重庆市中考物理 第一部分 考点研究 第14讲 电功率课件.ppt

第一部分考点研究 第14讲电功率 玩转重庆10年中考真题 电能表读数和相关计算 1 2012重庆16题 4 1分 图中电能表的读数是 kw h 第1题图 解析 注意电能表的最后一位为小数位 624 5 2 2011重庆13题2分 小明家中的电能表如图所示 从表盘信息可知 小明家接入的用电器总功率不能超过 w 当家里只有微波炉工作时 电能表在1min内转60转 则微波炉消耗的电能为 j 第2题图 2200 6 104 解析 p ui 220v 10a 2200w 由电能表的铭牌知 每转3600转就消耗1kw h的电能 所以转60转消耗的电能为w kw h 3 6 106j 6 104j 额定功率和实际功率 3 2012重庆7题3分 如图是a b两定值电阻的u i图像 由图像中信息可知 a 若将a b两电阻串联在某电源两端 则b两端的电压大b 若将a b两电阻串联在某电源两端 则b的实际功率大c 若将a b两电阻并联在某电源两端 则通过a的电流大d 若将a b两电阻并联在某电源两端 则a的实际功率小 第3题图 d 解析 观察a b两定值电阻的u i图像 横坐标为电流 纵坐标为电压 当a b串联时 根据串联电路中电流处处相等 可在坐标图上找一确定电流值 作其垂线与a b分别相交 读出对应的电压值 可知a两端电压大于b两端的电压 由p ui得 a的实际功率大 故a b错误 当a b并联时 根据并联电路中各支路两端的电压相等 可知a b两电阻两端的电压相等 在图像中取一电压值 比较对应的电流值 可知ia小于ib 再由p ui 可得出a的实际功率小 c错误 d正确 故选d 4 2009重庆7题3分 李明同学为了探究 电功率与电阻的关系 他找来额定电压均为6v的l1 l2两只灯泡 将两灯串联起来 按照如图所示的电路开始了实验探究 闭合开关后 看见灯l2微微发光 灯l1几乎不发光 则关于两灯的电阻r1和r2 两灯的额定功率p1和p2的大小关系正确的是 不考虑灯丝电阻值随温度的变化 r1 r2 p1 p2r1 r2 p1 p2r1 r2 p1 p2r1 r2 p1 p2 d 第4题图 解析 l1 l2两只灯泡串联在电路中 电流相等 l2比l1亮 根据p i2r可知r1p2 故选d 5 2015重庆b卷8题3分 电源电压3v保持不变 把标有 3v3w 的灯l1和标有 3v1 5w 的灯l2按如图的方式连接 当开关s闭合后 则下列说法中正确的是 a 灯l1消耗的实际功率是3wb 灯l2消耗的实际功率是1 5wc 两灯消耗的总功率是1wd 电压表的示数与电源电压之比是1 2 第5题图 c 解析 r1 3 r2 6 由于灯l1和灯l2串联 则电路中的总电阻 r r1 r2 3 6 9 电路中的电流 i 则灯l1消耗的实际功率 p1 i2r1 a 2 3 w 0 33w 故a选项错误 同理 灯l2消耗的实际功率 p2 i2r2 a 2 6 w 0 67w 故b选项错误 两灯消耗的总功率 p p1 p2 w w 1w 故c选项正确 此时电压表的示数 即为灯l1两端的电压 为u1 ir1 a 3 1v 故电压表的示数与电源电压之比 1 3 故d选项错误 故选c 结合u i图像的电功 电功率相关计算 6 2016重庆b卷8题3分 一只小灯泡标有 3 8v 字样 额定功率模糊不清 某同学设计了如图甲所示的电路进行测量 电源电压恒为6v 电压表 电流表使用的量程分别为0 3v 0 0 6a 滑动变阻器的规格为 10 1a 他根据实验数据作出了电压表 电流表示数的u i图像 如图乙所示 则以下判断正确的是 c a 小灯泡的额定功率为0 88wb 滑片向左移时电压表示数变大 小灯泡变亮c 变阻器允许连入电路的最大阻值约为8 82 d 小灯泡正常发光2s内 变阻器产生的电热为3 04j 第6题图 等效 识 图 等效电路图如解图所示 第6题解图 解析 小灯泡正常工作时的电压是3 8v 滑动变阻器两端电压是6v 3 8v 2 2v 由u i图像可知这时电路中的电流是0 4a 所以小灯泡的额定功率是p ui 3 8v 0 4a 1 52w a错误 在2s内 变阻器产生的电热是w uit 2 2v 0 4a 2s 1 76j d错误 滑片向左移动时变阻器接入电路中的电阻变小 