12.1.2 串、并联电路中的电功率课时作业-2022-2023学年物理高二上学期（人教版2019必修第三册）

人教版高一物理必修第三册课时作业第一节第2课时串、并联电路中的电功率一、单项选择题1、将两个定值电阻R1、R2并联在电压为U的电源两端,R1消耗的功率为P1,R2消耗的功率为3P1,当把它们串联在电压为4U的电源两端时,下列说法正确的是()A.R1两端的电压为UB.R2消耗的功率变小C.通过R2的电流变小D.两个电阻消耗的总功率为12P12、在高速公路隧道内两侧的电灯泡不易更换,为了延长电灯泡的使用寿命,一个接口处通常安装两个完全相同的灯泡,在考虑温度对电阻影响的情况下,下列说法正确的是（）A.两个灯泡串联B.两个灯泡并联C.每个灯泡实际消耗的功率是其额定功率的四分之一D.每个灯泡实际消耗的功率小于其额定功率的四分之一3、把八个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路,调节变阻器使灯泡正常发光,甲、乙两电路所消耗的功率分别用P甲和P乙表示,则下列结论中正确的是()A.P乙=P甲B.P乙=2P甲C.4P乙=P甲D.P乙=4P甲4、两个分别标有“6V6W”和“6V3.6W”的灯泡L1、L2按如图所示的方式连接,闭合开关后,下列结论正确的是()A.通过两灯泡的电流I1∶I2=3∶5B.灯泡两端的电压U1∶U2=3∶5C.灯泡的电功率P1∶P2=5∶3D.灯泡L1比L2暗5、把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的总功率分别用P甲和P乙表示，则下列结论中正确的是()甲乙A．P甲＝P乙B．P甲＝3P乙C．P乙＝3P甲D．P乙>3P甲6、如图所示电路中，三个相同的灯泡额定功率是40W，在不损坏灯泡的情况下，这三个灯泡消耗的总功率最大不应超过()A.40WB.60WC.80WD.120W7、额定电压都是110V、额定功率PA=100W、PB=40W的灯泡两盏,若接在电压为220V的电路上,使两盏灯泡均能正常发光,且消耗功率最小的电路是()8、三个阻值相同的灯泡,其允许消耗的最大功率都是10W。现将它们按如图所示方式连接时,整个电路允许消耗的最大功率为()A.30WB.20WC.15WD.10W二、多项选择题9、如图所示,电路两端电压U保持不变,滑动变阻器R的总阻值与R2的阻值均为20Ω,电阻R1的阻值为5Ω,在滑动变阻器R的滑片P由a向b滑动的过程中 ()A.干路中的电流不断增大B.R1消耗的电功率不断增大C.R1消耗的电功率不断减小D.R2消耗的电功率不断减小10、如图所示,某同学设计了一个转向灯电路,其中L为指示灯,L1、L2分别为左、右转向灯,S为单刀双掷开关,E为电源。当S置于位置1时,以下判断不正确的是()A.L1的功率大于L与L2的功率之和B.L2的功率大于L与L1的功率之和C.L1比L2亮,L1的功率等于额定功率D.L2比L1亮,L2的功率等于额定功率11、如图所示电路中，各灯泡额定电压和额定功率分别是：A灯“10V10W”，B灯“60V60W”，C灯“20V20W”，D灯“20V20W”。在a、b两端加上电压后，四个灯泡都能发光。比较各灯泡消耗功率大小，以下说法错误的是()A．PB>PD>PA>PCB．PB>PA>PD＝PCC．PB>PD>PC>PAD．PA>PC>PD>PB12、如图所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成，当闭合开关S1、S2后，电动机正常工作，将空气从进风口吸入，经电热丝加热，形成热风后从出风口吹出，断开开关S1，电吹风吹冷风。已知电吹风的额定电压为220V，吹热风时的功率为1000W，吹冷风时的功率为120W，关于该电吹风，下列说法不正确的是()A．当电吹风吹热风时，电热丝每秒消耗的电能为1000JB．当电吹风吹冷风时，电热丝每秒消耗的电能为120JC．电热丝的电阻为55ΩD．电动机线圈的电阻为eq\f(1210,3)Ω13、如图所示是某款理发用的电吹风的电路图,它主要由电动机和电热丝R构成。调节开关S1、S2的通断,可使电动机驱动风叶旋转,从进风口吸入冷空气,从出风口吹出冷风或热风。已知电吹风的额定电压为220V,吹冷风时的功率为100W,吹热风时的功率为1200W。