九年级物理寒假作业13 电功与电功率基础（巩固培优）（解析版）

限时练习：50min完成时间：月日天气：作业13电功与电功率基础一、电功电功的定义：电流所做的功叫做电功。用电器消耗电能的过程，就是电流做功的过程。电功的单位：国际单位焦耳（J），常用单位千瓦时（kW·h），1kW·h=3.6×106J计算公式：W=UIt=I²Rt=U注：后两个公式是结合欧姆定律推导而来，只适用于纯电阻电路，W=UIt是电功的定义式，适用于任何电路。电功率电功率的定义：电功率是描述电流做功快慢的物理量。计算公式：P=Wt三层必刷：巩固提升+能力培优+创新题型1．下图所示是生活中常见的两种电能表。下列关于电能表的说法正确的是（）A．电能表甲所显示本月消耗的电能必定为B．两种电能表的额定最大电流均为20A，工作时电流可以超过额定最大电流C．电能表用来测量用电器消耗电能的快慢D．电能表乙中“”表示接入该电能表的用电器，每消耗的电能，脉冲指示灯闪烁3200次【答案】D【详解】A．电能表甲显示的是从安装到现在总共消耗的电能，不是本月消耗的电能，故A错误；B．由图可知，两种电能表工作的额定最大电流均为20A，即工作时电流不能超过额定最大电流，否则会损坏电能表，故B错误；C．电能表是测量电路中用电器消耗电能多少的仪器，而测量用电器消耗电能快慢的是功率表，故C错误；D．3200imp/(kW·h)的物理意义就是电路每消耗1kW·h的电能，电表脉冲指示灯闪烁3200次，故D正确。故选D。2．以下物理量符合实际的是（

）A．家用小灯泡的电流约为0.2A B．人体安全电压不高于46VC．电风扇连续工作一天所消耗的电能大约10kW·h D．一节干电池的电压为2V【答案】A【详解】A．家用小灯泡的电功率约为40W，则正常工作时的电流为，接近0.2A，故A符合题意；B．人体的安全电压是不高于36V，故B不符合题意；C．电风扇的电功率约为60W，连续工作一天所消耗的电能为，故C不符合题意；D．一节干电池的电压为1.5V，故D不符合题意。故选A。3．如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关，在保证电路元件安全情况下，移动滑动变阻器的滑片，记录电流表、电压表示数；图乙是电路中电流表与电压表示数关系的图像。下列说法正确的是（

）A．定值电阻的阻值是15ΩB．电源电压为4.5VC．滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是D．当滑动变阻器的滑片P移至中点时，电路在1min消耗的电能为【答案】B【详解】由图甲可知，电阻R0和滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，电压表测滑动变阻器两端的电压。AB．根据图乙可知，当电压表的示数为0V时，电路为R0单独工作，电路中的电流是0.6A，则电源电压为……①当电压表的示数为3V，即滑动变阻器两端电压为3V时，电路中的电流是0.2A，电源电压为……②联立①②解得，，故A错误，B正确；C．由图乙可知，滑动变阻器两端电压可以为0，即此时滑动变阻器接入电路中的电阻为0；当电压表的示数是3V时，根据串联分压原理可知，滑动变阻器接入电路中的阻值最大为因此滑动变阻器接入电路中的阻值范围是0~15Ω，故C错误；D．滑动变阻器的最大阻值为15Ω，当滑片P移至中点时，接入电路中的电阻为电路中的电流为电路在1min内消耗的电能为，故D错误。故选B。4．如图甲是小灯泡L和电阻R的I-U图像。将小灯泡L和电阻R接入如图乙所示的电路中，电源电压4V，同时闭合开关和时，下列分析与判断正确的是（

