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第2节 电功率
一、夯实基础
1.(2019 山东省威海市)有关电学知识，下列说法错误的是（ ）
A．对人体的安全电压不高于36V B．一个电子所带电荷量为1.6×10﹣19C
C．手机功率约为200W D．家用空调电流约为5A
【答案】C
【解析】A、经验证明，对人体的安全电压是不高于36V，故A正确；
B、一个电子所带的电荷量为1.6×10﹣19C，故B正确；
C、手机的功率很小，不足1W，不会达到200W，故C错；
D、家用空调的功率在1000W左右，工作电流约为≈5A .故D正确。故选：C。
2.(2019 四川省巴中市)如图所示电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片向左移动时，下列判断正确的是（ ）
A．电路总功率变小 B．电压表示数变大
C．电压表与电流表示数的比值不变 D．电流表示数变大
【答案】A
【解析】由电路图可知，定值电阻R与滑动变阻器并联，电压表测电源两端的电压，电流表测干路电流，因电源电压保持不变，所以，滑片移动时，电压表的示数不变，故B错误；
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，滑片移动时，通过R的电流不变，
当滑动变阻器滑片向左移动时，接入电路中的电阻变大，由I＝可知，通过滑动变阻器的电流变小，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流变小，即电流表A的示数变小，故D错误；
电压表的示数不变、电流表A的示数变小，则电压表与电流表示数的比值变大，故C错误；
电源电压保持不变，干路电流变小，由P＝UI可知，电路总功率变小，故A正确。
3.(2019 四川省凉山州)如图所示电路，电源电压恒定，L1（4V 1W）、L2（2V 1W）串联，灯丝电阻保持不变，电压表和电流表连接完好。当闭合开关S时，其中一只灯泡能正常发光，则此时电压表和电流表的示数分别为（ ）
A．1V 0.5A B．2V 0.25A C．4V 0.5A D．1V 0.25A
【答案】D
【解析】由P＝UI可得，两灯泡的额定电流分别为I10.25A，I20.5A，
R24Ω，两灯泡串联，能正常发光的额定电流小的灯泡L1，则此时L1（4V 1W）两端电压为4V；
电流表测量电路中的电流，则电流表的示数I＝0.25A；
电压表测量灯泡L2两端电压；则L2两端电压U2＝IR2＝0.25A×4Ω＝1V，故选：D。
4.(2019 山东省菏泽市)如图所示电路（电源电压保持不变），闭合开关S，当滑动变阻器的滑片向右端移动时，下列说法正确的是（ ）
A．电压表示数不变，电流表示数变大 B．电压表示数变大，电流表示数变小
C．电压表示数变小，电流表示数变小 D．电压表示数变大，电阻R1的电功率变大
【答案】D
【解析】由图可知，滑动变阻器与定值电阻串联，当滑动变阻器的滑片向右移动时， 滑动变阻器连入电路中的电阻变小，电路总电阻减小，而电源电压一定，由I= U/ R 知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大； 根据U=IR，电阻R1的电流增大，两端的电压也增大，根据p=UI知，电阻R1的电功率变大，可见，ABC错、D正确。 故选：D。
5.(2019 四川省 自贡市)某房间原来只接有一只标有“PZ220﹣40”的灯泡，小明又用一只完全相同的灯泡，将它俩串联在一起，在电源电压不变的情况下，房间内的总亮度将（ ）
A．变亮 B．变暗 C．不变 D．无法确定
【答案】B
【解析】因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，两灯泡串联时的总电阻大于其中一个灯泡的电阻，
在电源电压不变的情况下，由P＝UI＝可知，电路的总功率变小，房间内的总亮度变暗。故选：B。
6.(2019铜仁市)如图所示，电路中电源电压不变，已知R1＝2R2，闭合开关S，则通过R1与通过R2的电流之比I1:I2＝___________;R1与R2的电功率之比P1:P2＝___________。
【答案】 (1). 1:2 ； (2). 1:2。
【解析】第一空．两电阻并联，并联电路中各支路电压相等，且R1=2R2，根据欧姆定律得：
；
第二空．由P=UI可得，电功率之比： 。
