18.2 电功率（专题训练）【六大题型】（解析版）

182 电功率（专题训练）【六大题型】 【题型1 电功率与电能、时间的关系】................................................................................................................. 1 【题型2 电功率与电压、电流的关系】................................................................................................................. 4 【题型3 电功率的计算】.........................................................................................................................................8 【题型4 额定电压与实际电压】...........................................................................................................................21 【题型5 额定功率与实际功率】...........................................................................................................................23 【题型6 电功率的概念】.......................................................................................................................................27 【题型1 电功率与电能、时间的关系】 1．（2022 秋•玄武区期末）下列数据符合生活实际的是（ ） ．小华跳绳的平均功率约为1500 B．人体的安全电压为220V ．室内一盏日光灯工作时的电流约为1 D．1 度电可以使一盏100 的灯泡正常工作10 【答】D 【分析】根据日常生产生活中的物理常识回答即可。对于不熟悉的物理量的值，要用易 于估测的物理量的值和相关物理公式计算得到。 【解答】解：．初中生体重大约为500，跳绳高度大约5m＝005m，1m 大约跳100 次； 跳一次做的功：＝G＝500×005m＝25， 跳一次的时间为： ＝06s， 则小华同学跳绳时的功率大约是：P＝ ＝ ≈42，故不符合实际； B．经验表明，人体的安全电压是不高于36V，故B 不符合实际； ．室内一盏日光灯工作时的电流约为02，故不符合实际； D．1 度电，也就是1k•的电能，可以使一盏100＝01k 的灯泡正常工作的时间t＝ ＝10，故D 符合实际。 故选：D。 2．（2023•海淀区校级三模）小一经过调查发现如果将学校内100 的白炽灯更换为同等亮 度的12 的LED 灯，仅此一项一天就能节约电能100k•。下列说法正确的是（ ） ．学校节约的电能相当于1000 只100 的白炽灯正常工作一小时消耗的电能 B．由于LED 灯与白炽灯正常工作时的亮度相当，此时它们的电功率相等 ．100 的白炽灯正常工作时一定比12 的LED 灯正常工作时消耗的电能慢 D．100 的白炽灯正常工作时一定比12 的LED 灯正常工作时消耗的电能多 【答】 【分析】、根据＝Pt 计算比较； B、根据已知条件，白炽灯的功率大于LED 灯的功率； 、电流做功的过程就是电能转化为其它形式能的过程，电功率表示电流做功快慢的物理 量。 D、电能＝Pt，消耗的电能与功率和工作时间都有关。 【解答】解：、1000 只100 的白炽灯正常工作一小时消耗的电能＝Pt＝01k×1×1000＝ 100k•，故正确； B、100 的白炽灯全部更换为亮度相当的12 的LED，白炽灯的功率大于LED 灯的功率， 故B 错误； 、100 的白炽灯正常工作时一定比12 的LED 灯正常工作时的电功率大，根据电功率的 物理意义，故100 的白炽灯正常工作时一定比12 的LED 灯正常工作时消耗的电能快， 故错误； D、根据＝Pt，消耗的电能与功率和工作时间有关，因不知工作时间，故100 的白炽灯 正常工作时不一定比12 的LED 灯正常工作时消耗的电能多，故D 错误。 故选：。 3．