1.下列关于电功率的说法中,正确的是( )
A.用电器的额定功率与用电器的实际电压和实际电流有关
B.用电器的实际功率取决于用电器的额定功率
C.白炽灯正常工作时,实际功率等于额定功率
D.电功率越小,则电流做功越少
解析:选C.用电器的额定功率是它正常工作时的功率,其值是由用电器本身的结构决定的,与实际电流和电压无关,故A错C对;而用电器实际功率是多大,是由加在它两端的电压和通过的电流决定的,故B错;电流做功的多少不仅与功率的大小有关,还与时间有关,故D错.
2.(2011年江苏常州高二检测)下列关于电功W和电热Q的说法正确的是( )
A.在任何电路中都有W=UIt、Q=I2Rt,且W=Q
B.在任何电路中都有W=UIt、Q=I2Rt,但W不一定等于Q
C.W=UIt、Q=I2Rt均只有在纯电阻电路中才成立
D.W=UIt在任何电路中都成立,Q=I2Rt只在纯电阻电路中才成立
解析:选B.W=UIt、Q=I2Rt适用于一切电路,但在纯电阻电路中W=Q,在非纯电阻电路中W>Q,B对,A、C、D错.
3.有四盏灯,接入如图2-5-7所示的电路中.L1和L2都标有“220 V 100 W”,L3和L4都标有“220 V 40 W”.把电路接通后,最暗的灯将是( )
图2-5-7
A.L1 B.L2
C.L3 D.L4
解析:选C.由P=U2R可知,R1=R2<R3=R4,对L1和L4,电流相同,由P=I2R可知P1<P4;对L2和L3,电压相同,由P=U2R可知,P2>P3;对L1和L2,电阻相同,IL1>IL2,由P=I2R可知,P1>P2,故P3最小,L3最暗,C正确.
4.加在某电动机上的电压是U(V),电动机消耗的电功率为P(W),电动机线圈的电阻为r(Ω),则电动机线圈上消耗的电热功率为( )
A.P B.U2r
C.P2rU2 D.P-P2rU2
解析:选C.电动机的电流I=PU,线圈发热功率P热=P2U2r.故C对.
5.微型吸尘器的直流电动机的内阻一定,当加在它两端的电压为0.3 V时,电流为0.3 A,此时电动机不转动;当加在它两端的电压为2.0 V时,电流为0.8 A,且它能够正常工作,试分析当电动机正常工作时消耗的电功率及输出的机械功率.
解析:当电动机不转动时,消耗的电能全部转化为内能,这时它相当于一个纯电阻.
由题意知直流电动机线圈电阻R=U1I1=0.30.3 Ω=1 Ω
正常工作时消耗电功率
P电=U2I2=2.0×0.8 W=1.6
发热功率P热=I22R=0.82×1 W=0.64
由能量守恒知输出机械功率
P机=P电-P热=1.6 W-0.64 W=0.96
答案:1.6 W 0.96 W
一、选择题
1.把两根电阻相同的电热丝先串联后并联分别接在同一电上,若要产生相等的热量,则两种方法所需的时间之比t串∶t并为( )
A.1∶1 B.2∶1
C.4∶1 D.1∶4
解析:选C.设每个电热丝电阻为R,则R串=2 R,R并=R2由W=U2Rt得t串∶t并=4∶1.
2.两盏额定功率相同的灯泡A和B,其额定电压UA>UB,则下列说法正确的是( )
A.两灯正常发光时,灯泡中的电流强度IA>IB
B.两灯电阻RA<RB
C.将两灯串联后接入电路中发光时,灯泡的功率PA<PB
D.将两灯并联后接入电路中发光时,灯泡的功率PA′<PB′
答案:D
3.一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同,都通过相同的电流,在相同时间内( )
A.电炉放热与电动机放热相等
B.电炉两端电压小于电动机两端电压
C.电炉两端电压等于电动机两端电压
D.电动机消耗的功率大于电炉的功率
解析:选ABD. 电炉属于纯电阻,电动机属于非纯电阻.对于电炉有:U=IR,放热Q=I2Rt,消耗功率P=I2R;对于电动机有:U>IR,放热Q=I2Rt,消耗功率P=IU>I2R.
4.(2011年河北武强高二检测)图2-5-8中虚线框内是一未知电路,测得它的两端点a、b之间电阻是R,在a、b之间加上电压U,测得流过电路的电流为I,则未知电路的电功率一定是( )
图2-5-8
A.I2R B.U2/R
C.UI D.UI-I2R
解析:选C.选项A、B的表达式只适用于纯电阻电路,D项表达式表示在非纯电阻电路中的输出功率,虚线框中不知道是哪种元件,功率P=UI总是适用的,C选项正确.
