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1、学习-好资料电功、电功率22道典题精析例1 一盏灯标有“ 36V 40W”字样,将这盏灯接到某电路中,通过它的电流是1A,此时,这盏灯的电功率是 W.精析 考查额定电压,额定功率的概念.已知:灯的额定电压 Ue=36,额定功率Pe = 40W,实际电流Il=1A.求:Pl (实际电功率)解先判定灯是否正常发光灯正常发光时:Ie= -P= 40W-1.1AU e 36V因为灯的实际电流IlvIe,所以灯不能正常发光,且Pl应vPe.22先求出灯的电阻 R=U=(36V) =32.4 0PE40WR不变灯的实际功率:Pl=Il2R= (1A) 2X32.4Q = 32.4W答案灯的功率为32.4W
2、思考 有的同学求实际功率,采用下面做法:PL=UIl=36Vx 1V=36W你能看出其中的问题吗?例2某导体接到6V电压下,它消耗的功率是 6W;将改接到3V的电压下,这个导 体的功率是 W.已知 Ue=6VPe=6W实际 Ul=3V求:实际Pl分析 一个导体,在额定电压下,电阻为 R,同样一个导体,电压改变,电阻仍为R.同样一个导体,电压改变,电阻仍为 R.电功率的习题,往往从求解电阻入手.解法1导体电阻22R_ U_ (6VJ_6R6Pe6W更多精品文档电压变了,导体消耗的功率改变U ,2(3V)2Rl= = (一)- = 1.5WR 6 一解法2导体电阻不变上上 c U 2根据:R=P2
3、2 f , , 2UeUlPlUl2Pe PlPeUe22Ul/ 3V、2Pl= Lr Pe=()X6W=1.5W2n”倍,功率是原来的“ n ”倍.因Ue6V小结 从解法2看出,电阻一定时,电压是原来的为P=UI, U是原来的“ n”2倍,I也是原来的“ n”倍,所以P是原来的“ n ”倍.答案功率是1.5W例3 (天津市中考试题)电能表是测量 的仪表.1 kWh的电能可供标有“220V40W”的灯泡正常工作 h.精析 电能表是日常生活中常用的仪表.考查能否灵活利用W= Pt进行计算.正确选择合适的单位,可以简化计算.解 电能表是测量电功的仪表.题目给出:W= ikWhP=40W=0.04k
4、W口2,W 1kWh 时间:t= - = = 25hP 0.04kW如果选用国际单位,则计算要麻烦得多.答案电功,25例4 (哈尔滨市中考试题)一个“12V 6W”的小灯泡,如果接在 36V电源上,为使其正常发光,需串联一个 的电阻,该电阻消耗的功率是 W.精析 在串联电路中,利用电流、电压等特点,计算电阻和电功率.已知:额定 Pe=6W, Ue=12V,总电压 U=36V求:R, Pr解 灯的额定电压是12V,直接将其接在 36V的电源上,灯将烧毁:这时应将一个电 阻和灯串联;一使灯正常发光.画出灯与R串联的电路草图231.并标出已知量和未知量. 更多精品文档转 小"¥3
5、4W2J 产I 仔=6W<46r =36V*图 231只要求出通过 R的电流和R两端的电压.就可以求出未知量.流过灯的电流和流过 R的电流相等:答案 48a , 12W例5 (北京市中考试题)电阻 R和灯泡L串联接到电压为10V的电路中,R=10Q , 电路接通后,100s内电阻R上电流做的功为10J,已知灯L的额定功率为10W,灯的电阻 不变.求:灯的额定电压.解 画出灯L和电阻只串联的电路草图 2 3-2,并标明已知量和未知量.串联电路,通过 L和R电流相等,设为I.则 Wr= I2Rta户£=IOWWIOJUf=?70°&(J =iov>图 232