）A．此时小灯泡L的电阻为20ΩB．此时通过电阻R的电流为0.5AC．此时整个电路的总电阻大于8ΩD．若将小灯泡L和电阻R串联在5V的电路中，则L的实际功率为0.2W【答案】D【详解】AB．由图乙可知，闭合开关和时，灯泡L、定值电阻R并联，电流表测量干路电流。由图甲可知，当灯泡的电压、定值电阻R的电压均为4V时，通过灯泡L、定值电阻R的电流分别为0.5A、0.2A，由欧姆定律得，此时小灯泡L的电阻为故AB错误；C．此时干路的电流为由欧姆定律得，此时整个电路的总电阻为故C错误；D．由图甲可知，若将小灯泡L和电阻R串联在5V的电路中，当电路电流为0.2A时，灯泡L的电压、定值电阻R的电压分别为1V、4V，则小灯泡L的实际功率为故D正确。故选D。5．小明关闭家中其他所有用电器，仅接通一台空调时，观察到如图所示的电能表脉冲灯内闪烁60次，则下列有关说法错误的是（）A．该电能表使用时，电路中用电器的总功率可以达到B．该电能表现在的读数是C．该电能表是测量电功的仪表D．该空调的电功率为【答案】A【详解】A．该电能表使用时，电路中用电器的总功率故A错误，符合题意；B．电能表的最后一位为小数，该电能表现在的读数是，故B正确，不符合题意；C．电能表是测量电功的仪表，可以测量电流做功的多少，故C正确，不符合题意；D．该空调1min内消耗的电能则空调的电功率故D正确，不符合题意。故选A。6．如图甲所示的电路中，电源电压恒定不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开关S后，在滑片P移动的过程中，电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示，根据图乙信息可知，下列说法正确的是（）A．R的最大阻值是70ΩB．R0的阻值是15ΩC．电路的最小功率是3.56WD．电源电压是14V【答案】A【详解】由电路图可知，定值电阻和滑动变阻器串联，电压表测变阻器两端电压。A．如图像乙可知，当变阻器滑片滑到最右端时，通过电路的电流为0.2A，此时定值电阻和最大阻值的变阻器串联，电压表的示数为14V，则R的最大阻值是故A正确；BD．如图像乙可知，当电压表的示数为14V时，通过电路的电流为0.2A，则电源电压…………①当电压表的示数为12V时，通过电路的电流为0.4A，则电源电压…………②由①②可得，R0=10Ω，U=16V，故BD错误；C．当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电路中的电流最小为0.2A，则电路的最小功率是故C错误。故选A。7．如图所示的电路中，电源电压为，定值电阻为，滑动变阻器标有“”字样，电压表选用的测量范围是，在该电路正常工作的情况下，电路中电流的最大值为A，最小值为A，电路总功率的变化范围是W。【答案】0.50.25【详解】[1]由图可知，闭合开关后，R1和R2串联，电压表测量R1两端电压。电压表选用的测量范围是，即R1两端电压最大为15V，根据串联分压可知，当R1两端电压最大时，滑动变阻器两端电压最小，此时滑动变阻器接入电路中的阻值最小，电路中的总电阻最小，电路中的电流最大，为[2]当滑动变阻器接入电路中的阻值最大时，电路中总电阻最大，电路中电流最小，为[3]电源电压不变，故当电路中电流最大时，电路的总功率最大，为当电路中电流最小时，电路的总功率最小，为故电路总功率的变化范围是。8．如图所示电路中，电源电压保持不变，电阻R1与R2的阻值之比为。开关S闭合，S1断开时，R1与R2的电功率之比为；闭合开关S，开关S1由闭合到断开前后，电路在相同时间内消耗的电能之比是。【答案】【详解】[1]开关S闭合，S1断开时，R1、R2串联，因串联电路中各处的电流相等，且电阻R1与R2的阻值之比为3∶1，所以，由可得，R1与R2的电功率之比[2]闭合开关S，开关S1闭合，整个电路中只有电阻R1，根据公式可知，此时电路中的总功率为开关S闭合，S1断开时，R1、R2串联，根据公式可知，此时电路中的总功率为两个电路在相同时间内消耗的电能之比为9．