河北专版2020中考物理复习第五单元电学与磁学课时训练20电能电功率焦耳定律试题 13页

课时训练(二十)　电能　电功率　焦耳定律 ‎(限时:50分钟)‎ ‎|基础巩固|‎ 一、选择题 ‎1.[2018·邵阳] 将规格都是“220 V　180 W”的一台电冰箱、一台电脑和一床电热毯,分别接入同一家庭电路中,若通电时间相同,则下列说法正确的是 (　　)‎ A.电冰箱产生的热量最多 B.电脑产生的热量最多 C.电热毯产生的热量最多 D.三者产生的热量一样多 ‎2.[2019·荆州]共享电动车不仅环保节能而且为人们的出行带来了很大方便。已知某品牌共享电动车的电动机线圈内阻一定,转轴卡住不能转动时,线圈两端电压为48 V,通过的电流为12 A。当电动车在水平地面上以18 km/h的速度匀速直线行驶时,线圈两端电压仍然为48 V,通过的电流为2 A,则下列说法正确的是 (　　)‎ A.电动机线圈电阻为24 Ω B.电动机的机械功率为96 W C.电动机的效率是66.7% D.电动车前进时受到的阻力为16 N ‎3.[2019·黑龙江省龙东地区]甲、乙两个小灯泡上分别标有“6 V　3 W”和“4 V　2 W”字样,现在把它们按不同方式接在不同电路中,下列判断错误的是(不考虑灯丝电阻的变化) (　　)‎ A.若把它们并联在4 V电路中,乙灯正常发光 B.若把它们并联在4 V电路中,甲灯比乙灯亮 C.若把它们串联在10 V电路中,两灯都可以正常发光 D.若把它们串联在10 V电路中,甲灯比乙灯亮 ‎4.[2019·山西]如图K20-1甲所示是身高、体重测量仪,当体检者站在台面上时,能自动显示身高和体重。电路原理如图乙所示,电压表、电流表分别显示身高和体重的大小,压敏电阻R的阻值随压力增大而增大,滑片P随身高增高而上滑。下列分析正确的是 (　　)‎ 图K20-1‎ A.身高越高,电压表示数越大 B.身高越高,通过R0的电流越小 C.体重越大,电流表示数越大 D.体重越大,电路消耗的总功率越大 ‎5.[2017·荆门] 图K20-2甲是某同学设计的调光灯电路,图中小灯泡的额定电压为3 V,电源电压保持不变。闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片从最左端滑到最右端的过程中,测得小灯泡的I-U关系图像如图乙所示,‎ 13‎ 下列说法中错误的是(　　)‎ 图K20-2‎ A.电源电压为3 V B.小灯泡正常发光时的电阻为10 Ω C.小灯泡实际功率越大,灯丝电阻越大 D.小灯泡的最小功率为0.1 W ‎6.(多选)[2019·绥化]如图K20-3甲所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器R2的滑片P从a端移动到b端的过程中,定值电阻R1两端的电压随滑动变阻器R2接入电路的阻值变化图像如图乙所示,下列说法正确的是 (　　)‎ 图K20-3‎ A.电源电压为6 V B.定值电阻R1的阻值为10 Ω C.当滑片P在b端时,通过R1的电流为0.6 A D.当滑动变阻器接入电路的阻值为20 Ω时,R1消耗的电功率为0.4 W ‎7.[2018·玉林] 如图K20-4所示,电源电压U为10 V并保持不变,滑动变阻器规格为“20 Ω　1 A”。闭合开关S,当滑片P移至最左端时,灯泡正常发光,电流表示数为0.5 A。当滑片P移至中点时,电流表示数为0.4 A。则 (　　)‎ 图K20-4‎ A.电路消耗的最小功率为2.5 W B.滑片P在中点时,灯泡消耗的功率为2.4 W C.滑片P在中点时,灯泡消耗的功率为3.2 W D.滑片P在最左端时,2 min内电流通过灯泡所做的功为10 J ‎8.(多选)[2018·孝感] 为测量小灯泡的电功率,某实验小组选用了如图K20-5所示的电路图进行实验,其中小灯泡上标有“2.5 V　0.5 W”的字样(灯丝的电阻随温度的升高而变大),电源电压恒为4.5 V,则 (　　)‎ 13‎ 图K20-5‎ A.当小灯泡正常发光时,电路中的电流为0.2 A B.