專題11電功率壓軸培優專題訓織原卷版）

考點1電功率與電能、時間的關系

1.小明和姐姐一起去買電水壺，當他們選擇某一品牌的電水壺時，發現有800W和1200W

兩種功率可選，如圖是他們對買哪一款更省電的問題出現的不同意見。請你在相同質量

的水升高相同的溫度的前提下，幫他們分析：

（1）不考慮熱散失，（選填“800W”、“1200W"、“一樣”）省電。理由是

（2）考慮熱散失，（選填“800W”、“1200W"、“一樣”）省電。理由是

2.海洋是一個巨大的資源寶庫，我們不僅能從海洋中得到多種化工產品，還能從海洋中獲

取能量。

（1）潮汐發電是在海灣建筑一座水壩，形成水庫，水壩下方有通道，內置水輪發電機組,

無論漲潮或落潮，均可發電，如圖所示。這個過程其實是把海水的能最終轉化

成電能。

（2）利用海水表層和深層之間的溫度差也可以發電，據估算，我國南海地區的海洋溫差

發電潛力可達1.4X109kw,若把南海溫差發電潛力全部開發出來，每天持續發電量可達

________kW.ho

（3）瓶是核聚變的原料之一，1L海水中大約有0.03g笳，發生核聚變釋放出的能量約相

當于燃燒200kg汽油。若汽油的熱值為4.6Xl（）7j/kg,則1L海水中的瓶發生聚變時能釋

放出約J的能量。

水輪巖中,機犯

3.小明組裝了如圖甲所示的可調光臺燈。小紅說：“滑片P在B端時比在A端時整個電路

省電。”小明想：滑片P在B端時燈和滑動變阻器都工作，反而比滑片P在A端時燈單

獨工作還要省電，這是為什么呢？

(1)他從實驗室找來一個電壓恒定的電源，電阻絲Ri、R2,及相關的一些器材進行探

究。

①如圖乙是他實驗電路的一部分，在這個電路中電阻絲只接入R1,通電5min記錄溫度

計升高的示數。

②為了驗證滑片P在B端時整個電路消耗的電能是否減少，他在原電路中再接入電阻絲

R2,此時應將R2與R1聯，待煤油冷卻后，同時放入原來的燒瓶中。通電5min發

現這次溫度計升高的示數比上次少。從而驗證了小紅的說法是正確的。

③實驗中，小明是通過觀察來反映電阻絲消耗電能的多少。

(2)他進一步思考燈變暗時省電的原因是：電源電壓不變，由于電路的總電阻,

導致電路的總功率，相同時間內消耗的總電能少。

(3)小明家的電暖氣有高溫和低溫兩個擋位，為了節省電能又不至于太冷，常使用低溫

擋，比使用高溫擋時接入電路中的總電阻要。

—

圖甲

4.風靡全球的最快電動跑車特斯拉，有著優越的性能，良好的操作性，使用經濟便宜等諸

多優點。型號為Model5該車配備65kW?h電池，作為汽車動力來源，為了方便車主充電,

特斯拉工廠在全球多個城市配置了超級充電站，超級充電時的充電電壓為380V,充電

電流為195A,求：

(1)充電完成一半需要多長時間；

(2)充滿電的汽車電池能續航500公里，而特斯拉電動車的能量轉換效率可以高達90%,

則該車勻速運行的牽引力是多大。

5.如圖甲所示是某型號電吹風的電路原理圖，R是電熱絲，M是帶動風扇轉動的電動機,

電吹風的主要技術參數如圖乙所示:

kW.h

三角將吹脫九ZJQF003

1010131116I

菽文電220V

43000RAW.h

我率50Hz

吹熱風時功率880W220V10(20)A

吹冷用時動牽80W_____J為

匕

（1）電熱絲的電阻是多大?