电压表示数变小 b错误 由图可知滑动变阻器接入电路中的电阻最大时 其两端电压是3 0v 通过它的电流是0 34a 故其允许接入的最大电阻是r 8 82 c正确 故选c 7 2008重庆13题2分 如图所示是一个小灯泡的电流和电压变化规律图像 物理学中叫做伏安特性图像 由图像可知 当小灯泡的电压u 4v时 灯泡灯丝的电阻为 当小灯泡中流过0 3a电流时 它消耗的功率是 w 第7题图 10 0 6 解析 从图像中可以看出 小灯泡的电阻是变化的 当u1 4v时 通过小灯泡的电流为i1 0 4a 由此计算小灯泡的电阻r1 10 当小灯泡的电流为i2 0 3a时 其两端的电压为u2 2 0v 故其消耗的功率为p u2i2 2 0v 0 3a 0 6w 结合动态电路的电功率相关计算 8 2016重庆a卷7题3分 如图所示电路 电源电压恒为6v 定值电阻r1为10 滑动变阻器r2的规格为 20 0 5a 电压表量程为0 3v 电流表量程为0 0 6a 则 a 电压表测量的是电阻r1两端的电压b 当变阻器r2的滑片p向左移动时 电压表的示数变小c 为了保证电路中各元件安全工作 变阻器r2接入电路的阻值范围是2 10 d 当变阻器r2接入电路中的阻值是8 时 通电1min电阻r1产生的热量是53 3j 第8题图 c 解析 如题图所示 电压表测滑动变阻器r2两端的电压 a错误 当变阻器r2的滑片p向左移动时 r2接入电路的电阻变大 根据串联电路分压特点 r2两端的电压增大 电压表的示数变大 b错误 为了保证电路中各元件安全工作 滑动变阻器r2允许通过的最大电流为0 5a 电流表量程为0 0 6a 故电路中的最大电流为0 5a 此时变阻器r2接入电路的电阻最小 定值电阻r1两端的电压u1 i1r1 0 5a 10 5v 变阻器r2两端的电压u2 u u1 6v 5v 1v 故变阻器r2接入电路的最小阻值为r2 2 当电压表的示数为3v时 变阻器r2接入电路的电阻最大 定值电阻r1两端的电压为u1 u u2 6v 3v 3v 电路中的电流i1 0 3a 即电路中的电流为i i1 0 3a 此时变阻器r2接入电路的阻值为r2 10 由于10 20 故变阻器r2接入电路的最大阻值为10 综上所述 变阻器r2接入电路的阻值范围是2 10 c正确 当变阻器r2接入电路中的阻值是8 时 电路中的总电阻r r1 r2 10 8 18 电路中的电流i a 通电1min电阻r1产生的热量为q1 i2r1t a 2 10 60s 66 7j d错误 故选c 9 2016重庆a卷12题2分 如图所示的电路中 电源电压 灯丝电阻都保持不变 灯l标有 6v3w 字样 灯泡的电阻是 当开关s闭合 滑动变阻器的滑片p在a b两点间移动时 电压表示数的变化范围是5 8v 且滑片p位于b点时灯l的功率是滑片位于a点时灯l功率的16倍 电源电压是 v 第9题图 9 12 电路图分析 由电路图可知 灯泡l与滑动变阻器串联 电压表测滑动变阻器两端的电压 解析 灯l标有 6v3w 字样 灯泡的电阻rl 12 根据串联 分压 可知 当滑片p位于a点时 滑动变阻器接入电路的电阻较大 则其两端的电压较大 即此时两端的电压upa 8v 则当滑片p位于b点时 两端的电压upb 5v 由题意可知 plb 16pla 由pla plb 可知 16 解得 ulb 4ula 由于电源电压不变 则ula 8v ulb 5v 联立 解得 ula 1v 电源电压u ula 8v 1v 8v 9v 10 2014重庆a卷12题2分 如图所示电路 滑动变阻器上标有 50 1a 的字样 其连入电路的电阻与该部分电阻丝的长度成正比 两个电流表的量程均为0 0 6a 闭合开关s 灯泡正常发光 滑片p由最左端的a点向右移动6cm到达b点 p在a b两点电流表示数如表格所示 第10题图 小灯泡的额定电功率为 w 为不损坏电路元件 滑片p从a点向右可移动的最大距离为 cm 6 9 解析 当滑片p在a点时 滑动变阻器的电阻丝全部接入电路 此时ra 50 由表格数据可知 此时电流表的示数为0 24a 即通过rp的电流ia 0 24a 故rp两端的电压up raia 50 0 24a 12v 根据并联电路电压的特点 u ul up 12v 由题意可知 此时灯泡正常发光 电流表的示数0 5a即为灯泡的额定电流 