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第18章电功率第1节电功电功率湖南三年中考命题点1 电能表相关计算2016年3次,2015年4次,2014邵阳9B
1.2016娄底9题3分小明家记录5月初电能表示数为
1432.7度,电能表的部分参数及6月初的示数如图所示,下列说法正确的是 第1题图A.电能表是测量用电器电功率的仪表B.此电能表适用于电流方向一秒钟改变50次的交流电路C.小明家5月初至6月初消耗的电能是105kW·hD.若电能表转盘在10min内转过250转,则用电器的总功率为1kW
2.2015永州27题2分如图所示,小王家的电能表表盘上标有“600r/kW·h”字样,他将电视机单独接在该电能表上正常工作30min,电能表上的转盘转过60转,该电视机在这段时间内消耗的电能为________kW·h,小王家同时工作的用电器总功率不得超过_______W.第2题图命题点2 动态电路分析类型1 滑动变阻器引起的动态电路分析2016年6次,2015年6次,2014年9次
1.2015常德17题3分如图所示的电路中电源电压保持不变,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,下列说法不正确的是 第1题图A.电流表示数变小B.电压表示数变小C.灯泡消耗的功率变大D.电路消耗的总功率变小
2.2014长沙27题3分如图所示,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,下列判断正确的是 第2题图A.电流表示数变小B.电压表示数变小C.灯L变亮D.滑动变阻器消耗的电功率变大
3.2015衡阳15题2分如图所示,电源电压保持不变,当闭合开关S,滑动变阻器的滑片P由右向左移动的过程中,下列说法正确的是 第3题图A.电压表的示数减小,电压表的示数增大B.电阻R1和R2消耗的功率的变化量一定相等C.电压表增大的示数大于减小的示数D.电压表增大的示数小于减小的示数
4.2013益阳17题4分如图所示电路中,电压表测的是________选填“L1”“L2”或“R”两端的电压;滑动变阻器的滑动触片向右移动时,灯泡L1的亮度________选填“变亮”“变暗”或“不变”.第4题图类型2 开关引起的动态电路分析[2016年2次,2014年邵阳343]
5.2013常德20题2分如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S2后,则 第5题图A.电压表的示数变大B.电流表的示数变大C.电路中的总电阻变大D.电路消耗的总功率变小
6.2016长沙26题3分如图,电源电压和灯的电阻保持不变,先闭合S1,灯L正常发光,电流表有示数,再进行下列操作后.判断正确的是 第6题图A.同时闭合S
1、S2,电流表示数变大,灯变亮B.同时闭合S
1、S3,电流表示数变大,灯的亮度不变C.同时闭合S
1、S3,电压表示数不变D.断开S1,只闭合S2,电流表、电压表示数都变大
7.2013长沙27题3分在如图的电路中,灯泡L上标有“6V 4W”的字样,当S、S1均闭合时,灯泡正常发光,电压表示数为12V;若再断开S1,灯泡的实际功率变为原来的,则下列选项中正确的是 第7题图A.电路中电源电压为24VB.电阻R1的阻值为27ΩC.断开S1后,电压表的示数变大D.断开S1前后,电流表的示数之比为4∶
18.2012长沙32题6分如图所示,电源电压U保持不变,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω,灯泡L的电阻是10Ω.当S闭合,S1断开,且滑片P在b端时,电流表示数为
0.2A;当S、S1都闭合,且滑片P在a端时,电流表的示数为
0.8A,则电源电压为________V,电阻R1的阻值为______Ω,电路中消耗的最大总功率与最小总功率之比为______.不考虑温度对电阻的影响第8题图命题点3 电功、电功率的理解及计算2016年21次,2015年23次,2014年24次类型1 文字表述类
1.2016岳阳12题3分将“
2.5V
0.3A”和“
3.8V
0.3A”的两个小灯泡,接在合适的电源上,小灯泡均没有烧坏,两灯相比较与事实相符的是 A.若两灯串联,“
3.8V
0.3A”的灯更亮B.若两灯串联,“
2.5V
0.3A”的灯两端电压更大C.若两灯并联,“
3.8V
0.3A”的灯更亮D.若两灯并联,通过“
3.8V
0.3A”的灯电流更大
2.2015长沙31题4分为了节约能源,我国制定了彩电能效标准,该标准规定,彩电待机功率不得超过9W.若每个家庭平均拥有2台电视机,每天待机5h,则某家庭每天电视机待机消耗的电能最多将达到________J.晚上,婷婷一家人坐在电视机前观看电视,开机一段时间后,当她用手去摸电视机背面时,感觉到有点热,这是电流的________效应所致.类型2 电路图类