如图为家庭电路中的电能表，该电能表的示数为表盘上的某个参数模糊不清，为测得这个参数，仅将额定功率为1200W的空调接入电路，正常工作1min电能表转盘转了60转，计算可知该参数为。【答案】2024.63000【详解】[1]由电能表的参数可知，该电能表的示数为。[2]将空调接入电路中消耗的电能为电能表转盘转了60转，则每消耗电能表转动的转数为则该参数为。10．甲、乙两个分别标有“3V3W”和“6V3W”字样的灯泡，如果将它们串联起来接入电路中，使其中一个灯泡恰能正常发光，另一个发光较暗，则能正常发光的灯泡是，加在串联电路两端的总电压是V，发光较暗的灯泡的实际功率是W，若两灯并联，考虑电路安全，电路的总功率最大为W。（不考虑温度对灯丝电阻的影响）【答案】乙7.50.753.75【详解】[1][2][3]由题意可知，甲灯泡的额定电流为甲灯泡的电阻为乙灯泡的额定电流为乙灯泡的电阻为因为甲的额定电流大于乙的额定电流，如果将它们串联起来接入电路中，使其中一个灯泡恰能正常发光，另一个发光较暗，因为串联电路中电流相等，则此时正常发光的是乙灯，发光较暗的是甲灯，电路中的实际电流等于乙灯的额定电流，为串联电路的总电阻为加在串联电路两端的总电压是甲灯的实际功率为[4]因为甲灯的额定电压小于乙灯的额定电压，若两灯并联，根据并联电路电压相等可知，考虑电路安全，电源电压最大为此时甲灯正常发光，通过其电流等于其额定电流，通过乙灯的电流为干路最大电流为电路的总功率最大为11．如图所示，电源电压恒为，为定值电阻，为电阻箱（能够表示出阻值的变阻器）。(1)闭合、断开，电流表A的示数为，求的阻值；(2)工作100s产生的热量；(3)把电阻箱的阻值调为，闭合和，电流表A的示数为，求的电功率。【答案】(1)10Ω(2)810J(3)4.5W【详解】（1）闭合、断开，电路为R1的简单电路，电流表测量电路电流，电流表A的示数为，根据欧姆定律可知的阻值（2）工作100s产生的热量（3）把电阻箱的阻值调为，闭合和，定值电阻和电阻箱并联，电流表测量干路电流。电流表A的示数为，并联电路各支路相互独立工作、互不影响，故通过R1的电流仍为0.9A，根据并联电路的电流特点可知通过电阻箱的电流为的电功率12．如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“6V3W”字样，定值电阻阻值为，滑动变阻器最大阻值为，不考虑温度对灯丝电阻的影响。求：(1)当开关S、都闭合，滑动变阻器的滑片P移到a端时，小灯泡L恰好正常发光，求电流表的示数；(2)当开关断开，S闭合，滑动变阻器的滑片P移到b端时，通电2min，电流通过小灯泡L所做的功。【答案】(1)0.8A(2)57.6J【详解】（1）当开关S、都闭合，滑动变阻器的滑片P移到a端时，与灯泡L并联，接入电路电阻为零，电流表测量干路电流。因灯泡正常发光，故电源电压U等于灯泡的额定电压，即已知灯泡额定功率，根据电功率公式，变形得，因此小灯泡正常发光时的电流为根据欧姆定律，通过的电流为根据并联电路电流规律，电流表示数为干路电流（2）根据公式，变形得，因此小灯泡的电阻，不考虑温度对灯丝电阻的影响，阻值不变，即当开关断开，S闭合，滑动变阻器的滑片P移到b端时，小灯泡L与最大电阻串联，即，根据串联电路电阻规律，总电阻为根据欧姆定律，此时电路中的电流通电时间由电功公式结合，得推导公式，电流通过灯泡做的功1．某品牌电热水壶，部分参数如图所示，它正常工作245s，可将体积为2L、温度为的水加热到。［，］下列分析错误的是（）A．电热水壶正常工作时的电流约为0.12AB．电热水壶正常工作时电热丝的阻值约为C．电热水壶整个过程消耗的电能是D．电热水壶中的水吸收的热量为【答案】A【详解】A．