（2）當同時閉合Si、S2時，電吹風正常工作，則通過干路的電流是多少？

（3）小明家的電能表如圖丙所示，當小明家只有電吹風正常工作并且吹熱風時，半小時

電能表的轉盤旋轉多少圈？

考點2電功率與電壓、電流的關系

6.燈Li規格為“12V12W”、燈L2規格為“12V6W”，忽略燈絲電阻變化，下列說法正

確的是（）

A.燈Li比燈L2電阻小，同材料同長度燈Li比燈L2燈的燈絲細

B.如兩燈串聯在12V電路中，兩燈泡均不會正常發光，燈L2比燈Li亮

C.如兩燈串聯在24V電路中，兩燈泡都會正常發光，燈Li與燈L2實際功率之比2：1

D.如兩燈并聯在12V電路中，兩燈泡都會正常發光，燈Li與燈L2電流之比1：2

7.為踐行“低碳理念”，2010年上海世博會上，使用了大量的LED節能燈，它可以直接

把電能轉化為光能。現有一盞標有“24V,12W”LED燈，其亮度與“220V,100W”

的普通白熾燈相當。

(1)若上述LED燈和白熾燈都正常工作相同時間，兩燈電流之比是兩燈消耗的

電能之比是o

(2)白熾燈工作時的能量轉化情況如圖，則該LED節能燈與白熾燈的發光效率之比

8.熱帶魚需要在一定的溫度范圍才能正常的生長，如圖甲是某同學家的水族箱工作原理圖,

水族箱內安裝的電熱絲R1上標有“220V200W”的字樣，Rx為熱敏電阻，R2為滑動變阻

器，當水面到達圖中所示的位置，接觸開關Si就會導通，水溫由22℃升高到設定值

28℃,開關S2斷開，水溫自然冷卻到22℃時開關S2閉合，再次使水升溫，水族箱循環

工作使箱內水溫穩定在熱帶魚正常的生長范圍之內，水溫隨時間變化圖象如圖乙所示

求：

(1)熱敏電阻Rx隨溫度的升高而(選填“增大”或“減小”)，理由是:

(2)水族箱正常加熱時，通過電熱絲的電流是多少？

(3)該水族箱一天消耗的電能。

（4）若要將水族箱內的最高溫度調至30℃,滑動變阻器R2的滑片應向（選填“左

或“右”）移動

9.某校實驗小組設計了一個智能供暖器，電路如圖所示，電源兩端的電壓U為220V,Ri

和R2是兩個供熱電阻絲，Si、S2是溫控開關，工作過程如下：當氣溫低于25℃時，Si、

S2都閉合；當氣溫等于或高于25℃時，S2斷開，此時電流表的不數為1A,電阻絲Ri的

電功率為20W（忽略溫度對電阻絲的影響），求：

（1）電阻絲R2的阻值是多少？

（2）當氣溫低于25℃時，電路工作1.5h消耗電能是多少千瓦時？

------------------------WWWWV^-I

220V

wwww^-1

10.如圖是電源電壓恒為220V的電熱烘干箱的基本電路圖，S是雙擲開關，R1是發熱電阻,

定值電阻R2為110（1,當S接“2”時，Ri的電功率是110W,試求:

（1）R1的阻值;

(2)當S接“1”時,電路中的電流時是多少？

(3)當S接"2"時,通電15分鐘，R1消耗的電能是多少？

n.閱讀短文，回答問題:

掃地機器人

掃地機器人是一款能自動清掃的智能家用電器，如圖甲。

機器人通過電動機旋轉產生高速氣流，將灰塵、雜物吸入集塵盒；其防滑輪皮采用凸凹

材質制成；底部安裝有塑料刷，用于清掃吸附在地板上的灰塵及輕小物體；前端裝有感

應器，通過發射、接收超聲波或紅外線來偵測障礙物。當剩余電量減為電池容量的20%

時，機器人會主動尋找充電器充電。表一為某掃地機器人的部分參數。電池容量指放電

電流與放電總時間的乘積。

表一：

額定工作電壓12V額定功率30W

電池容量2500mAh工作噪音<50dB

機器人中吸塵電機的吸入功率是衡量其優劣的重要參數，測得某吸塵電機的吸入功率與

真空度、風量間的對應關系如表二。真空度指主機內部氣壓與外界的氣壓差。風量指單

位時間內通過吸塵電機排出的空氣體積。吸塵電機吸入功率與輸入功率的比值叫做效

率。

表二:

真空度（Pa）400450500550600

風量(m3/s)0.0250.020.0170.0150.013

吸入功率（W）10.009.008.507.80

（1）機器人工作時，主機內部的氣壓（選填“大于”、“小于”或“等于”）

大氣壓而產生吸力。若該機器人向障礙物垂直發射超聲波，經過0.001s收到回波，則其

發射超聲波時與障礙物間的距離約為cm.（設超聲波在空氣中的傳播速度為

340m/s）

（2）下列說法中錯誤的是0

A.地面有靜電時，輕小物體會吸附在地板上而不易清掃

B.采用凸凹材質的輪皮，可增大機器人與地面間的摩擦

C.機器人工作時發出的聲音不會對人的聽力造成損傷

D.當遇到玻璃門等透明障礙物時，使用紅外線感應器效果較好

（3）該機器人正常工作時的電流為A；充滿電后至下一次自動充電前能夠連續正

常工作的最長時間為mine

（4）由表二數據可知，當風量為0.015m3/s時，若吸塵電機的輸入功率為25W,此時其

效率為%；上述風量下，lOmin內通過吸塵電機排出的空氣質量為

kg.（取p空氣=1.3kg/m3）

（5）光敏電阻是制作灰塵傳感器的常用元件。圖乙為某光敏電阻的控制電路，電源電壓

Uo恒定，RG為光敏電阻，其阻值隨空氣透光程度的變化而變化，Ro為定值電阻。當光

敏電阻分別為6Q和18。時，電壓表的示數分別為6V和3V,則Ro=C；為監測空

氣的透光程度，現將電壓表表盤的相關刻度值轉化為對應的總阻值（RO+RG）,則轉化

后表盤上從左到右相鄰兩刻度線對應阻值的減小量將（選填“增大”、“不變”

或“減小”）。

12.如圖甲所示為新型電飯鍋，其簡化電路如圖乙所示。R1和R2均為電熱絲，S是自動控

制開關，自動控制開關向上與觸點a,b接通，向下僅與觸點c接通；煮飯過程中，通過

自動控制開關不斷交替改變這樣的接通方式，從而使飯得到最佳的口感和營養；如圖丙

所示為這個電飯鍋在某次煮飯全過程中電流隨時間的變化圖象

求：（1）電熱絲R1的阻值；

（2）電飯鍋在這次煮飯的過程中消耗的電能。

（3）在不同電壓下，電飯煲從開始工作到S第一次自動與a和b斷開產生的熱量相同。

用電高峰期，當實際電壓為200V時，使用該電飯煲，從開始工作到S第一次自動斷開

需要min?

考點3電功率的計算

13.如圖所示電路，電源電壓U=18V,電流表量程（0?3A）,電壓表量程（0?15V）,

定值電阻R1=2OQ,R2=30Q,R3為滑動變阻器。在確保電路安全情況下：當Si斷開,

S2、S3閉合，滑片位于a端時，電流表的示數為L,電路總功率為Pi；當S2斷開，Si、

S3閉合，滑片位于b端時，電流表的示數為12,電壓表的示數為U'；當S2、S3斷開,

Si閉合時，電流表的示數為13；當開關都閉合，滑片位于a端時，電流表的示數為14,

電路總功率為P2。已知11:12=4:1,下列結果正確的是（）

A.R3的最大阻值為10。或6011

B.14:13=1:11

C.U'=13.5V

D.P1>P2

14.在如圖甲所示的電路中，電源電壓保持不變，R1為定值電阻，閉合開關S,將滑動變

阻器R2的滑片P從最左端滑到最右端，兩電壓表示數隨電流表示數變化的完整圖線如圖

乙所示，則下列說法正確的是（）

A.R1的電功率減小

B.R2的電功率變化范圍為Ucla?0

C.R2的最大功率為Ublb

D.電路的最大總功率為2UbIb

①只閉合Si,將滑動變阻器R2的滑片移至最左端時，電流表示數為0.3A,Ri的功率為

P1;

