《电功率》同步练习3-1

电功率1.(闭合电路的动态分析)(单选)在如图7所示电路中，当滑动变阻器滑片P向下移动时，则()图7A．A灯变亮、B灯变亮、C灯变亮B．A灯变亮、B灯变亮、C灯变暗C．A灯变亮、B灯变暗、C灯变暗D．A灯变亮、B灯变暗、C灯变亮答案D解析滑片P向下移动，变阻器电阻减小，外电路总电阻减小，根据I＝ER＋r知，电路电流增大，灯A两端电压UA增大变亮，根据U＝E－Ir，路端电压变小，U＝UA＋UB，所以UB减小，灯B电阻不变，所以灯B电流IB减小，灯B变暗．干路电流I＝IB＋IC，因为I增大、IB减小，所以IC增大，灯C应变亮，选项D是正确的．2．(含电容器电路的分析与计算)(单选)如图8所示，已知C＝6μF，R1＝5Ω，R2＝6Ω，E＝6V，r＝1Ω，电表均为理想电表，开关S原来处于断开状态，下列说法中正确的是()图8A．开关S闭合瞬间，电流表的读数为0.5AB．开关S闭合瞬间，电压表的读数为5.5VC．开关S闭合后经过一段时间，再将开关S迅速断开，则S断开后，通过R2的电荷量为1.8×10－5CD．以上说法都不对答案C解析开关S闭合瞬间，电容器充电，接近于短路状态，I＝ER1＋r＝65＋1A＝1A，A错误；电压表的读数U＝IR1＝1×5V＝5V，B错误；开关闭合一段时间后，电容器相当于断路，I′＝ER1＋R2＋r＝65＋6＋1A＝0.5A．此时电容器上电荷量Q＝CU2＝CI′R2＝6×10－6×0.5×6C＝1.8×10－5C，断开开关S后，电荷量Q经R2释放，故C正确．3．(闭合电路的功率和效率)(单选)电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比，如图9所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图线，直线B为电源b的路端电压与电流的关系图线．直线C为电阻R两端的电压与电流的关系图线，将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么()图9A．R接到电源a上，电源的效率较低B．R接到电源b上，电源的输出功率较大C．R接到电源a上，电源的输出功率较大，电源效率较高D．R接到电源b上，电源的输出功率较小，电源效率较高答案C解析电源的效率η＝UIEI＝UE，由题中图线可知A与C交点处电压大于B与C交点处电压，则R接在电源a上效率较高；电源输出功率P＝UI，由题中图线易得R接在电源a上输出功率较大，A、B、D错误，C正确．4．(闭合电路的功率)(双选)将阻值为4Ω和10Ω的两个电阻R1、R2分别接在同一电源上，结果R2上消耗的功率P2比R1上消耗的功率P1大，则()A．电源内阻一定小于4ΩB．两电阻串联后接此电源，外电路消耗的总功率一定大于只接R2时消耗的功率C．两电阻并联后接此电源，外电路消耗的总功率一定小于只接R1时消耗的功率D．只接R1时电源消耗的功率一定大于只接R2时消耗的功率答案CD解析电源输出功率随外电阻的变化关系曲线如图所示．因为R2消耗的功率P2比R1消耗的功率P1大．所以有R1R2R3且rR1＝4Ω.A错误．只接R1时，电路中的电流大于只接R2时的电流，所以D项正确．R1与R2的并联电阻一定小于R1的电阻．由电源的输出功率曲线可知外电路总功率一定小于只接R1时消耗的功率，C选项正确．若R1与R2串联，其电阻大于R2的电阻．外电路消耗的总功率不一定大于只接R2时消耗的功率，B选项错误．题组一闭合电路的动态分析1．(单选)如图1所示的电路，三只相同的灯泡L1、L2、L3，当滑动变阻器的滑动触点向b端移动时()图1A．L1变亮，L2、L3变暗B．L1、L2变亮，L3变暗C．L1、L3变暗，L2变亮D．L1、L3变亮，L2变暗答案B解析无论是计算出灯的电压还是电流，都可判断灯的亮暗变化．而计算电压还是电流的原则一般为：串联部分分析电流，并联部分分析电压．用灯泡来代替普通电阻，此时现象可通过灯泡的亮暗变化直接表现，电路中就不再需要电表．没有电表的灯泡电路，要计算电压还是电流要靠自已去选择，这就使求解更为灵活．