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2023
学年
中考
物理
高频
考点
讲解
专题
20
电功率
电热
练习
解析
电功、电功率和电热
★考点一:电能、电能表及其相关计算
1.(2023年•玉林)下列关于电能的说法正确的是( )
A.可以通过电流表把电能直接测量出来
B.电能的单位是“度”,学名叫做千瓦
C.消耗电能越多的用电器,电功率就越大
D.消耗电能相同的用电器,产生的热量不一定相同
【答案】D
【解答】A、电流表只能测量通过用电器的电流,电能表能够测量用电器消耗电能的多少。故A错误;
B、电能的常用单位是“度”,学名是千瓦时。故B错误;
C、由公式P=知,用电器消耗电能较多,通电时间不确定,功率大小不能确定。故C错误;
D、消耗电能相同的电风扇和电烙铁,电风扇产生的热量远小于电烙铁产生的热量。故D正确。
2.(2023年•衡阳)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
【解答】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1kW•h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=lkW×h=kW•h;
则电能表的圆盘转过的圈数:N=kW•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。
3.(2023年•兰州)某电能表的表盘上标有“1600imp/(kW•h)”的字样,将铭牌上标有“220V 1210W”字样的电热水器接在家庭电路中,只让它单独工作6min,这段时间内电能表的指示灯闪烁了160次,则该电热水器在上述时间内实际消耗的电能为 kW•h,实际功率为 W,该电路的实际电压为 V。
【答案】0.1;1000;200
【解答】(1)1600imp/kW•h表示电能表指示灯每闪烁1600次,电路消耗的电能为1kW•h,
电能表的指示灯闪烁160次消耗的电能为:
W=kW•h=0.1kW•h;
电热水器的实际功率:
P===1kW=1000W;
(2)因为电热水器的额定电压和额定功率分别为U额=220V,P额=1210W,
由P=可得,电热水器的电阻为:
R===40Ω,
由P=可得:
U2=PR=1000W×40Ω,
解得实际电压:
U实=200V。
4.(2023年•河南)在家用电器调查活动中,小亮让电热水器单独工作2min,测得家中如图所示的电能表的转盘转了70r,热水器的实际功率为 W;若不计能量损失,这段时间内热水器中50L的水可升温 ℃.由于热水器的功率远大于冰箱,从安全用电的角度考虑,热水器的电源线比冰箱的要 (选填“粗”或“细”)。
[已知ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg•℃)]
【答案】2100;1.2;粗
【解答】(1)电能表的转盘转70r,电热水器消耗的电能:
W==0.07kW•h,
工作时间t=2min=h,
则该电热水器的实际功率:
P===2.1kW=2100W。
(2)电热水器消耗的电能:
W′=Pt=2100W×120s=2.52×105J,
水的体积V水=50L=0.05m3,
由ρ=可得,水的质量:
m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×0.05﹣3m3=50kg;
因为不计能量损失,所以水吸收的热量:Q吸=W′=2.52×105J,
由Q=cm△t得,水升高的温度:
△t===1.2℃。
(3)由于电热水器的功率远大于冰箱,根据P=UI可知,电热水器工作时的电流远大于冰箱,相同条件下热水器导线上产生的热量较多。
为保证线路安全,在电流和通电时间一定时,电热水器选择较粗的电源线,可以减小导线电阻,
根据Q=I2Rt可知,电源线产生的热量减少,可防止电源线快速老化而引发安全事故。
5.(2023年•辽阳)如图是威威家的电能表,由表盘上的信息可知,他家同时使用的用电器总功率不能超过 W.威威家有一台烤面包机,铭牌上标有“220V900W”的字样,某次烤面包机单独正常工作时,电能表的转盘转了45转,则此次烤面包机工作了 min.若在用电高峰期,实际电压低于220V,烤面包机的实际功率将 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】4400;1;变小
【解答】由电能表参数可知,电能表正常工作时的电压为220V,允许通过的最大电流为20A,他家同时使用用电器的最大总功率:P大=UI=220V×20A=4400W;
用电器消耗的电能为:W=kW•h=0.015kW•h;
根据W=Pt可知用电器工作的时间为:t===h=1min;
若在用电高峰期,实际电压低于220V,由于电阻不变,根据公式P=可知,实际功率会变小。
★考点二: 滑动变阻器引起的动态电路分析(电功率)
6.(2023年•北京)如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,当开关S闭合时,灯L正常发光。如果将滑动变阻器的滑片P向右滑动,则下列说法中正确的是( )
A.电流表的示数变大,灯L变亮
B.电流表的示数变大,灯L变暗
C.电流表的示数变小,灯L变亮
D.电流表的示数变小,灯L变暗
【答案】D
【解答】由电路图可知,灯泡和滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流;
将滑动变阻器的滑片P向右滑动时,接入电路的电阻变大,电路的总电阻变大;
根据I=可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小;