故小灯泡的额定电功率为pl ulil 12v 0 5a 6w 为不损坏电路元件 即通过滑动变阻器rp的电流不能超过电流表的最大量程0 6a 故rp所在支路的最大电流为0 6a 则rp所接入电路的最小电阻rc 20 设rp的电阻丝总长为l 当滑片p在b点时 rb 30 由于滑动变阻器连入电路的电阻与该部分电阻丝的长度成正比 有 即 解得l 15cm 设向右移动至最大距离时的电阻为r 即为接入电路的最小电阻rc 同理有 即 解得lc 9cm 即滑片p从a点向右可移动的最大距离为9cm 11 2014重庆b卷12题2分 如图所示的电路 电源电压为6v且保持不变 当只闭合开关s1时 电流表的示数为i1 当开关s1 s2均闭合时 电流表的示数为i2 且i1 i2 1 3 则r1 r2 若开关s1 s2均闭合时 电流表的示数为0 6a 则通电1min的时间内 r1消耗的电能是 j 第11题图 1 2 144 电路图分析 当只闭合开关s1时 电路为关于r2的简单电路 电流表测电路中的电流 等效电路图如解图甲所示 当开关s1 s2均闭合时 电路为r1与r2的并联电路 电流表测干路中的电流 等效电路图如解图乙所示 第11题解图 解析 当只闭合开关s1时 i1 当开关s1 s2均闭合时 i2 由于i1 i2 1 3 将 代入 整理得 r1 r2 1 2 当开关s1 s2均闭合时 电路中的总电阻r 根据欧姆定律得 i 即 0 6a 解得r1 15 故r1消耗的电能为w1 60s 144j 12 2013重庆a卷12题2分 如图所示 电源电压为6v 滑动变阻器r 的最大阻值为30 当滑动变阻器r 的滑片p在最右端时 电压表的示数为1 5v 则小灯泡l的电阻是 当滑动变阻器的滑片p移到a点时 电压表的示数为ua 滑动变阻器的功率为pa 再移动滑片p到b点时 电压表的示数为ub 滑动变阻器的功率为pb 若ua ub 2 3 pa pb 8 9 则滑动变阻器的滑片p在a b两点时连入电路的电阻变化了 不计灯丝电阻随温度的变化 第12题图 10 10 解析 由题图可知 小灯泡l和滑动变阻器r 串联 电压表与小灯泡l并联 它测量的是小灯泡两端的电压 当滑片移至最右端时 滑动变阻器的阻值达到最大值r 30 此时小灯泡两端的电压ul 1 5v 滑动变阻器两端的电压为u u ul 6v 1 5v 4 5v il i 0 15a rl 10 当p在a点时 10 ua 2 ra pa 当p在b点时 10 ub 2 rb pb 联立 方程组 解得ra 20 rb 10 ra rb 10 13 2013重庆b卷12题2分 如图所示 电源电压为18v且保持不变 电压表的量程为0 15v 电流表的量程为0 0 6a 滑动变阻器的最大阻值是100 小灯泡l标有 6v3w 字样 闭合开关s 当灯泡正常发光时 滑动变阻器的功率为 w 若灯泡的电阻不变 在保证电路各元件安全的情况下 滑动变阻器连入电路中的阻值变化范围为 第13题图 6 24 60 解析 由电路图可知 灯泡与滑动变阻器串联 电压表测滑动变阻器两端的电压 电流表测电路中的电流 灯泡正常发光时的电压为6v 功率为3w 因为串联电路中各处的电流相等 所以根据p ui可得 电路中的电流 i il 0 5a 因为串联电路中总电压等于各分电压之和 所以滑动变阻器两端的电压 ur u ul 18v 6v 12v 滑动变阻器的功率 p uri 12v 0 5a 6w 灯泡的电阻 rl 12 因为灯泡的额定电流为0 5a 电流表的量程为0 0 6a 所以电路的最大电流为0 5a 此时电路中的总电阻 r总 36 因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和 所以滑动变阻器接入电路中电阻的最小值 rmin r总 rl 36 12 24 当电压表的示数为15v时 灯泡两端的电压最小为 ulmin u u滑 18v 15v 3v 电路中的电流 imin 0 25a 滑动变阻器接入电路中的最大阻值 rmax 60 故滑动变阻器r接入电路的阻值范围为24 60 小灯泡电功率的相关实验 15 2016重庆a卷17题9分 同学们在 探究小灯泡的亮度与功率的关系 实验中 所用电源电压为6v 灯泡的额定电压u0 3 8v 额定功率在1 1 5w的范围内 