变阻器触点向b端移动，电阻变小，总电阻变小，I1(I1是通过L1的电流)变大，U3变小，I3变小，I2＝I1－I3(I2、I3分别为流过L2、L3的电流)，可知I2变大，L2变亮．2．(双选)如图2所示的电路中，电源的内阻r≠0，R1和R2是两个定值电阻．当滑动变阻器R的滑片向a移动时，电路中的电流I1、I2的变化情况是()图2A．I1不变B．I1变小C．I2变大D．I2变小答案BC解析当滑动变阻器R的滑片向a移动时，滑动变阻器连入电路的电阻变小，整个回路的总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律可知，干路电流I＝ER外＋r变大，路端电压U＝E－Ir变小，I1变小，A错误，B正确；又I＝I1＋I2，所以I2变大，C正确，D错误．3．(单选)某实物投影机有10个相同的强光灯L1～L10(24V，220W)和10个相同的指示灯X1～X10(220V,2W)，将其连接在220V的交流电源上，电路如图3所示，若工作一段时间后L2灯丝烧断，则()图3A．X1的功率减小，L1的功率增大B．X1的功率增大，L1的功率增大C．X2的功率增大，其他指示灯的功率减小D．X2的功率减小，其他指示灯的功率增大答案C解析由串、并联电路的知识知，若L2灯丝烧断，电路的电阻值变大，电流变小，除X2两端电压变大外，其他电压变小，故选C.4．(单选)如图4所示，电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相连接．只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作．如果再合上S2，则下列表述正确的是()图4A．电源输出功率减小B．L1上消耗的功率增大C．通过R1的电流增大D．通过R3的电流增大答案C解析合上S2之前，R3与L3串联后与L1、L2并联，最后与R1串联．合上S2之后，在并联电路部分又增加了一个并联的支路，电路的总阻值减小，电路的总电流即流过R1的电流增大，C正确．因电源的内阻不计，则电源的输出功率P＝IE增大，A错误．通过R1中的电流增大时R1两端电压升高，则并联电路部分的两端电压降低，L1消耗的功率降低，通过R3与L3的电流减小，B、D错误．题组二闭合电路的功率和效率5．(单选)如图5所示，直线OAC为某一直流电源的总功率P随电流I变化的图线，曲线OBC表示同一直流电源内部的热功率P随电流I变化的图线．若A、B点的横坐标均为1A，那么AB线段表示的功率为()图5A．1WB．6WC．2WD．2.5W答案C解析由题图不难看出，在C点，电源的总功率等于电源内部的热功率，所以电源的电动势为E＝3V，短路电流为I＝3A，所以电源的内阻为r＝EI＝1Ω.题图上AB线段表示的功率为PAB＝P总－I2r＝(1×3－12×1)W＝2W．故正确选项为C.6．(双选)如图6所示，曲线C1、C2分别是纯电阻直流电路中，内、外电路消耗的电功率随电流变化的图线．由该图可知下列说法中正确的是()图6A．电源的电动势为2VB．电源的内电阻为1ΩC．电源输出功率最大值为8WD．电源被短路时，电源消耗的最大功率可达16W答案BD解析由图线的交点和PR＝I2R，Pr＝I2r得R＝r＝1ΩE＝I(R＋r)＝4V电源被短路时，Pr′＝E2/r＝16W电源输出的最大功率为Pm＝E2/4r＝4W7．(单选)如图7所示为小灯泡的U－I图线，若将该小灯泡与一节电动势E＝1.5V、内阻r＝0.75Ω的干电池组成闭合电路时，电源的总功率和小灯泡的实际电功率分别接近以下哪一组数据()图7A．1.5W1.0WB．0.75W0.5WC．0.75W0.75WD．1.5W0.75W答案D解析在题图中作出电源的外电压和电流的关系图象，即U＝1.5－0.75I的图象，两图象的交点就是电源和小灯泡构成闭合回路时的路端电压和电流．图象交点坐标是(1.0,0.75)，电源的总功率P总＝IE＝1×1.5W＝1.5W，灯泡的实际功率P灯＝UI＝0.75W.题组三含电容器电路的分析与计算8．(双选)如图8所示的电路中，电源电动势E＝6V，内阻r＝1Ω，电阻R1＝6Ω，R2＝5Ω，R3＝3Ω，电容器的电容C＝2×10－5F．