6、10J10QM100s=-A = 0.1A10R 两端电压:Ur= IR=0.1Ax 10Q = 1V灯 L'两端电压:Ul=U-Ur=10V-1V = 9V灯电阻:R= U= -9V- =0.9QI 0.1A灯额定电压:Ue= vPeR = J10WM90C = 30 V误解 有的同学在算完电流后,直接用:Ue=Pe = 10W =100V,是错误的.因为I 0.1A此时灯并不是正常发光,电路中的电流不是Ie.当然,有的同学把 Ul = 9V算为灯的额定电压,也是错误的.答案 灯额定电压为30V学习-好资料例6(广州市中考试题)有两个灯泡,Li标有“ 6V 3W”字样,L2没有标记,
7、测得L2的电阻为6Q ,把它们串联起来接入某一电路,两个灯泡均能正常发光,那么该电路两端的电压和L2的电功率分别是()A. 12 V 3WB. 12 V 1.5WC. 9 V 3WD. 9 V1.5W解 画出L1和L2串联的电路草图23 3,标明已知量和未知量.L正常发光时,U1 = 6V, P1=3W电路中电流:3W -=0.5A6V3Ri =6Q 闩=?图 233此时L2也正常发光,L2两端电压:U2=IR2= 0.5AX6Q =3VP2=IU2=0.5Ax 3V=1.5WU=U1+U2=6V + 3V = 9V答案 D例7有一盏小灯泡,当它与 5 电阻串联后接15V电源上,灯恰好正常发光
8、,这时灯 的功率是10W.求:小灯泡正常发光时的电阻和小灯泡的额定电压的可能值.已知:R= 5aPe=10WU=15V求:Rl, Ue (额定)分析画出分析电路图234._rS U, 4 (J-Ut -/=15V*图 234从图中看,所给物理量无对应关系,可以采用方程求解.解法1Re和R串联,设灯两端电压为 UeIe=Ir. PE _U -UE - u e r10W = 15V -UeU e 5,2整理得 Ue -15Ue + 50=0(Ue-10) (Ue-5) = 0Ue=10V 或 Ue=5V22灯电阻 Rl=" = (10V) =10Q pelow或Rl=Ue2Pe2空5Q1
9、0W解法2 Rl和R串联:U = Ue + UrU= P + IR15V =10WI+ I X 5Q更多精品文档25I -151 + 10=02I 31 + 2=0(I 2) d-D =0解得:I=2A或I = 1Ac Pe10WRl = -2 =2- = 2.5 QI(2A)或叫与=吗i2(1A)灯电阻为2.5 3W”的两个灯答案 灯正常发光,当 Ue=10V时,灯电阻为10Q;当Ue = 5V时,例8(北京市朝阳区中考试题)将分别标有“6V 9W”和“ 6 V泡Li、L2串联接在12 V电源上,则 ()A.两灯都能正常发光B.灯L2可能被烧毁C.两灯都比正常发光时暗D.灯Li比灯L2亮精析
10、考查学生能否根据实际电压和额定电压的关系,判断灯的发光情况.解先求出两盏灯的电阻灯Li的电阻:R_ Ui2Ri =P(6V)29W=4Q- 23W2I .一c U2灯L2的电阻:R2= P2求出灯两端的实际电压 Ui'Ri、R2 串联U1Ri4'JiURiR24c 12 c4, i iU/ = -U= - xi2V = 3V44L2两端电压 U2' =UUJ =i2V 3V = 9V比较实际电压和额定电压Ui' < Ui, U2' < U2两灯都不能正常发光;灯 L2可能会被烧毁答案 B例9 (北京市东城区中考试题)家庭电路中正在使用的两白炽