关于该电吹风,下列说法正确的是()A.当开关S1、S2均闭合时,电吹风吹出冷风B.电动机的内电阻为484ΩC.电热丝的电阻为44ΩD.电动机正常工作时,电动机每分钟消耗的电能为6000J三、非选择题14、使用电水壶烧水时,壶内的水会很快被加热到沸腾,产生大量的热,而连接电水壶的导线却不怎么热,这是什么原因呢?15、电饭煲的电路图如图所示,S1是一个限温开关,手动闭合,当此开关的温度达到103℃时会自动断开;S2是一个自动温控开关,当温度低于60℃时会自动闭合,温度高于80℃时会自动断开,红灯是加热状态时的指示灯,它在保温状态下是不亮的,黄灯是保温状态下的指示灯。限流电阻R1=R2=500Ω,加热电阻丝R3=50Ω,两灯的电阻不计。(1)根据电路分析,叙述电饭煲煮饭的全过程(包括加热和保温的过程)。(2)简要回答,如果不闭合开关S1,电饭煲能将饭煮熟吗?(3)计算加热和保温两种状态下,电饭煲的消耗功率之比。16、取一个玩具小电机,其内阻R=1.0Ω,把它接在如图所示的电路中。(1)先夹住电机轴,闭合电键,小电机不转。调整滑动变阻器的阻值,使电压表的示数为0.50V,记下电流表的示数,算出小电机消耗的电功率和热功率,并加以比较。(2)再松开夹子,使小电机转动,调整滑动变阻器的阻值,使电压表的示数为2.0V(此电压为小电机的额定电压),电流表的示数为0.4A,算出小电机消耗的电功率和热功率,并加以比较。17、小型直流电动机(其线圈内阻为r=1Ω)与规格为“4V4W”的小灯泡并联,再与阻值为R=5Ω的电阻串联,然后接至U=12V的电源上,如图所示,小灯泡恰好正常发光,电动机正常工作,求:(1)通过电动机的电流;(2)电动机的输出功率P出;(3)电动机的效率。答案与解析1、D解析：当R1、R2并联在电压为U的电源两端时,两电阻两端的电压为U,根据P=IU,功率之比等于电流之比,根据并联电路电流和电阻的关系,可知:R1=3R2;当把它们串联在电压为4U的电源两端时,电路中的电流I==,故通过R2的电流不变,电压不变,所以R2的电功率不变,仍为3P1,故B、C项错误;R1两端的电压U1=IR1=×3R2=3U,故A项错误;两个电阻消耗的总功率P=U′I=4U·=12P1,故D项正确。2、A解析：若两个灯泡串联,每个灯泡两端的电压为U=2202V=110V,低于额定电压,灯泡不易损坏,可延长灯泡使用寿命,选项A正确;若两个灯泡并联,每个灯泡两端的电压为U=220V,仍等于灯泡的额定电压,灯泡正常工作,不能延长灯泡的使用寿命,选项B错误;由P=U2R,两个灯泡串联时,U变为原来的12,由于较正常发光时灯丝温度偏低,故灯丝电阻较正常发光时小,所以每个灯泡实际消耗的功率大于其额定功率的四分之一,选项3、D解析：设灯泡正常发光时的电流为I,对于甲图,电路的总电流的大小就为I,此时甲的总功率的大小为P甲=U·I;对于乙图,电路的总电流为4I,此时乙的总功率的大小为P乙=U·4I,所以P乙=4P甲。选项D正确。4、C解析：由电路图可知,两灯泡并联,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,两灯泡两端的电压之比U1∶U2=1∶1,故B错误;由I=可得通过两灯泡的电流之比:I1∶I2=∶=R2∶R1=5∶3,故A错误;由P=UI可得L1与L2的消耗的功率之比:P1∶P2=UI1∶UI2=I1∶I2=5∶3,故C正确;由P1∶P2=5∶3可知L1的实际功率较大,因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以,灯泡L1比L2亮,故D错误。5、B解析：设每个灯泡正常工作时的电流为I，则甲图中电路的总电流为3I，P甲＝12V×3I，乙图中电路的总电流为I，P乙＝12V×I，故有P甲＝3P乙，B正确。6、B解析：由电路图可知，则消耗的功率最大，当消耗的功率是40W时，根据可知，各消耗功率10W，则电路消耗的总功率为60W，故选B．7、C解析：判断灯泡能否正常发光,就要判断电压是否是额定电压,或电流是否是额定电流,对灯泡有P=UI=,可知RA<RB。对于A电路,由于RA<RB,所以UB>UA,且有UB>110V,B灯被烧毁,UA<110V,A灯不能正常发光。