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解:$P=UI=220\ \mathrm{V}×0.5\ \mathrm{A}=110\ \mathrm{W}$
正常工作
额定电压
正常工作
实际工作
A
额定电压
额定功率
解:​$(1)W=P_{额}t=8.5\ \mathrm {W}×60\ \mathrm {s}=510\ \mathrm {J}$​
​$(2)I_{额}=\frac {P_{额}}{U_{额}}=\frac {8.5\ \mathrm {W}}{220\ \mathrm {V}}≈0.04\ \mathrm {A}$​
​$(3)R=\frac {U_{额}}{I_{额}}=\frac {220\ \mathrm {V}}{0.04\ \mathrm {A}}=5500 \ \mathrm {Ω}$​
​$(4)P_{实}=\frac {U_{实}^2}{R}=\frac {(110\ \mathrm {V})^2}{5500 \ \mathrm {Ω}}=2.2\ \mathrm {W}$​
确定
无数
确定
无数
D
D
A
【分析】
首先明确题目给出的已知条件:灯泡两端的电压$U=220\ \mathrm{V}$,通过灯泡的电流$I=0.5\ \mathrm{A}$,要求的是灯泡的电功率$P$。回忆电功率的计算公式,当已知电压和电流时,可直接使用公式$P=UI$来计算电功率,只需将已知的电压和电流数值代入公式进行计算即可得到结果。
【解析】
已知:$U=220\ \mathrm{V}$,$I=0.5\ \mathrm{A}$
求:灯泡的电功率$P$
根据电功率的计算公式$P=UI$,代入数值可得:
$P=UI=220\ \mathrm{V}×0.5\ \mathrm{A}=110\ \mathrm{W}$
【答案】
$110\ \mathrm{W}$
【知识点】
电功率的基本计算
【点评】
本题是电功率的基础计算题,直接考查对电功率公式$P=UI$的掌握与应用,只需代入已知的电压、电流数值即可求解,属于入门级的电学计算题型,帮助学生巩固电功率的基本计算方法。
【难度系数】
0.9
【分析】
要解决这道题,需先回忆生活中常见用电器的额定功率范围,将1.5kW换算为1500W后,逐一对比各选项用电器的额定功率与1500W的接近程度:
1. 明确各选项用电器的典型额定功率区间:家用空调功率通常在1000W-2500W之间;液晶电视机功率约100-200W;电饭锅功率约500-1000W;电扇功率仅几十瓦到一百多瓦。
2. 对比1500W可知,空调的额定功率范围最接近1.5kW,其他选项与1.5kW差距明显。
【解析】
首先进行单位换算:$1.5kW = 1500W$。
逐一分析各选项:
A选项:家用空调的额定功率通常在1000W-2500W之间,与1500W最为接近;
B选项:液晶电视机的额定功率约为100-200W,远小于1500W;
C选项:电饭锅的额定功率约为500-1000W,与1500W有较大差距;
D选项:电扇的额定功率约为几十瓦至100多瓦,与1500W差距极大。
因此,额定功率最接近1.5kW的是空调。
【答案】
A
【知识点】
常见用电器额定功率估测
【点评】
本题考查对生活中常见用电器额定功率的常识性了解,属于基础应用型题目,需要学生积累生活中的物理知识,结合电功率单位换算判断,引导学生关注物理与生活的联系。
【难度系数】
0.8
【分析】
首先,要明确电学中额定电压和额定功率的定义:用电器正常工作时的电压叫额定电压,额定电压下的功率叫额定功率,据此先完成填空。
对于四个计算问题:
(1) LED灯正常工作时实际功率等于额定功率,已知功率和工作时间,直接利用电功公式$W=Pt$即可计算电流做的功;
(2) 已知额定电压和额定功率,根据电功率公式$P=UI$的变形公式$I=\frac{P}{U}$,可求出额定电流;
(3) 求正常工作时的电阻,可利用欧姆定律$R=\frac{U}{I}$,代入额定电压和额定电流计算;
(4) 不考虑温度对电阻的影响,电阻大小不变,已知实际电压,利用公式$P=\frac{U^2}{R}$就能求出实际功率。
【解析】
首先填空:“$220V$”表示该灯的额定电压为$220V$,“$8.5W$”表示该灯的额定功率为$8.5W$。
(1) 已知LED灯正常工作,$P_{额}=8.5\ \mathrm{W}$,$t=1\mathrm{min}=60\ \mathrm{s}$,根据$W=Pt$得:
$W=P_{额}t=8.5\ \mathrm{W}×60\ \mathrm{s}=510\ \mathrm{J}$
(2) 根据$P=UI$变形得$I=\frac{P}{U}$,代入数据:
$I_{额}=\frac{P_{额}}{U_{额}}=\frac{8.5\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}≈0.04\ \mathrm{A}$