当小灯泡正常发光时,滑动变阻器与小灯泡两端的电压之比为4∶5‎ C.当小灯泡正常发光时,10 min内电路消耗的总电能为300 J D.当小灯泡两端的实际电压为额定电压的一半时,其实际功率大于0.125 W ‎9.[2019·包头]如图K20-6所示,小灯泡L标有“6 V　3 W”字样,电源电压恒定。当开关S闭合,S1断开,滑动变阻器滑片P在最左端时,小灯泡L正常发光;当S闭合,S1断开,滑动变阻器滑片P在中点时,电流表的示数为0.2 A。下列说法正确的是(不计温度对灯丝电阻的影响) (　　)‎ 图K20-6‎ A.电源电压为9 V B.滑动变阻器的最大阻值为18 Ω C.调节电路元件,可使电压表示数达到的最大值为4.5 V D.电路的最小功率与最大功率之比为3∶16‎ ‎10.(多选)[2019·黑龙江省龙东地区]在如图K20-7所示的电路中,电源电压为4 V,电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~3 V,小灯泡标有“2 V　1 W”字样(灯丝的电阻不变),滑动变阻器上标有“20 Ω　1 A”字样。闭合开关,在保证电路各元件安全的情况下,下列说法正确的是 (　　)‎ 图K20-7‎ A.小灯泡的最小功率为0.36 W B.电压表的示数变化范围是1~3 V C.滑动变阻器接入电路的阻值范围是4~12 Ω D.电路总功率变化范围为1~2 W 二、填空及简答题 ‎11.[2019·襄阳] 某款手机锂电池上面标明电压为37 V,容量为3000 mA·h,则它充满电后存储的电能为 13‎ ‎　　　　J;该手机的待机电流为15 mA,则该手机最长待机时间为　　　　h。 ‎ ‎12.[2019·邵阳] 李芳家的电子式电能表表盘上标有“3000 imp/(kW·h)”的字样,其含义是电路每消耗1 kW·h的电能,电能表上指示灯闪烁3000次,她把家中的其他用电器都与电源断开,仅让一个用电器工作3 min,发现该电能表指示灯闪烁了60次,该用电器在上述时间内消耗的电能为　　　　kW·h。 ‎ ‎13.[2019·铜仁]如图K20-8所示,电路中电源电压不变,已知R1=2R2,闭合开关S,则通过R1与通过R2的电流之比I1：I2=　　　　;R1与R2的电功率之比P1：P2=　　　　。 ‎ 图K20-8‎ ‎14.[2019·绥化]图K20-9甲是灯L和电阻R的电流随电压变化的图像,将它们按图乙所示接入电路中,只闭合开关S时,灯L的实际功率为0.8 W;再闭合开关S1后,电流表的示数变化了　　　　A。若将R与标有“50 Ω　0.5 A”的滑动变阻器串联后接到该电源(电源电压恒定)上,则滑动变阻器消耗的最大电功率是　　　　W。 ‎ 图K20-9‎ ‎|能力培优|‎ ‎15.[2019·贵阳] 如图K20-10所示是某加热器的电路图,设电源电压保持不变,R1 、R2均为发热电阻丝,通过开关S1和S2的通断组合,可得到不同加热挡位。该加热器最大电功率为12 W,只闭合开关S1时,加热器的电功率是 ‎8 W。则下列判断正确的是 (　　)‎ 图K20-10‎ A.该加热器只有两个加热挡位 B.该加热器两个发热电阻丝的阻值之比R1∶R2 =1∶3‎ C.该加热器功率最大时,通过R1与R2的电流之比为2∶1‎ D.该加热器的最小电功率是8 W ‎16.[2018·荆门] 如图K20-11所示的电路,电源电压为3 V且保持不变,定值电阻R1=1 Ω,滑动变阻器R2阻值范围为0~4 Ω。闭合开关S,在滑片从左向右移动的过程中,下列说法正确的是(　　)‎ 13‎ 图K20-11‎ A.滑动变阻器的最大功率为1.44 W B.滑动变阻器的最大功率为2 W C.滑动变阻器的最大功率为2.25 W D.电压表示数从0 V增大到2.4 V ‎17.[2018·连云港] 如图K20-12所示,电源电压恒为15 V,定值电阻R的阻值为20 Ω,闭合开关S后,使滑动变阻器接入电路的阻值减小5 Ω,电流表示数变化了0.1 A,则下列说法正确的是 (　　)‎ 图K20-12‎ A.电流表示数减小了0.1 A B.