若将开关S闭合，电路稳定时通过R2的电流为I；断开开关S后，通过R1的电荷量为q.则()图8A．I＝0.75AB．I＝0.5AC．q＝2×10－5CD．q＝1×10－5C答案AD解析开关S闭合时，I＝Er＋R并＋R2＝0.75A，选项A对，B错；此时UC＝UR并＝1.5V，QC＝C·UC＝3×10－5C，若将开关断开，则电容器上所带的电荷量通过R1、R3放掉，因I1∶I3＝R3∶R1＝1∶2，根据q＝It可知，通过R1的电荷量q＝13QC＝1×10－5C，选项C错，D对．9．(双选)平行板电容器C与三个可变电阻R1、R2、R3以及电源连成如图9所示的电路．闭合开关S，待电路稳定后，电容器C两极板带有一定的电荷．要使电容器所带电荷量增加，以下方法中可行的是()图9A．只增大R1，其他不变B．只增大R2，其他不变C．只减小R3，其他不变D．只减小a、b两极板间的距离，其他不变答案BD解析电容器两端电压等于电阻R2两端的电压，只增大R1时，电容器两端的电压减小，电容器所带电荷量减小，选项A错误；只增大R2时，电容器两端的电压增大，电容器所带电荷量增大，选项B正确；只减小R3时，电容器两端的电压不变，电容器所带电荷量不变，选项C错误；只减小a、b两极板间的距离时，电容变大，电容器所带电荷量增大，选项D正确．10．(单选)在如图10所示的电路中，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，闭合电键S，将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，下列结论正确的是()图10A．灯泡L变亮B．电源的输出功率变大C．电容器C上的电荷量增加D．电流表读数变小，电压表读数变小答案C解析当P向左移动时，电路中总电阻变大，总电流减小，故灯泡变暗，电源输出功率变小，电流表示数变小，电压表示数变大，电容器两端电压增大，电容器C上的电荷量增加，故选项C正确．题组四综合应用11．(单选)竖直放置的一对平行金属板的左极板上，用绝缘细线悬挂了一个带负电的小球，将平行金属板按如图11所示的电路连接，电键闭合后，绝缘细线与左极板间的夹角为θ.当滑动变阻器R的滑片在a位置时，电流表的读数为I1，夹角为θ1；当滑片在b位置时，电流表的读数为I2，夹角为θ2，则()图11A．θ1θ2，I1I2B．θ1θ2，I1I2C．θ1＝θ2，I1＝I2D．θ1θ2，I1＝I2答案A解析本题考查电路的动态分析及带电小球在电场中的受力问题，意在考查学生对分压电路的理解和认识，在滑动变阻器的滑片由a位置滑到b位置的过程中，平行金属板两端的电压增大，小球受到的电场力增大，因此夹角θ增大，即θ1θ2；另外，电路中的总电阻减小，因此总电流增大，即I1I2，对比各选项可知，答案选A.12．如图12所示的电路中，电源的电动势E为3.2V，电阻R的阻值为30Ω，小灯泡L的额定电压为3.0V，额定功率为4.5W，当开关S接位置1时，电压表的读数为3.0V，那么当开关S接位置2时，小灯泡L能正常发光吗？实际功率是多少？图12答案不能1.28W解析当开关S接位置1时，回路中的电流为：I1＝UR＝330A＝0.1A.电源的内阻为：r＝E－UI1＝3.2－3.00.1Ω＝2Ω.小灯泡的电阻为：RL＝U2/P＝3.024.5Ω＝2Ω.当开关S接位置2时，回路中的电流为：I2＝Er＋RL＝3.22＋2A＝0.8A.此时小灯泡的实际功率为：P实＝I22RL＝0.82×2W＝1.28W.从小灯泡的实际功率来看，小灯泡此时很暗，不能正常工作．13．如图13所示，R为电阻箱，为理想电压表，当电阻箱读数为R1＝2Ω时，电压表读数为U1＝4V；当电阻箱读数为R2＝5Ω时，电压表读数为U2＝5V．求：图13(1)电源的电动势E和内阻r.(2)当电阻箱R读数为多少时，电源的输出功率最大？最大值Pm为多少？答案(1)6V1Ω(2)1Ω9W解析(1)由闭合电路欧姆定律E＝U1＋U1R1r①E＝U2＋U2R2r②联立①②并代入数据解得E＝6V，r＝1Ω(2)由电功率表达式P＝E2R＋r2R③将③式变形为