电功率计算题分类讲解和过关训练.docx

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电功率计算题分类讲解和过关训练

电功率计算题分类讲解和过关训练

1.串联电路特点：

⑴串联电路中的电流_______________________________，即________________；

⑵串联电路两端的总电压等于_______________________，即________________；

⑶串联电路的总电阻等于___________________________，即________________；

⑷串联分压_______________________________________，即________________。

⑸比例关系：

_____________________________________。

2.并联电路的特点：

⑴并联电路中的电流_______________________________，即________________；

⑵并联电路各支路两端的电压_______________________，即________________；

⑶并联电路的总电阻等于___________________________，即________________；

⑷并联分流_______________________________________，即________________；

⑸比例关系：

_____________________________________。

3.基本公式：

⑴欧姆定律及其变形公式：

I=_______，U=_______，R=________。

⑵电功率及其变形公式：

①P=_______，W=_______，t=_______。

②P=_______，I=_______，U=_______。

注意：

利用公式P＝W/计算时要灵活选择单位，使计算简单。

一、单个电阻问题

【例1】一段导体两端电压是2V时，导体中的电流是0.5A？

它的电阻是多少欧姆？

电功率是多少瓦？

如果电压增大到3V，导体中的电流变为多大？

它的电功率又是多大？

〖评析〗解电学题的关键是画出电路图，并在图中标出已知量和未知量的符号；从结论入手，根据相关公式或电路特点，反推出已知量。

解单个电阻类问题涉及的知识是：

欧姆定律I=U/R及其推导公式R=U/I、U=IR和电功率的计算公式P=IU。

涉及的电路图如下。

在此类问题中，把电阻视为定值电阻，电压发生变化时，电路中的电流、用电器的电功率都发生改变而电阻不变。

解：

〖过关〗

1.一段导体两端电压是3V时，导体中的电流是0.5A，它的电阻是多少欧姆？

电功率是多少W？

如果电压增大到6V，导体中的电流是多大？

它的电功率又是多大？

如果电压减小到1.5V时，电流又是多大？

它的电功率又是多大？

2.导体两端加3V的电压时，通过它的电流强度是200mA，该导体的电阻是_____，电功率是______；如果将导体两端的电压增至4V，应选0~0.6A、0~3A的电流表的______量程来测量电路中的电流强度，这时导体的电功率为_______W，导体的电阻是_____Ω。

3.一段导体两端的电压为6V时，导体中的电流为0.2A，它的电功率是_____，电阻是_____；如果要使通过该导体的电流变为0.5A,那么加在它两端的电压应为______V，电功率是_______。

4.导体两端加6V电压时，通过导体的电流是3A,导体的电阻是多少？

电功率是多大？

若导体两端加12V电压时，导体中的电流多大？

电功率是多大？

若导体两端不加电压，导体的电阻是多大？

电功率是多大？

5.将一个导体接到12V的电源上，通过它的电流是0.3A，如果将它接到4V的电源上，通过它的电流是多少？

它的电阻是多大？

电功率是多大？

10分钟消耗的电能是多少焦耳？

6.有一根导线，如果在它两端加上12V电压，通过它的电流是0.4A，那么它的电阻是____Ω，它消耗的电功率是______；如果在这根导线两端加15V电压，通过它的电流是_____A,它的电阻是_____Ω，它消耗的电功率是______；如果这根导线两端电压为零，则通过它的电流为_____A,它的电阻是_____Ω。

〖反馈〗对这类问题，你还有什么疑问吗？

向老师请教或问一问同学。

一、电阻串联问题

【例2】1.把5Ω的电阻R1跟15Ω的电阻R2串联起来，接在电压是6V的电源上，求这个串联电路中的电流，R1和R2两端的电压？

R1和R2消耗的电功率是多少？

5分钟内，R1和R2内，消耗的电功是多少？

〖评析〗解决两个电阻串联问题的关键是明确串联电路的规律，电流___________，电压____________，电阻______________，比例关系________________；再结合欧姆定律、电功率和电功的知识。