②閉合開關Si和S2,移動滑片至某一位置時，電壓表和電流表的示數分別為3V和

0.2A；

③只閉合Si,將滑動變阻器R2的滑片移至最右端時，小燈泡功率為0.3125W,R2的功

率為P2；

已知：電源電壓不變，燈泡L的電流隨電壓變化圖像如圖乙。則R1的阻值為C,

電源電壓為V,實驗③中，電流表的示數為A,Pi：P2=o

16.如圖甲所示電路，電源電壓不變，Ro為定值電阻，滑動變阻器的最大阻值為R,小燈

泡的額定電壓為3V。第一次只閉合Si、S3,將滑動變阻器R的滑片從最下端滑到最上

端。第二次只閉合開關S2,將滑動變阻器R的滑片從最下端向上滑動，當滑動變阻器連

入電路阻值為Ra時，滑動變阻器的功率為Pa,電壓表V2的示數為L5V,當滑動變阻器

連入電路阻值為Rb時。滑動變阻器的功率為Pb,小燈泡正常發光，停止移動滑片。圖

乙是兩次實驗中電流表A與電壓表Vi、V2示數關系圖象，已知Rb：R=l：4,Pa：Pb

=6：5o則小燈泡的額定功率為Wo只閉合Si、S3時，滑動變阻器R的滑片從

最下端滑到最上端的過程中，Ro的最大功率與滑動變阻器R的最大功率之比

為。

17.在如圖甲所示的電路中，電源電壓U=6V保持不變，小燈泡L標有“6V0.5A”字樣，

燈泡的電流與電壓的關系如圖乙所示。當閉合開關Si、S2,斷開S3,將R2的滑片置于

距左端工處。移動R1的滑片，當R1的滑片在最右端時，電壓表V1的示數為2V；當閉

4

合開關S3,斷開Si、S2,在電路安全的前提下移動R2的滑片，當R2的滑片在距左端上

4

處時，電壓表V2的示數為3V。電流表的量程為0?3A,電壓表VI的量程為0?15V,

電壓表V2的量程為0~3Vo

（1）求小燈泡正常工作時的電阻；

（2）只閉合S3,為保證安全求滑動變阻器的取值范圍；

（3）所有開關可以任意閉合或斷開，在保證電路安全且電路中有電流的情況下，求電路

消耗的總功率的最大值和最小值。

18.如圖所示電路，電源兩端電壓保持不變。當開關Si閉合、S2斷開，滑動變阻器的滑片

P移到阻值最大端B點時，燈L的電功率為PL.電流表的示數為11；當開關Si斷開、

S2閉合時，燈L的電功率為PL',電流表的示數為12.已知PL：PL'=9：25.通過閉

合或斷開開關及移動滑動變阻器的滑片P,會形成不同的電路，在這些不同的電路中，

電路消耗的最大功率與電路消耗的最小功率之比為3：1.(燈絲電阻不隨溫度改變)