5.如图2-5-9所示,电路两端的电压U保持不变,电阻R1、R2、R3消耗的电功率一样大,则电阻之比R1∶R2∶R3是( )
图2-5-9
A.1∶1∶1 B.4∶1∶1
C.1∶4∶4 D.1∶2∶2
解析:选C.对R2、R3,由P=U2/R知R2∶R3=1∶1,对R1、R2,由P=I2R;I1=2I2,所以R1∶R2=I22∶I21=1∶4,C选项正确.
6.如图2-5-10所示的电路中,L1,L2是两个不同的小灯泡,a、b间有恒定的电压,他们都正常发光,当滑动变阻器的滑动触头向右滑动时,发生的现象是( )
图2-5-10
A.L1亮度不变,L2变暗
B.L1变暗,L2变亮
C.电路消耗的总功率变小
D.流过滑动变阻器的电流变小
答案:BCD
7.把六个相同的小灯泡接成如图2-5-11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( )
图2-5-11
A.P甲=P乙 B.P甲=3P乙
C.P乙=3P甲 D.P乙>3P甲
解析:选B.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=12×3 I=36 I,乙图中电路的总电流为I,P乙=12×I=12 I,故有P甲=3P乙,B正确.
8.(2011年天津高二检测)如图2-5-12所示,额定电压为110 V的两盏电灯,额定功率分别为PA=100 W,PB=25 W.把它们接到220 V的电路上,欲使它们都能正常发光且耗电最少,应采用的接法是( )
图2-5-12
解析:选C.要使它们正常发光且耗电最少,由串、并联电路的特点,由于RA<RB,所以D选项不正确.电路中消耗的总功率应为P总=PA+PB+PR,而PR=IR•UR,由I和U关系知,C电路PR最小,C选项正确.
9.(2011年江苏南京高考复习质量检测)图2-5-13为甲、乙两灯泡的I-U图象,根据图象计算甲、乙两灯泡并联在电压为220 V的电路中,实际发光的功率约为( )
图2-5-13
A.15 W 30 W B.30 W 40 W
C.40 W 60 W D.60 W 100 W
解析:选C.从图象的横坐标(U)为220 V的刻度可找出对应的纵坐标(I)的值分别为I甲=0.18 A,I乙=0.28 A.则P甲=U•I甲≈40 W,P乙=U•I乙≈60 W,即C项正确.
二、计算题
10.环保汽车在2008年奥运会场馆服务.某辆以蓄电池为驱动能的环保汽车,总质量=3×103 kg.当它在水平路面上以v=36 k/h的速率匀速行驶时,驱动电机的输入电流I=50 A,电压U=300 V.在此行驶状态下:w
(1)求驱动电机的输入功率P电;
(2)若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机,求汽车所受阻力与车重的比值(g取10 /s2).
解析:(1)驱动电机的输入功率P电=IU=1.5×104
(2)在匀速行驶时,P机=0.9 P电=Fv=Ffv,得
Ff=0.9P电v=1.35×103 N,
汽车所受阻力与车重之比Ffg=0.045.
答案:(1)1.5×104 W (2)0.045
11.(2011年安徽省两地三校高二联考)如图2-5-14是家用电饭煲的电路图.将电饭煲接到稳压电上,当开关接通“加热”挡时,电热丝以额定功率给食物加热,当食物蒸熟后,开关接通“保温”挡,给食物保温,这时电热丝的功率为其额定功率的1/9,电流为1.40 A,已知分压电阻的阻值是R=100 Ω.求:
图2-5-14
(1)保温时,电阻R两端的电压;
(2)稳压电输出的电压;
(3)电热丝的额定功率.
解析:(1)电阻R两端的电压为UR=IR=1.40×100 V=140 V.
(2)设电热丝的电阻为r,电输出电压为U,则
(UR+r)2r=19•U2r
解得:r=50 Ω.
所以电电压为U=I(R+r)=1.40×(100+50) V=210 V.
(3)电热丝的额定功率为P=U2r=210 250 W=882
答案:(1)140 V (2)210 V (3)882 W
12.如图2-5-15所示,已知UAB=6 V,当滑动变阻器触头P位于正中位置时,额定电压为3 V的灯泡L正常发光,当触头滑至最左端时,电灯实际功率为2 W,求此灯泡额定功率和变阻器的总电阻.
图2-5-15
解析:设滑动变阻器总电阻为R,灯泡电阻为RL,则根据P位于正中位置时灯泡正常发光,电压为3 V,滑动变阻器的电压为3 V,得RL=R2.新标第一网
法一:找电流,P位于最左端的变阻器有效电阻R=R=2 RL,由功率关系知此时滑动变阻器的功率P′=2P′L=4 W,I=P′L+P′U=2+46 A=1 A.滑动变阻器的总电阻R=P′I2=4I2 Ω=4 Ω,RL=2 Ω.
灯泡的额定功率P额=U2额RL=322 W=4.5
法二:找电压,P位于最左端时,变阻器有效电阻R′=R=2RL,则UL=2 V.所以RL=U2LPL=222 Ω=2 Ω,灯泡额定功率
P额=U2额RL=322 W=4.5
变阻器总电阻R=2RL=4 Ω
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