电功率习题(竞赛).

本单元重点内容及对重点内容的理解 1 电功率公式及选择 电功率的计算公式有定义式 决定式 导出式和P W t PU I P U R 2 P I2R 在选择公式时 要注意利用不变量 电源电压不变 定值电阻阻值不变电源电压不变 定值电阻阻值不变 灯丝电阻不随温度变化及串联电路中电流相等 并联电路两端电压相等选择公灯丝电阻不随温度变化及串联电路中电流相等 并联电路两端电压相等选择公 式式 列出关系式 例如串联电路中可选用 P I2R 并联电路可选用 P U R 2 当 U 一定时 当 I 一定时 当电阻一定时 P P R R 1 2 2 1 P P R R 1 2 1 2 P P U U 1 2 1 2 2 2 2 解电功率问题步骤 首先要认清电路 搞清原始电路的连接方式 当开 关断开与闭合或滑动变阻器的滑片移动时 电路发生了什么变化 确定不同的 电路状态 其次是由同一电路状态或不同电路状态的已知条件确定所用公式 列方程组 解方程组求解 解题点要 例例 1 如图 1 所示的电路中 当开关 S1闭合 S2 S3断开时 R1消耗 的功率为 6 瓦 再把开关 S2闭合后 电路和消耗的总功率为 9w 且电流表的 示数增加了 0 5A 求 S1 S2断开 S3闭合时 电路上消耗的总功率 例例 2 如图 2 所示的电路中 电阻 R1 R2 R3的阻值都是 10 千欧 电源电压保 持不变 求 1 当 S1 S2闭合时 电流表的示数是 0 6 毫安 则电源电压 R2和 R3消耗的电功率之比分别多少 2 S1 S2都断开时 R3消耗的电功率与 S1 S2 都闭合时 R3消耗的电功率之比 例例 3 如图 3 灯泡 L 标有 12V 2W R1 36 欧 1 开关 S 断开 滑至 b 端时 灯泡 L 的实际功率 求变阻器的最大电阻 3 闭合开关 S 移动滑片PP 实额 1 4 P 求灯泡 L 消耗功率最大变化范围 例例 4 图 4 所示的电路 电源电压保持不变 灯的电阻不随温度变化 当开关 S 闭合 滑片 P 位于变阻器的 B 端时 电路消耗的总功率为 6 瓦 当开关 S 断开 滑片 P 位于变阻器的 A 端时 灯 E 正常发光 电路消耗的总功率为 7 2 瓦 当 开关 S 断开 滑片 P 位于变阻器的 B 端时 电压表的示数为 4 5 伏 且电阻 R1 R2两端的电压之比为 2 3 求 1 电源电压 2 灯 E 的额定功率 例例 5 如图 5 所示电路 电路两端电压保持不变 当只闭合开关 S1时 通过电 阻 R1的电流是 I1 当只闭合开关 S2时 通过 R2的电流是 I2 电阻 R2消耗的功 率是 20 瓦 I1 I2 3 2 当只闭合开关 S3时 电阻 R3消耗的功率是 15 瓦 求 1 只闭合 S1时 R1消耗的功率 2 只闭合 S3时 R 消耗的功率 例例 6 将电阻 R 与用电器 A 串联联接到电源两极 若电源电压恰好等于用电器 A 的额定电压 A 消耗的功率是 25 瓦 若把用电器 A 换成用电器 B B 消耗的 功率是 32 瓦 已知用电器 B 的额定电压与 A 相同 额定功率是 A 的两倍 求 用电器 A 的额定功率 例例7 如图所示 电源两端电压不变 当闭合开关 S S1 滑动变阻器接入电路 的阻值为 RM时 电压表 V1的示数为 U1 电阻 R1的电功率 P1 10W 电流表 的示数为 I1 当只闭合开关 S 滑动变阻器接入电路的阻值为 RN时 电压表 V2的示数为 U2 电阻 R1与滑动变阻器的总功率 P2 5W 电流表的示数为 I2 当只闭合开关 S 滑动变阻器的滑片 P 移到 B 端时 电阻 R2的功率为 P3 电 流表的示数为 I3 已知 求 1 电流 I1与 I2之比 2 电阻 RM与 RN之比 3 电功率 P3 请画出相关电路状态的等效电路图 同步练习 1 一同学设计了如图 7 所示的调光电路 若电源电压不变 当滑动变阻器 的滑片 P 从 b 端滑向 a 端的过程中 小灯泡的亮度 变化是 A 逐渐变亮 B 逐步变暗 直至熄灭 C 光变暗 然后变亮 D 光变亮 后变暗直至熄灭 2 两个定值电阻 R1和 R2 R1 R2 串联后接入电压 为 U 的电源上 功率分别是 