根据公式，可得电热水壶正常工作时的电流而不是约为0.12A，故A错误，符合题意；B．由，可推导出电热水壶正常工作时电热丝的电阻故B正确，不符合题意；C．根据公式，电热水壶整个过程消耗的电能故C正确，不符合题意；D．根据且水的体积，则水的质量根据可算出这些水吸收的热量故D正确，不符合题意。故选A。2．如图所示电路，灯泡L1为“12V12W”、灯泡L2为“12V6W”，滑动变阻器的最大阻值为48Ω，电压表的量程为“0～15V”。只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片从最右端向左移动，当电压表示数为6V时，灯泡L1正常发光。只闭合开关S2，保证所有元件安全的情况下（忽略温度对灯丝电阻的影响），下列有关该电路说法正确的是（）A．电源电压为12VB．只闭合S1，灯泡L1正常发光时，滑动变阻器连入电路的阻值为8ΩC．只闭合S2，电压表示数的最大值为15VD．只闭合S2，电路总功率的变化范围为4.5～9W【答案】D【详解】A．只闭合开关S1滑动变阻器和灯泡L1串联，电压表测量滑动变阻器两端电压，滑动变阻器的滑片从最右端向左移动，当电压表示数为6V时，灯泡L1正常发光。串联电路总电压等于各部分电路电压之和，依据题意可知灯泡L1正常发光电压为12V，则电源电压故A错误；B．由上述可知只闭合开关S1灯泡L1正常发光，串联电路电流为滑动变阻器连入电路的阻值为故B错误；C．灯泡L2正常工作电流为电阻为只闭合S2，滑动变阻器和灯泡L2串联，要使电压表示数最大，串联电阻分压，电阻越大分压越多，则滑片应调到阻值最大处，电路中电流为则滑动变阻器两端电压为故C错误；D．只闭合开关S2，保证所有元件安全，电压表示数最大时，滑动变阻器阻值最大电路电流最小，此时电路总功率最小，由上述C答案可知灯泡L2正常时电压为12V，电流为0.5A，滑动变阻器两端电压最小，故D正确。故选D。3．如图甲所示，电源电压不变，小灯泡L标有“6V”字样，电流表选0~0.6A量程，电压表选0~15V量程，闭合开关，在保证电路安全情况下，最大范围调节滑动变阻器的滑片P，分别绘制了电流表示数与电压表示数、电流表示数与滑动变阻器连入电路阻值的变化关系图像，如图乙、丙所示。则下列说法中正确的是（）A．小灯泡的额定功率0.6WB．电源电压为C．电路电流为时，滑动变阻器连入电路的阻值为D．若将电压表量程换为0~3V，电路的总功率变化范围为【答案】C【详解】由图甲可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中电流。A．由图乙可知，当灯泡两端电压为6V时，通过灯泡的电流为0.60A。则小灯泡的额定功率，故A错误；BC．当电流为0.60A时，灯泡两端的电压为6V，由图丙可知，此时滑动变阻器接入电路的阻值为15Ω，根据串联电路中的电压规律及欧姆定律，电源电压电路电流为时，由图乙可知，小灯泡两端的电压为，根据串联电路的电压特点，滑动变阻器两端的电压根据欧姆定律，滑动变阻器的阻值，故B错误，C正确；D．将电压表量程换为0~3V，小灯泡两端电压最大为3V，根据图乙可知，电路中电流的变化范围为0.28A~0.5A，根据，电源电压不变，电路的最小总功率电路的最大总功率电路中总功率的变化范围为4.2W~7.5W，故D错误。故选C。4．如图甲所示，为定值电阻，电源电压保持不变。当闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从B端移到A端时，两电表示数的关系如图乙所示。下列判断正确的是（）A．电源电压为2VB．滑动变阻器的最大阻值为C．滑动变阻器的滑片P移到AB中点时，定值电阻的电功率为0.4WD．滑动变阻器的最大电功率为0.225W【答案】D【详解】A．