专题15 电功、电功率和电热（解析版）（第1期）

【中小学教辅资源店微信：mlxt2022】专题15电功、电功率和电热（解析版）（第1期）一、选择题1.（2022·四川自贡）小王随父母去自贡江姐故里进行红色研学之旅。需要提前给移动充电宝进行充电，充电宝容量为60000mA·h，充电电压为5V，充电时剩余电量为0，于是她关闭家中其它用电器，并观察到家里电能表如图所示，要给充电宝充满电，电能表的转盘将转过（）。A.120rB.200rC.300rD.1000r【答案】C。【解析】给充电宝充满电消耗的电能W＝UIt＝5V×60000×10−3A×3600s＝1080000J＝0.3kW•h1000r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h电能，电能表的转盘转过1000转，则消耗0.3kW•h电能，电能表转盘的实际转数n＝0.3kW•h×1000r/（kW•h）＝300r故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。2.（2022·山东临沂）一个标有“220V1100W”的电热器，当通过它的电流为4A时，它的实际功率为（）。A.176WB.704WC.880WD.1100W【答案】B。【解析】一个标有“220V1100W”的电热器，则该电热器的电阻为22220V=441100WURP额额Ω当通过它的电流为4A时，它的实际功率为22=4A44=704WPIR实实Ω故B符合题意。故选B。3.（2022·四川遂宁）夏季汛期来临，某科技小组设计了一个监测观音湖水位的装置。其原理如图甲，电路中电源电压保持不变，0R为定值电阻；R是竖直放置的长条形电阻片，浮子可带动金属滑杆AP在竖直方向上下移动，AP与R组成滑动变阻器（最大阻值60），当电流表的示数达到某【中小学教辅资源店微信：mlxt2022】一数值时提醒监测员水位达到警戒值。R接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙，电路工作时电压表与电流表变化关系如图丙。则下列说法正确的是（）A.当水位升高时，电压表的示数变大；B.该电路的电源电压是6V；C.该电路工作时的最小总功率是0.3W；D.当水位达到警戒水位时，电流表的示数为0.2A【答案】D。【解析】由图可知，变阻器R和电阻R0串联，电压表测量R两端的电压，电流表测量电路中的电流。A．当水位升高时，浮子向上运动，带动金属滑杆AP在竖直向上移动，变阻器连入电路的电阻变小，由串联分压可知变阻器两端的电压变小，即电压表的示数变小，故A错误；B．由图丙可知，R接入电路的阻值最大时，电路总电阻最大，由UIR可知通过电路的电流最小，最小电流是0.1A，R两端的电压是6V，电源电压为U=I小(R大+R0)=0.1A×(60Ω+R0)①当R接入电路的电阻为零，只有R0的简单电路，电路的总电阻最小，由UIR可知通过电路的电流最大，最大电流是0.3A，电源电压为U=I大R0=0.3A×R0②电源电压不变，则0.1A×(60Ω+R0)=0.3A×R0R0=30Ω电源电压U=I大R0=0.3A×30Ω=9V故B错误；C．电路中最小电流是0.1A，该电路工作时的最小总功率P小=UI小=9V×0.1A=0.9W故C错误；D．由图乙可知，水位升高195.0m-175.0m=20.0m变阻器的阻值变化量是60Ω，水位的变化量和变阻器的阻值变化量成正比，当警戒水位时，水位升高190.0m-175.0m=15.0m则20.0m15.0m=60R，R′=45Ω此时变阻器连入电路的电阻R′′=R大-R′=60Ω-45Ω=15Ω【中小学教辅资源店微信：mlxt2022】当水位达到警戒水位时，电流表的示数为09V=0.2A30+15UIRR；故D正确。故选D。4.（2022·山东泰安）如甲图所示，灯泡L标有“8V4W”字样，忽略温度对灯丝电阻的影响，滑动变阻器1R标有“50Ω1A”字样，电压表的量程为0~3V，电流表的量程为0~0.6A，定值电阻2R的电流随电压变化的图像如乙图所示。