P1和 P2 将 R1和 R2并联后仍接在电压为 U 的电 源上 功率分别是 P1 和 P2 则 A P1 P2 P1 P2 B P1 P2 P1 C P1 P1 P2 P2 D P1 P2 P1 P2 3 如图 8 所示的电路中 滑动变阻器的滑动触点 P 把滑动变阻器分为 RAP和 RPB两部分并联 已知滑动变阻器的总电阻 R 16 欧 电源电压 U 6 伏 安培表 的最大量程为 2 安 求 1 当滑动变阻器的滑动触点 P 置于中点时 安培表的 读数是多少 滑动变阻器所消耗的总功率是多少 2 为了使安培表所通过的电 流不超过其量程 滑动变阻器的滑动触片 P 在 AB 间滑动的最大阻值范围是多 少欧 4 如果将两定值电阻 R1和 R2以某种形式连接 接入某电路上 R1消耗的功率为 12 瓦 如果以另一种形式连接 接入原电路得该电路的总电流为 9 安 此时 R1 消耗的功率为 108 瓦 试求 R1 R2的阻值 5 如图 9 所示 电源电压保持不变 灯 L 额定电压为 8 伏 当闭合开关 S 滑 动变阻器的滑片 P 滑到变阻器的中点 c 时 小灯泡正常发光 此时灯的电功率 为 PL 当滑片 P 滑到变阻器的最右端 b 时 灯的实际电功率为 PL 此时变阻 器的功率为 4 5 瓦 已知 PL PL 16 9 求 1 电源电压 2 滑动变阻器的 最大阻值 6 如图 10 所示电路 电源电压保持不变 且不大于 6 伏 定值电阻 R1 15 欧 滑动变阻器 R2的最大值为 20 欧 当开关 S 断开 滑动变阻器的滑片 P 在变阻 器的 b 端时 电流表的示数为 I 当开关 S 闭合 滑片 P 移到 a 端时 电流表 的示数为 I 且 I I 1 5 此时电路消耗的总功率为 6 瓦 求 此时电阻 R0 的电功率 7 如图 11 所示电路 电源电压一定 当开关 S1闭合 S2断开 滑动变阻器 RW 的滑片 P 从 A 处 右端 移到 B 处 左端 时 电压表先后示数之比为 4 3 电阻 R1先后消耗的电功率之比为 4 9 若滑片 P 在 B 处不变 将 S1断开 S2闭合 则 R2和 RW的总功率为 9 瓦 再将滑片 P 移至 A 处 R2的电功率为 2 瓦 求此 时 RW的电功率 8 灯 L 上标有 6V 3W 字样 闭合开关 S 后 当滑动变阻器的滑片 P 滑到某一 位置 M 时 电压表的示数为 滑动变阻器的功率为 灯 L 与电阻的电 功率之比为 1 2 当滑动变阻器的滑片 P 滑到另一位置 N 时 电压表的示数为 滑动变阻器的功率为 且 求 滑动变阻器滑片 P 在 M N 之间滑动时滑动变阻器的阻值变化范围 9 如图 21 所示 电源两端电压 U 保持不变 当开关 S S1 S2都闭合 滑动 变阻器的滑片 P 移到 A 端时 电压表的示数为 U 电流表的示数 I 当开关 S S1闭合 S2断开 滑动变阻器的滑片 P 移到 B 端时 电路消耗的总电功率 为 P1 电压表的示数为 U1 电流表的示数 I1 当开关 S S2闭合 S1断开 滑动变阻器的滑片 P 移到中点时 R2消耗的电功率为 P2 电压表的示数为 U2 电流表的示数为 I2 已知 U1 U2 2 5 U2 U 1 2 I 1 8A P1 2 88W 求 1 电流 I1与 I2之比 2 R2消耗的电功率为 P2 3 电源两端电压 U 10 如图 22 所示的电路中 电源两端电压 U 保持不变 当只闭合开关 S1时 电流表的示数为 I1 电压表的示数为 U1 电阻 R3消耗的电功率 P3为 5W 电 阻 R1消耗的电功率为 P1 当开关 S1S2都闭合时 电流表的示数 I2为 1 5A 电压表的示数为 U2 电阻 R1消耗的电功率为 P1 已知 P1 P1 4 9 U1 U2 8 3 求 1 电流表的示数 I1 2 电源两端的电压 U 3 当开关 S1S2都闭合时 通电 8min 电 阻 R1放出的热量 参考答案 参考答案 初三物理总复习 电功率习题分析 本单元重点内容及对重点内容的理解 1 电功率公式及选择 电功率的计算公式有定义式 决定式 导出式和P W t PU I P U R 2 P I2R 在选择公式时 要注意利用不变量 电源电压不变 