（2023•南通模拟）充电宝给我们的生活带来很多便利。图中是一款“12V、2000m•”的 充电宝，用它（满电量）给学生们常用的手持小风扇充电（功率约为2），大约可以充 多长时间（ ） ．1 B．2 ．8 D．20 【答】 【分析】根据充电宝的铭牌参数，由＝Ut 可求得充电宝充满电时储存的能量，由P＝ 可求得充电时间。 【解答】解：充电宝充满电时储存的能量＝Ut＝12V×2000×10 3 ﹣×3600s＝864×104， 由P＝ 可得，手持小风扇的充电时间： t＝ ＝ ＝43200s＝12，与8 比较接近。 故选：。 4．（2023•朝阳区校级二模）中医博大精深，是我国的四大国粹之一。 （1）拔火罐时，将小罐内的空气加热后，迅速倒扣在皮肤上，小罐被“吸住”，说明 了 大气压 的存在。 （2）在熬制中药时，能闻到浓浓的中药味是 扩散 现象。 （3）用一款电药壶熬中药时，若电药壶高火加热功率为500，文火萃取功率为100，在 一次熬药中，高火加热和文火萃取共用时18m，耗电011k•，则高火的加热时间是 12 m。 【答】（1）大气压；（2）扩散；（3）12。 【分析】（1）拔火罐“粘”在皮肤上，是利用了大气压。外界大气压远大于瓶内气压， 大气压力将“拔火罐”紧紧压在皮肤表面； （2）不同物质互相接触时彼此进入对方的现象叫扩散； （3）已知加热功率和萃取功率和消耗的电能，又知道高火加热和文火萃取共用18m， 利用＝Pt 可求出高火加热时间。 【解答】解：（1）将小罐内的空气加热后，小罐内空气由于热膨胀排出一部分，迅速 倒扣在皮肤上，小罐内火熄灭，温度降低，空气收缩，大气压强减小，小罐在外界大气 压作用下吸在皮肤上； （2）在熬制中药的过程中，我们能够嗅到明显的中药味，这是扩散现象，说明分子在 不停地做无规则运动； （3）电煎药壶消耗的电能＝011k•＝396×105，由题意可知： ＝P 高t 高+P 文t 文， t＝t 高+t 文， 即：396×105＝500×t 高+100×（18×60s t ﹣高） 解得：t 高＝720s＝12m。 故答为：（1）大气压；（2）扩散；（3）12。 5．（2023•抚远市三模）LED 灯具有节能、环保的特点。一个“220V 5”的LED 灯与一个 “220V 60”的白炽灯亮度相当。若一个“220V 60”的白炽灯每天正常工作2 小时，30 天 消耗的电能是 36 k•，这些电能可供“220V 5”的LED 灯正常工作 720 小时。 【答】36；720 【分析】（1）根据＝Pt 求出一个“220V 60”的白炽灯每天正常工作2 小时，30 天消耗 的电能； （2）根据t＝ 得出这些电能可供“220V 5”的LED 灯正常工作多长时间。 【解答】解： （1）若一个“220V 60”的白炽灯每天正常工作2 小时，则30 天消耗的电能： ＝Pt＝60×10 3 ﹣k×2×30＝36k•， （2）这些电能可供“220V 5”的LED 灯正常工作的时间： t′＝ ＝ ＝720。 故答为：36；720。 【题型2 电功率与电压、电流的关系】 6．（2022 秋•蓝田县期末）智能手机耗电达到一定量时，会自动提示用户采用“省电模 式”，在这种模式下，可延长电池的供电时间，原因是（ ） ．增加了电池的输出电压 B．增大了电池的输出功率 ．减小了电子线路的电阻 D．减小了电池的输出电流 【答】D 【分析】（1）由公式＝Pt 知，手机的“省电模式”，是在手机电池储存电能一定的前 提下，通过减小输出功率来延长使用时间的；手机工作时的电压不变，由P＝U 分析电 池的输出电流如何变化； （2）导体的电阻只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与导体两端的电压和 通过的电流无关。 【解答】解：智能手机耗电达到一定量时，剩余的电能也是一定的， 由＝Pt 可知，要延长手机的工作时间，需要减小电池的输出功率，而手机工作时的电压 （即电池的输出电压）是不变的， 由P＝U 可知，在省电模式下，应减小电池的输出电流，故D 正确、B 错误； 因电阻是导体本身的一种性质，与导体两端的电压和通过的电流无关，所以电子线路的 电阻不变，故错误。 故选：D。 7．（2023•房山区二模）灯泡L1上标有“6V，6”，灯泡L2上标有“6V，3”。关于这两个 灯泡，下列说法中正确的是（ ） ．正常发光时，通过L1的电流较小 B．正常发光时，通过L1的电流做功较多 ．正常发光时，通过L1的电流做功较快 D．工作时间相同，L2消耗的电能较少 【答】 【分析】（1）灯泡正常发光，由公式＝ 可以判断流过灯泡的电流大小； （2）由＝Pt 可知，通过灯泡的电流做功多少与功率和时间两个物理量有关； （3）电功率是表示电流做功快慢的物理量。 