对于B电路,由于RB>RA,A灯又与滑动变阻器并联,并联电阻小于RB,所以UB>U并,B灯被烧毁,A灯不能正常发光。对于C电路,B灯与滑动变阻器并联,电阻可能等于RA,所以可能UA=UB=110V,两灯可以正常发光。对于D电路,若滑动变阻器的有效电阻等于A、B的并联电阻,则UA=UB=110V,两灯可以正常发光。比较C、D两个电路,由于C电路中滑动变阻器功率为(IA-IB)×110V,而D电路中滑动变阻器功率为(IA+IB)×110V,所以C电路消耗电功率最小。8、C解析：由电路图可知,L1、L2串联后与L3并联,其中L3两端电压最大,它消耗的电功率为10W时,因L1与L2串联,且电阻相等,则分配在L1与L2两灯上的电压都是灯L3两端电压的一半。所以P1=P2====W=2.5W,则整个电路消耗的功率P=P1+P2+P3=(2.5+2.5+10)W=15W,故C项正确。9、ABD解析：滑片P由a向b滑动的过程中滑动变阻器R接入电路的电阻变小,R并变小,R总变小,电路中的总电流变大,R1两端电压变大,R1消耗的电功率变大;并联部分电压变小,R2消耗的电功率变小。故A、B、D正确。10、BCD解析：当S置于位置1时,L与L2串联后与L1并联。由于电源存在内阻,因而L1两端电压必然小于6V,因而L1的功率小于额定功率,同理L2的功率小于额定功率;L和L2的电阻之和大于L1的电阻,因而L1的功率大于L与L2功率之和。故A正确。11、ACD解析：由R＝eq\f(U2,P)可知，灯的电阻RA＝10Ω，RB＝60Ω，RC＝RD＝20Ω，C、D并联部分的电阻为R并＝10Ω，电路中RB>RA＝R并，由串联电路的功率关系知PB>PA＝P并，而PC＝PD＝eq\f(P并,2)，故PB>PA>PD＝PC，B正确。12、ABD解析：吹热风时，电热丝和电动机并联，即电路消耗的电功率等于电热丝消耗的电功率与电动机消耗的电功率之和，故1000W＝120W＋P热，则电热丝的功率为P热＝880W，根据公式W＝Pt，可得当电吹风吹热风时，电热丝每秒消耗的电能为880J，根据公式P＝eq\f(U2,R)可得电热丝的电阻为R＝eq\f(U2,P热)＝55Ω，选项A错误，C正确；当吹冷风时，只有电动机工作，电热丝不工作，电热丝消耗的电能为0，选项B错误；因为电动机是非纯电阻用电器，所以不能根据公式R＝eq\f(U2,P)求解线圈电阻，选项D错误。13、CD解析：当开关S2闭合、S1闭合时,电热丝工作,产生热量,所以此时电吹风吹出热风,故A错误;当吹冷风时,只有电动机工作,但电动机为非纯电阻元件,其内阻不能用R'==Ω=484Ω进行求解,故B错误;当吹热风时,电动机M和电热丝R并联,电热丝消耗的功率为:P=P热-P冷=1200W-100W=1100W,由P=,可得:R==Ω=44Ω,故C正确;当电吹风吹热风时,电动机M和电热丝R并联,电动机的功率仍为100W,所以电动机每分钟消耗的电能为:Q=P冷t=100×60J=6000J,故D正确。14、答案:导线与电水壶为串联结构,通电时两者电流相等,但导线上的电阻非常小,根据Q=I2Rt,导线上的电热远小于电水壶。15、答案：见解析解析：(1)电饭煲盛上食物后,接上电源,S2自动闭合,同时把手动开关S1闭合,这时黄灯短路红灯亮,电饭煲处于加热状态。加热到80℃时,S2自动断开,S1仍闭合,待电饭煲中水烧干后,温度升高到103℃时,开关S1自动断开,这时饭已煮熟,黄灯亮,电饭煲处于保温状态。由于电饭煲散热,待温度下降至60℃时,S2自动闭合,电饭煲重新处于加热状态,待温度上升到80℃时,又自动断开,电饭煲再次处于保温状态。(2)不能,因为如果不闭合S1,则只能将食物加热至80℃。(3)设电饭煲处于加热状态时,功率为P1,P1=W=1064.8W设电饭煲处于保温状态时消耗的功率为P2,则P2=W=88.7W所以P1∶P2=12∶1。16、解析：(1)小电机不转时,电机是一个纯电阻元件,电机的内阻与滑动变阻器串联,U=0.50V,由欧姆定律I===0.50A则P电=UI=0.50×0.50W=0.25WP热=I2R=0.502×1.0W=0.25WP电=P热(2)小电机转动时,电机是非纯电阻元件,U=2.0V,I=0.40A,P电=UI=2.0×0.40W=0.80WP热=I2R=0.402×