11、灯,若甲灯比乙灯亮,则 ()A.甲灯灯丝电阻一定比乙灯的大B.甲灯两端的电压一定比乙灯的大C.通过甲灯的电量一定比乙灯的多D.甲灯的实际功率一定比乙灯的大精析 考查家庭电路中灯的连接方式,并由灯的亮度判断电阻的大小.分析 家庭电路,灯的连接方式是并联.甲、乙两灯两端电压相同.甲灯比乙灯亮,说明甲灯实际功率比乙灯大.D选项正确.甲灯比乙灯亮,在并联电路中,R甲vR乙.U相同,I甲>I乙电量Q= It,若两灯同时使用,因为 t相同,I甲>1乙,则Q甲Q乙,C选项正确.答案 C、D例10如图235,电源电压和电灯 L的电阻均保持不变.当开关S闭合后,在变阻器的滑片P从中点向下滑动的过程中
12、,下列说法正确的是()A.电压表的示数变大B.电灯L的亮度变暗C.电流表Ai的示数不变D.电流表 A2的示数变小图 235精析 考查学生识别电路的能力.能否根据欧姆定律分析电路中电流变化,灯的亮度变化.分析电路是由灯和变阻器并联而成.®测的是干路电流测的是流过变阻器的电流©测的是电路两端电压当变阻器的滑片 P由中点向b端移动时,变阻器的电阻增大,通过变阻器电流减小, O 示数变小,D选项正确.并联电路,U一定,灯电阻不变,则流过灯的电流不变,灯的亮度不变.®示数变小.答案 D例11如图23 6,电源电压不变,开关S由断开到闭合,电流表两次示数之比为 2 : 7,则
13、电阻Ri:R2=,电功率Pi :P2,电功率Pi :Pi'= ,电功率Pi:P1=-精析 分析S闭合前后,电路中电阻的连接关系.写出P、I、U、R之间的关系,禾I用公式求解.解 S断开,只有 R,示数为Ii, Ri两端电压为U,流过Ri的电流为Ii.S闭合,R、R2并联,示数为Ii+i2, Ri两端电压不变为 U,流过Ri的电流不变为Ii, R功率为Pi'R图 236Ii = 2 I25- 6 = 5r22Ii -2 , Ii I27并联:1± = RL = 2I2R15Pi _ IiU _ 1PiI iU iPi=IiU 2P- (Ii I2)U 7答案Ri : R
14、2 = 5 : 2, Pi : P2=2: 5, Pi : Pi' = i : i, Pi : P=2 : 7例12如图2 3 7 (a),当变阻器滑片从A点滑到B点时,Ri两端的电压比为2:3,变阻器两端电压比 Ua: Ub = 4: 3.(电源电压不变)求:Ia: Ib, Ra: Rb, Pi : Pi' , Pa: Pb, Ri : Ra(a)(b)图 237精析 画出电路变化前后对应的两个电路:如图2 37 (b) (c)所示.已知:UiUiUiIaRUi2=7 =-;=IBUiUi3学习-好资料UaRA_ IA _UAxIB_4><3_2RBUb U b
15、I a 321_. 22一PL= JRL=h_= ( 2) 2,P,IB2R1IB239_2 、PA _ IA Ra_4x2_8 2PbIB2RB919图(b): U=Ia (Ri+Ra)图(c): U=Ib (R+Rb)1 I .2U相等:Rb=Ra,=-代入2 Ib31 _、Ia (R1 + Ra) = Ib (R+ Ra)21 _、2 (R1+ Ra) = 3 (R1+ Ra)2旦=1Ra2另解:图(b) U=U + Ua图(c) U = U1' + UbU1 = _Un Ub=Ua, U 不变24U1+Ua= UH Ua241U1= 1UAL1Ua 2R1、Ra 串艮-=旦L
16、=Ra U a 2R : Ra= 1 :R1的功率为I : I '.(电答案Ia:Ib=2:3,Ra :Rb=2 : 1,P1 : P= 4 : 9,Pa: Pb=8 :9,2例13如238 (a),已知R1 : R2=2 : 3,当$闭合,S、B断开时, P1,电路中电流为I;当S、S3闭合,S2断开时,R的功率为PJ ,电路中电流为 更多精品文档学习-好资料源电压不变)求:Ui : U2, Pl : Pl' , I : I'精析 画出变化前后电路图(b)和(c)图 238 O-* (7(c)R = 2 Ri = 6 Q更多精品文档已知:RH求:UiPiI>f