当滑片P在A端时，电路为简单电路，电压表测电源的电压，由图乙可知，电源的电压，并非2V，故A错误；B．当滑片P在B端时，与串联，电压表测两端的电压，电流表测电路中的电流。由图乙可知，此时电路中的电流，两端的电压。根据串联电路中总电压等于各分电压之和，可得滑动变阻器两端的电压再由欧姆定律，可算出滑动变阻器的最大阻值不是10Ω，故B错误；C．先根据欧姆定律算出定值电阻的阻值，当滑动变阻器的滑片P移到AB中点时，电路中的总电阻此时电路中的电流那么定值电阻的电功率不是0.4W，故C错误；D．根据电功率公式，滑动变阻器消耗的电功率当时，滑动变阻器消耗的电功率最大，故D正确。故选D。5．甲、乙两只灯泡分别标有“3V3W”和“6V3W”的字样。（不计温度对灯丝电阻的影响）若将这两只灯泡串联，确保电路安全，电源电压最高V，若将这两只灯泡并联在3V的电源两端，此时乙灯的实际功率为W。【答案】7.50.75【详解】[1]根据可知，由于串联时电流处处相同，所以电路中允许的最大电流为。根据可知，则两只灯泡串联时总电阻所以确保电路安全，电源电压最高为[2]两只灯泡并联在3V的电源两端，此时乙灯的实际功率为6．如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡Ｌ的额定电压为，闭合开关S后，当滑片P从滑动变阻器右端滑到左端的过程中，小灯泡L的关系图像如乙图所示，则电源电压为V，滑动变阻器的最大阻值为。小灯泡的额定功率是W。【答案】6202.4【详解】[1][2][3]由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测L两端的电压，电流表测电路中的电流。当滑片位于左端时，滑动变阻器接入电路中的电阻为零（电路为灯泡的简单电路），此时电路中的电流最大，由图像可知，此时电路中的电流，灯泡两端的电压为6V，即电源的电压，小灯泡的额定电压为，则小灯泡此时正常发光，则小灯泡的额定功率当滑片位于最右端时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，由图像可知，此时灯泡两端的电压，电路中的电流，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的电压滑动变阻器的最大阻值7．如图所示电路中，电源电压6V不变，为定值电阻，滑动变阻器标有“

0.5A”字样，电流表测量范围“0~0.6A”，电压表测量范围“0~3V”。的滑片在电路安全范围内可调。将滑片移至b端，闭合开关。求：(1)此时电压表示数为多少V；(2)当滑动变阻器功率0.9W时，滑动变阻器接入的阻值为多少；(3)调节滑动变阻器滑片的过程中，R1的功率范围。【答案】(1)1V(2)(3)【详解】（1）当滑片在b端时，滑动变阻器接入电路的电阻最大为50Ω，电路的总电阻为，根据欧姆定律可得，电路中的电流为电压表测量R1两端的电压，其示数为（2）设此时滑动变阻器两端的电压为U2/，则R1两端的电压为，电路中的电流为，滑动变阻器的功率，代入数据，解得，此时电路中的电流为，滑动变阻器接入电路的阻值为（3）为保证电路安全，需满足以下条件：①电流表量程限制I≤0.6A，②滑动变阻器铭牌限制I≤0.5A③电压表量程限制U1≤3V。根据欧姆定律可得，综合以上三个条件，电路中允许的最大电流为，此时R1的功率最大当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，此时R1的功率最小为，故调节滑动变阻器滑片的过程中，R1的功率范围为0.1~0.9W。8．如图所示的电路中，电源电压恒定，、为定值电阻，其中，滑动变阻器的最大阻值为。