第15题图 1 按图甲所示的电路图 请你用笔画线代替导线将图乙的电路补充完整 解析 1 灯泡的额定电压为3 8v 电压表的量程应选0 15v 与灯泡并联 根据滑动变阻器 一上一下 的原则 应将开关右端的接线柱与滑动变阻器上端接线柱连接 如答图所示 如答图所示 第15题答图 2 小杜同学在实验过程中 将滑动变阻器的滑片p缓慢向b端移动 小灯泡的实际功率将 选填 变大 变小 或 不变 同时观察到小灯泡的亮度将变 选填 亮 或 暗 解析 2 由题图甲可知 当滑片p向b端移动时 滑动变阻器接入电路的电阻变小 电路中的电流变大 即通过小灯泡的电流变大 故小灯泡的实际功率变大 亮度变亮 变大 亮 3 另一组的小张同学在实验过程中发现电流表 电压表示数如图丙所示 此时电流表的示数是 a 电压表的示数是 v 经分析造成这种现象的原因是 解析 3 由题图乙可知 电流表所选的量程为0 0 6a 分度值为0 02a 则其示数为0 2a 电压表所选的量程为0 15v 分度值为0 5v 则其示数为10v 而电源电压为6v 电压表的示数不符合题意 故此时电压表所选的量程为0 3v 其分度值为0 1v 则其示数为2v 0 2 2 电压表量程接在了0 3v 4 小张同学重新调整电路连接后 继续探究小灯泡在额定功率时的亮度 但发现无法准确读出额定电压 他用第 3 小问中所测数据先算出灯泡的电阻rl 再根据p0 计算灯泡的额定功率 按此方案算出灯的额定功率比真实值偏 选填 大 或 小 原因是 大 灯泡的电阻受温度影响发生了变化 解析 4 灯泡的电阻受温度的影响 灯泡两端的电压越大 电阻越大 灯泡两端电压为2v时 将其阻值代入公式p 由于u不变 r偏小 故所算出灯的额定功率比真实值偏大 16 2015重庆b卷16题8分 如图是某兴趣小组测量小灯泡电功率的部分实验电路 电源电压恒为3v 小灯泡额定电压是2 5v 其灯丝电阻为10 左右 滑动变阻器标有 20 1a 字样 电流表 0 0 6a 0 3a 电压表 0 3v 0 15v 各有两个量程 第16题图 1 在图中用笔画线代替导线 使其成为完整的实验电路 要求 滑动变阻器的滑片p向左移动时 小灯泡变亮 如答图所示 第16题答图 解析 1 灯泡的额定电压为3 8v 电压表的量程应选0 15v 与灯泡并联 根据滑动变阻器 一上一下 的原则 应将开关右端的接线柱与滑动变阻器上端接线柱连接 如答图所示 2 连接电路的过程中 开关应 滑动变阻器的滑片p应滑到 选填 a 或 b 端 检查电路连接无误后 闭合开关 发现小灯泡不亮 电流表无示数 但电压表有示数 分析故障的原因是 断开 b 灯泡断路 开路 解析 2 第一空 为保护电路 连接电路的过程中 开关应断开 第二空 滑动变阻器的滑片p应滑到最大阻值处 即b端 第三空思路点拨 从电流表无示数正向推导 3 排除故障后继续实验 测量数据如下表所示 分析表中实验数据可知 小灯泡的额定功率为 w 在第1 2两次实验中 灯泡不亮的原因是 答出一个原因即可 0 65 实际电功率太小了 解析 3 已知小灯泡额定电压是2 5v 由表中数据可知 此时通过小灯泡的电流为0 26a 则小灯泡的额定功率p ui 2 5v 0 26a 0 65w 在第1 2两次实验中 小灯泡两端的电压太小 通过它的电流也太小 由p ui可知 小灯泡的实际电功率太小 故不亮 4 兴趣小组的同学想接着探究电流与电压的关系 于是将图中的小灯泡换成定值电阻 移动滑动变阻器的滑片p 多次改变定值电阻两端的电压 并记录通过定值电阻对应的电流 多次测量的目的是为了 本实验用到的探究方法与下列哪个实验的探究方法相同 选填序号 a 通过灯泡发光认识电流的存在b 探究摩擦力的大小与哪些因素有关 寻找普遍规律 b 解析 4 探究电流与电压的关系时 多次测量的目的是为了得到电流与电压的关系 即寻找普遍规律 本实验用到的探究方法是控制变量法 通过灯泡发光认识电流的存在用的是转换法 探究摩擦力的大小与哪些因素有关用的是控制变量法 故b符合要求 17 2014重庆b卷16题8分 某校两个实验小组在测定小灯泡功率的实验中 被测小灯泡的额定电压为2 5v 实验室提供有如下器材 电源 电压6v且恒定不变 电流表 电压表 开关 滑动变阻器 50 1a 各一只 导线若干 第17题图 1 晓松同学所在实验小组利用如图甲所示的电路进行实验 