7.（2019 福建省）如图电路，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从a端向b端移动过程中，示数减小的电表是___（选填“A”“V1”或“V2”）电路的总功率_________( 选填“增大”“减小”或“不变” )
【答案】 (1). V1 ； (2). 增大。
【解析】如图电路，滑动变阻器和电阻R2串联，电压表V1测滑动变阻器电压，电压表V2测电阻R2电压，将滑动变阻器的滑片P从a端向b端移动过程中，滑动变阻器连入电路电阻变小，电路中电流变大，根据串联电路电阻分压特点可知，电压表V1示数减小；由得，电路的总功率增大。
8.(2019 湖南岳阳市)如图，电源电压恒定不变，若要灯泡L和滑动变阻器R串联，则只需要闭合开关______；闭合开关S1和S3，断开S2，将滑片P由图中位置向右移动，灯泡L的亮度______（填“变亮”“变暗”或“不变”）。
【答案】S2；不变。
【解析】要使灯泡L和滑动变阻器R串联，应将灯泡L和滑动变阻器R首尾相连接到电源两端，则由图可知只要闭合S2，断开S1、S3； 若闭合开关S1和S3，断开S2，小灯泡和滑动变阻器并联，因并联电路各支路互不影响，所以当将滑片P由图中位置向右移动，灯泡L的亮度不变。
9.(2019湖北宜昌市)小明家的电能表标有300revs/（kW•h），一次实践活动中测得该电能表的转盘在2min内转了40转，则2min内电流做的功为 J，用电器的总功率为 W。
【答案】4.8×105J；4000。
【解析】由电能表的盘上标有“300revs/（kW•h）”。可知电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转了300转；所以当电能表转盘转了40转时，消耗的电能为W3.6×106J＝4.8×105J；
t＝2minh；用电器的电功率P4kW＝4000W。
10.(2019 云南省)如图，R1＝6Ω，当S1闭合，S2、S3断开时，电流表示数为1A；S3闭合，S1、S2断开时，电流表示数为0.2A．求：
（1）电源电压；
（2）电阻R2的阻值；
（3）当S1、S2闭合，S3断开时，电路的总功率。
【答案】6V；24Ω; 7.5W。
【解析】解：（1）当S1闭合，S2、S3断开时，电路为R1的简单电路，
由可得，电源的电压：U＝I1R1＝1A×6Ω＝6V；
（2）当S3闭合，S1、S2断开时，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，此时电路中的总电阻：R＝＝＝30Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电阻R2的阻值：R2＝R﹣R1＝30Ω﹣6Ω＝24Ω；
（3）当S1、S2闭合，S3断开时，R1与R2并联，因并联电路中各支路两端的电压相等，且电路的总功率等于各用电器功率之和，所以，电路的总功率：P＝+＝+＝7.5W。
答：（1）电源电压为6V；
（2）电阻R2的阻值为24Ω；
（3）当S1、S2闭合，S3断开时，电路的总功率为7.5W。
二、提升训练
1.（2019 湖南衡阳市）小明家上次查看电能表示数为，本次查看时电能表读数如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．他家在这段时间内消耗的电能为903kW•h
B．电能表是测量电功率的仪表
C．若只让一个标有“220V 1000W”的电热水器正常工作10min，则电能表的圆盘转了600转
D．这个电能表的额定功率为2200W
【答案】C
【解析】A．他家在这段时间内消耗的电能W＝8633.5kW•h﹣8543.2kW•h＝90.3kW•h，故A错误；
B．电能表是测量消耗电能的仪表，不是测量电功率的，故B错误；
C．3600r/（kW•h）表示电路中每消耗的电能，电能表的转盘转过3600r，
只让一个标有“220V 1000W”的电热水器正常工作10min，其消耗的电能为W＝Pt＝lkWhkW•h；
则电能表的圆盘转过的圈数：NkW•h×3600r/（kW•h）＝600r，故C正确。
D．根据该电能表的铭牌可知，其允许接入用电器的最大功率P＝UI＝220V×10A＝2200W；但电能表属于测量仪表，不消耗电能，没有额定功率，故D错误。故选：C。
2.(2019 浙江宁波市)如图所示，电源电压恒定，当开关S1和S2断开、S3闭合时，电压表的示数是2.0V，电流表的示数是0.1A，当开关S1和S2闭合、S3断开时，电压表的示数是6.0V，则此时（ ）
A．电路总电阻为60Ω B．电流表读数为0.3A
C．R2的功率为0.9W D．1min内电路消耗的总电能为108J
