初中物理中考复习《电功电功率》专题辅导练习解析.docx

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初中物理中考复习《电功电功率》专题辅导练习解析

2019-2020年初中物理中考复习《电功、电功率》专题辅导练习解析

考点剖析：

对于电功、电功率的内容综合性强。

通常在中考的“压轴题”中都要用到本专题的知识和解题方法。

中考时主要考查以下知识点：

（1）电功（W）　

　　表示电流做的功．电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能．

（2）电功率（P）

　　电功率是表示电流做功快慢的物理量。

　　单位时间内电流做的功，叫做电功率。

　　（3）额定功率和实际功率

　　额定电压：

用电器正常工作时的电压值为额定电压；额定电压也是用电器上标着的电压．

　　例如　我国家庭电路的电压为220V，家用电器的额定电压一般为220V。

　　额定功率：

用电器在额定电压下的功率值为额定功率；也就是用电器上标着的电功率为额定电功率。

　　例如　家庭用普通照明的白炽灯泡在电功率15W～60W之间，电饭锅的电功率在350W～1350W之间，家用电冰箱在重100W～140W之间．

　　实际功率：

当加在用电器两端的电压不等于额定电压时，用电器的功率为实际功率。

　　（4）焦耳定律

　　内容　电流通过导体产生的热量，跟通过导体电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。

　　应用　电炉子、电饭锅、电热毯等电热器是利用电流热效应工作的设备，它们的发热体是用熔点高、电阻率大的合金丝制成的。

表1电学公式表

名称

公　式

单　位

电流、电压、电阻

I＝，U＝IR，R＝

I：

A，U：

V，R：

Ω

电功率

P＝UI，P＝

P：

W，其他：

kW

1kW＝10W

电功

W＝UIt，W＝UQ，

W＝Pt

W：

J

其他：

kWh

1kWh＝3.6×106J

焦耳定律

（电流生热）

Q＝I2Rt

Q：

J

　　在纯电阻电路中（电流通过导体时，电能全部转化为内能的电路），结合欧母定律还可以推导出下列公式。

表2推导公式

电功率

P＝I2R＝

电功

W＝I2Rt＝t

焦耳定律

Q＝UIt＝t

表3比例关系

串联

并联

＝

＝

＝

＝

＝

＝

表4电压、电流、电功率关系（以灯例）

电压关系

电流关系

电功率关系

灯发光情况

U实＞U额

I实＞I额

P实＞额

比正常发光亮，有可能烧毁

U实＝U额

I实＝I额

P实＝额

正常发光

U实＜U额

I实＜I额

P实＜额

比正常发光暗

例题精析：

例1、电能表是测量________的仪表．1kWh的电能可供标有“220V　40W”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。

　电能表是测量电功的仪表．题目给出：

W＝1kWh　P＝40W＝0.04kW

　　时间：

t＝＝＝25h

　　如果选用国际单位，则计算要麻烦得多。

　　答案　电功，25

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。

　　精析　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

　　R＝＝＝6Ω．

　　电压变了，导体消耗的功率改变

　　RL＝＝＝1.5W

　　解法2　导体电阻不变

　　根据：

R＝

　　＝＝

　　PL＝·PE＝（）2×6W＝1.5W

　　小结　从解法2看出，电阻一定时，电压是原来的“n”倍，功率是原来的“n2”倍。

因为P＝UI，U是原来的“n”倍，I也是原来的“n”倍，所以P是原来的“n2”倍。

　　答案　功率是1.5W

　例3、电阻R和灯泡L串联接到电压为10V的电路中，R＝10Ω，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图1，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＝I2Rt

图1

　　I＝＝＝A＝0.1A

　　R两端电压：

UR＝IR＝0.1A×10Ω＝1V

　　灯L′两端电压：

UL＝U－UR＝10V－1V＝9V

　　灯电阻：

R＝＝＝0.9Ω

　　灯额定电压：

UE＝＝＝30V

　　误解　有的同学在算完电流后，直接用：

UE＝＝＝100V，是错误的．因为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

例4、将分别标有“6V　9W”和“6V　3W”的两个灯泡L1、L2串联接在12V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L1比灯L2亮

