沪科版九年级物理第16章 电流做功与电功率 小专题（10）电功率之综合计算

不要等待机会，而要创造机会。小专题(十)电功率之综合计算01专题概述电功率的综合计算一般出现在最后的综合应用题里面，考查内容主要是电功率在动态电路中的计算、极值范围问题和电热综合计算在计算电学物理量的取值范围或极值时，要参考题中给出的用电器的额定值、电表量程、滑动变阻器的最大电流等信息，电热综合计算中：(1)正确理解热量的计算公式Qcmt，并注意公式各物理量的意义及单位(2)电热器效率的计算公式： .02专题训练类型1动态电路的综合问题1(泰州中考)如图为某同学设计的调光灯电路，S为选择开关，当S接触a点时，小灯泡正常发光但不能调光，当S接触b点时，电路断开，当S接触c点时，电路可连续调光已知变阻器R1的规格为“10 1 A”，灯泡L上标有“6 V3.6 W”字样，电源电压恒为9 V求：(1)小灯泡的额定电流；(2)定值电阻R0的阻值；(3)当S接触c点时，调节R1滑片至中点位置，电路中的电流为0.5 A，此时灯泡的实际功率解：(1)由PUI得，小灯泡的额定电流：I0.6 A(2)因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，灯泡正常发光时，定值电阻R0两端的电压：U0UUL9 V6 V3 V因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流：I0.6 A，定值电阻R0的阻值：R05 (3)当S接触c点时，调节R1的滑片至中点位置时R 35 ，电路中的电流为：I 0.5 A，电路的总电阻：R18 灯泡的电阻为：RLRR 318 5 13 灯泡的实际功率为：PLI2R(0.5 A)213 3.25 W2 (荆州中考)如图甲所示，电源电压一定，已知小灯泡L上标有“6 V3 W”字样，且灯丝电阻不随温度变化，R020 ，滑动变阻器R的最大阻值为100 .求：(1)小灯泡的电阻；(2)只闭合S、S1，移动滑动变阻器滑片P，变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图乙所示；当滑片置于某点a时，电压表示数Ua8 V电源电压是多少？(3)已知电压表量程为015 V，电流表量程为00.6 A在保证电路安全的情况下，只闭合S、S2时，电路消耗总功率的变化范围是多少？解：(1)由P可得小灯泡的电阻：R12 (2)只闭合S、S1，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流，由图乙可知，当电压表示数Ua8 V时，R16 ，因串联电路中各处的电流相等，则电路中的电流：IIa0.5 A电路的总电阻：R总R0R20 16 36 由欧姆定律可得，电源电压：UIR总0.5 A36 18 V(3)只闭合S、S2时，L与变阻器R串联，电压表测R两端电压，电流表测电路中的电流，由PUI可得，灯泡的额定电流：I额0.5 A电流表量程00.6 A，因为串联电路中电流处处相等，所以电路中最大电流为：I最大I额0.5 A则电路消耗的最大功率：P最大UI最大18 V0.5 A9 W电压表量程015 V，当变阻器R两端电压最大为15 V时，灯泡分得的电压最小，电路中电流最小，灯泡两端的最小电压：UL小UUR大18 V15 V3 V由串联电路的电流特点和欧姆定律可得，电路中的最小电流：I最小0.25 A所以电路消耗的最小功率：P最小UI最小18 V0.25 A4.5 W综上所述，电路消耗总功率的变化范围是4.59 W.3(遵义中考)如图甲所示，灯泡L标有“6 V3 W”字样，电源电压及灯丝电阻保持不变，电流表量程为00.6 A，电压表量程为015 V，变阻器R的最大阻值为100 .只闭合开关S、S1，移动滑片P的过程中，电流表示数与变阻器连入电路的阻值变化关系如图乙所示，当滑片P在a点时，电压表示数为10 V，电流表示数为Ia；只闭合开关S、S2，滑片P置于b点时，变阻器连入电路的电阻为Rb，电流表的示数为Ib，已知RbR073，IaIb54.