电压表示数减小了0.5 V C.定值电阻的电功率增大了0.2 W D.电路总功率增大了1.5 W ‎18.(多选)[2018·天津] 如图K20-13甲所示电路,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P从一端滑到另一端,R1、R2的U-I关系图像如图乙所示;在上述过程中,滑片P从任意一点滑动到另外一点时,电流表A的示数变化量为ΔI,电压表V1、V2的示数变化量分别为ΔU1、ΔU2,R1、R2的功率变化量分别为ΔP1、ΔP2。则 (　　)‎ 图K20-13‎ A.R1阻值为70 Ω B.电源电压是18 V C.ΔU‎1‎ΔI=ΔU‎2‎ΔI总成立 D.ΔP‎1‎ΔI=ΔP‎2‎ΔI总成立 ‎19.[2019·眉山]如图K20-14所示,电源电压恒为4 V,电压表量程为0~3 V,电流表量程为0~0.6 A,滑动变阻器规格为20 Ω　1 A,小灯泡L标有“2.5 V　1.25‎ 13‎ ‎ W”的字样(灯丝电阻不变)。若通过小灯泡L的电流不超过额定电流,电流表、电压表不能超过量程,则移动滑动变阻器的滑片,下列说法中正确的是 (　　)‎ 图K20-14‎ ‎①电压表示数变化范围为1.5~3 V ‎②滑动变阻器消耗的电功率变化范围为0.6~0.75 W ‎③小灯泡的实际电功率变化范围为0.2~1.25 W ‎④滑动变阻器连入电路的阻值变化范围为10~20 Ω A.①③ B.②④ ‎ C.③④ D.①②‎ ‎20.在如图K20-15所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S1闭合、S2断开,甲、乙两表均为电流表时,两表示数之比是I甲∶I乙=2∶5,则R1∶R2=　　　　;当开关S1、S2闭合,甲、乙两表均为电压表时,两表示数之比U甲∶U乙=　　　　,R1、R2消耗的电功率之比为P1∶P2=　　　　。 ‎ 图K20-15‎ ‎21.[2019·贵阳] 如图K20-16所示,电路电源电压不变,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片至某位置,定值电阻R0消耗的功率为2.5 W;再次移动滑片至另一位置,R0消耗的功率为10 W,电压表的示数为5 V。若前后两次滑动变阻器消耗的功率相同,则电源电压U=　　　　V。 ‎ 图K20-16‎ ‎22.[2019·内江]如图K20-17所示,电源电压恒定不变,电阻R1的阻值为30 Ω,小灯泡L标有“9 V　4.5 W”字样(小灯泡的电阻不变)。只闭合开关S,滑动变阻器的滑片P移至最右端时,小灯泡L恰好正常发光,则电源电压为 ‎　　　　V;闭合开关S、S1、S2,滑片P移至最左端时,电路消耗的总功率为8.1 W;只闭合开关S,移动滑片P,当滑动变阻器消耗的电功率为1 W时,小灯泡消耗的电功率为　　　　W。 ‎ 13‎ 图K20-17‎ ‎23.[2019·潍坊]在如图K20-18所示电路中,小灯泡L标有“4 V　1.6 W”字样,定值电阻R1=20 Ω,滑动变阻器R2允许通过的最大电流为1 A,电流表A1的量程为0~0.6 A,电流表A2的量程为0~3 A,电压表的量程为0~3 V,电源电压和小灯泡的阻值均保持不变。只闭合开关S2时,电压表的示数为2 V;将滑动变阻器滑片滑到最左端,闭合所有开关,此时电流表A2示数为0.5 A。‎ ‎(1)求电源电压。‎ ‎(2)求滑动变阻器R2的最大阻值。‎ ‎(3)只闭合开关S3,在电路安全的情况下,求小灯泡电功率的变化范围。‎ 图K20-18‎ 13‎ ‎【参考答案】‎ ‎1.C ‎2.D　[解析]因电动机转轴卡住不能转动时为纯电阻用电器,则由I=UR可得,电动机线圈的电阻R=UI=‎48V‎12A=4 Ω,故A错误。当在水平地面上以v=18 km/h=5 m/s的速度匀速直线行驶时,电动车为非纯电阻用电器,此时电动机消耗的电功率PM=UI'=48 V×2 A=96 W,电动机线圈电阻消耗的热功率PR=I'2R=(2 A)2×4 Ω=16 W,则电动机的机械功率P机械=PM-PR=96 W-16 W=80 W,故B错误。