17、) 一U 2 Pi I图(b)中Ri、R2串,Ri = 2R23PiPi旦u 2 u 2Ri,2、24(一)525图(c)中R两端电压为U图(b): U=I (R+R2)图(c): U=I'RR2RiR2U 不变 I (Ri + R) =I' ( RiR2)Ri R22 3I (2+3) = I' ( 2)2 3I 6一=I 25答案 Ui : U2=2 : 3, Pi : Pi' = 4 : 25, I : I' = 6 : 25例14如果将两个定值电阻 Ri和R2以某种形式连接起来,接入电路中,则电阻Ri消耗的电功率为i2W.如果将这两个电阻以另一种
18、形式连接起来接入原电路中,测得该电路的总电流为9A,此时电阻 R上消耗的电功率为 i08W.(电源电压不变)求:(1)电阻R和R的阻值;(2)电阻R2上两次电功率的比值.精析先判断电阻RR2的两次连接方式.因为总电压不变,由 PiPi'和 Ri 一定,判断出:UiUi'所以第一次Ri、R2串联,第二次并联.求:Ri、R2P2、P2解 画出分析电路图239 (a) (b)fit U品 Rz同一电阻Ri,根据(a)(b)图 239p" R有2PiUi2F 2 (Ui )Ui2丁i2W ii08W(Ui' = U)UiU如图(a) Ui+U2=UUiU2Ri、R2
19、串R2UiU2如图(b) R、R2并联,L12R2RiIi + I2 'Ii' =6AI2' =3ARi= -P- (Ii )2i08W c2- = 3 Q (6A)P2P2关键求出R2两端电压比U 1从图(a)可知:UL= 1U22U2 = 2 -U 3由图(a)和(b)22同一电阻 R2:曳=-U-= U2- = ( - ) 2=-P2(Ui)2 U39答案 Ri = 3Q , R2=6Q, P2:P2'=4:9例15甲灯标有9V,乙灯标有3W,已知电阻R甲R乙,若把两灯以某种方式连接到 某电源上,两灯均正常发光,若把两灯以另一种方式连接到另一电源上,乙灯仍
20、能正常发光,甲灯的实际功率与它的额定功率比P甲:P甲=4 : 9求:(1)甲灯的额定功率 P甲;(2)乙灯的额定电压 U乙;(3)两灯电阻R甲和R乙.精析 注意两次电路总电压不同,所以不能像例4那样判断电路连接方式已知:U甲=9V, P乙=3W, R甲R乙,P甲':P甲 = 4:9求:P甲、U乙、Rd R乙设第一次R甲、R乙并联,此时两灯均能正常发光,说明: U乙=U甲=9丫R乙=U乙2(9V)23W=27Q第二次R甲、R乙串联,乙灯仍正常发光,说明 U乙'=U乙=9丫而R甲不变时,U,= 2U3x 9V = 6VR甲、R乙串联, U甲 6V 2=-也 U乙9V 3学习-好资料
21、得R甲vR乙,与题意不符.由上判定:电路第一次串联,第二次并联,画出分析示意图2310 (a)和(b).(a)更多精品文档图 2310解由图(a)和(b)得:2 2PP 丁和 %U 甲U4R 甲不变=2 = 2-=PU甲U甲9U = U 甲=2x 9V = 6V3 3U 乙'=U 乙=6V由图(b)乙灯正常发光-2(6V)-12Q3W由图(a)R甲、R乙串I甲=I乙=P乙3W ncA=0.5AU乙 6V9V=18Q0.5AP 甲=1 甲 U 甲= 0.5AX 9V = 4.5W答案 甲灯额定功率4.5W,乙灯额定电压 6V,甲灯电阻10Q,乙灯电阻6a例16 (北京市1997年中考试题