求：(1)小灯泡正常工作时的电阻RL；(2)只闭合S、S2，滑片P在b点时，电流表的示数Ib；(3)电源电压解：(1)由P可得，小灯泡正常工作时的电阻：RL12 (2)只闭合开关S、S1，R与R0串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，滑片P在a点时，电压表示数为10 V，此时电流表示数为Ia；由图像乙可知，当电流表示数为Ia时，滑动变阻器连入电路的阻值为20 ，根据欧姆定律可得：Ia0.5 A已知IaIb54，所以只闭合S、S2，滑片P在b点时，电流表的示数IbIa0.5 A0.4 A(3)只闭合开关S、S1，滑片P在a点时，R与R0串联，U滑10 V，根据串联电路中总电压等于各分电压之和以及欧姆定律可得电源电压：UU滑IaR010 V0.5 AR0只闭合开关S、S2，滑片P置于b点时，Rb与L串联，根据串联电路中总电阻等于各分电阻之和以及欧姆定律可得电源电压：UIb(RbRL)0.4 A(Rb12 )已知RbR073联立由解得：R012 则电源电压：U10 V0.5 AR010 V0.5 A12 16 V4(遵义中考)如图所示，电路中电源电压和灯L的电阻保持不变，定值电阻R20 ，灯L标有“8 V6.4 W”字样，电流表用00.6 A量程，电压表用015 V量程(1)灯泡L的电阻为多少？(2)开关S1闭合，S2、S3断开时，电压表的示数为6 V，电源电压为多少？(3)将滑动变阻器的滑片移到b端，闭合开关S1、S2、S3时，电流表的示数为0.6 A，滑动变阻器的最大电阻为多少？(4)当开关S2闭合，S1、S3断开，在确保电路安全的情况下，当电路消耗的功率最大时，滑动变阻器消耗的功率是多少？解：(1)灯泡L的电阻RL10 (2)开关S1闭合，S2、S3断开时，R与L串联，电路中电流I0.3 A此时灯两端电压ULIRL0.3 A10 3 V则电源电压UURUL6 V3 V9 V(3)将滑动变阻器的滑片滑到b端，闭合开关S1、S2、S3时，R与Rab并联，电流表测干电路电流通过R的电流IR0.45 A则通过滑动变阻器电流IabI总IR0.6 A0.45 A0.15 A滑动变阻器最大电阻：Rab60 (4)开关S2闭合，S1、S3断开时，滑动变阻器与灯泡L串联，为确保电路安全，电路中电流最大为Imax0.6 A，此时电路消耗的电功率最大此时灯泡两端电压U2RLImax10 0.6 A6 V滑动变阻器两端电压UabUU29 V6 V3 V滑动变阻器消耗的功率PabUabI max3 V0.6 A1.8 W类型2电热综合问题5(遵义中考)电磁炉因高效、安全、方便进入千家万户小芳家有一台电磁炉，其部分参数如表所示，小芳选用功率为2 000 W挡位，将锅内质量为2.5 kg、深度为8 cm、初温为20 的水烧开，耗时8 min.c水4.2103 J/(kg)，g取10 N/kg，当地气压为1个标准大气压求：(1)锅内的水对锅底产生的压强为多大；(2)锅内的水吸收的热量为多少；(3)若小芳改用功率为1 600 W的挡位，用同一只锅将相同质量、相同初温的水烧开，耗时为650 s请通过计算说明选用哪个挡位烧水，消耗的电能更少型号额定电压220 V工作频率50 Hz额定功率4002 000 W解：(1)水对锅底产生的压强为：p s h1 000 kg/m310 N/kg0.08 m800 Pa(2)水吸收的热量为：Q吸cmt4.2103 J/(kg)2.5 kg(100 20 )8.4105 J(3)用2 000 W的挡位消耗的电能是：W1P1t12 000 W860s9.6105J用1 600 W的挡位消耗的电能是：W2P2t21 600 W650 s1.04106 J故用2 000 W的挡位烧水消耗的电能更少一些6(重庆中考)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220 V，低温挡、中温挡的额定功率分别为22 W和44 W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：(1)低温挡加热的电流多大？(2)中温挡加热5 h，消耗多少度电？(3)高温挡加热的额定功率是多少瓦？解：(1)由PUI可得，低温挡加热的电流：I0.1 A(2)由P可得，中温挡加热5 h消耗的电能：WP中温t44103 kW5 h0.22 kWh0.22度(3)当开关S1闭合、S2接b时，电路为R1的简单电路，马桶盖处于中温挡，由P可得，R1的阻值：R11 100 当开关