定值电阻阻值不变电源电压不变 定值电阻阻值不变 灯丝电阻不随温度变化及串联电路中电流相等 并联电路两端电压相等选择公灯丝电阻不随温度变化及串联电路中电流相等 并联电路两端电压相等选择公 式式 列出关系式 例如串联电路中可选用 P I2R 并联电路可选用 P U R 2 当 U 一定时 当 I 一定时 当电阻一定时 P P R R 1 2 2 1 P P R R 1 2 1 2 P P U U 1 2 1 2 2 2 2 解电功率问题步骤 首先要认清电路 搞清原始电路的连接方式 当开 关断开与闭合或滑动变阻器的滑片移动时 电路发生了什么变化 确定不同的 电路状态 其次是由同一电路状态或不同电路状态的已知条件确定所用公式 列方程组 解方程组求解 解题点要 例 1 如图 1 所示的电路中 当开关 S1闭合 S2 S3断开时 R1消耗的功率为 6 瓦 再把开关 S2 闭合后 电路和消耗的总功率为 9w 且电流表的示 数增加了 0 5A 求 S1 S2断开 S3闭合时 电路上 消耗的总功率 解析 S1闭合 S2 S3断开时 仅 R1中有电流 且 R1消耗功率 P1 6w 闭合 S1 S2 断开 S3时 R2 与 R1并联 对 R1原有的物理量无影响 所以 R2消 耗的功率 P2 3w R2中电流 I2 0 5A 设电源电压 为 U 则 P2 UI2 U P I 2 2 3 05 6 W A V R U I 2 2 当 S1 S2断开 S3闭 6 05 V A 12 6 6 6 1 2 1 1 2 1 2 又 P U R R U P V W 合时 R1与 R2串联 消耗总功率 P U R V W 2 2 6 612 2 总 例 2 如图 2 所示的电路中 电阻 R1 R2 R3的阻值都 是 10 千欧 电源电压保持不变 求 1 当 S1 S2闭合时 电流表的示数是 0 6 毫安 则电源电压 R2和 R3消耗的电 功率之比分别多少 2 S1 S2都断开时 R3消耗的电功率与 S1 S2都闭合时 R3消耗的电功率之比 解析 1 当 S1 S2都闭合时 R1被短路 R2和 R3并联 电阻 R2 R3上的 电压等于电源电压 即电源电压 R2 R3消耗的电功率之比UUIRAV RR源 33 3 33 061010106 电阻 R3消耗的电功率PP U R U R R R RR RR 23 23 2 2 2 3 32 1 1 2 当 S1 S2都断开时 R2断路 R1和 R3P U R R R 3 3 2 3 36 10 3610 2 4 3 V W 串联 R3消耗的电功率 PIR VW W R3 23 3 23 3 3 6 2010 1010 0910 3610 1 4 例 3 如图 3 灯泡 L 标有 12V 2W R1 36 欧 1 开关 S 断开 滑至 b 端时 灯泡 L 的实际功率 求变阻器的最大电阻 3 闭合开关 S 移PP 实额 1 4 动滑片 P 求灯泡 L 消耗功率最大变化范围 解析 这类题目的特点在于已知滑动变阻器的取值 电路中没有安置电流 表和电压表 那么只要分别求出滑动变阻器的取最大值和最小值时该物理量的 值即可得出答案 1 滑片置于 a 端时 电源电压 U U额 12 伏 灯泡电阻 R U P L 额 额 2 12V 2 2W 72 2 滑片置于 b 端时 变阻器全部电阻 Rab接入电路 根据 P U2 R 灯泡的实际电 压 UL PR 根据串联电路规律 1 4 2 W 726 V U U R R L ab L ab RU R U abab L L 6V 726 V 72 3 闭合开关 S 滑动变阻器 R 与电阻 R1并联 再与灯泡串联 当滑片滑至 a 端 变阻器电阻为 0 欧 则 UL U 12 伏 灯泡正常发光 PL P额 2W 为灯泡消耗 功率最大值 当滑片滑至 b 端 变阻器电阻为 72 欧 则 RRRRR abab并 11 灯泡电压7236723624 RRR L总并 722496 灯泡功率UR URVV LL 总总 7212969 R UP U V L L 2 2 2 9 总 灯泡 L 的功率变化范围是 221211 2 WVW 瓦 1 1 瓦 例 4 图 4 所示的电路 电源电压保持不变 