山西省2020中考物理电能电功率专题复习训练.docx

课时训练(十六)电能电功率(限时:60分钟)|基础过关|一、选择题1.2019衡阳小明家上次查看电能表示数为,本次查看时电能表示数如图K16-1所示,则下列说法正确的是()图K16-1A.他家在这段时间内消耗的电能为903 kWhB.电能表是测量电功率的仪表C.若只让一个标有“220 V1000 W”的电热水器正常工作10 min,则电能表的转盘转了600转D.这个电能表的额定功率为2200 W2.2019黑龙江甲、乙两个小灯泡上分别标有“6 V3 W”和“4 V2 W”字样,现在把它们按不同方式接在不同电路中,下列判断错误的是(不考虑灯丝电阻的变化)()A.若把它们并联在4 V电路中,乙灯正常发光B.若把它们并联在4 V电路中,甲灯比乙灯亮C.若把它们串联在10 V电路中,两灯都可以正常发光D.若把它们串联在10 V电路中,甲灯比乙灯亮3.2019苏州额定电压均为6 V的甲、乙两灯,其I-U图线如图K16-2所示。下列说法正确的是()图K16-2A.甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小B.甲、乙两灯的额定功率之比为41C.甲、乙两灯并联接在电压为2 V的电源两端时,电阻之比为32D.甲、乙两灯串联接在电压为8 V的电源两端时,实际功率之比为134.2019乐山如图K16-3所示为“探究焦耳定律”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中,且R1R2。下列说法正确的是()图K16-3A.该实验装置用于探究电压和通电时间一定时,电热与电阻的关系B.闭合开关后,通过R1的电流大于R2的电流C.闭合开关后,甲管中液面上升比乙慢D.闭合开关后,要使电流增大,应将滑动变阻器滑片P向左移动5.2019深圳图K16-4甲是小灯泡L和电阻R的I-U图像。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示电路中,只闭合开关S1时,小灯泡L的实际功率为1 W。下列说法错误的是()图K16-4A.只闭合开关S1时,小灯泡L的电阻为4 B.再闭合开关S2时,电流表示数增加0.2 AC.再闭合开关S2时,电路总功率为1.4 WD.再闭合开关S2后,在1 min内电阻R产生的热量为240 J二、填空题6.2019攀枝花为提倡节能环保,攀枝花市引进大量新能源电动公交车。为新能源公交车充电的导线较粗是为了减小导线的。若充电过程中充电电流为100 A,充电电压为380 V,则新能源电动公交车充电2 h消耗的电能为kWh。7.2019德州从产品说明书得知,一台“6 V3 W”的迷你型小风扇,电动机线圈阻值为0.1 ,则小风扇正常工作1 min消耗的电能为J;电动机线圈1 min产生的热量为J。8.2019荆门为了保护环境,我们应大力提倡使用清洁能源。现要将20 kg的水从16 加热到50 ,如果使用效率为85%的电热水器,需要耗电kWh;如果使用热效率为80%的天然气热水器,需要消耗m3天然气。已知水的比热容为4.2103 J/(kg),天然气的热值为3.2107 J/m3。(结果均保留到小数点后两位)9.2019株洲图K16-5为某型号电动平衡车,其电动机功率为400 W。在下列条件下测得其续航里程为18 km:满电,载重60 kg,沿平直路面匀速行驶,速度为12 km/h。在这次测试中,电动机消耗电能kWh;若电动机效率为80%,则平衡车受到的阻力为N。图K16-5三、简答题10.2019山西适应性训练中央二台是真的吗节目中播出了这样一个有趣的实验:一节电池就能点燃火柴,如图K16-6所示,把铅笔芯(主要成分是石墨)放在一节9 V电池的正负极上,然后使火柴头接触到铅笔芯,火柴就真的燃烧了起来。