3.2016长沙32题4分如图,电源电压恒定,灯L的规格为“24V 72W”且工作时电阻保持不变,电压表的量程为0~15V,电流表的量程为0~3A,在电路安全的前提下,操作如下当只闭合S、S3时,电路中的总功率为P1,电流表示数为I1;当只闭合S
2、S3时,移动滑片使滑动变阻器的阻值为R,电流表示数为I2,电阻R1和滑动变阻器的总功率为10W;再移动滑片使滑动变阻器的阻值为2R,电流表示数为I3,灯L和滑动变阻器的总功率为
9.72W;当只闭合S、S
1、S2时,移动滑动变阻器的滑片,使电路中的最小总功率为P4,此时电流表示数为I
4.已知P1∶P4=5∶6,I2∶I3=10∶9,则灯L的电阻为________Ω,I1∶I4=________,当滑动变阻器R2的阻值为________Ω时,该电路消耗的功率最小.第3题图
4.2015衡阳31题6分如图是某同学探究的一个调光电路,已知元件的规格分别为灯L“6V 6W”不考虑灯丝电阻变化、变阻器的阻值范围为0~12Ω,电源电压恒为6V.1求灯的电阻;2当S闭合,把滑动变阻器的滑片移至中点位置时,求通过灯泡的电流;3将滑片从最左端移到最右端过程中,求灯的最小功率.结果保留两位小数第4题图类型3 铭牌类
5.2016永州35题8分如图是小贝家厨房安装的即热式电热水龙头,它的特点是即开即有热水,无需提前预热,而且可以通过调节水流大小调节水温,不需要调节加热电阻大小.其部分参数如下表所示忽略温度对电阻的影响.求额定电压220V额定功率2200W最高水温50℃交流电频率50Hz 第5题图1该水龙头正常工作时电路中的电流多大?2该水龙头正常工作时的电阻多大?3该产品的电气技术参数中规定合格产品的电阻偏差应小于或等于2Ω.每一批产品在出厂前都会进行抽检,现将一个该款水龙头单独接在220V电路中,请你计算1min内消耗的电能在什么范围内,该水龙头电气部分是合格的?类型4 图像类
6.2016益阳22题10分如图甲所示,额定功率为
3.6W的小灯泡灯泡电阻不变与滑动变阻器串联在电路中,电源电压恒定,当滑片P滑至A端时,小灯泡恰好正常发光.滑动变阻器滑片P从A端移到B端的过程中,小灯泡两端电压U与滑动变阻器接入电路电阻R的关系如图乙所示.求1电源电压;2小灯泡的电阻;3当滑片P滑至B端时,小灯泡消耗的实际功率.第6题图
7.2016岳阳23题9分图甲为某款新型电饭煲,额定电压为220V.它采用了“聪明火”技术,智能化地控制不同时间段的烹饪温度,以得到食物最佳的口感.图乙为其电路原理图,R1和R2为电阻不变的电热丝.S1是自动控制开关.将电饭煲接入220V电路中,在电饭煲工作的30min内,它消耗的电功率随时间变化的图像如图丙所示.求第7题图10~30min,电饭煲产生的总热量;2S和S1均闭合时,电路中的总电流;3在不同电压下,电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开产生的热量相同.用电高峰期,当实际电压为198V时,使用该电饭煲,从开始工作到S1第一次自动断开需要多长时间.结果保留一位小数
8.2016衡阳32题10分超声波加湿器通电工作时,雾化片产生每秒170万次的高频率振动,将水抛离水面雾化成大量1μm~5μm的超微粒子水雾,吹散到空气中使空气湿润,改变空气的湿度.图甲所示是某型号超声波加湿器,下表为其部分技术参数,其中额定加湿量是正常工作1h雾化水的体积;加湿效率是指实际加湿量和实际功率的比值.额定加湿量Q额15L/h额定电压U额220V额定功率P额660W水箱容量V30L加湿效率k≥
1.2×10-2L/h·W1水雾化成超微粒子的过程______选填“是”或“不是”汽化现象.加湿器正常工作时的电流为______A,加满水后最多能加湿________h.2若在没有其他用电器接入电路的情况下,加湿器工作30min,标有“3000imp/kW·h”的电能表指示灯闪烁了720次,此过程中加湿器的实际功率为多少W?加湿器的加湿量Q实至少为多少L/h3超声波加湿器内部有一个湿度监测装置,利用湿敏电阻可实现对环境湿度的精确测量.图乙为该湿度监测装置的电路图.已知电源电压为24V,定值电阻R0的阻值为120Ω,电流表的量程为0~100mA,电压表的量程为0~15V,湿敏电阻的阻值R随湿度RH变化的关系图线如图丙所示,请你根据该电路计算湿度监测装置能够测量的湿度范围.第8题图答案命题点1 电能表相关计算
1.C 【解析】电能表是用来测量电路中消耗电能多少的仪表,A错误;电能表上50Hz指的是交流电的频率,它表示电流来回改变50次,在一个周期即
0.02s内电流方向改变两次,则电流方向在一秒内改变100次,B错误;从题图知,5月份消耗的电能W=
1537.7kW·h-
1432.7kW·h=105kW·h,C正确;2500r/kW·h表示每消耗1kW·h的电能,电能表转盘转过2500r,故电能表转盘在10min内转过250转时,消耗的电能W=×1kW·h=
0.1kW·h,则其功率P===
0.6kW,D错误,故选C.