【解答】解：．正常发光时，两灯的额定电压相同，因为P1＞P2，由＝ 可知，1＞2， 故错误； B．不知道工作时间，不能确定通过L1的电流做功是否较多，故B 错误； ．正常发光时，灯泡L1的功率较大，通过L1的电流做功较快，故正确。 D．不知道实际功率，不能确定L2消耗的电能是否较少，故D 错误。 故选：。 8．（2023•西安模拟）如图所示的电路中，电源电压保持不变，灯L 上标有“6V 3”字样 （灯丝电阻保持不变），定值电阻R0＝8Ω。当只闭合S、S2 时，移动滑动变阻器的滑 片P 至距端 处，灯L 刚好正常发光；当只闭合S、S1时，保持滑动变阻器滑片不变， 电流表示数变化了01。下列分析与计算正确的是（ ） ．灯L 的额定电流为2 B．只闭合S、S2，滑片P 向上移动可能会烧坏灯L ．电源电压为12V D．滑动变阻器的最大阻值为24Ω 【答】 【分析】（1）根据灯L 上标有“6V 3”字样结合P＝U 求出灯泡的额定电流； （2）只闭合S、S2，L 与R 串联，电压表测R 两端的电压，根据滑动变阻器阻值变化结 合欧姆定律判断电路中电流变化，据此分析； （3）只闭合S 和S2，L 与R 串联，电压表测R 两端的电压，电流表测电路中的电流； 根据串联电路的规律及欧姆定律，列出电源电压表达式； 只闭合S、S1时，R0与R 串联，电压表测R 两端的电压，电流表测电路中的电流；保持 滑动变阻器滑片不变，电流表示数变化了01，根据串联电路的规律及欧姆定律，列出电 源电压表达式，联立方程求出电源电压和滑动变阻器最大阻值。 【解答】解：、灯L 上标有“6V 3”字样，则灯泡的额定电流为： L＝ ＝ ＝05，故错误； B、只闭合S、S2，L 与R 串联，电压表测R 两端的电压，滑片P 向上移动，滑动变阻器 阻值变大，根据电阻的串联和欧姆定律可知，电路中电流变小，灯泡不会被烧坏，故B 错误； D、只闭合S 和S2，L 与R 串联，电压表测R 两端的电压，电流表测电路中的电流，移 动滑动变阻器的滑片P 至距端 处，灯L 刚好正常发光； 由可知灯泡L 正常发光时的电流为05，灯泡L 正常发光时的电阻为RL＝ ＝ 12Ω； 根据串联电路的规律及欧姆定律，电源电压为： U＝UL+U 滑＝UL+LR 滑＝6V+05× R……①； 只闭合S、S1时，R0与R 串联，电压表测R 两端的电压，电流表测电路中的电流；保持 滑动变阻器滑片不变，由于RL＞R0，根据电阻的串联和欧姆定律可知，电流表示数应 增大01，即'＝06； 根据串联电路的规律及欧姆定律，电源电压为： U＝U0+U 滑'＝'R0+'R 滑＝06×8Ω+06× R……②； 联立①②，解得：U＝12V，R＝48Ω，故正确，D 错误。 故选：。 9．（2023•惠城区模拟）两只小灯泡的规格分别为L（6V 3）、LB（6V 6），不考虑温度 对灯丝电阻的影响，则它们的电阻之比R：RB＝ 2 ： 1 ；若将它们串联后接到某电源 两端，为使它们的电功率都不超过它们的额定功率，则该电源电压的最大值为 9 V。若将它们并联后接到某电源两端，为使它们的电功率都不超过它们的额定功率，则 该电源电压的最大值为 6 V。 【答】2：1；9；6。 【分析】根据P＝U 计算灯泡电阻与灯泡的额定电流，应用串联电路特点与欧姆定律， 计算两电阻比以及电源电压的最大值；根据并联电压相等分析电源电压。 【解答】解： 由P＝U 计算两灯的额定电流： ＝ ＝ ＝05， B＝ ＝ ＝1， 由＝ 得两灯电阻： R＝ ＝ ＝12Ω， RB＝ ＝ ＝6Ω， 它们的电阻比： ＝ ＝ ； 串联电路电流处处相等，两灯泡串联，电路最大电流等于灯泡的较小额定电流， 即电路最大电流：＝＝05，所以电源最大电压： U＝（R+RB）＝05×（12Ω+6Ω）＝9V； 若将它们并联后接到某电源两端，为使它们的电功率都不超过它们的额定功率，则灯泡 的电压不超过额定电压，根据并联电压相等，则该电源电压的最大值为6V。 故答为：2：1；9；6。 10．（2023•湖北三模）如图所示，相距50km 的，B 两地架两条输电线，电阻共为 1000Ω，如果在、B 间的某处发生短路，这时接在处的电压表示数为12V，电流表的示 数为30m，则短路处距 20 km。由于输电线存在电阻，所以在实际传输电能的过程 中，常常采用高压方式输电，是因为如果输送的电功率一定，将输电电压变为原来的2 倍，则输电线上损失的功率将变为原来的 025 倍，从而减少电能在输电线路上的损 失。 【答】20；025。 