用笔画线代替导线 将图甲所示的实物电路连接完整 如答图所示 解析 1 电压表应测小灯泡两端的电压 故应与小灯泡并联 还要注意电流应 正进负出 第17题答图 连接电路时 开关应该 解析 为保护电路 在连接电路时开关应断开 闭合开关 移动变阻器的滑片p的过程中 观察到电流表示数几乎接近最大值时 小灯泡仍然不亮 且电压表无示数 其原因可能是 解析 由于电流表有示数 则说明电路是通路 电压表无示数 说明电压表并联的那部分电路发生了短路 故原因可能是小灯泡短路 小灯泡短路 断开 排除故障后 闭合开关 移动滑片p至电压表的示数如图乙所示 其读数为 v 要使小灯泡正常发光 滑片p应向 选填 a 或 b 端移动 解析 由于小灯泡的额定电压为2 5v 所以电压表所选量程为0 3v 分度值为0 1v 故其示数为1 1v 1 1 a 多次改变滑片p的位置 获得多组对应的电压 电流值 并绘制出如图丙所示的图像 由图像可知 小灯泡的额定功率是 w 解析 已知小灯泡的额定电压为2 5v 由图丙可知 当小灯泡两端的电压u 2 5v时 通过小灯泡的电流i 0 2a 故小灯泡的额定功率p ui 2 5v 0 2a 0 5w 0 5 2 晓丽同学所在的实验小组的滑动变阻器已损坏 其他器材和规格不变 老师提供了另一只滑动变阻器 10 1a 小组同学讨论后发现 若要继续用已连接完整的图甲所示电路来测出小灯泡的额定功率 至少还要在原电路中 选填 串 或 并 联一个 的电阻 串 7 5 解析 2 由第 1 题第 小问可知 小灯泡的额定电压为2 5v 额定电流为0 2a 要使小灯泡正常发光 滑动变阻器接入电路的电阻rp 17 5 由于本题所提供的滑动变阻器的最大阻值只有10 故应在原电路中串联一个电阻 其阻值为17 5 10 7 5 电功率相关论述计算题 类型一简单电路类 19 2015重庆a卷18题6分 如图所示 电源电压不变 电阻r1的阻值为20 r2的阻值为30 闭合开关s 电流表的示数为0 3a 求 第19题图 解 2 通过r2的电流 i2 0 2a 电流通过电阻r2产生的热量 q2 i22r2t 0 2a 2 30 100s 120j 2 通电100s电流通过电阻r2产生的热量 解 1 开关s闭合后r1与r2并联 电源电压为 u ir 0 3a 20 6v 1 电源电压u 20 2008重庆20题8分 物理实验室有一个微型电动机 铭牌上标有 12v3w 的字样 兴趣小组的同学想让这个电动机正常工作 但手边却只有一个电压恒为18v的电源 于是他们找来一个阻值合适的电阻r与之串联后接入电路 如图所示 使小电动机刚好正常工作 求 第20题图 解 2 整个电路的总功率p总 u总i额 18v 0 25a 4 5wt 1min 60s消耗的总电能w p总t 4 5w 60s 270j 1 电动机正常工作时的电流 2 整个电路在1分钟的时间内消耗的总电能 解 3 电阻r消耗的电功率为pr p总 p额 4 5w 3w 1 5w 3 小电动机正常工作时 电阻r消耗的电功率 类型二家用电器类 21 2016重庆b卷19题8分 小亮家新装了一台智能电热马桶盖 如图甲所示 他查阅使用说明书发现便座加热电路有高 中 低三挡并可手动调节 其额定电压为220v 低温挡 中温挡的额定功率分别为22w和44w 第21题图 利用所学的电学知识他设计了一个等效电路图 如图乙所示 用两定值电阻r1和r2表示两电热丝 单刀双掷开关s2可接a或b 当它接入家庭电路中正常工作时 解 1 低温挡的工作电流 i低 0 1a 1 低温挡加热的电流多大 2 中温挡加热5h 消耗多少度电 解 2 中温挡加热5h 消耗电能e电 w p中t 0 044kw 5h 0 22kw h 0 22度 解 3 低温挡时 s1断开 s2接b r1和r2串联 r低温 r1 r2 2200 中温挡时 s1闭合 s2接b r1接入电路 r中温 r1 1100 r2 r低温 r1 2200 1100 1100 高温挡时 s1闭合 s2接a r1和r2并联 r高温 550 高温挡的额定功率 p高 88w 3 高温挡加热的额定功率是多少瓦 22 2013重庆a卷20题9分 图甲为一款有高 低温两挡的家用蒸汽电熨斗 其电路原理如图乙所示 r1 r2为电热丝 其额定电压均为220v 