22、)如图 23 11 (a)所示电路中,灯 Li的电阻R2,1的一(不考虑灯丝随温度的变化).电源电压为10V,并保持不变.S、&为开关.当闭合2S,断开S2时,灯L1正常发光,电阻 R3消耗的电功率为 2W,电压表示数 U1;当闭合S2,11断开S1时,电阻R4消耗的电功率为 一W,电压表示数为 一U1.42求(1)灯L1的额定功率;(2)电阻 R的阻值.Rl(a)(b)(c)图 2311一 一 1 _ .已知:R1 = R, U = 10V2求:(1) P1 (L1额定功率);P3=2WUi'=(2) R4解画出变化前后电路分析图2-3-11 (b)和(先求出两次电路(b)和
23、(c)中电流比I:I'I U 1R1不变一=Ui2U11P4=-W4P R31 = R4 P4-P3 XP4I22W *11W4由图(b)U=I (R1+R3)由图(c)U=I' (R1+R2+R4)u不变,将R2=2 R1 和 R3=2 R4 代入I(R1+2R4)= r ( R+2R+ R)2(R+2R4)=( 3R + R4)旦=3R41得 R1 : R2 : R= 3 : 6 : 1由图(c) R、R2、R4 串,且 U= U1' +U2' +U4=10VU1' : U2' : U4=R1 : R2 : R=3 : 6 : 1U4= U=
24、 X10V=1V1010R-uR4一P4(1=4Q-W4由图(b) R、R3 串 P1- = RL = 3P3R32_3Pi= 3X2W=3W 2答案 Li额定功率为3W, R4为4 a例17 (北京市1998年中考试题) 如图2312所示,电路两端电压保持不变,当只闭合开关 S时,通过电阻Ri的电流是Ii;当只闭合开关 S时,通过电阻R2的电流是I2;电阻R2消耗的功率是20WJ : L=3 : 2,当只闭合开关 S3时,电阻R3消耗的功率是15W.图 2312求:(1)只闭合S时,R消耗的功率;(2)只闭合0时,R消耗的功率.已知:I1 : I2 = 3: 2, P2=20W, P3= 1
25、5W求:PP1''精析只闭合开关S,只有R,如图2-3-13 (a)当只闭合S2时,R、R2串,如图 2-3-13 (b);当只闭合 S3 时,Rp R2、R3 串,如图 2-3-13 (c).(a)(b)(c)图 2313解图(a) U=I1R1图(b) U=I2 (R1+R2)U不变,123R=2 (R1+R2)旦=2R21图(b) R、R2 串 P1 = RL = 2 P2R21P1' = 2P2=2X20W=40W如图(a)和(b)2P1I224同一电阻 R1 -=-=(一) =P1I394Pi= X40W=90W 9如图(b) P2=I22R2= ( U )
26、2R2(1)Ri R22_U 2_如图(C) P3= I3 R3= ( ) R3(2)R1 R2 R3220W(R1 R2 R3) R222(1) + (2)=将 R1= 2R2 代入 R3 6R2R3 + 9R2 = 015W(R1 R2)2R3(R3-3R2) 2=0R=3R2,又-R = 2R2. R1 _2 . R33如图(c),串联电路 rfP1R1 22=-P1 = x15W=10WP3R3 33答案 图(a)中,R功率为90W,图(c)中,R功率为10W例18 (北京市东城区中考试题)小明设计了一个电加热器,有加热状态和保温状态,如图2314,发热体AB是一根阻值500 的电阻丝
27、,C、D是电阻丝AB上的两点,S'是一个温度控制控制开关.当开关 S'闭合,开关 S接通C点时,电阻丝每分钟放出的热量是Q"当S'闭合,S接通D点时,电阻丝每分钟放出的热量是Q2;当S'断开时,电阻丝每分钟放出的热量是Q3,此时测得 C、D两点间的电压是33V.C D图 2314(1)按大小排列出 Qi、Q2和Q3的顺序是: > > .(2)将上述热量由大到小的顺序排列,其比值是 20 : 10: 3,求电源电压 U和电热器 处于保温状态时,每分钟放出的热量.精析 对于联系实际的问题, 首先把它和所学的物理知识对应起来,本题用到的是焦耳定律