电动机的效率η=W机械WM=P机械tPMt=P机械PM=‎80W‎96W≈83.3%,故C错误。因电动车在水平地面上匀速直线行驶时处于平衡状态,受到的阻力和牵引力是一对平衡力,所以由P=Wt=Fst=Fv可得,受到的阻力f=F=P机械v=‎80W‎5m/s=16 N,故D正确。‎ ‎3.B　[解析]由P=UI可得,两灯泡的额定电流分别为I甲=P甲U甲=‎3W‎6V=0.5 A,I乙=P乙U乙=‎2W‎4V=0.5 A,由I=UR可得,两灯泡的电阻分别为R甲=U甲I甲=‎6V‎0.5A=12 Ω,R乙=U乙I乙=‎4V‎0.5A=8 Ω。两灯泡并联在4 V电路中时,因并联电路中各支路两端的电压相等,且额定电压下灯泡正常发光,所以,只有乙灯泡能正常发光,甲灯泡不能正常发光,由公式P=U‎2‎R可知甲灯消耗的电功率较小,所以甲灯比乙灯暗,A正确,不符合题意,B错误,符合题意。两灯泡串联时,因串联电路中各处的电流相等,且两灯泡的额定电流相等,所以,两灯泡同时正常发光时电源电压U=I(R甲+R乙)=0.5 A×(12 Ω+8 Ω)=10 V,C正确,不符合题意。由于甲灯的电阻比乙灯的大,而两灯串联时电流相等,由公式P=I2R可知,甲灯消耗的实际电功率比乙灯大,所以甲灯比乙灯亮,D正确,不符合题意。‎ ‎4.A　[解析]由图乙可知,电阻R0、R并联,电压表测量R0下半部分电阻两端的电压,即相当于将电阻R0分成两个电阻,当身高越高时,与电压表并联的电阻的阻值越大,则电压表示数越大,所以A正确。身高越高,滑片P越向上移,但不能改变R0的阻值,通过R0的电流不变,所以B错误。体重越大,压敏电阻的阻值越大,根据欧姆定律可知R支路的电流越小,R0支路电流不变,则电路中的电流越小,根据电功率公式可知P=UI,电源电压不变,体重越大,电路总电流越小,则总功率越小,所以C、D错误。‎ ‎5.D　[解析]据题图甲可知,当滑片在最右端时,电路为小灯泡的简单电路,小灯泡两端电压为3 V,因此电源电压为3 V,A正确。小灯泡正常发光时,小灯泡两端电压为3 V,此时通过小灯泡的电流为0.3 A,小灯泡的电阻为R=ULIL=‎3V‎0.3A=10 Ω,B正确。据图乙可知,小灯泡的实际功率最小时,电阻R0=U‎0‎I‎0‎=‎0.5V‎0.1A=5 Ω,所以实际功率越大,灯丝电阻越大,C正确。小灯泡的最小功率为P=U0I0=0.5 V×0.1 A=0.05 W,D错误。‎ ‎6.ABD　[解析]由图甲可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测量R1两端的电压,由图乙可知,当R2=0 Ω时,只有R1单独工作,R1两端的电压即为电源电压,等于6 V,故A正确。当R2=50 Ω时,R1两端的电压U1=1 V,所以R2两端电压U2=U-U1=6 V-1 V=5 V,根据串联分压特点可得U‎1‎U‎2‎=R‎1‎R‎2‎,即‎1V‎5V=R‎1‎‎50Ω,解得R1=10‎ 13‎ ‎ Ω,故B正确。当滑动变阻器的滑片位于b端时,R2=50 Ω,此时电路中的电流为Ib=U‎1‎R‎1‎=‎1V‎10Ω=0.1 A,故C错误。当滑动变阻器接入电路的阻值为20 Ω时,R1两端的电压为2 V,则此时R1的电功率为P1=U‎'‎‎1‎‎2‎R‎1‎=‎(2V)‎‎2‎‎10Ω=0.4 W,故D正确。‎ ‎7.B　[解析]由题图可知,当滑片P移至最左端时,电路为灯泡的简单电路,电流表测电路中的电流,此时灯泡正常发光,灯泡正常发光时的电阻RL=UIL=‎10V‎0.5A=20 Ω。当滑动变阻器连入电路的电阻最大时,电路消耗的功率最小,若不考虑灯泡电阻随温度的变化,根据串联电路的电阻特点可得,最小总功率P最小=U‎2‎R+‎RL=‎(10V‎)‎‎2‎‎20Ω+20Ω=2.5 W。由已知,滑片P移至中点时电路电流I=UR总=‎10VR总=0.4 A,则R总=R滑+RL'=25 Ω,‎ RL'=25 Ω-‎1‎‎2‎×20 Ω=15 Ω