电路的工作原理是 当s1闭合 s2断开时 电熨斗处于低温挡 当s1 s2都闭合时 电熨斗处于高温挡 正常工作时高温挡的电功率为1980w 电源电压保持不变 不计电热丝电阻随温度的变化 第22题图 解 1 高温挡状态下通过电热丝的电流 i 9a 2 若电热丝r2的电阻为44 则电热丝r1的电阻为多少 1 电熨斗正常工作时 在高温挡状态下电路中的总电流是多大 解 2 电热丝r2的功率p2 1100w电热丝r1的功率p1 p p2 1980w 1100w 880w电热丝r1的阻值r1 55 3 若电热丝r2烧毁了 要使电路恢复正常工作 小楠设计了这样一个方案 小楠方案 用两根都是 220v550w 的电热丝并联替代r2 请你通过计算和分析 对小楠的方案作出评价 解 3 小楠方案 设一根 220v550w 的电热丝电阻为r3 r3 88 两根电热丝r3并联后总电阻是 44 其功率为2p3 2 550w 1100w 正常工作时符合要求 当其中一根电热丝烧坏时 电路仍可工作 但p3 550w 1100w 且不能及时发现加以排除 可见小楠的方案也不是最佳方案 23 2012重庆21题9分 物理科代表和班长就放学后是否关教室里饮水机的问题发生争执 班长认为不应关机 因为第二天重新开机给冷水加热既费时又会消耗更多的电能 物理科代表认为应该关机 理由是饮水机在放学后从17 00到第二天8 00共15h 期间会间歇性加热 白白消耗电能 反复加热的水也不利于身体健康 第23题图 次日早晨 他俩先观察到如图所示的饮水机有加热和保温两个挡位 铭牌数据如下表 然后启动饮水机 将热水箱中30 的冷水加热到90 用时10min 他俩继续观察 发现保温28min后加热器会重新加热 2min后又回到保温状态 饮水机始终在额定电压下工作 求 解 1 水吸收的热量 q吸 c水m t t0 4 2 103j kg 1kg 90 30 2 52 105j 2 将热水箱中30 的冷水加热到90 消耗的电能是多少 1 热水箱中30 的冷水加热到90 所吸收的热量是多少 c水 4 2 103j kg 解 2 消耗的电能 w pt 500w 10 60s 3 105j或w pt 0 5kw h 0 083kw h 解 3 按照班长的做法 饮水机一个工作循环消耗电能为 w p1t1 p2t2 50w 28 60s 500w 2 60s 1 44 105j15h内共有30个工作循环 共消耗电能 w总 nw 30 1 44 105j 4 32 106j或w总 nw n p1t1 p2t2 0 05kw h 0 5kw h 30 1 2kw h因为w总 w 所以物理科代表的做法更节能 3 通过计算比较谁的做法更节能 假设放学时饮水机刚好开始处于保温状态 工作过程中间歇加热的规律不变 类型三多开关动态电路类 24 2014重庆b卷19题8分 如图所示的电路中 电源电压u 6v 电阻r1 6 电阻r2 4 求 1 只闭合s1 通过r1的电流是多大 第24题图 解 1 只闭合s1时 电路为只有电阻r1的简单电路 故通过r1的电流是i1 1a 解 2 只闭合s2时 电路为r1与r2的串联电路 电路中的总电阻r r1 r2 6 4 10 电路中的电流i 0 6a 由于串联电路各处电流相等 故i2 i 0 6a 则通电10s的时间内电流通过r2产生的电热是q2 ir2t 0 6a 2 4 10s 14 4j 2 只闭合s2 通电10s的时间内电流通过r2产生的电热是多少 解 3 由p 可知 当电路的总电阻最小时 整个电路消耗的电功率最大 即 当闭合s1 s3 断开s2时 电阻r1与r2并联 电路中的电阻最小 整个电路消耗的电功率最大此时电路中的总电阻r 2 4 此时电路中的最大电功率p 15w 3 当三个开关处于何种状态时 整个电路消耗的电功率最大 求出此时的最大电功率 25 2013重庆b卷19题8分 生活中大多数电热器都有多个挡位 学习了电功率知识后 小锐同学利用电压为6v的电源 两个阻值不同的定值电阻 设计了如图所示的电路来探究电热器多挡位的问题 已知r1 10 r2 30 求 第25题图 1 s1 s2断开 s3闭合时 电路中的电流是多少 解 1 当s1 s2断开 s3闭合时 两电阻串联接入电路 电路中电流i 0 15a 解 2 当s1断开 s2 s3闭合时 