当滑片P在b端时，闭合开关S和，电流表的示数为0.15A；开关S、、均闭合时，电流表的示数为0.45A，求：(1)电源电压；(2)定值电阻的阻值；(3)只闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P滑到中点位置，1min内电阻上消耗的电能。【答案】(1)(2)(3)【详解】（1）当滑片P在b端，闭合开关S和时，电阻被开关短路，电路中只有滑动变阻器的最大阻值接入电路，电流表测量通过的电流，则电源电压（2）当开关S、、均闭合，滑片P仍在b端时，电阻被开关短路，电阻与滑动变阻器的最大阻值并联，电流表测量干路电流I。通过滑动变阻器的电流不变，仍为。根据并联电路的电流特点，通过电阻的电流为则定值电阻的阻值（3）只闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P滑到中点位置时，电阻与滑动变阻器接入电路的电阻串联。滑动变阻器接入电路的电阻电路的总电阻电路中的电流时间则1min内电阻上消耗的电能1．阅读短文，回答问题。智能手机随着智能手机的日益普及，人们的日常生活发生了很大的变化。在众多App的帮助下，人们可以实现轻松出行、远距离通信、线上支付、网上办公等活动。手机电池作为手机的重要部分，正朝着大容量、快蓄电、长待机的方向发展。某款手机锂电池上标有“电压：3.7V，容量：”字样，该手机搭配了超级快充功能，采用的方式是保持充电器的电压不变，将电流从原来的1A变为5A，极大地提高了充电功率。手机无线充电是目前比较新的一门技术，无线充电就是不借助数据线对手机进行充电。现在使用较多的一种无线充电技术的原理如图甲、乙所示，交流电流过送电线圈（无线充电板）产生磁场，智能手机（受电线圈）放在无线充电板上就能充电，并将电能储存到手机的锂电池内。(1)手机在使用过程中依靠（选填“声波”或“电磁波”）传递信息，当用手机倍速播放视频时，声音的音调（选填“变高”“变低”或“不变”）。(2)使用超级快充功能时，充电功率变为原来的倍。该手机电池充满电后储存的能量为J；为了防止手机温度过高，手机的散热部件应选用导热快、比热容（选填“大”或“小”）的材料。(3)手机在无线充电时，手机中的受电线圈会产生，无线充电工作原理与（选填“发电机”或“电动机”）工作原理相似。【答案】(1)电磁波变高(2)555944大(3)感应电流发电机【详解】（1）[1]电磁波可以传递信息，手机在使用过程中是依靠电磁波传递信息的。[2]用手机倍速播放视频时频率变高，发出声音的音调会变高。（2）[1]根据题意可知，快充时电压不变，电流由1A变为原来的5A，所以电流变为原来的5倍，由可知，该款手机的快充功能将充电功率变为原来的5倍。[2]充满电后储存的能量为[3]因为质量相同时，比热容大的物质，升高相同的温度，吸热较多，因此为了防止手机温度过高，手机的散热部件应选用导热快、比热容大的材料。（3）[1]智能手机放在无线充电板上时，受电线圈靠近该磁场时就会产生感应电流，给智能手机充电，这是利用电磁感应原理工作的。[2]发电机是利用电磁感应原理工作的，因此无线充电工作原理与发电机工作原理相似。2．阅读短文，回答问题。风力发电风电技术是利用风能发电的技术。风能是可再生环保能源，开发风电技术是当今诸多国家的重要发展战略，如图甲。如图乙所示，风力发电的原理是利用风力带动风车叶片旋转，并通过增速机将旋转的速度提高，从而带动风机内的发电机发电。发电机所发的电通过电缆输送到升压变压器提升电压后，由高压输电线路输送给用户。风电是清洁能源，每生产1度电，就可相应节约0.4kg标准煤，同时减少0.272kg碳粉尘、0.997kg二氧化碳、0.03kg二氧化硫、0.015kg氮氧化物的污染排放。(1)风力发电是将风能转化为能的一种技术。(2)某集团研发的SL6000风力发电机组，最大发电功率为此风力发电机组满功率工作5h，可生产kW·h的电能，相当于kg热值为的煤完全燃烧释放的能量；可向大气减少排放