2.
0.1 2200 【解析】“600r/kW·h”是指电能表的转盘转过600转时,消耗1kW·h的电能,由此可知,转盘转过60转时消耗的电能为
0.1kW·h;小王家同时工作的用电器最大功率为P=UI=220V×10A=2200W.命题点2 动态电路分析
1.C 【解析】由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流.当滑动变阻器的滑片P向右移动时,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由欧姆定律可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,A正确,不符合题意;由U=IR可知,在灯泡电阻不变时,电流减小,灯泡两端的电压变小,即电压表的示数变小,B正确,不符合题意;由P=UI可知,灯泡消耗的电功率和电路消耗的总功率都变小,故C错误,符合题意;D正确,不符合题意.故选C.
2.A 【解析】由题中电路图可知,灯泡与滑动变阻器并联,电流表测干路电流,电压表测电源电压.滑片P向右滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,滑动变阻器两端电压不变,由欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流减小,灯泡两端电压不变,电阻不变,通过灯泡的电流不变,则干路电流减小,电流表示数减小,故A正确;电压表测电源电压,电源电压不变,电压表示数不变,故B错误;灯泡两端电压不变,通过灯泡的电流不变,灯泡实际功率不变,灯泡亮度不变,故C错误;滑动变阻器两端电压不变,滑动变阻器接入电路的阻值增大,由P=可知,滑动变阻器消耗的电功率减小,故D错误.故选A.
3.D 【解析】由电路图可知,R
1、R
2、R串联,电压表测R1两端的电压,电压表测R两端的电压.滑动变阻器的滑片P由右向左移动过程中,接入电路中的电阻减小,电路中的总电阻减小,由I=可知,电路中的电流增大,由U=IR可知,R1与R2两端的电压都增大,则电压表的示数增大,因串联电路中总电压等于各用电器两端电压之和,所以,R两端的电压减小,即电压表的示数减小,故A错误;设滑片移动前后电路中的电流分别为I
1、I2,则R1与R2消耗功率的变化分别为ΔP1=IR1-IR1=I-IR1,ΔP2=IR2-IR2=I-IR2,因R1与R2的阻值关系不确定,所以电阻R1和R2消耗的功率的变化量ΔP1与ΔP2不一定相等,故B错误;滑片移动前后,电压表示数的增加量ΔU1=I2R1-I1R1=I2-I1R1,电压表示数的减少量ΔU2=I2R1+R2-I1R1+R2=I2-I1R1+R2,所以电压表增大的示数小于减小的示数,故C错误,D正确.故选D.
4.L2 变暗 【解析】从题图中可以看出,电压表的两接线柱并联接在灯泡L2两端,故测的是灯泡L2两端的电压;灯泡L1与滑动变阻器串联后与L2并联,滑片向右移动的过程中,变阻器连入电路中的电阻增大,故串联电路中的总电阻增大,因电压不变,通过灯泡L1的电流减小,则灯泡L1消耗的实际功率P1=UI=I2R,在灯丝电阻不变时,灯泡L1消耗的功率减小,故灯泡L1变暗.