接入电路中的电阻只有r2 电路中的电流i1 0 2a通电5min电路消耗的电能w pt uit 6v 0 2a 5 60s 360j 2 s1断开 s2 s3闭合时 通电5min电路消耗的电能是多少 解 3 该电路为最大功率时 电路的电阻最小 功率最小时 电阻最大 电路中电阻最小时两电阻并联 也就是s1 s2闭合 s3断开 电阻r最小 7 5 消耗的功率p最大 4 8w电路中电阻最大时两电阻串联 也就是当s1 s2断开 s3闭合 电阻r最大 r1 r2 10 30 40 消耗的功率p最小 0 9wp最大 p最小 4 8w 0 9w 16 3 3 该电路的最大功率和最小功率之比是多少 类型四多开关结合滑动变阻器动态电路类 26 2015重庆b卷20题8分 如图所示 电源电压恒为18v 小灯泡l标有 6v3w 字样 滑动变阻器r标有 100 1a 字样 电压表使用的量程为0 15v 电流表使用的量程为0 0 6a r0为一定值电阻 当闭合开关s s1 断开s2时 灯泡l恰好正常发光 不计温度对灯丝电阻的影响 求 第26题图 解 1 小灯泡l的电阻 rl 12 解 2 当闭合开关s s1 断开s2时 灯l正常发光 r0与灯l串联 i0 i1 0 5au0 u ul 18v 6v 12vw0 u0i0t 12v 0 5a 60s 360j 1 小灯泡l的电阻 2 闭合开关s s1 断开s2时 通电1min 电流通过定值电阻r0所做的功 3 当闭合开关s s2 断开s1时 在保证电表不超量程 灯泡l两端的电压不超过额定电压的情况下 滑动变阻器r功率的变化范围 解 3 当闭合s s2 断开s1时 r与灯l串联 当灯l两端电压为6v时 ir il 0 5a 0 6apmax ur ir 18v 6v 0 5a 6w当r两端电压为15v时 ir il 0 25apmin u1 ir 15v 0 25a 3 75w所以滑动变阻器的功率变化范围是3 75w 6w 27 2014重庆a卷19题8分 在科技创新活动中 小黎同学设计如图所示的电路来检测某传感器r1 该传感器可看作定值电阻 电源电压恒定不变 滑动变阻器r0上标有 20 1a 字样 传感器r1上标有 0 9w 字样 定值电阻r2 20 若只闭合开关s s1 调节滑片p 当传感器r1正常工作时 电压表示数为3v 若只闭合开关s s2 调节滑片p至中点时 电压表示数为2v 求 第27题图 解 2 当闭合开关s s2 断开s1时 调节滑片至中点时 电路中r0 r2串联 滑片至中点时 r0 10 i 0 1a电源电压u i r0 r2 0 1a 10 20 3v 1 传感器r1的电阻是多少 2 电源电压是多少 解 3 当闭合开关s s1 s2时 调节滑动变阻器滑片至最右端 电路中r1 r2并联 t 10min 600sr并 w 600s 810j 3 闭合所有开关 调节滑片p至最右端 10min内整个电路消耗的电能为多少 考点梳理 知识精讲 电功率 电流做功电功率焦耳定律 电流做功 电功 公式 w uit 推导式 w t w i2rt 电能表 作用 测量 的仪表 读数 前4位是整数位 最后1位是小数位 单位是 例 表盘为的电能表示数是 电能的计量 电能表在一段时间内前后两次示数的差值 就是这段时间内用电器所消耗电能的多少 电功 kw h 2013 9kw h 探究电流做功与什么因素有关 电功率 定义 电流在 内所做的功 用符号p表示 单位是 公式 p wt 推导式 p i2r p 两公式适用于纯电阻电路 额定功率和实际功率 常考电功率 单位时间 瓦 w 额定功率和实际功率 常考电功率 a 家用空调的电功率约为1000w b 电吹风机的电功率约为500w c 洗衣机的电功率约为300w d 台式电脑的电功率约为200w e 液晶电视机的电功率约为100w f 日光灯的电功率约为40w g 手电筒的电功率约为0 5w h 计算器的电功率约为0 5mw a 额定电压是指用电器 时的电压 b 额定功率是用电器在 下工作时的电功率 c 实际电压是指用电器两端电压 d 实际功率是用电器在 下工作的功率 正常工作 额定电压 实际电压 焦耳定律 电流的热效应 定义 电流通过导体时 能转化为 能的现象 影响因素 电压一定时 通电导体的电阻越大 通过它的电流 通电时间 产生的热量越多 