(3) 根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$变形得$R=\frac{U}{I}$,代入数据:
$R=\frac{U_{额}}{I_{额}}=\frac{220\ \mathrm{V}}{0.04\ \mathrm{A}}=5500\ \mathrm{Ω}$
(4) 不考虑温度对电阻的影响,$R=5500\ \mathrm{Ω}$,$U_{实}=110\ \mathrm{V}$,根据$P=\frac{U^2}{R}$得:
$P_{实}=\frac{U_{实}^2}{R}=\frac{(110\ \mathrm{V})^2}{5500\ \mathrm{Ω}}=2.2\ \mathrm{W}$
【答案】
额定电压;额定功率
(1) $\boldsymbol{510\ \mathrm{J}}$
(2) $\boldsymbol{≈0.04\ \mathrm{A}}$
(3) $\boldsymbol{5500\ \mathrm{Ω}}$
(4) $\boldsymbol{2.2\ \mathrm{W}}$
【知识点】
1. 额定电压与额定功率
2. 电功与电功率计算
3. 欧姆定律应用
【点评】
本题是电学基础综合题,重点考查对额定电压、额定功率概念的理解,以及电功、电功率、欧姆定律相关公式的灵活运用。解题关键是明确用电器正常工作时实际功率等于额定功率,同时熟练掌握公式的变形应用,属于对电学基础知识点的巩固性考查。
【难度系数】
0.8
【分析】
首先明确电功率的核心概念:电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量,其计算公式为$P=\frac{W}{t}$($P$为电功率,$W$为消耗的电能,$t$为消耗电能的时间)。判断电功率大小需同时考虑消耗的电能和所用时间,或直接根据“消耗电能快慢”判断。接下来逐个分析选项:
1. 分析A选项:仅提及消耗电能多,但未说明时间,无法确定单位时间内消耗的电能,因此不能判断电功率大小;
2. 分析B选项:相同时间内消耗电能越少,根据公式可知单位时间内消耗的电能少,电功率应越小;
3. 分析C选项:仅提及消耗时间短,但未说明消耗的电能多少,同样无法确定电功率大小;
4. 分析D选项:符合电功率的物理意义,消耗电能越快,电功率越大,该说法正确。
【解析】
电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量,计算公式为$P=\frac{W}{t}$。
A选项:仅知道消耗的电能多,没有说明消耗这些电能所用的时间,根据公式无法确定电功率大小,该选项错误;
B选项:相同时间内消耗的电能越少,由$P=\frac{W}{t}$可知,单位时间内消耗的电能越少,电功率越小,该选项错误;
C选项:仅知道消耗电能的时间短,没有说明消耗的电能总量,根据公式无法确定电功率大小,该选项错误;
D选项:电功率的物理意义就是描述消耗电能的快慢,消耗电能越快,电功率越大,该选项正确。
【答案】
D
【知识点】
电功率的物理意义、电功率的计算公式
【点评】
本题考查对电功率核心概念的理解,易错点在于混淆“消耗电能的多少”与“消耗电能的快慢”。解题时需紧扣电功率的定义,既要理解其物理意义,也要结合公式分析,避免单一因素判断的误区。
【难度系数】
0.8
【分析】
要解决这道题,首先需明确电功率的物理意义:电功率是表示电流做功(消耗电能)快慢的物理量,定义为单位时间内电流所做的功(消耗的电能),公式为$P=\frac{W}{t}$,其中$P$的单位是瓦特($W$),$1W=1J/s$,即1瓦特表示电流在1秒内消耗的电能为1焦耳。接下来逐个分析选项:
1. 选项A:电流在1s内做的功的单位应该是焦耳($J$),而瓦特($W$)是电功率的单位,单位混淆,错误;
2. 选项B:电视机的额定功率140W,是指1s内消耗140J电能,但电能除了转化为机械能,还会转化为内能、光能等,无法确定转化为机械能的具体数值,错误;
3. 选项C:计算1h消耗的电能,先将功率单位换算为kW,$140W=0.14kW$,根据$W=Pt$,可得$W=0.14kW×1h=0.14kW·h$,并非140kW·h,错误;
4. 选项D:根据$W=Pt$,$t=1s$时,$W=140W×1s=140J$,即1s内消耗的电能是140J,符合电功率的定义,正确。
【解析】
根据电功率的定义和公式$P=\frac{W}{t}$($1W=1J/s$),对各选项逐一分析:
选项A:电流在1s内做的功的单位是焦耳($J$),而非瓦特($W$),单位错误,不符合题意;
选项B:电视机工作时,电能主要转化为光能、声能和内能等,并非全部转化为机械能,且140W是指每秒消耗140J电能,不是转化为机械能的量,不符合题意;
选项C:$140W=0.14kW$,1h内消耗的电能$W=Pt=0.14kW×1h=0.14kW·h$,不是140kW·h,不符合题意;
选项D:由$W=Pt$可知,$t=1s$时,$W=140W×1s=140J$,即1s内消耗的电能是140J,符合电功率的物理意义,符合题意。