请你用所学的物理知识解释其中的道理。图K16-6四、实验探究题11.2019广东小珠利用电压恒为6 V的电源,对标有“2.5 V”字样的小灯泡进行“测量小灯泡的电功率”实验。(1)请用笔画线代替导线,完成如图K16-7甲所示实物图的连接。图K16-7(2)小珠正确连接电路后,应将滑片移动到(选填“A”或“B”)端,然后闭合开关,进行了4次测量,并将有关数据及现象记录在下表中。在第1次实验中小灯泡不亮的原因是;第2次实验时电流表示数如乙图所示,示数为A;分析表中信息,小灯泡的额定功率为W。此实验中滑动变阻器的最大阻值至少是。实验次数电压表示数/V电流表示数/A小灯泡亮度10.50.10不亮21.5偏亮32.50.28正常42.80.30更亮12.2019孝感某班同学分成两个小组做了以下不同的实验:(1)第一小组观察小灯泡的亮度与实际功率的关系,小灯泡的额定电压为2.5 V,实物电路连接如图K16-8所示。图K16-8开关闭合后,会发现(选填“电压表”或“电流表”)的指针反偏。将错误连接改正后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为0.2 V时,发现灯泡不亮,你认为原因可能是。A.小灯泡断路B.小灯泡的实际功率太小继续调节滑动变阻器,使电压表的示数为2.5 V,小灯泡正常发光,此时电流表的示数为0.30 A;再调节滑动变阻器使电压表的示数达到3.0 V,小灯泡强烈发光,此时灯泡的实际功率(选填“小于”或“等于”或“大于”)1.08 W。(2)第二小组测量额定电压为“3.8 V”的小灯泡的额定功率,采用如图K16-9甲所示的电路图,其中电源电压为4.5 V,R=10 。图K16-9闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为A,小灯泡正常发光;保持滑动变阻器滑片的位置不变,断开开关,将电流表改接到小灯泡所在的支路,与灯泡串联,闭合开关后,电流表的示数如图乙所示,则此时通过小灯泡的电流为A;小灯泡的额定功率为W。13.2019嘉兴某科学小组对电流通过导体产生热的多少与哪些因素有关进行了探究。装置如图K16-10所示,两只烧瓶内装满煤油,瓶塞上各插1根玻璃管,瓶内各装1根阻值不同的电阻丝R甲和R乙。图K16-10猜想一:电热跟电流的大小有关,电流越大电热越多;猜想二:电热跟导体的电阻大小有关,电阻越大电热越多。为验证猜想一,设计以下方案:将电阻丝R甲和R乙串联接在电路中,标出两根玻璃管内液面的位置,闭合开关,记下电流表的示数I1,经过一段时间后标出两根玻璃管内液面的位置;当两根玻璃管中的液面降到原来的高度后,减小滑动变阻器接入电路的阻值,闭合开关,记下电流表的示数I2,经过与中相同时间后标出两根玻璃管内液面的位置。请回答下列问题:(1)为使实验现象明显,经常会采用转换或放大的思想。为比较电热丝产生热量的多少,实验中体现这一思想的设计有。(写出一条即可)(2)为验证猜想一,必须比较同一个烧瓶中前后两次实验玻璃管内液面上升的高度,原因是。(3)科学研究倡导有依据的猜想,请说出生活中支持猜想二的一个实例。五、计算题14.2019山西百校联考三如图K16-11甲所示是某中学为教室配置的电热饮水机,它有加热和保温两种功能,其简化电路如图乙所示,其中R1和R2均为发热电阻,小伟从饮水机铭牌上收集到部分数据,如下表所示,饮水机正常工作5 min,可将机内满水箱的水从60 加热到刚好沸腾(标准大气压下),然后自动转入保温状态。水的密度水=1.0103 kg/m3,水的比热容c水=4.2103 J/(kg)图K16-11额定电压220 V加热功率2000 W保温功率200 W水箱容量2.5 L(1)将满箱水加热到刚好沸腾的过程中,水吸收的热量是多少?