焦耳定律 内容 电流通过导体产生的热量跟 成正比 跟导体的 成正比 跟 成正比 公式 电热的利用和防止 电 内 越大 越长 电流的方向 电阻 通电时间 q i2rt 探究影响电流热效应的因素 电热的利用和防止 利用 电热水器 电饭锅 电熨斗 养鸡场的电热孵化器等 防止 带有孔的电视机后盖利于散热 电脑用微型风扇散热 一 重难点突破 电功 电功率的计算 例1如图所示 电源电压保持不变 灯l标有 6v0 6w 字样 不考虑温度对灯丝电阻的影响 闭合开关s 当滑动变阻器的滑片p移到中点时 灯l正常发光 电压表示数为2v 当滑片p移到最大阻值时 下列说法正确的是 a 滑动变阻器的最大阻值为20 b 灯l消耗的实际功率为0 6wc 电路消耗的总功率为0 8wd 灯l与滑动变阻器的电功率之比为3 2 例1题图 d 例2 2015兰州 如图所示 电源电压恒定 小灯泡l1 l2均标有 6v3w 的字样 忽略温度对灯丝电阻的影响 当开关s1 s2都闭合时 灯泡l1正常发光 则电源电压为 v 当开关s1闭合 s2断开时 电路的总功率为 w 例2题图 6 1 5 方法指导计算电功 电功率的方法 二 电学挡位类问题 例3某电饭锅的工作原理图如图所示 两电阻丝阻值均为r 电源电压为u 它有高 中和低三个挡位 例3题图 1 当开关s2 选填 闭合 或 断开 s1接触 点时 它处于高挡位 此时电路的功率p1 2 当开关s2闭合 s1断开时 它处于中挡位 此时电路的功率p2 3 当开关s2 选填 闭合 或 断开 s1接触 点时 它处于低挡位 此时电路的功率p3 4 电饭锅在三种挡位下的电功率之比为p1 p2 p3 闭合 a 断开 b 4 2 1 方法指导 1 电路中挡位问题解决思路多挡位问题的实质是判断电路总电阻的大小 对于家庭电路 在不同挡位时总电压不变 220v 根据p 知 总电阻最小时 总功率最大 用电器处于高温挡 总电阻最大时 总功率最小 用电器处于低温挡 2 常见的三种挡位问题 三 电功率相关比值问题 例4 2016遵义 在如图所示的电路中 电源电压不变 开关s闭合 滑动变阻器滑片p在a端时 电流表示数为2 4a 电压表示数为12v 滑片p移到中点时 r1消耗的功率为p1 滑片p移到b端时 r1消耗的功率为p1 p1 p1 25 9 滑片p在中点和在b端时r2消耗的功率之比为 a 1 2b 5 3c 25 9d 25 18 例4题图 d 例5 2016烟台 在如图所示的电路中 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 乙两表为电压表时 两表的示数比为u甲 u乙 r1 r2消耗的电功率之比为p1 p2 例5题图 2 3 5 3 2 3 方法指导 电功率相关比值公式的理解 四 电学极值 范围问题 例6 2016龙东改编 如图所示电路 电源电压为4 5v 定值电阻r的阻值为10 电压表接入0 3v量程 电流表接入0 0 6a量程 滑动变阻器标有 20 1a 字样 闭合开关 在保证各元件安全的情况下 下列说法正确的是 a 电流表示数变化范围是0 3a 0 6ab 电压表示数变化范围是0 3vc 滑动变阻器阻值变化范围是5 20 d 电路总功率最大值是2 7w 例6题图 c 例7 2016包头 如图所示 把标有 6v3w 的小灯泡与最大阻值为100 的滑动变阻器连接在电源电压恒为18v的电路中 各表的示数均不超过所选量程 且灯两端电压不允许超过额定值 灯丝电阻不变 闭合开关 下列说法正确的是 a 滑动变阻器滑片向左滑动的过程中 电流表示数变大 电压表示数变大b 电路的总功率最大值为10 8wc 小灯泡的电功率最小值为0 75wd 滑动变阻器允许调节的范围是24 100 例7题图 c 三者中最小值为电路可通过电流最大值 此时滑动变阻器接入电阻最小 电学物理量极值判断方法 1 串联电路 电流表量程 r变安全电流 r变铭牌上的最大值 r变两端电压允许的最大值对应的接入电阻 二者最小值为r变max 此时电流为imax 方法指导 2 并联电路a 电流表与滑动变阻器串联 电流表量程 r变两端电压允许的最大值对应的接入电阻 三者中最小值为电路可通过电流最大值 此时滑动变阻器接入电阻最小 r变max为滑动变阻器铭牌上的最大值 b 电流表与定值电阻 或小灯泡 串联 电流表量程