在保证电路安全和电表不超量程的情况下，当闭合开关S、1S、2S时，通电30s，电路中电流所做的功为120J；当闭合开关S，断开开关1S、2S时，灯泡的实际功率为LP；当闭合开关1S、2S，断开开关S时，定值电阻2R消耗的最小功率为2P。下列说法中（）。①灯泡L的电阻为16②电源电压为12V③20.75WP④L1WPA.只有①④正确B.只有②③正确C.只有①②正确D.只有①③④正确【答案】A。【解析】①因为灯泡L标有“8V4W”字样，由2UPR知道，灯泡正常发光时的电阻228V=16Ω4WLURP额额故①正确；②由图乙知道，当R2两端电压是8V时，通过的电流是0.5A，由欧姆定律知道，R2的电阻为2228V=16Ω0.5AURI由图知道，当闭合开关S、1S、2S时，是R2的简单电路，由于通电30s，电路中电流所做的功为120J，故22120JUWtR由以上两式解得，电源电压U=8V故②错误；【中小学教辅资源店微信：mlxt2022】③由图知道，当闭合开关1S、2S，断开开关S时，R1与R2串联，所以，当滑动变阻器1R全部接入电路时，电路的电流最小，此时电流大小是128V=0.12A50Ω+16ΩUIRR小定值电阻2R消耗的功率最小，为22220.12A16Ω=16WPIR小故③错误；④当闭合开关S，断开开关1S、2S时，灯泡与R2串联，则灯泡的实际功率为LP2222228V16Ω=1W16Ω+16ΩLLUPIRRRR故④正确。综上所述，A正确。故选A。5.（2022·山东临沂）图甲所示电路，电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V。闭合开关后，将滑动变阻器的滑片从最右端向左移动到某一位置的过程中，两电表的示数关系如图乙所示。下列判断正确的是（）。A.小灯泡的额定功率为0.625WB.电路的最大总功率为1.2WC.小灯泡的灯丝阻值越来越小D.R的阻值变化范围为20Ω~8Ω【答案】A。【解析】由电路图知，小灯泡与滑动变阻器串联在电路中，电压表测小灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。A．由图乙知，电压表示数为2.5V时，电路中的电流为0.25A，此时小灯泡正常工作，其额定功率P额=U额I额=2.5V×0.25A=0.625W故A正确；B．小灯泡正常工作时，电路中电流最大，电路的总功率最大为P总=UI额=4.5V×0.25A=1.125W故B错误；C．由图甲知，滑片向左滑动过程中，变阻器接入电路的阻值变小，电路中的总电阻变小，电路的电流变大，由图乙知，随着电压增大，电流也增大，而电压的增加量比电流的大，据欧姆定律知，的【中小学教辅资源店微信：mlxt2022】随着电压增大，小灯泡的灯丝电阻变大，故C错误；D．由图乙知，变阻器接入电路的阻值最大时，电路中的电流最小为0.05A，此时电压表示数为0.5V，即小灯泡两端的电压为0.5V。变阻器两端的电压U滑1=U-U1=4.5V-0.5V=4V滑动变阻器的最大阻值1max14V80Ω0.05AURI滑电路中的电流最大时，变阻器两端的电压U滑2=U-U额=4.5V-2.5V=2V变阻器接入电路的阻值最小为2min2V8Ω0.25AURI滑额所以变阻器接入电路的阻值为80Ω~8Ω，故D错误。故选A。6.（2022·陕西省）物理科技小组在课外制作活动中，把一废旧电饭锅改造成一个由一根电热丝和两个开关组成简易电饭锅。接通电源，手动开关闭合，电热丝工作，当锅内温度达到103℃时，手动开关自动断开，且无法自动闭合；接通电源，温控开关在锅内温度低于60℃时自动闭合，电热丝工作，锅内温度高于85℃时，温控开关自动断开。通过两个开关的通断，可实现加热和保温两种功能。根据以上描述，下列判断正确的是（）。A.接通电源，闭合手动开关，电热丝才能开始工作；B.当手动开关自动断开时，简易电饭锅马上进入保温状态；C.