灯的电 阻不随温度变化 当开关 S 闭合 滑片 P 位于变阻器 的 B 端时 电路消耗的总功率为 6 瓦 当开关 S 断开 滑片 P 位于变阻器的 A 端时 灯 E 正常发光 电路消耗的总功率为 7 2 瓦 当开关 S 断开 滑片 P 位 于变阻器的 B 端时 电压表的示数为 4 5 伏 且电阻 R1 R2两端的电压之比为 2 3 求 1 电源电压 2 灯 E 的额定功率 解析 1 根据题意 S 闭合 P 在 B 端时 E 与 RAB串联 此时 S 断开 P 在 A 端 E 与 R1串联 此时 P总P U RR E 总 2 2 6瓦 U2 RE R1 7 2 瓦 S 断开 P 在 B 端 E 与 R1 R2串联 UE 4 5V U1 U2 2 3 所 以 R1 R2 U1 U2 2 3 得 RE R1 RE R2 5 6 将 式代入 式 得 R1 RE 2 3 R2 RE那么 U2 UE 4 5V 又因为 U1 U2 3 2 U1 U2 3V U U1 U2 U3 3V 4 5V 4 5V 2 3 12V 2 当 E 与 R1串联时 PE P1 RE R1 3 2 P1 PE 7 2W 由 两 式解得 PE 4 32W 例 5 如图 5 所示电路 电路两端电压保持不变 当 只闭合开关 S1时 通过电阻 R1的电流是 I1 当只闭 合开关 S2时 通过 R2的电流是 I2 电阻 R2消耗的 功率是 20 瓦 I1 I2 3 2 当只闭合开关 S3时 电阻 R3消耗的功率是 15 瓦 求 1 只闭合 S1时 R1消耗的功率 2 只闭合 S3时 R 消耗的功率 解析 只闭合 S1 时 I U R P U R 1 1 1 2 1 当只闭合开关 S2 时 R1 R2 串联 I U RR I I RR R RRP U RR R W P P RR R R R PPWWS 12 1 2 12 1 122 12 2 2 1 2 12 1 2 1 2 123 32 2 20 9 2 9 2 9 2 2090 只闭合 时 R1 R2 R3串联 P U RRR RW P P 3 123 2 3 2 3 15 整理后得 R32 6R2R3 9R22 0 3 3 23 2 2 RR R R R 2 3 20154 3WW R3 2R2 R1 2R2 R3 2 3 PPWW 13 2 3 2 3 1510 例 6 将电阻 R 与用电器 A 串联联接到电源两极 若电源电 压恰好等于用电器 A 的额定电压 A 消耗的功率是 25 瓦 若 把用电器 A 换成用电器 B B 消耗的功率是 32 瓦 已知用电 器 B 的额定电压与 A 相同 额定功率是 A 的两倍 求用电器 A 的额定功率 解析 根据题意画出电路图如图 6 所示 设 A B 的额定 电压为 UA UB 额定功率为 PA PB 电源电压为 U 因 UB UA PB 2PA 由 R U2 P 可得 R R UP UP P P A B AA BB B A 2 2 又 2 1 P U RR R U RR RP U RR R A A A B BB B B 222 2 2 P P U RR R U RR R RR RR A B B B B B B B 2 2 2 2 25 32 2 2 2 2 即 RR RR RR RR B B B B 2 2 2 25 642 5 8 得RRRP U R R U R P BAA A A A A 2 3 1 3 4 3 9 16 9 16 2 2 PPWW AA 16 9 16 9 2544 4 例 7 如图所示 电源两端电压不变 当闭合开关 S S1 滑动变阻器接入电 路的阻值为 RM时 电压表 V1的示数为 U1 电阻 R1的电功率 P1 10W 电流 表的示数为 I1 当只闭合开关 S 滑动变阻器接入电路的阻值为 RN时 电压表 V2的示数为 U2 电阻 R1与滑动变阻器的总功率 P2 5W 电流表的示数为 I2 当只闭合开关 S 滑动变阻器的滑片 P 移到 B 端时 电阻 R2的功率为 P3 电 流表的示数为 I3 已知 求 1 电流 I1与 I2之比 2 电阻 RM与 RN之比 3 电功率 P3 请画出相关电路状态的等效电路图 