【答案】C
【解析】（1）当开关S1和S2闭合、S3断开时，R1与R2并联，电压表测电源两端的电压，则电源两端的电压U＝6.0V；当开关S1和S2断开、S3闭合时，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流，由I＝可得，R1的阻值：R1＝＝＝20Ω；因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R2两端的电压：U2＝U﹣U1＝6.0V﹣2.0V＝4.0V，则R2的阻值：R2＝＝＝40Ω；
（2）当开关S1和S2闭合、S3断开时，R1与R2并联，电压表测电源两端的电压，电流表测干路电流，
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以，电路的总电阻：
,故A错误；干路电流表的读数：,故B错误；
因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，R2的功率： ,故C正确；
1min内电路消耗的总电能：W＝t＝×60s＝180J，故D错误。
3.(2019 贵州安顺市)现有电源、开关、电流表、电压表、灯泡、滑动变阻器各一个，其中灯泡的U﹣I图象如图所示。将这些元件用导线连成电路后，闭合开关，滑动变阻器的滑片从最左端向右滑动的过程中，电压表的示数从5V开始减小，电流表的示数从0.3A开始增大。下列结论正确的是（ ）
A．电源的电压为5V B．小灯泡的最大功率为0.3W
C．滑动变阻器的最大阻值为20Ω D．整个电路的最小功率是1.8 W
【答案】D
【解析】（1）根据题意可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流，如图所示：
（2）当电压表的示数为5V时，电路中的电流为0.3A，由图象得出此时灯泡两端的电压UL＝1V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以电源的电压：U＝U滑+UL＝5V+1V＝6V，故A错误；
由I＝可得，滑动变阻器的最大阻值：R滑＝＝≈16.7Ω，故C错误；
整个电路的最小功率：Pmin＝UI＝6V×0.3A＝1.8W，故D正确；
（3）当滑动变阻器接入电路中的电阻最小时，灯泡两端的电压和电源的电压相等，
由图象可知通过灯泡的电流I′＝0.5A，则小灯泡的最大功率：PLmax＝UI′＝6V×0.5A＝3W，故B错误。故选：D。
4. (2019 湖南娄底市)某小灯泡上标有“6V 6W”字样，其电流随两端电压变化关系的曲线如图所示，则当小灯泡两端的电压为2V时，通过小灯的电流为______A，此时小灯泡的电阻为______Ω。
【答案】0.5 4
【解析】由图象可知，当小灯泡两端的电压为2V时，通过的电流I=0.5A；
由图象可知，当小灯泡两端的电压为2V时通过的电流，由I=可得，此时小灯泡的电阻：
R===4Ω。
5.（2019哈尔滨市）在安全工作条件下，将“2.5V 0.3A”小灯泡L1和“3.0V 0.3A”小灯泡L2串联在电路中工作，通过两灯的电流之比为_________；若将L1和L2并联在另一电源下工作，则L1和L2能消耗的总功率最大值为_________W.（设灯丝电阻不变）
【答案】 (1). 1：1 ； (2). 1.375。
【解析】因为串联各处电流相等，所以小灯泡L1和小灯泡L2串联在电路中工作通过两灯的电流之比为1:1。小灯泡L2电阻值为 ，因为并联电路各用电器电压等于总电压，因此为了不烧坏灯泡，电源电压最大为2.5V，此时小灯泡L1功率为 ，小灯泡L2功率为 ，电路总功率为各用电器功率之和，即： 。
6.（2019辽宁省朝阳市）如图所示的电路中，电源电压恒为6V，电阻R1＝20欧，当闭合开关S1，断开S2和S3时，电流表示数为0.6A，电阻R2的阻值等于 欧；当闭合开关S2，断开S1和S3时，电流表示数为 A；当闭合开关S1和S3，断开S2时，电路的总功率为 W。
【答案】10；0.2；5.4。
【解析】（1）当闭合开关S1，断开S2和S3时，为R2的简单电路，电流表测电路的电流，由欧姆定律，；
（2）当闭合开关S2，断开S1和S3时，两电阻串联，由电阻的串联和欧姆定律，电路的电流为：
I′＝＝＝0.2A；
（3）当闭合开关S1和S3，断开S2时，两电阻并联，由欧姆定律，通过R1的电流为：
I1＝＝＝0.3A，根据并联电路各支路互不影响，由并联电路电流的规律，电路的总电流：