【答案】
D
【知识点】
1. 电功率的定义
2. 电能的计算
3. 额定功率的含义
【点评】
本题考查对电功率物理意义的理解,核心是明确电功率表示单位时间内消耗的电能,同时要注意区分电能和电功率的单位,以及用电器工作时的能量转化特点,属于基础概念题,需准确把握基本定义和公式。
【难度系数】
0.8
【分析】
要解决这道题,需明确电功率的单位体系,同时区分电功率单位与电功单位,逐一分析选项:
1. 先回忆电功率的基本单位:国际单位是瓦特(W),因此选项B属于电功率单位;
2. 根据电功率公式$P=\frac{W}{t}$,电功$W$的单位是焦耳(J),时间$t$的单位是秒(s),推导得出$J/s$是电功率的导出单位,选项C属于电功率单位;
3. 根据电功率公式$P=UI$,电压$U$的单位是伏特(V),电流$I$的单位是安培(A),推导得出$V·A$是电功率的导出单位,选项D属于电功率单位;
4. $kW·h$(千瓦时)是电功(电能)的常用单位,俗称“度”,不属于电功率单位,符合题意。
【解析】
对各选项逐一判断:
选项B:$W$是电功率的国际单位,属于电功率单位;
选项C:由$P=\frac{W}{t}$,电功单位为$J$、时间单位为$s$,可知$J/s$是电功率的导出单位,属于电功率单位;
选项D:由$P=UI$,电压单位为$V$、电流单位为$A$,可知$V·A$是电功率的导出单位,属于电功率单位;
选项A:$kW·h$是电功(电能)的单位,不属于电功率单位。
综上,答案选A。
【答案】
A
【知识点】
电功率的单位、电功的单位
【点评】
本题考查电功率单位的辨析,需牢记电功率的基本单位和公式推导的导出单位,同时注意区分电功率单位与电功单位,避免概念混淆。
【难度系数】
0.8
【分析】
1. 第(1)问:已知灯泡额定电压和额定功率,根据电功率公式$P=UI$的变形公式$I=\frac{P}{U}$,代入额定值即可计算正常工作时的电流。
2. 第(2)问:可利用欧姆定律$R=\frac{U}{I}$,将额定电压和第(1)问得出的额定电流代入,求出正常工作时的电阻;也可通过$P=\frac{U^2}{R}$的变形公式$R=\frac{U^2}{P}$直接计算。
3. 第(3)问:不考虑温度对电阻的影响,灯丝电阻保持不变,已知实际电压,根据$P_{\mathrm{实}}=\frac{U_{\mathrm{实}}^2}{R}$,代入实际电压和第(2)问的电阻值就能算出实际功率。
4. 第(4)问:灯泡额定电压为6V,电源电压为9V,电源电压高于额定电压,要使灯泡正常发光,需串联一个电阻分压。先算出串联电阻需要分担的电压,再结合串联电路电流等于灯泡正常工作电流,利用欧姆定律算出串联电阻的阻值。
【解析】
(1)解:灯泡正常工作时,电压为额定电压$U=6\ \mathrm{V}$,功率为额定功率$P=3\ \mathrm{W}$,由$P=UI$得正常工作电流:
$I=\frac{P}{U}=\frac{3\ \mathrm{W}}{6\ \mathrm{V}}=0.5\ \mathrm{A}$
(2)解:根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,可得正常工作时的电阻:
$R=\frac{U}{I}=\frac{6\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}}=12\ Ω$
(3)解:不考虑温度对电阻的影响,灯丝电阻$R=12\ Ω$不变,当实际电压$U_{\mathrm{实}}=3\ \mathrm{V}$时,实际功率:
$P_{\mathrm{实}}=\frac{U_{\mathrm{实}}^2}{R}=\frac{(3\ \mathrm{V})^2}{12\ Ω}=0.75\ \mathrm{W}$
(4)解:灯泡额定电压为6V,接在9V电源上,要使其正常发光,需串联一个电阻分压。
串联电阻分担的电压:$U_{\mathrm{分}}=9\ \mathrm{V}-6\ \mathrm{V}=3\ \mathrm{V}$
串联电路电流等于灯泡正常工作电流$I=0.5\ \mathrm{A}$,则串联电阻的阻值:
$R_{\mathrm{分}}=\frac{U_{\mathrm{分}}}{I}=\frac{3\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}}=6\ Ω$
即串联一个$6\ Ω$的电阻。
【答案】
(1)$0.5\ \mathrm{A}$
(2)$12\ Ω$
(3)$0.75\ \mathrm{W}$
(4)串联一个$6\ Ω$的电阻
【知识点】
电功率的计算、欧姆定律的应用、串联分压原理
【点评】
本题是电学基础综合题,围绕灯泡额定功率、实际功率展开计算,结合串联电路分压特点解决实际问题,要求熟练掌握电学公式变形及串联电路基本规律,是对电学核心知识点的常规考查。
【难度系数】
0.8