5.B 【解析】由题图可知,闭合开关S2前,电路是只有一个电阻的电路,电流表测电路的电流,电压表测该电阻两端的电压,即电源电压;闭合开关S2后,电路变为两个电阻并联的电路,电流表测干路中的电流,电压表测电源电压;由题意可知,电源电压保持不变,故电压表的示数不变,故A错误;电流表测流过两个电阻的总电流,故其示数变大,B正确;由于并联后的总电阻小于并联电路中任意一个电阻为阻值,故电路中的总电阻变小,C错误;由P=UI可知,电路消耗的总功率变大,故D错误.故选B.
6.B 【解析】根据电路分析,同时闭合S
1、S2时,和只闭合S1时电路连接一样,因此电流表示数、灯泡亮度都不变,A错误;只闭合S1时,只有L接入电路,同时闭合S
1、S3时,L和R并联,因为并联电路各支路互相不影响,所以灯泡亮度不变,而干路电流是各支路电流之和,所以电流表示数变大、灯泡亮度不变,B正确;只闭合S1时,电压表被断路示数为0,而同时闭合S
1、S3时电压表测量电源电压,所以电压表示数增大,C错误;只闭合S2时,电路变成串联电路,总电阻增大,电流减小,电压表测量的是R两端电压,示数不为0,示数增大了,故电流表示数减小,电压表示数增大,D错误.
7.B 【解析】S、S1均闭合时,灯泡正常发光,电路中R1被短路,L与R2串联连接,此时I实=I额===A,即可知电路中电流为A.电压表并联在R2两端,U2=12V,因此R2===18Ω,电源电压等于6V+12V=18V.则A选项错误.当断开S1时,R
1、R
2、L三者串联连接,电路中的总电阻变大,电流变小,电压表示数变小,则C选项错误.当断开开关S1后,小灯泡的实际功率变为原来的,因此根据P=I2R知,灯泡的电阻不变,此时通过小灯泡的电流变为原来的,即断开S1前后,电流表的示数之比为2∶1,此时灯泡L两端电压变为原来的,即3V,R2两端电压也变为原来的,即6V,R1两端电压为18V-3V-6V=9V,根据串联电路分压可知,R1的电阻是R2电阻的
1.5倍,即18Ω×
1.5=27Ω,因此B选项正确,D选项错误.故选B.
8.6 30 4∶1 【解析】当S闭合、S1断开,且滑片P在b端时,电路总电阻为30Ω,电路电流为
0.2A,根据欧姆定律可得电源电压为U=IR=
0.2A×30Ω=6V;当S和S1都闭合时且滑片P在a端时,灯泡L与电阻R1并联,通过灯泡的电流为IL===
0.6A,所以通过电阻R1的电流为
0.8A-
0.6A=
0.2A,由欧姆定律可求出R1===30Ω;当只闭合S且滑片P在b端时电路的总电阻最大,此时电路消耗的功率最小,Pmin===
1.2W,当S1闭合,滑片P在a端时,灯泡L与电阻R1并联时电路消耗的功率最大,Pmax=6V×
0.8A=
4.8W,所以电路中消耗的最大总功率与最小总功率之比为Pmax∶Pmin=
4.8W∶
1.2W=4∶
1.命题点3 电功、电功率的理解及计算
1.A 【解析】由R=可知,“
2.5V
0.3A”灯泡的电阻比“
3.8V
0.3A”的电阻小.若两灯串联,各灯泡中的电流相等均为
0.3A,则灯泡消耗的实际功率P=I2R,即电阻大的消耗的实际功率大,故“
3.8V
0.3A”的灯泡较亮,A正确;根据串联电路中的分压原理可知,电阻大的分得的电压大,B错误;若两灯并联,则允许所加的电压为
2.5V,由P=可知,在电压一定时,电阻大的灯泡消耗的实际功率小,亮度较暗,C错误;由I=可知,电压一定时,电阻小的电流大,则“
2.5V
0.3A”灯泡中通过的电流较大,D错误.故选A.
2.
3.24×105 热【解析】由W=Pt得,W=2×9W×5×3600s=
3.24×105J.电流通过导体时都会发热,即电流的热效应.
