初中物理电功率的计算试题

一个彩色灯泡上标有“ $36V7.2W$“的字样（忽略温度对灯丝电阻的影响）

求：（1）该灯泡正常工作时的电流和灯丝的电阻；

（2）若接在 $220V$的照明电路中使用，至少需要串联多少个这种灯泡才行。

如图所示是一电热毯电路的示意图， $R_0$是电热毯发热电阻丝， $R$是串联在电路中的定值电阻， $S$是温控开关，开关上标有“高（温 $)$、低（温 $)$、关”的字样。已知电热毯高温挡的功率为 $110W$．则要使电热毯处于高温挡，则开关 $S$的动触片应置于　 点（选填“ $a$”、“ $b$”或“ $c$” $)$，假设电热毯处于高温挡每天正常工作 $2h$，则20天消耗　　千瓦时的电能。

图甲中的 $R_1$为滑动变阻器（允许通过的最大电流为 $5A)$， $R_2$为定值电阻。闭合开关 $S$，移动滑片 $P$， $R_1$两端电压 $U$和通过它的电流 $I$之间的关系如图乙所示， $R_1$消耗的功率 $P$与通过它的电流 $I$之间的关系如图丙所示。下列选项正确的是 $($　　 $)$

A．电源电压为 $45V$

B． $R_2$的阻值为 $7.5\Omega$

C．滑动变阻器连入电路中的阻值范围 $4-45\Omega$

D．当 $R_1$功率为 $120W$时，电路消耗的总功率为 $200W$

把一个标有" $10V3W$ "的小灯泡和定值电阻 $R$ 串联后接在电压为 $12V$ 的电源上（如图所示），小灯泡恰能正常工作。该电路工作 $10s$ 定值电阻产生的热量是 $($ 　　 $)$

A．

$60J$

B．

$36J$

C．

$30J$

D．

$6J$

小聪利用如图甲所示的电路测量额定电压为 $2.5V$的小灯泡的额定功率。

（1）请用笔画线代替导线，将图甲的实物图连接完整，要求滑动变阻器滑片 $P$向右移动时小灯泡变亮。

（2）连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表示数不为零，电压表示数为零，则故障可能是由于小

灯泡　         　引起的。

（3）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是　    　 $W$．在实际测量中，电压表有示数时内部有微弱的电流通过，如果考虑这个微弱电流的影响，则所测小灯泡的额定功率偏　        　。

（4）利用如图丙所示的电路也可以完成该实验，请完成下列填空（电源电压不变， $R_1$和 $R_2$为滑动变阻器， $R_2$

的最大电阻为 $R_0$）。

①只闭合开关 $S$和 $S_1$，调节　          　，使电压表的示数为 $2.5V$。

②只闭合开关　          　，调节 $R_1$，使电压表的示数仍为 $2.5V$。

③接着将 $R_2$的滑片 $P$调至最左端，记下电压表的示数为 $U_1$；再将 $R_2$的滑片 $P$调至最右端，记下电压表的示数为 $U_2$，则小灯泡额定功率的表达式 $P_{额}=$　         　（用 $U_{额}$、 $R_0$、 $U_1$、 $U_2$表示）。

小琳想知道一只标明“ $220V40W$”白炽灯不发光时的灯丝电阻有多大，她设计了图甲所示电路原理图，并招来器材动手实验。

（1）按照如图甲所示连接电路，检查无误后闭合开关 $S$，调节滑动变阻器 $R$，电压表和电流表的示数分别如图乙、丙所示，此时灯丝电阻为　　 $\Omega$。

（2）小琳设想如果没有电压表，能否再找一只电流表和一个定值电阻来代替电压表，于是她设计了如图丁所示电路原理图 $(R_0$为阻值已知的定值电阻），连接电路并检查无误后闭合开关 $S$，调节滑动变阻器 $R$，当电流表示数分别为 $I_1$， $I_2$时，灯丝电阻 $R_L=$　　（用 $R_0$， $I_1$， $I_2$表示测量结果）。

（3）小琳用公式 $R=\frac{U^2}{P}$计算出灯泡正常发光时的电阻为 $1210\Omega$，比（1）中测量的电阻大得多，请你帮助小琳给出合理的解释　　。

（4）小琳根据图乙和丙的示数，计算了此时灯泡实际消耗的电功率与灯泡额定功率相差　　 $W$。

如图甲所示，闭合开关 $S$，调节滑动变阻器的滑片，滑片从最右端滑至最左端时，小灯泡恰好正常发光。电流表示数与两电压表示数的关系图象如图乙。下列说法中正确的是 $($　　 $)$

A．电源电压为 $9V$

B．滑动变阻器的最大阻值为 $14\Omega$

C．小灯泡的额定功率为 $8W$

D．电路总功率的变化范围为 $8W~12W$

李芳用家中的电能表表盘如图，她家新购置了一台用电器，她想用这个电能表来测量该用电器的电功率与说明书上是否一致，于是她把家中的其他用电器都与电源断开，仅让这个用电器工作， $1\mathit{min}$内电能表的转盘转了30转，则测得该用电器的电功率是 　　 $W$，已知她家原有用电器的总功率是 $3000W$，从电能表使用的角度考虑，她家的电路 　　（选填“能”或“不能” $)$允许接入该用电器。

如图甲所示，是小乔同学从废弃的电热器上拆下的加热部件，该部件由阻值不变的两根电阻丝 $R_1$ 、 $R_2$ 构成，小乔设计了图乙的电路对该部件进行检测，其中 $R_0=22\Omega$ ， $M$ 、 $N$ 为接线柱。