　　精析　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．

　先求出两盏灯的电阻

　　灯L1的电阻：

R1＝＝＝4Ω

　　灯L2的电阻：

R2＝＝＝12Ω

　　求出灯两端的实际电压U1′

　　∵R1、R2串联

　　＝＝＝

　　U1′＝U＝×12V＝3V

　　L2两端电压U2′＝U－U1′＝12V－3V＝9V

　　比较实际电压和额定电压

　　U1′＜U1，U2′＜U2

　　两灯都不能正常发光；灯L2可能会被烧毁

　　答案　B

例5、家庭电路中正在使用的两白炽灯，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＜R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＞I乙，则Q甲＞Q乙，C选项正确．

　　答案　C、D

例6、　如图2，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，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A1的示数不变D．电流表A2的示数变小

图2

　　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，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7、如图3，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，则电阻R1∶R2＝________，电功率P1∶P2，电功率P1∶P1′＝________，电功率P1∶P1＝________．

图3

　　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，利用公式求解。

S断开，只有R1，示数为I1，R1两端电压为U，流过R1的电流为I1．

　　S闭合，R1、R2并联，示数为I1＋12，R1两端电压不变为U，流过R1的电流不变为I1，R1功率为P1′。

　　∵　＝∴　＝

　　并联：

＝＝∴　＝

　　＝＝

　　＝＝

　答案　R1∶R2＝5∶2，P1∶P2＝2∶5，P1∶P1′＝1∶1，P1∶P＝2∶7

例8、如图4（a）所示电路中，灯L1的电阻R2的（不考虑灯丝随温度的变化）．电源电压为10V，并保持不变．S1、S2为开关．当闭合S1，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，断开S1时，电阻R4消耗的电功率为W，电压表示数为U1．

求

（1）灯L1的额定功率；

（2）电阻R4的阻值．

（a）（b）（c）

图4

　精析　此题已知量：

R1＝R2，U＝10V　P3＝2W　U1′＝U1P4＝W

　　要求：

（1）P1（L1额定功率）；

（2）R4

　　画出变化前后电路分析图4（b）和（c）．

　　先求出两次电路（b）和（c）中电流比I∶I′

　　∵　R1不变＝＝＝

　　＝＝×＝×（）2＝

　　由图（b）　U＝I（R1＋R3）

　　由图（c）　U＝I′（R1＋R2＋R4）

　　U不变，将R2＝2R1和R3＝2R4代入

　　I（R1＋2R4）＝I′（R1＋2R1＋R4）

　　2（R1＋2R4）＝（3R1＋R4）

　　＝

　　得R1∶R2∶R4＝3∶6∶1

　　由图（c）R1、R2、R4串，且U＝U1′＋U2′＋U4＝10V

　　U1′∶U2′∶U4＝R1∶R2∶R4＝3∶6∶1

　　U4＝U＝×10V＝1V

　　R4＝＝＝4Ω

　　由图（b）R1、R3串　＝＝

　　P1＝×2W＝3W

　　答案　L1额定功率为3W，R4为4Ω

例9、小明设计了一个电加热器，有加热状态和保温状态，如图5，发热体AB是一根阻值500Ω的电阻丝，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Q1；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。

图5

（1）按大小排列出Q1、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的知识．

　　从图中看出，不论使用哪一段电阻丝，电压均为U．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Q1＝t

　　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Q2＝t

　　第三次，S′断开，电阻丝1min放热Q3＝t

　　∵　RDB＜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＝500Ω　UCD＝33V，Q2∶Q1∶Q3＝20∶10∶3t一定，

　　＝＝＝

　　∴RDB＝×RAB＝×500Ω＝75Ω

　　t一定，U一定，

　　＝＝

　　∴　RCB＝RAB＝×500Ω＝150Ω

　　RCD＝150Ω－75Ω＝75Ω

　　I＝＝＝0.44A．

　　U＝IRAB＝0.44×500Ω＝220V

　　保温时，电阻为RAB，t＝1min＝60s

　　Q3＝×t＝×60s＝5808J

　　答案

（1）Q2＞Q1＞Q3，电源电压220V，保温：

Q3＝5808J

例10、图6，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220V，当居民楼内消耗的功率为44kW的时候　

图6

（1）通过输电线的电流为多少安?

（2）若输电线的总电阻为0.1Ω，供电设备的输出电压是多少伏？