(2)饮水机的加热效率是多少?|能力培优|15.2019聊城改编有一只标有“6 V3 W”字样的灯泡A和一只定值电阻B,A和B的电流随两端电压变化关系的图像如图K16-12甲所示。下列说法中不正确的是()图K16-12A.定值电阻B的阻值为6 B.将A、B串联接在9 V电源两端,灯泡A正常发光C.将A、B并联接在6 V电源两端,10 s内电路消耗的电能是30 JD.将A与一个滑动变阻器串联接在6 V电源两端,如图乙所示,当灯泡的功率与滑动变阻器的功率相等时,滑动变阻器的功率为0.9 W16.2019荆州如图K16-13所示电路,电源电压不变,闭合开关S,当滑片P置于滑动变阻器R2的最右端B处时,电压表的示数为4 V,定值电阻R1的功率为0.8 W;当滑片P置于滑动变阻器R2的中点时,电压表的示数变化了1 V。下列结果正确的是()图K16-13A.电源电压为8 VB.R1的阻值为20 C.电路前后电流之比为13D.电路总功率变化了1.2 W17.如图K16-14所示是IC卡电能表,一天,小明家中的IC卡电能表上的金额用完了,电能表便切断了电路。小明的父亲,将存有300元的IC卡插入电能表,电路又接通了,此时电能表的示数为。小明家所在地每度电的电费是0.6元,300元电费可用电kWh。为防止电能表再次切断电路,小明家应在电能表的示数为前为IC卡电能表充值。图K16-1418.2019广东某饮水机具有恒温功能,其内部简化电路如图K16-15所示(R1、R2均为加热电阻),闭合S,电磁铁上端为(选填“ N”或“S”)极;而当温控区温度达到60 时,通过温度传感器与电磁铁共同作用,使饮水机进入保温状态,此时电磁铁衔铁应与(选填“a”或“b”)触点接触。已知R1R2=12,若加热和保温产生相等的热量,则所需时间之比t加热t保温=。图K16-1519.2019宜宾在“测量小灯泡的电功率”的实验中,实验室提供如下器材:电源(电压恒为6 V)、电压表和电流表各一个、额定电压为2.5 V的待测小灯泡L(电阻约为10 )、滑动变阻器两个(R甲:“10 1 A”,R乙:“50 0.5 A”)、开关S、导线若干。(1)该实验的原理是电功率P=。(2)实验中,应选用的滑动变阻器是(选填“R甲”或“R乙”)。(3)选用滑动变阻器后,请你根据以上器材设计一个测量小灯泡电功率的实验电路图,并画在图K16-16甲所示的虚线框内。图K16-16(4)某小组在实验中记录了3组小灯泡的电流随电压变化的情况,如图乙所示,完成实验后小组进一步求得该小灯泡正常发光时的电阻为。(结果保留到小数点后一位)(5)另一小组实验时,发现电流表已经损坏,为了测出该小灯泡的额定功率,小组在实验室选了一个10 的电阻R0和一个单刀双掷开关,设计了如图丙所示的电路并完成了该实验(电源电压未知且不变):闭合开关S,S1接b,调节滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光,记录电压表示数U1;闭合开关S,滑动变阻器滑片保持不动,S1接a,读出此时电压表示数为U2。则小灯泡额定功率P额=。(用R0、U1、U2表示)20.2019河南在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率是否相同”的实验中,实验室提供了如下器材:电源电压U恒为8 V,滑动变阻器规格为“20 2 A”,小灯泡的额定电压U额=2.5 V、额定功率小于1.2 W,两个阻值分别为10 、20 的定值电阻R0可供选择。(1)为使小灯泡两端电压有一较大的调节范围,小聪设计了如图K16-17甲所示的电路,请用笔画线代替导线,完成图乙中实物电路的连接。图K16-17(2)正确连接电路后,进行实验,记录的实验数据如下表所示。