（1）用导线把 $M$ 和 $N$ 连接，只闭合开关 $S_1$ ，电流表示数为 $1A$ ，求电源电压；

（2）把 $M$ 接 $A$ ， $N$ 接 $B$ ，只闭合开关 $S_1$ ，电流表示数为 $0.5A$ ，求 $R_1$ 的阻值；

（3）用导线把 $B$ 和 $C$ 连接，然后将 $M$ 接 $A$ ， $N$ 接 $B$ ，闭合开关 $S_1$ 和 $S_2$ ，电流表示数为 $1.5A$ ；检测结束后，小乔利用该部件重新组装一个加热器，求新加热器接入 $220V$ 电路中能达到的最大电功率。

小王为了延长楼道路灯使用寿命，将标有“ $220V100W$”和“ $220V40W$”的两只灯泡串联使用。他观察两灯发现“ $220V100W$”的灯丝较 　　（选填“粗”或“细” $)$，二者串联使用时，该灯泡的亮度较 　　（选填“亮”、“暗” $)$。

王力同学在学校看到电工师傅们正在更换安全出口指示灯，他发现这些指示灯都是 $\mathit{LED}$ 灯（发光二极管，电路元件符号为 $)$ ，在实验室他找来了一只标有" $5V$ "字样的 $\mathit{LED}$ 灯，电压为 $9V$ 的电源，并设计了如图甲所示的电路。

（1）如图甲所示，闭合开关 $S$ 前，要将滑动变阻器的滑片置于 　　（选填" $a$ "或" $b$ " $)$ 端，闭合开关 $S$ 后移动滑片 $P$ ， $\mathit{LED}$ 灯发光，测得4组数据并在坐标纸上描点如图乙所示。当该 $\mathit{LED}$ 灯正常工作时， $\mathit{LED}$ 灯的额定功率为 　　 $W$ ，此时变阻器 $R_P$ 接入电路的阻值是 　　 $\Omega$ 。再调节滑动变阻器，当 $\mathit{LED}$ 灯两端电压达到 $6V$ 时，该 $\mathit{LED}$ 灯并未烧毁，则 $\mathit{LED}$ 灯在 $6V$ 电压下工作 $10s$ 消耗的电能为 　　 $J$ 。

（2）在图甲中断开 $S$ ，只改变电源的正负极后再闭合 $S$ ， $\mathit{LED}$ 灯不发光、电流表示数几乎为零，但电压表有示数，此时 $\mathit{LED}$ 灯所在的电路相当于 　　（选填"通路""开路"或"短路" $)$ 。王力同学又把该 $\mathit{LED}$ 灯接某低压电路中，该灯出现持续频闪现象，说明这个电路中的电流是 　　（选填"交流电"或"直流电" $)$ 。

如图所示的电路，灯L标有"6V 3.6W"字样，电源电压保持不变。当闭合开关S，滑动变阻器R的滑片P移到最右端时，灯L正常发光；滑片P移到最左端时，电压表示数为3.6V。假设灯丝电阻不受温度影响，下列四个结论正确的是（　　）

①灯L正常发光时的电阻为12Ω

②电源电压为6V

③滑动变阻器的最大阻值为20Ω

④电路消耗的总功率的变化范围为1.44～3.6W

A．

①②

B．

②④

C．

②③

D．

③④

如表所示为某电烤箱的铭牌，高温挡额定功率模糊不清。如图虚线内所示是电烤箱内部的简化电路图。 $R_1$和 $R_2$均为电热丝， $R_2=72.6\Omega$．电烤箱开关接1时是低温挡，接2时是高温挡。求：

（1）电烤箱在低温挡正常工作 $10\mathit{min}$电流做的功；

（2） $R_1$的阻值；

（3）在某用电高峰期，若家庭电路中只有电烤箱在高温挡工作，发现标有“ $3000\mathit{imp}/\mathit{kW}·h$”的电能表的指示灯闪烁81次共用时 $2\mathit{min}$，求此时家庭电路两端的实际电压。

$\times \times$牌电烤箱
额定电压		$220V$
额定功率	高温挡	$\times \times \times W$
	低温挡	$400W$

如图所示，电源电压保持不变，灯泡 $L$标有“ $10V5W$”字样（不考虑温度对灯丝电

阻的影响），当 $S$、 $S_1$都闭合且滑动变阻器的滑片 $P$在 $A$端时，电流表 $A$的示数为 $1A$，此时灯泡正常发光，则滑动变阻器的最大阻值为　　 $\Omega$．当 $S$闭合、 $S_1$断开且滑动变阻器的滑片 $P$在 $B$端时，电压表的示数为　　 $V$，灯泡 $L$的实际功率为　　 $W$。

新型 $\mathit{PTC}$发热材料可以自动调节电路的电功率，在生活中广泛应用，图甲是 $\mathit{PTC}$调试工作电路， $R_0$是保护电阻，阻值恒定； $R_1$是 $\mathit{PTC}$电阻，阻值随温度变化的图象如图乙所示。闭合开关 $S$，当温度从 ${20}^{°}\text{C}$升高到 ${120}^{°}\text{C}$的过程中 $($　　 $)$

A．电流表示数先变小后变大

B．电压表示数先变大后变小

C．电压表与电流表示数的比值先变小后变大

D．保护电阻 $R_0$消耗的功率先变小后变大