【分析】知道电压表的示数和电流表的示数，利用欧姆定律求出导线的总电阻，再根据 电阻与长度关系，确定出短路的地点离处的距离．根据P＝U 确定电流是原来的倍数， 根据热损失功率P＝U＝2R 知电能损耗的倍数。 【解答】解：设发生短路处距处距离为x 根据欧姆定律可得，导线总电阻：Rx＝ ＝ ＝400Ω，相距50km 的，B 两地架 两条输电线，电阻共为1000Ω，电阻是整体的 ＝04 倍，根据电阻与长度成正比， 长度也是04 倍，距离也是04 倍，即04×50km＝20km； 由于输电线存在电阻，所以在实际传输电能的过程中，常常采用高压方式输电，是因为 如果输送的电功率一定，将输电电压变为原来的2 倍，根据P＝U 知，电流变为原来的 倍，根据P＝U＝2R 知，则输电线上损失的功率将变为原来的 ＝025 倍，从而减少 电能在输电线路上的损失。 故答为：20；025。 【题型3 电功率的计算】 11．（2023•常州）如图所示的电路，电源电压恒定，R0 为定值电阻，Rx 为滑动变阻器（、 B 为其两端点）。闭合开关S，把滑动变阻器的滑片P 从B 端移到端，电压表示数的变 化范围是06V～3V，电流表示数的变化范围是012～06。下列说法中正确的是（ ） ．电源电压为 6V B．R0的阻值为 25Ω ．Rx的最大阻值为20Ω D．移动滑片 P，电路总功率的最小值为072 【答】 【分析】根据电压表和电流表的示数变化计算各选项的对错。 【解答】解：、把滑动变阻器的滑片P 移到端时，电路是R0 的简单电路，故电压表测 电源电压，所以电源电压为3V，故错误； B、当电压表的示数为3V 时，电流表的示数为06，根据欧姆定律可知：R0的阻值为： R0＝ ＝ ＝5Ω，故B 错误； 、当把滑动变阻器的滑片P 移到B 端时，电流表的示数为012，它的电压为U2＝U 总﹣ U0＝3V 06V ﹣ ＝24V，根据欧姆定律可知，滑动变阻器的电阻Rx＝ ＝ ＝20Ω， 故正确； D、移动滑片 P，当滑动变阻器的滑片移到B 端时，此时电路的电阻最大，电功率最小， 故P＝U＝012×3V＝036，故D 错误。 故选：。 12．（2023•罗庄区校级模拟）小灯泡的﹣U 图像如图甲所示，将它与定值电阻R 并联，如 图乙所示，闭合开关S1，电流表的示数为02；再闭合开关S2，电流表的示数增加了 03。则（ ） ．电源电压为2V B．灯泡功率为9 ．定值电阻的阻值为15Ω D．电路总功率为15 【答】 【分析】闭合开关S1，为R 的简单电路，电流表则R 的电流；再闭合开关S2，灯泡与R 并联，电流表测量干路中的电流，根据并联电路各支路互不影响，可知通过灯泡的电流， 由图甲知此时灯泡两端的电压，根据并联电路的电压特点可知R 两端的电压和电源电压； 已知R 两端的电压和电流，根据欧姆定律计算R 的电阻； 用电功率公式计算灯泡和电路的功率。 【解答】解：、如图乙所示，闭合开关S1，此时电路为只有R 的简单电路，电流表的示 数为02；再闭合开关S2，此时电路为R 与小灯泡的并联电路，电流表测量干路中的电 流； 由并联电路电流特点可知，电流表的示数增加了03，则通过小灯泡的电流为03， 由图甲可知，此时小灯泡两端的电压为3V，根据并联电路的电压特点可知，电源电压 为3V，定值电阻两端的电压为3V；故错误； B、灯泡的功率为：PL＝ULL＝3V×03＝09，故B 错误； 、由欧姆定律可知，定值电阻的阻值为：R＝ ＝ ＝15Ω，故正确； D．当开关都闭合时，该电路的总电流为：总＝L+1＝02+03＝05， 电路总功率为：P 总＝U 总＝3V×05＝15，故D 错误。 故选：。 13．（2022 秋•平遥县期末）创新小组的同学设计了一个粉尘浓度监测装置，图甲为该监 测装置的简化电路图，它是通过传感器R 来进行检测的，R 的阻值随粉尘浓度β 变化的 关系如图乙所示。已知电源电压为4V，定值电阻R0的阻值为15Ω，电压表的量程为0 ～3V。下列分析正确的是（ ） ．电压表示数随粉尘浓度增大而减小 B．电流表的最大示数为03 ．电路的最小总功率为08 D．电路可测的最大粉尘度为14mg/m3 【答】D 【分析】由电路图可知，闭合开关S，传感器电阻R 和定值电阻R0串联，电压表测R 两 端的电压，电流表测电路中的电流。 （1）根据图丙可知粉尘浓度增大时传感器R 的阻值变化，根据欧姆定律可知电路中电 流的变化和定值电阻R0 两端的电压变化，利用串联电路的电压特点可知电压表示数的 变化； （2）当传感器R 的阻值最小时，电路中的总电阻最小，电路中的电流最大，根据电阻 的串联和欧姆定律求出电流表的最大示数； 此时传感器R 的阻值最小，粉尘浓度最大，则根据＝ 可得此时的总电阻，根据串