当电压表示数为2.5 V时,电流表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为W。实验次数物理量12345电压/V1.01.52.02.53.0电流/A0.240.320.380.44电功率/W(3)分析表中数据可得出结论:小灯泡工作时,消耗的电功率随电压的增大而。根据表中数据还可以判断出,小聪在实验中选用的是R0=的定值电阻。(4)完成实验后,爱动脑筋的小聪又想出一种测量小灯泡额定功率的方法,设计了如图丁所示的电路,所用电压表量程为“015 V”,请将以下实验步骤补充完整。检查电路无误后,闭合开关S,将开关S1拨至“1”,调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为;滑片不动,再将开关S1拨至“2”,读出电压表示数为U0;小灯泡的额定功率P额=。(用U额、U0、R0表示)若步骤中,在将开关S1拨至“2”时,不小心将滑动变阻器滑片向右移动了少许,其他操作正确,则测出的小灯泡额定功率比真实值(选填“偏大”或“偏小”)。21.2019黄石一般热水器由加热系统、测温系统和控水系统组成。某台电热水器铭牌部分信息已经模糊,如下表所示,其测温系统可以简化为如图K16-18甲所示的电路,电源电压为9 V恒定不变,R1为4 定值电阻,R2为热敏电阻,其阻值随温度变化的关系如图乙所示。图K16-18额定功率额定电压220 V水箱容积60 L建议使用人数34人(1)为估算电热水器的额定功率,关闭其他用电器,让热水器正常工作1 min,观察电能表,如图丙所示,转动了150转,消耗电能kWh,则该电热水器的额定功率是W。(2)若已装满水的水箱温度显示75 时突然停电,但不停水。现有4人要洗浴,正值秋冬季节,需用40 热水洗浴,通过控水系统将10 冷水和水箱中热水进行调配,请问每人平均用水量是多少升?(不计热损失)(3)控温系统某时刻电压表示数为4 V,此时水箱中的水温是多少摄氏度?【参考答案】1.C解析 他家在这段时间内消耗的电能W=8633.5 kWh-8543.2 kWh=90.3 kWh,故A错误;电能表是测量消耗电能的仪表,故B错误;3600 r/(kWh)表示电路中每消耗1 kWh的电能,电能表的转盘转过3600 r,只让一个标有“220 V1000 W”的电热水器正常工作10 min,其消耗的电能为W=Pt=1 kW16 h=16 kWh,则电能表的转盘转过的圈数N=16 kWh3600 r/(kWh)=600 r,故C正确;电能表属于测量仪表,不消耗电能,没有额定功率,故D错误。2.B解析 由P=UI可得,两灯泡的额定电流分别为I甲=P甲U甲=3W6V=0.5 A,I乙=P乙U乙=2W4V=0.5 A,由I=UR可得,两灯泡的电阻分别为R甲=U甲I甲=6V0.5A=12 ,R乙=U乙I乙=4V0.5A=8 。两灯泡并联在4 V电路中时,因并联电路中各支路两端的电压相等,且额定电压下灯泡正常发光,所以,只有乙灯泡能正常发光,甲灯泡不能正常发光,由公式P=U2R可知甲灯消耗的电功率较小,所以甲灯比乙灯暗,A正确,不符合题意,B错误,符合题意。两灯泡串联时,因串联电路中各处的电流相等,且两灯泡的额定电流相等,所以,两灯泡同时正常发光时电源电压U=I(R甲+R乙)=0.5 A(12 +8 )=10 V,C正确,不符合题意。由于甲灯的电阻比乙灯的大,而两灯串联时电流相等,由公式P=I2R可知,甲灯消耗的实际电功率比乙灯大,所以甲灯比乙灯亮,D正确,不符合题意。