根据U=IR可知,灯泡两端的电压变小,由P=UI可知,灯泡的实际功率变小,故灯泡变暗。
7.(2023年•遂宁)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右移动过程中( )
A.电压表V的示数不变 B.电流表A的示数变大
C.小灯泡的亮度变暗 D.电路的总功率变大
【答案】A
【解答】由图可知,闭合开关,灯泡与滑动变阻器并联,电流表A测量电路总电流,电压表测电源电压,所以滑片移动电压表的示数不变,故A正确;
当滑动变阻器的滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据I=可知,滑动变阻器所在支路中的电流变小;
根据并联电路的特点可知,各支路互不影响,所以滑片向右移动,小灯泡的电流和实际功率不变,则灯泡的亮度不变,故C错误;
根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,总电流变小,即电流表A的示数变小,故B错误;
电源电压保持不变,总电流变小,根据P=UI知,电路的总功率变小,故D错误。
8.(2023年•泰州)如图,R1>R2,闭合开关,将滑动变阻器的滑片向左滑动,电压表V1示数变化量的绝对值为△U1,电压表V2示数变化量的绝对值为△U2,滑动变阻器R两端电压变化量的绝对值为△U3,下列说法正确的是( )
A.V1示数变小,V2示数变大
B.V1示数变大,△U1<△U2
C.V2示数不变,△U1=△U3
D.V2示数变大,△U1<△U3
【答案】D
【解答】由电路图可知,R1、R2、R串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,
由图知,将滑动变阻器的滑片向左滑动,变阻器接入电路中的电阻变小,电路的总电阻变小,
由I=可知,电路中的电流变大,
由U=IR可知,R1、R2两端的电压均变大,即V1示数变大、V2示数变大,故AC错误;
设滑片移动前后电路中的电流分别为I1、I2,
则电压表V1示数变化量的绝对值和电压表V2示数变化量的绝对值分别为:
△U1=U1′﹣U1=I2R1﹣I1R1=(I2﹣I1)R1①
△U2=U2′﹣U2=I2R2﹣I1R2=(I2﹣I1)R2②
由R1>R2可知,(I2﹣I1)R1>(I2﹣I1)R2,即△U1>△U2,故B错误;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,滑动变阻器R两端电压变化量的绝对值:
△U3=(U﹣I1R1﹣I1R2)﹣(U﹣I2R1﹣I2R2)=(I2﹣I1)(R1+R2)③
则(I2﹣I1)R1<(I2﹣I1)(R1+R2),即△U1<△U3,故D正确。
9.(2023年•福建)如图电路,电源电压恒定,R1=12Ω,R2=6Ω,R3是定值电阻。闭合开关S1,单刀双掷开关S2接a时电流表的示数为0.6A,接b时电流表的示数可能为( )
A.0.3 A B.0.6 A C.0.9 A D.1.2 A
【答案】C
【解答】由电路图可知,闭合开关S1,单刀双掷开关S2接a时,R1与R3串联,电流表测电路中的电流,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,由I=可得,电源的电压:
U=Ia(R1+R3)=0.6A×(12Ω+R3),
当闭合开关S1,单刀双掷开关S2接接b时,R2与R3串联,电流表测电路中的电流,
则电流表的示数:
Ib====0.6A+,
当R3=0时,Ib=0.6A+=1.2A,
当R3→∞时,Ib=0.6A,
由R3是定值电阻可知,0.6A<Ib<1.2A,结合选项可知C符合。
★考点三: 多开关通断引起的动态电路分析(电功率 )
10.(2023年•西宁)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S1和S2,灯L正常发光,则断开开关S2时( )
A.电流表示数变大,灯L变亮
B.电压表示数变大,灯L的实际功率变小
C.电流表示数变小,灯L仍然正常发光
D.电压表示数不变,电路的总功率变大
【答案】C
【解答】由电路图可知,闭合开关S1和S2时,定值电阻R与灯泡L并联,电压表测电源两端的电压,电流表测干路电流,
当断开开关S2时,电路为灯泡L的简单电路,电压表测电源两端的电压,电流表测通过L的电流,
因电源电压保持不变,
所以,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,通过灯泡L的电流不变,灯L仍然正常发光,故A错误;
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,电路的总电流变小,即电流表的示数变小,故C正确;
由P=UI可知,电路的总功率最小,故D错误。
11.(2023年•岳阳)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
【解答】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。
★考点四: 敏感电阻引起的动态电路分析(电功率 )
12.(2023年•广西)用石墨烯制成的湿敏电阻,其阻值会随含水量的升高而增大。如图是检测植物叶片含水量的电路,电源电压不变。将湿敏电阻R附着在叶片上,当叶片含水量升高时( )
A.电流表示数增大 B.电压表示数减小
C.电路总电阻减小 D.电路总功率增大
【答案】B
【解答】由电路图可知,湿敏电阻R与定值电阻R0串联,电流表测电路中的电流,
将湿敏电阻R附着在叶片上,
因湿敏电阻的阻值会随含水量的升高而增大,且串联电路的总电阻等于各分电阻之和,
所以,当叶片含