解析 试题分析 闭合开关 S S1 滑动变阻器接入电路的电阻为 R M 简化电路如 图甲所示 只闭合开关 S 滑动变阻器接入电路的电阻为 RN 简化电路如图乙 所示 只闭合开关 S 滑动变阻器的滑片 P 移到 B 端 简化电路如图丙所示 1 由图甲 乙得 P1 U1I1 10W P2 U2I2 5W 2 由图甲 乙得 U1 I1R1 U2 I2 R1 RN 则 RN 7R1 电源电压一定 I1 R1 RM I2 R1 RN R2 4RM R1 RN 将 代入 得 RM 2R1 则 3 由图甲 丙得 I1 I3 P3 P1 10W 14 4W 同步练习 1 一同学设计了如图 7 所示的调光电路 若电源电压不变 当滑动变阻器 的滑片 P 从 b 端滑向 a 端的过程中 小灯泡的亮度 变化是 A 逐渐变亮 B 逐步变暗 直至熄灭 C 光变暗 然后变亮 D 光变亮 后变暗直至熄灭 2 两个定值电阻 R1和 R2 R1 R2 串联后接入电压为 U 的电源上 功率分 别是 P1和 P2 将 R1和 R2并联后仍接在电压为 U 的电源上 功率分别是 P1 和 P2 则 A P1 P2 P1 P2 B P1 P2 P1 C P1 P1 P2 P2 D P1 P2 P1 P2 3 如图 8 所示的电路中 滑动变阻器的滑动触点 P 把滑动变阻器分为 RAP和 RPB两部分并联 已知滑动变 阻器的总电阻 R 16 欧 电源电压 U 6 伏 安培表的最 大量程为 2 安 求 1 当滑动变阻器的滑动触点 P 置 于中点时 安培表的读数是多少 滑动变阻器所消耗的 总功率是多少 2 为了使安培表所通过的电流不超过 其量程 滑动变阻器的滑动触片 P 在 AB 间滑动的最大 阻值范围是多少欧 4 如果将两定值电阻 R1和 R2以某种形式连接 接入某电路上 R1消耗的功率为 12 瓦 如果以另一 种形式连接 接入原电路得该电路的总电流为 9 安 此时 R1消耗的功率为 108 瓦 试求 R1 R2的阻值 5 如图 9 所示 电源电压保持不变 灯 L 额定电 压为 8 伏 当闭合开关 S 滑动变阻器的滑片 P 滑到 变阻器的中点 c 时 小灯泡正常发光 此时灯的电功 率为 PL 当滑片 P 滑到变阻器的最右端 b 时 灯的 实际电功率为 PL 此时变阻器的功率为 4 5 瓦 已 知 PL PL 16 9 求 1 电源电压 2 滑动变阻 器的最大阻值 6 如图 10 所示电路 电源电压保持不变 且不 大于 6 伏 定值电阻 R1 15 欧 滑动变阻器 R2的最 大值为 20 欧 当开关 S 断开 滑动变阻器的滑片 P 在变阻器的 b 端时 电流表的示数为 I 当开关 S 闭合 滑片 P 移到 a 端时 电流表的示数为 I 且 I I 1 5 此时电路消耗的总功率为 6 瓦 求 此 时电阻 R0的电功率 7 如图 11 所示电路 电源电压一定 当开关 S1闭合 S2断开 滑动变阻器 RW的滑片 P 从 A 处移到 B 处时 电压表先后示数之比为 2 1 电阻 R1先后消 耗的电功率之比为 1 4 若滑片 P 在 B 处不变 将 S1断开 S2闭合 则 R2和 RW的总功率为 12 瓦 再将滑片 P 移至 A 处 R2的电功 率为 2 瓦 求此时 RW的电功率 8 灯 L 上标有 6V 3W 字样 闭合开关 S 后 当滑动变 阻器的滑片 P 滑到某一位置 M 时 电压表的示数为 滑动变阻器的功率为 灯 L 与电阻的电功率之比为 1 2 当滑动变阻器的滑片 P 滑到另一位置 N 时 电压 表的示数为 滑动变阻器的功率为 且 求 滑动变阻器滑片 P 在 M N 之间滑动时滑动变阻器的阻值变化范围 8 P 滑到 M 时 灯 L 和串联 有 依题意 不变 有 P 滑到 M 时 有 P 滑到 N 时 有 答 P 在 M N 之间滑动时滑动变阻器的阻值变化范围是 6 48 9 如图 21 所示 电源两端电压 U 保持不变 当开关 S S1 S2都闭合 滑动 变阻器的滑片 P 移到 A 端时 电压表的示数为 U 电流表的示数 I 当开关 S S1闭合 S2断开 滑动变阻器的滑片 P 移到 B 端时 电路消耗的总电功率 为 P1 电压表的示数为 U1 电