3.D解析 I-U图像中图线的斜率恰好表示电阻的倒数,斜率越大说明电阻越小,由图可知随电压的增大,斜率逐渐变小,则电阻逐渐变大,故A错误;当电压都是6 V时,甲、乙两灯均正常工作,此时I甲=0.6 A,I乙=0.3 A,由P=UI得甲、乙两灯的额定功率分别为P甲=3.6 W,P乙=1.8 W,甲、乙两灯的额定功率之比为P甲P乙=21,故B错误;甲、乙两灯并联接在电压为2 V的电源两端时,由图可知通过甲灯泡的电流为0.3 A,通过乙灯泡的电流为0.2 A,由R=UI可得此时两灯电阻之比为R甲R乙=I乙I甲=0.2 A0.3 A=23,故C错误;甲、乙两灯串联接在电压为8 V的电源两端时,根据图中信息可知此时电路电流为0.3 A,甲、乙两灯两端的电压分别为U甲=2 V,U乙=6 V,由P=UI可知,实际功率之比为P甲实P乙实=U甲IU乙I=U甲U乙=2 V6 V=13,故D正确。4.C解析 两电阻串联,通过两电阻的电流和通电时间相等,而电阻不同,故可探究电流产生的热量与电阻的关系,A、B错误;根据Q=I2Rt,电流与通电时间相同,因R1R2,故右边容器中电阻丝产生的热量多,则甲管中液面上升比乙中慢,C正确;闭合开关后,要使电流增大,由欧姆定律,要减小电路中的电阻,故应将滑动变阻器滑片P向右移动,D错误。5.D6.电阻767.1801.58.0.930.119.0.696解析 电动平衡行驶18 km,所用时间t=sv=18km12km/h=1.5 h,电动机功率为400 W=0.4 kW,电动机消耗电能W=Pt=0.4 kW1.5 h=0.6 kWh;电动机效率为80%,则有用功率为P有=P=80%400 W=320 W,由P有=W有t=Fst可得,F=P有ts=320W1.53600s18000m=96 N,平衡车做匀速直线运动时,受到的阻力f=F=96 N。10.铅笔芯是导体,把它放在9 V电源的正负极上,就会有电流通过铅笔芯,由焦耳定律可知,电流会产生热量,使铅笔芯温度升高,火柴头接触后火柴头温度升高,就会被引燃。11.(1)如图所示(2)B小灯泡的实际功率太小0.220.75512.(1)电压表B小于(2)0.380.41.5213.(1)利用玻璃管中液柱的高度变化反映电流产生热量的多少(2)保持电阻一定(3)电炉丝热得发红,与它串联的导线却不怎么热解析 (1)电流产生的热量不能直接观察,但煤油受热温度升高,体积膨胀,所以通过细玻璃管中液柱高度的变化,可以间接判断电流产生热量的多少,运用的是转换法。(2)猜想一是电流产生热量与电流大小有关,要验证这一猜想是否正确,需要保持电阻不变,改变电流大小,所以必须比较同一个烧瓶中前后两次实验玻璃管内液面上升的高度。14.解:(1)水箱装满水时,水的质量m水=水V水=1.0103 kg/m32.510-3 m3=2.5 kg,水升高的温度t温=100 -60 =40 ,水吸收的热量Q=c水m水t温=4.2103 J/(kg)2.5 kg40 =4.2105 J。(2)由表中数据可知,加热功率P加热=2000 W,加热时间t时=5 min=300 s,所以饮水机正常工作5 min消耗的电能W=Pt时=2000 W300 s=6105 J,加热效率=Q吸W=4.2105J6105J=70%。15.C解析 由图甲可知,当电压为6 V时通过定值电阻B的电流为1.0 A,由I=UR可得,定值电阻B的阻值RB=UBIB=6V1.0V=6 ,故A正确,不符合题意。A与B串联时,通过它们的电流相等,由图甲知,当通过它们的电流为0.5 A时,UA=6 V,UB=3 V,且它们的电压之和等于9 V,此时UA=U额=6 V,所以灯泡A能正常发光,故B正确,不符合题意。将A、B并联接在6 V电源两端时,UA=UB=6 V,由图甲知,此时IA=0.5 A,IB=1 A,所以干路电流I=IA+IB=0.5 A+1 A=1.5 A,10 s内电路消耗的电能W=UIt=6 V1.5 A10 s=90 J,故C错误,符合题意。