锅内温度由103℃降至60℃过程中，电热丝不工作；D.简易电饭锅加热时的功率大于保温时的功率【答案】C。【解析】A．由题意可知，由题意可知，温控开关S1与按钮开关S2是并联的，如图所示电热丝要工作，只需闭合开关S1或者开关S2，当锅内温度低于60℃时，温控开关S1自动闭合，电热丝工作，故A错误；B．当手动开关自动断开时，锅内温度达到103℃，锅内温度高于85℃，温控开关S1不会闭合，所以简易电饭锅不能马上进入保温状态，故B错误；C．锅内温度达到103℃时，手动开关自动断开，且无法自动闭合，而温控开关在锅内温度低于60℃时才会自动闭合，所以锅内温度由103℃降至60℃过程中，电热丝不工作，故C正确；D．根据公式2UPR的【中小学教辅资源店微信：mlxt2022】可知，简易电饭锅加热时的功率与保温时的功率一样大，故D错误。故选C。二、填空题7.（2022·四川遂宁）傍晚用电高峰时期，小何观察到家中一只标有“220V48.4W”的白炽灯比正常时暗。他发现灯泡内壁发黑，根据所学知识他知道造成该现象的原因是：灯泡长时间使用后，灯丝升华变细，电阻变______，导致功率变小；另外，用电高峰期家中实际电压低于220V，实际功率低于额定功率。他想知道此时家中的实际电压，于是更换了一只同规格的新灯泡，关闭家中其它用电器，让该灯单独工作100s，电能表（如图）转盘转了4转，则家中实际电压为______V。【答案】①大；②200。【解析】[1]导体的电阻大小与导体的材料、长度、横截面积等有关，相同材料，长度越长、横截面积越小，电阻越大。因此灯泡长时间使用后，灯丝升华变细，即横截面积变小，电阻变大。[2]由图可知，电能表转盘转了4转，消耗的电能为64r11kWh3.610J4000J3600rkWh900900W新灯泡的实际功率是4000J40W100sWPt实灯泡的电阻为22220V1000Ω48.4WURP额额。实际电压为40W1000Ω200VUPR实实。8.（2022·四川南充）甲乙两电阻的电流随电压的变化关系如图所示，则R甲________R乙（选填“”，“”或“=”），当电阻两端电压相等时，甲乙两个电阻的电功率之比P甲∶P乙=_________。【答案】①；②3∶1。【解析】[1]由图中可知，当甲、乙两端电压均为3V时，流过甲的电流大于流过乙的电流，故【中小学教辅资源店微信：mlxt2022】由欧姆定律可知，甲的电阻小于乙的电阻，即R甲R乙。[2]由欧姆定律可得，甲的电阻为3V1Ω3AURI甲甲甲乙的电阻为3V3Ω1AURI乙乙乙当电阻两端电压相等时，由2UPR可得，甲乙两个电阻的电功率之比为223Ω1Ω31UUPPRRRR甲乙乙甲甲乙∶∶∶∶∶。9.（2022·四川南充）小张用家中的电能表来测量家中电热水壶的实际功率，他关闭其它所有用电器，只打开电热水壶，观察如图所示的电能表转盘在3min时间转动了110转，则电热水壶的实际功率是___________W，电热水壶正常工作时电流是___________A。【答案】①1100；②5。【解析】[1]如图所示的电能表转盘在3min时间转动了110转，消耗的电能是110r11kWh2000r/(kWh)200W电热水壶功率为11kWh2001.1kW1100W3h60WPt[2]电热水壶正常工作时电流是1100W5A220VPIU。10.（2022·安徽省）如图所示，电源电压保持3V不变，电阻110R、2R20。闭合开关S，则通电100s，电阻1R产生的热量为______J。【答案】10。【中小学教辅资源店微信：mlxt2022】【解析】因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电路中总电阻为12102030RRR总根据欧姆定律可得，电路中电流为3V0.1A30UIR总根据焦耳定律可得，通电100s，电阻1R产生的热量为2210.1A10100s10JQIRt。11.（2022·云南省）某教室共有20盏“220V40W