(1)求電流表的示數11與12的比值。

(2)求RB：RI

(3)當開關Si,S2都斷開，滑動變阻器的滑片P在某點c時，變阻器接入電路的電阻

為Rc,電壓表Vi的示數為Ui,電壓表V2的示數為U2,已知Ui：U2=3：2,Rc的電功

率為10W.通過閉合或斷開開關及移動滑動變阻器的滑片P使電路消耗的功率最大時，

燈正常發光。求燈的額定功率。

:——?—

—?—ii—

19.小華設計了一個三個擋位的電火鍋，其內部電路如圖所示，Ri、R2為電熱絲，R3為電

位器（圖中用變阻器表示），通過控制開關Si、S2、S3的通斷可使電火鍋在三個不同的

擋位工作，其中擋位I、II功率較小，功率大小可通過電位器調節；擋位III功率為最大

值且不可調節。

（1）說明此電路處于最大電功率擋時，需要閉合的開關。

（2）為使此電火鍋能在電壓不足的山區使用，小華按以下要求進行設計：當電壓200V,

最大功率1000W；只閉合開關Si時電路處于擋位I,Ri功率可從100W調節到400W,

請按上述要求計算出滿足要求的電熱絲R1的阻值和電位器的最大電阻值R3O

（3）只閉合開關S2時，電路處于擋位I、II,請計算處于這個擋位時流過電阻絲R2的

電流的變化范圍。

處S：

19.太陽能是21世紀重點發展應用的能源這一，太陽能汽車是利用太陽能電池將接收到的

太陽能轉化為電能，再利用電動機來驅動的一種新型汽車。如圖所示，是一輛太陽能汽

車動力部分的電路圖，行駛時，通過改變滑動變阻器R的電阻來調節電動機M的轉速，

從而改變汽車行駛的速度，當滑動變阻器的滑片在最右端時，汽車的行駛速度最大，此

時電壓表的讀數為120V,電流表的示數為10A=

（1）求汽車以最大速度行駛時電動機消耗的電功率；（需選擇公式P=UI或P=U2/R）

（2）當汽車以最大速度行駛90min后，此時電動機消耗的電能為多大？這些能相當于多

少kg的93#汽油完全燃燒放出的熱量？（93#汽油的熱值為4.5X107J/Kg）

V）（M）

20.小華設計了一個三個擋位的電火鍋，其內部電路如圖所示，Ri、R2為電熱絲，R3為電

位器（圖中用變阻器表示），通過控制開關Si、S2、S3的通斷可使電火鍋在三個不同的

擋位工作，其中擋位I、II功率較小，功率大小可通過電位器調節；擋位III功率為最大

值且不可調節。

（1）說明此電路處于最大電功率擋時，需要閉合的開關。

（2）為使此電火鍋能在電壓不足的山區使用，小華按以下要求進行設計：當電壓200V,

最大功率1000W；只閉合開關Si時電路處于擋位I,Ri功率可從100W調節到400W,

請按上述要求計算出滿足要求的電熱絲R1的阻值和電位器的最大電阻值R3。

（3）只閉合開關S2時，電路處于擋位I、II,請計算處于這個擋位時流過電阻絲R2的

電流的變化范圍。

|拈1S3

RiSi

21.太陽能是21世紀重點發展應用的能源這一，太陽能汽車是利用太陽能電池將接收到的

太陽能轉化為電能，再利用電動機來驅動的一種新型汽車。如圖所示，是一輛太陽能汽

車動力部分的電路圖，行駛時，通過改變滑動變阻器R的電阻來調節電動機M的轉速，

從而改變汽車行駛的速度，當滑動變阻器的滑片在最右端時，汽車的行駛速度最大，此

時電壓表的讀數為120V,電流表的示數為10A。

U）求汽車以最大速度行駛時電動機消耗的電功率；（需選擇公式P=UI或P=U2/R）

（2）當汽車以最大速度行駛90min后，此時電動機消耗的電能為多大？這些能相當于多

少kg的93#汽油完全燃燒放出的熱量？（93#汽油的熱值為4.5X107J/Kg）

考點4額定功率與實際功率

22.兩個白熾燈泡Li上標著“220V10W”，L2上標著“220V40W”。現把它們串聯后接

入電壓為220V的電路，下列說法正確的是（）

A.L2的實際功率大于Li的實際功率

B.Li、L2的實際總功率小于100W,大于40W

C.Li、L2的實際功率之比是2：5

D.Li的實際功率小于8W

23.如圖所示的電路中，不計溫度對燈絲電阻的影響，電源電壓保持不變。當在a、b間接

“6V6W”的燈泡Li時，閉合開關，燈L恰能正常發光；斷開開關，在a、b間換接入

一個“6V8W”的燈泡L2后，再閉合開關，L的亮度變（選填"亮”或“暗”）,

L2消耗的實際功率8W（選填“大于”，“小于”或“等于”）

24.如圖所示，圖甲是小明同學研究調光燈的實驗電路圖，小燈泡規格是“6V3W”，閉

合開關S,當滑動變阻器滑片P在A點時，滑動變阻器連入電路的電阻為R1,電壓表的

示數為4V；當滑動變阻器滑片P在B點時，滑動變阻器連入電路的電阻為R2,電壓表

的示數為IV,且R2=3RI,測繪出小燈泡的I-U圖象如圖乙所示，電源電壓保持不

變。

（1）根據小燈泡的I-U圖象判斷，小燈泡的阻值是否恒定？（選填“恒定”或

“不恒定”）用物理知識解釋其原因是o

（2）小燈泡正常發光時的電流是多少？

（3）小燈泡兩端電壓為4V時的實際功率是多少？

(4)電源電壓是多少伏？

25.在如圖甲所示的電路中，燈泡的額定電壓為6V,燈泡的I-U關系如圖乙所示，電壓

表的量程為0?15V,電流表的量程為0?0.6A,變阻器R2的最大阻值為100Q,只閉合

開關S2,滑片滑到某處時，電壓表的示數為10V,電流表的示數為0.4A,定值電阻Ri

消耗的功率為2.8W.求：

(1)燈泡的額定功率；

(2)R1的阻值及電源電壓;

(3)只閉合開關Si,在電路安全的情況下，求電路消耗的最大功率計變阻器連入電路的

06

甲乙

26.經調查發現：在綏濱縣沿江公園里有“PZ220V、40W”的燈泡100個：

（1）若讓你采購電能表你會選取如圖中的