A与滑动变阻器串联时的电流相等,且A与滑动变阻器功率相等时,由P=UI可知UA=U滑,而UA+U滑=6 V,所以UA=U滑=3 V,由图甲知,此时通过A的电流为0.3 A,所以P滑=U滑IA=3 V0.3 A=0.9 W,故D正确,不符合题意。16.D17.50018.Sa1319.(1)UI(2)R乙(3)如图所示(4)10.4(5)U1U2-U1R020.(1)如图所示(2)1.05(3)增大10(4)5.5 VU额U0R0偏小解析 (1)小灯泡的额定电流约为I=PU=1.2W2.5V=0.48 A0.6 A,则电流表选择00.6 A的量程;小灯泡、R0及滑动变阻器串联。故将电流表的“0.6”接线柱与电源的正极连接,小灯泡的左接线柱与R0的左接线柱连接即可。(2)由(1)可知,电流表选择00.6 A的量程,分度值为0.02 A,故示数为0.42 A,则小灯泡的额定功率为P额=U额I额=2.5 V0.42 A=1.05 W。(3)由表中数据可知,随着灯泡两端电压的增大,电流也增大,根据P=UI可知,小灯泡消耗的电功率增大,即小灯泡工作时,消耗的电功率随电压的增大而增大。由表中数据可知,第5次实验时电流最大,此时电路总电阻最小,由I=UR可得,第5次实验时电路总电阻为R总=UI5=8V0.44A18.2 20 ,已知定值电阻R0的阻值为10 或20 ,因R总=RL+R0+R滑,故小聪在实验中选用的是R0=10 的电阻。(4)要测量小灯泡的额定功率,需使小灯泡两端的电压等于其额定电压,所以实验步骤如下:闭合开关S,将开关S1拨至“1”,小灯泡、R0和滑动变阻器串联,电压表测R0和滑动变阻器两端的电压之和,调节滑动变阻器的滑片,小灯泡正常发光时,应使电压表的示数为UV=U-U额=8 V-2.5 V=5.5 V;滑片不动,再将开关S1拨至“2”,电压表测R0两端的电压U0,此时电路中的电流即为小灯泡的额定电流I额=U0R0;小灯泡的额定功率为P额=U额I额=U额U0R0。若步骤中将开关S1拨至“2”时,滑片向右移动少许,滑动变阻器接入电路的阻值变大,根据串联分压知识可知,滑动变阻器两端的电压变大,定值电阻R0两端的电压U0变小,根据P额=U额I额=U额U0R0可知,测出的小灯泡的额定功率比真实值偏小。21.解:(1)0.053000(2)由=mV可得,水箱内热水的质量m热水=水V=1.0103 kg/m36010-3 m3=60 kg。设需要加入冷水的质量为m冷,则达到热平衡时(即水温最终为40 ),热水放出的热量等于冷水吸收的热量,即c水m热水t热=c水m冷水t冷,化简得m热水t热=m冷水t冷,代入数据有60 kg(75 -40 )=m冷水(40 -10 ),解得m冷水=70 kg。加入冷水后水的总质量m总=m热水+m冷水=60 kg+70 kg=130 kg,共4人要洗浴,则每人平均用水的质量m=m总4=130kg4=32.5 kg。每人平均用水量V=m水=32.5kg1.0103kg/m3=32.510-3 m3=32.5 L。(3)由图甲可知,R1与R2串联,电压表测定值电阻R1两端的电压,已知电源电压U=9 V,控温系统某时刻电压表示数为4 V,即R1两端电压U1=4 V,则R2两端电压U2=U-U1=9 V-4 V=5 V,已知R1=4 ,由I=UR可得,流经R1的电流I1=U1R1=4V4=1 A,串联电路中电流处处相等,则I=I1=I2=1 A,此时R2的阻值R2=U2I2=5V1A=5 。R2为热敏电阻,其阻值随温度变化的关系如图乙所示,由图乙知R2的阻值与温度的关系为一次函数关系,设其关系式为R2=kt+b,由图乙可知,当温度t1=0 时,R21=8 ;当t2=80 时,R22=4 ,则有:8 =k0 +b,4 =k80 +b,解得k=-120 /,b=8 。所以R2=-120 /t+8 ,将R2=5 代入R2=-120 /t+8 可得,t=60 ,即此时水箱中水温是60 。13