高考母题解读(八)恒定电流母题2电功和电功率

高考题千变万化，但万变不离其宗。

千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。

研究高考母题，掌握母题解法规律，使学生触类旁通，举一反三，可使学生从题海中跳出来，轻松备考，事半功倍。

母题2、电功和电功率
【解法归纳】电功W=UIt=qU，电功率P=UI。

用电器串联时，电流相等，P=I2R，各个用电器消耗的电功率与其电阻成正比；用电器并联时，电压相等，P=U2/R，各个用电器消耗的电功率与其电阻成反比。

典例（2012·全国理综）一台电风扇的额定电压为交流220V。

在其正常工作过程中，用交流电流表测得某一段时间内的工作电流I随时间t的变化如图所示。

这段时间内电风扇的用电量为
A.3.9×10-2度
B.5.5×10-2度
C.7.8×10-2度
D.11.0×10-2度
【针对训练题精选解析】
1. （2012·浙江理综）功率为10W的发光二极管（LED灯）的亮度与功率为60W 的白炽灯相当。

根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰。

假设每户家庭有2只60W的白炽灯，均用10W的LED灯替代。

估算出全国一年节省的电能最接近（）
A.8×108kW·h
B. 8×1010kW·h
C.8×1011kW·h
D. 8×1013kW·h
2．（2012·上海物理）当电阻两端加上某一稳定电压时，通过该电阻的电荷量为0.3C，消耗的电能为0.9J。

为在相同时间内使0.6C的电荷量通过该电阻，在其两端需加的电压和消耗的电能分别是（）
（A）3V，1.8J （B）3V，3.6J
（C）6V，l.8J （D）6V，3.6J
【答案】：D
【解析】：根据通过该电阻的电荷量为0.3C，消耗的电能为0.9J可得W=qU，电压U=3V。

为在相同时间内使0.6C的电荷量通过该电阻，电流需要增大到原来的
2倍，根据欧姆定律，在其两端需加的电压为6V，消耗的电能是W=Qu=0.6×
6J=3.6J。

选项D正确。

【考点定位】此题考查欧姆定律、电能及其相关知识。

3（2011全国理综卷）通常一次闪电过程历时约0.2～O.3s，它由若干个相继发生的闪击构成。

每个闪击持续时间仅40～80μs，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中。

在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×109V，云地间距离约为l km；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6 C，闪击持续时间约为60μs。

假定闪电前云地间的电场是均匀的。

根据以上数据，下列判断正确的是
A. 闪电电流的瞬时值可达到1×105A
B．整个闪电过程的平均功率约为l×1014W
C．闪电前云地间的电场强度约为l×106V/m
D. 整个闪电过程向外释放的能量约为6×106J
5.（2007年高考海南物理第5题）一白炽灯泡的额定功率与额定电压分别为36W 与36V。

若把此灯泡接到输出电压为18 V的电源两端，则灯泡消耗的电功率Ａ.等于36ＷB.小于36W，大于9 W
C.等于9W
D.小于36W
解析：由P=U2/R解得白炽灯泡正常发光时电阻R=36Ω.由于白炽灯泡的灯丝电阻率随温度的升高而增大，随温度的降低而减小，把此灯泡接到输出电压为18 V 的电源两端时，灯丝电阻小于36Ω，灯泡消耗的电功率P>U‘2/R=9W，所以选项B正确。

答案：B
6.（2007年高考重庆理综第15题.）汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图15图，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为10 A,电动机启动时电流表读数为58 A,若电源电动势为12.5 V，内阻为0.05 Ω,电流表内阻不计，则因电动机启动，车灯的电功率降低了
A.35.8 W
B.43.2 W
C.48.2 W
D.76.8 W
8．（2012北京海淀期末）一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压
u=311sin314t V的交流电源上（其内电阻可忽略不计），均正常工作。

用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0A，通过洗衣机电动机的电流是0.50A，则下列说法中正确的是（）
A．电饭煲的电阻为44Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为
B．电饭煲消耗的电功率为1555W，洗衣机电动机消耗的电功率为
C．1min内电饭煲消耗的电能为6.6×104J，洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103
D．电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍
9（2006四川理综卷第24.题）如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d=40 cm。

电源电动势E=24V,内电阻r=1 Ω，电阻R=15 Ω。

闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4 m/s竖直向上射入板间。

若小球带电量为q=1×10-2C,质量为m=2×10-2kg,不考虑空气阻力。

那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板?此时，电源的输出功率是多大？(取g=10 m/s2)
10．（2006江苏物理第15题）电热毯、电饭锅等是人们常用的电热式家用电器，他们一般具有加热和保温功能，其工作原理大致相同。

图①为某种电热式电器的简化电路图，主要远件有电阻丝R1、R2和自动开关S。

（1）当自动开关S闭合和断开时，用电器分别处于什么状态？
（2）用电器由照明电路供电(U= 220 V)，设加热时用电器的电功率为400W，
保温时用电器的电动功率为40W，则R1和R2 分别为多大？
（3）若将图①中的自动开关S换成理想的晶体二极管D，如图②所示，其它条件不变，求该用电器工作1小时消耗的电能。