3.8 5∶6 32 【解析】灯泡的额定电压是24V、额定功率是72W,电阻是RL===8Ω.因为电源电压不变,由P=UI可得P与I成正比,所以I1∶I4=P1∶P4=5∶
6.设电源电压为U,只闭合S、S3时,只有灯泡接入电路中,则P1=
①、I1=
②;当只闭合S
2、S3时,三个用电器串联,当滑动变阻器接入电路中的电阻为R时,I2=
③,而且有IR+R1=10W
④;当滑动变阻器接入电路中的电阻为2R时,I3=
⑤,而且有I2R+8Ω=
9.72W
⑥;只闭合S、S
1、S2时,R1和滑动变阻器并联接入电路中,当滑动变阻器接入最大阻值时,电路中的电流最小,功率最小,这时最小电流是I4=+
⑦,电功率是P4=+
⑧.由P1∶P4=5∶6和
①⑧两式可得=Ω
⑨,由I2∶I3=10∶9和
③⑤可得8Ω+R1=8R,由I2∶I3=10∶9和
④⑥可得6R1-40Ω=4R⑪,联立⑪可得R1=8Ω、R=2Ω;再联立
⑨可得R2=40Ω.由
④得I2=1A,代入
③得U=18V.要使电路消耗的电功率最小,三个电阻应该串联,变阻器应该尽量接入最大的阻值,所以电压表示数应该最大,取15V,则这时灯泡两端电压是18V-15V=3V,所以电路中的电流是I===A,所以滑动变阻器和定值电阻R1的阻值和是R总===40Ω,所以变阻器的最大阻值可以是40Ω-8Ω=32Ω,而计算得变阻器的最大阻值为40Ω,所以当变阻器的阻值为32Ω时,电路消耗的电功率最小.
4.解1由P=得,灯泡电阻RL=eq\fUPL==6Ω2当滑片在中点时,滑动变阻器接入电阻为R0=×12Ω=6Ω,此时电路总电阻为R总=RL+R0=6Ω+6Ω=12Ω电路电流为I===
0.5A3滑片移到最右端时,电路总电阻为R最大=RL+R=6Ω+12Ω=18Ω,此时电路电流最小,为I最小===A,灯泡最小功率为PL′=IRL=A2×6Ω≈
0.67W
5.解1由P=UI可得,水龙头正常工作时电路中的电流是I===10A2水龙头正常工作时的电阻是R===22Ω或R===22Ω3当电阻小于标准电阻2Ω时,1min内消耗的电能是W大=t=×60s=
1.452×105J当电阻大于标准电阻2Ω时1min内消耗的电能是W小=t=×60s=1.21×105J所以,1min内消耗的电能在
1.21×105J到
1.452×105J的范围内是合格的.
6.解1当滑片滑至A端时,变阻器接入电路中的电阻是0,只有灯泡接入电路中,灯泡两端的电压最大,为电源电压,故由图可得U=6V2当灯泡两端电压为电源电压时灯泡正常发光,其电压同时为其额定电压.所以灯泡的额定电压也是6V.灯泡的电阻是RL===10Ω3由图可得当滑片滑到B端时,灯泡两端的电压是2V,滑动变阻器接入电路中的阻值是其最大阻值20Ω滑动变阻器两端的电压是UP=U-UL=6V-2V=4V串联电路的电流是I=IP===
0.2A小灯泡的实际功率是PL=ULI=2V×
0.2A=
0.4W或PL=eq\fUR2==
0.4W或PL=2PL额=2×
3.6W=
0.4W
7.解1由丙图可知,电路的功率分别为660W和440W时,各用的时间均为15min,则30min内电饭煲产生的总热量为Q=W=P1t1+P2t2=660W×15×60s+440W×15×60s=
9.9×105J2当开关S和S1均闭合时,R1和R2并联,I总===3A3在电功率P总=660W状态下工作10min产生的热量是Q′=W=P总t=660W×600s=
3.96×105J此时电路的等效电阻R===Ω在实际电压是198V时,实际电功率P实=eq\fUR==
534.6W实际工作时间t实===≈
740.7s
8.解1水雾化成的超微粒子仍为液体,该过程不是汽化现象.加湿器正常工作时,I===3A;加满水后加湿时间为t===2h.2加湿器消耗的电能为W==
0.24kW·h,则加湿器的实际功率为P实===
0.48kW=480W;加湿器的加湿量至少为Q=kP实=
1.2×10-2L/h·W×480W=
5.76L/h.3由图知,R、R0串联,故通过的电流相等.当R=0Ω时,I===
0.2A=200mA100mA,故R不会为0Ω,R电阻最小时电流表的示数最大为100mA=
0.1A,此时R最小===120Ω;UR最小=I最大R最小=
0.1A×120Ω=12V;当R增大时,电流变小,R0两端的电压变小,R两端的电压增大,电压表的量程为0~15V,故R的电压最大为15V,此时I最小===
0.075A,R最大为R最大===200Ω,由图像知湿度检测装置能够测量的湿度范围为30%~90%.PAGE17。