I并＝I+I1＝0.6A+0.3A＝0.9A，电路的总功率为：P＝UI并＝6V×0.9A＝5.4W。
7.(2019 山东省枣庄)在如图甲的电路中，电源电压保持不变，R为滑动变阻器，其规格为“20Ω 1A”，闭合开关S，当滑片P从一端滑到另一端的过程中测到R的电功率与通过它的电流关系图象如图乙所示，则电源电压为 V，定值电阻R0的阻值为 Ω。
【答案】12；10。
【解析】由电路图可知，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，R与R0的串联，电路中的电流最小，
由图象可知，电路中的电流I小＝0.4A，
由I可得，电源的电压：U＝I小（R0+R）＝0.4A×（20Ω+R0）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当滑动变阻器接入电路中的电阻最小时，电路中的电流最大，
由图象可知，电路中的电流I大＝1.2A，1.2A﹣﹣﹣﹣﹣②，
解得：R0＝10Ω，电源的电压U＝I大R0＝1.2A×10Ω＝12V。
8.（2019 天津市）如左图所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片P从a端移动到b端的整个过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系图象如右图所示。则电阻的阻值为______；当变阻器滑片P处于a端时，电阻消耗的电功率为_____W。
【答案】 (1). 10 ； (2). 0.1。
【解析】根据欧姆定律可知，电阻的阻值等于其两端电压与流经电流之比，R1==10Ω；根据电功率P=UI，可得当变阻器滑片P处于a端时，电阻消耗的电功率为P1=1×0.1W=0.1W。
9.（2019 镇江市）图甲中，灯泡L的额定电流为0.25A，其电流与电压关系如图乙所示，滑动变阻器R的规格为“50Ω 1A”，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V。闭合开关S，调节R，当电压表的示数为1.5V时，L恰好正常发光，则L正常发光时的阻值为_____Ω，电源电压为_____V；为保证电路安全，R的调节范围为_____，灯泡L的最小电功率为______W。
【答案】 (1). 10 ； (2). 4 ； (3). 6Ω~20Ω ； (4). 0.15。
【解析】由图像可知灯泡与变阻器串联，电压表测变阻器电压，电流表测电路电流。
第一空．因为灯L正常发光，因此电流为额定电流0.25A，由图乙可知此时灯L的电压为2.5V，因此L电阻为：；
第二空．因为串联分压，因此电源电压为： ；
第三空．当电压表示数为3V时，由串联分压可知，此时灯泡L两端电压为：4V-3V=1V
由图乙可知，此时电路电流为0.15A，则此时变阻器电阻为：
为不烧坏用电器，因此电路最大电流为0.25A，此时变阻器两端电压为1.5V，则滑动变阻器此时电阻为：。因此R的调节范围为6Ω~20Ω；
第四空．由公式可知，当灯泡两端电压最小，且电路电流最小时，灯泡的功率最小，因此灯泡L的最小电功率为：。
10.(2019 内蒙古赤峰市)同学们发现电饭锅、电高压锅等用电器的功率都是可以调节的。于是，他们利用实验室中的器材，设计了一个功率可以调节的电路（如图所示）来模拟上述电器的工作状况。已知R1＝10Ὡ，学生电源提供的电压为12V且保持不变R1、R2电阻保持不变。
（1）开关S1闭合且开关S2接a时，电路的总功率为21.6W。
①此时R1与R2 联；
②求：电路中总电流和R2阻值
（2）开关S1断开且开关S2接b时，求：10s时间内电流通过整个电路做的功。
【答案】 20Ω；48J。
【解析】解：（1）由图知，开关S1闭合且开关S2接a时，R1、R2并联，根据P＝UI可得总电流：
I＝＝＝1.8A，通过R1的电流：I1＝＝＝1.2A，
因并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以通过R2的电流：I2＝I﹣I1＝1.8A﹣1.2A＝0.6A；
由I＝可得，R2的阻值： R2＝＝＝20Ω；
（2）开关S1断开且开关S2接b时，R1、R2串联，则总电阻：R＝R1+R2＝10Ω+20Ω＝30Ω，
所以，10s时间内电流通过整个电路做的功：W＝t＝×10s＝48J。
答：（1）①并；②电路中总电流为1.8A，R2阻值为20Ω；
（2）10s时间内电流通过整个电路做的功是48J。
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