变化，这里需要注意的是灯泡明亮程度是由实际功率决定的。在做该类题的时候要结合欧姆定律和电功、电功率、串并联电路电流电压规律进行综合分析，综合性大，考查逻辑推理能力。
1. 如图所示，电源电压保持6V 不变，电流表的量程为0 ~ 0.6A，电压表的量程为0 ~ 3V，定值电阻的规格为“10ΩW 0.5A”，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。闭合开关，为了保证电路安全，在变阻器滑片移动过程中，下列说法正确的是 ( )

A．电路消耗总功率允许的变化范围为1.2W~ 3W
B．电流表示数允许的变化范围为0.2A~ 0.5A
C．变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为2Ω~ 20ΩWW
D．电阻R1消耗功率允许的变化范围为0.4W~ 0.9W
【答案】D
【解析】电源两端电压为6V保持不变，定值电阻为10Ω，由题意知，当电压表的最大测量值为3V时，此时定值电阻R1两端的电压U1=3V，电路中的电流I1=I=I2=U1/R1=3V/10Ω=0.3A＜0.6A，因此电路中的最大电流为0.3A，故B错；滑动变阻器接入电路中的最小电阻R2=U2/I2=3V/0.3A=10Ω，故C错；电路消耗的最大功率P=UI=6V×0.3A=1.8W，故A错；电阻R1消耗功率最大功率：P=UI=3V×0.3A=0.9W；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，即I1′=6V/(10Ω+20Ω)=0.2A，电阻R1电路消耗的最小功率：P′=（I1′）2R1=（0.2A）2×10Ω=0.4W，则电阻R1消耗功率允许的变化范围为0.4W～0.9W，故D选项正确；故应选D。
2. 在如图5所示电路中，电源电压不变，当滑动变阻器的滑片P由中点向右端移动时，下列说法正确的是（　 　）
A．电流表的示数变小
B．电压表的示数变小
C．灯泡消耗的功率变大
D．电路消耗的总功率减小

【答案】D
【解析】由图示可知，电阻与灯泡是并联关系，电压表测总电压，电流表测小灯泡的电流，当滑动变阻器的滑片P由中点向右端移动时，总电阻增大，所以总电流减小，但对于灯泡的电流无影响，所以A错；电压表测电源电压，所以B错；灯泡由于电压和电流都不变，所以消耗的功率不变，所以C错；电路中的总电流减小了，所以总功率减小，所以D正确；应选D。
3. 如图3所示电路，电源两端电压为4.5V且保持不变。电阻R1为10W，滑动变阻器R2的铭牌上标有“20W 1A”的字样，电流表的量程为0～0.6A，两块电压表的量程均为0～3V，在保证电路安全的条件下，下列说法中正确的是（ ）

A．电压表V2的示数变化范围为0～3V
B．电流表A的示数变化范围为0.15A～0.45A
C．滑动变阻器R2的阻值取值范围为5W～15W
D．电阻R1的电功率取值范围为0.225W～0.9W
【答案】D
【解析】当滑动变阻器接入电路中电阻最小滑动变阻器R2的阻值=0W时，电压表V1的示数达到4.5V，烧坏电压表，因此当电压表V1的示数达到3V时，电路中电流最大，I=U/R=3V/10W=0.3A，此时电压表V2的示数为4.5V-3V=1.5V，电阻R1的最大电功率P=UI=3V×0.3A=0.9W；当电压表V2的示数达到3V时，电路中电流最小为I=1.5V/10W=0.15A，电阻R1的最小电功率P=UI=1.5V×0.15A=0.225W,答案选D。
4. 如图6所示，电源电压保持不变，R1∶R2=1∶4。只闭合S1时，电流表的示数为0.3A，R1消耗的功率为P1；只闭合S2时，R0消耗的功率为0.8W，R2消耗的功率为P2，且P1∶P2=9∶16。则下列结果正确的是（ ）
图6

A．电源电压为7.2V B．R1的阻值为16Ω
C．R2的阻值为20Ω D．R0先后两次消耗的功率之比为3∶2
【答案】A
【解析】只闭合S1时， R1和 R0串联，电路如下图所示：
R1
R0
I1=0.3A
P1

只闭合S1时， R1和 R0串联，电路如下图所示：
R2
R0
P2
P0=0.8W
I2

因为，，所以，即：，解得：，
则，由于电源电压一定，所以有：，结合R1∶R2=1∶4得：，电源电压为：，
R0先后两次消耗的功率之比为。所以只有A符合题意。
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