28、的知识.从图中看出,不论使用哪一段电阻丝,电压均为U 2U.电热丝放热公式: Q=t.(1)可以将 AB段电阻分成三部分:第一次,S'闭合,S接C,使用的是电阻丝CB段,电阻为Rcb,电阻丝1min放热U2Q1=t RCB第一次,S'闭合,S接D,使用的是电阻丝DB段,电阻为Rdb,电阻丝1min放热U2Q2=t RDB第三次,S'断开, U 2电阻丝1min放热Q3=JtRdb<Rcb<Rab. Q1>Q2>>Q3开关位于D,是加热状态,断开 S',电阻为Rab,是保温状态.(2)已知 Rab = 500 Q Ucd=33V, Q
29、2 : Q1 : Ch = 20 : 10 : 3t 一定,U 2Q2RdbPab20Q3URDB3RAB33 Rdb= X Rab= X 500 Q = 75 Q2020t 一定,U一定,Q1 _ Rab _ 10Q3 Rcb 3_3 _3Rcb=Rab=x 500a = 150 Q1010RCD= 150Q 75 0 = 75 U CDRcd33V75 c=0.44A .U= IRab= 0.44X 500Q =220V保温时,电阻为 Rab, t= 1 mi n= 60s 2 2Q_ U xt(220V) x60S5808JVQ3- X t- X 60s 5808JRab500,答案 (
30、1) Q2>Qi>Q3,电源电压 220V,保温:Q3= 5808J例19 (北京市海滨区中考试题)图2 3 15是一个电热毯示意电路图.Ro是电热毯中的电阻丝,R是与电热毯与电阻丝串联的电阻.电热毯上标有“220V 100W”字样,S是控制电热毯处于加热状态或保温状态的开关.图 2315(1)用学过的公式推理说明开关 S断开时,电热毯是处于加热状态还是保温状态?(2)若要求在保温时电流通过电阻丝Ro每分钟有60J的电能转化为内能,电阻 R的阻值是多大?解 (1)根据公式p=i2rRo一定,t 一定时,电热毯功率大时,处于加热状态.S闭合时,Ro发热功率:Po=I2Ro= ( )
31、2RoRoS 断开时,R' o=I2Ro= ( U-) 2RoR Ro比较两式得 Po>Po' . S闭合,电热毯处于加热状态.S断开,电热毯处于保温状态.4三484。保温时:电阻 Ro两端电压为 U0.q - Uo2Qo- tRo已知:Qo=60J t= 1 min=60 sQo RoQo= t6J4842=22v.60s电路中电流:,Uo 22VI =Ro484c=A.22U -UoI220V -22V=4356Q- A22答案 (1)闭合S,电热毯处于加热状态(2) R= 4356 Q例20 (北京市中考试题)图 2316,是供电设备向居民楼用户输电的示意图,为保证居民楼内的用户所有用电器都能正常工作,居民楼的输入导线间的电压必须保证为22oV,当居民楼内消耗的功率为44 kW的时候傅电修斋图 2316(1)通过输电线的电流为多少安 ?(2)若输电线的总电阻为 0.1 Q ,供电设备的输出电压是多少伏?(3)居民楼内由于家用电器的增加,将向供电部分申请“增容”,即增加用电功率.当 居民的用电器的额定功率由 44 kW增加到88kW,所有用电器均在正常工作时,输电线路损失的功率比“增容”前增加了多少?(4)若要求减小输电线损失的功率,用学过的公式及知识说明应采取的措施.精析将实际问题转化为电路图.
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