涉及的电路图如下。

解：

R1、R2串联（下面的解答过程请同学们自己完成）

〖过关〗

1.如图

的示数为0.3A，

的示数为9V，灯RL＝10Ω，求

⑴灯L两端的电压和电功率？

⑵R的阻值和电功率？

⑶整个电路的总电阻和电功率？

⑷L和R的总功率以及它们在3min内各自消耗的电能？

2.电阻R1与R2串联接入电路后，两端所加电压为24V，如果R1＝80Ω，通过R2的电流为0.2A，求

⑴R1、R2两端的电压和各自的电功率？

⑵整个电路在15分种内消耗的电能？

3.灯泡L1和L2串联在电路中，加在它们两端的总电压为12V，L1的电阻是8Ω，L2两端的电压是4V,求

（1）L1中的电流和R2的电阻？

（2）L1和L2的电功率分别是多少？

（3）2分钟内各自消耗的电能是多少？

4.如图R1=6ΩR2=4Ω，电源电压为6V，求

（1）A、V1、V2的示数各为多大？

（2）R1和R2的电功率各是多少？

（3）在1分钟内整个电路中，电流所做的功是多少？

5.电阻R1与R2串联后的总电阻为12Ω,如果它们两端的总电压为6V，R1两端的电压为4V，求

（1）R1与R2?

（2）R1与R2的电功率是多少？

（3）电流通过R1在10分钟内所做的功？

6.如图，灯“6V12W”，R2=6Ω，小灯泡正常发光，求

（1）小灯泡的电阻？

（2）R2消耗的功率？

（3）电源电压？

〖引伸〗请同学们思考：

解此类问题的关键是什么？

你还有什么疑问吗？

向老师请教。

三.串联分压解决多余电压的问题

【例3】现有一只工作电压为2.5V，工作电流为0.1A的灯泡，若改接在6V的电源上，为使它正常工作，则必须与灯泡_____联一只_____Ω的电阻，串联电阻的电功率是______W。

〖评析〗解决电路电压高于用电器正常工作电压这类问题。

每一个用电器都有一个正常工作的电压，叫做_________。

如果用电器两端的实际电压超过这个电压值，用电器就有可能被损坏。

根据串联分压的作用，可以考虑在电路中串联一个适当阻值的电阻，分去一部分电压，让用电器两端的电压为额定电压，使其正常工作。

用电器和电阻串联的问题，就可以转化为两个电阻串联的问题了。

涉及的电路图如下。

解：

（请同学们自己写出解答，注意要规范）

〖过关〗

1.把“4V4W”的电灯接入12V的电路中使其正常工作，必须与电灯____联多大的电阻？

该电阻的电功率是多少？

整个电路的电功率是多少？

2.“6V3W”的电灯要接在9V的电路中，需要串联一个多大的电阻才能使电灯正常工作？

串联电阻的电功率是多少瓦？

它在4分钟内消耗的电能是多少焦耳？

3.“6V18W”灯，要把它接在9V的电源上，需串联一个多大的电阻？

若要使灯的实际功率为4.5W,需串联一个多大的电阻？

〖引伸〗请同学们自己总结：

解此类问题的方法是什么？

四.利用开关的断开、闭合改变电路状态问题

【例4】如图所示，电源电压U＝6V。

求：

⑴当S2闭合S1断开时，

的示数为0.3A，求R1的电阻和电功率以及R1在1min内消耗的电能？

⑵当S1闭合S2断开时，

的示数为0.15A，求R2的电阻和电功率以及R2在10min内消耗的电能？

⑶当S1、S2均断开时，

示数为多大？

整个电路在10min内消耗的电能是多大？

〖评析〗解决这类问题的关键是：

开关断开、闭合后电路的连接方式。

例如“当S1闭合S2断开”，对R1短路，电路中只有一个电阻，可以根据第一类问题的方法处理。

“当S1、S2均断开”，R1和R2串联，可以用第二类问题的方法处理。

在解题的过程中，最好画出开关断开或闭合后，原电路的等效电路，以帮助理解，提高解题的正确率。

解:

当S2闭合S1断开时，对R2短路，电路中只有R1

R2=U/I=6V/0.3A=20Ω（接下来的步骤，请同学们自己完成）

〖过关〗[自我评价________分]

1.如图R1=20ΩR2=40Ω，当S断开时，通过R2的电流为0.1A，求

⑴电源电压

⑵S断开后，R1、R2消耗的电功率？

⑶S闭合后，电流在3分钟内通过R1所做的功？

2.如图R1=10ΩR2=20ΩR3=30Ω，当S1闭合，S2断开时A示数为0.3A，求

⑴电源电压？

⑵当S1S2均断开时，R1和R2各自消耗的电功率是多大？

⑶当S1S2均闭合时，整个电路的电功率？

电流在5分钟内通过R1所做的功？

3.如图，电源电压10V，R1=5ΩR2=15Ω，求

⑴当S闭合时，电流表的示数和整个电路在2分钟内消耗的电能？

⑵当S断开时，R1和R2的电功率各是多少瓦？

4.如图所示的电路，电源的电压12V且保持不变，

R1＝R3＝4Ω,R2=6Ω，求：

⑴当开关S1、S2都断开时，电流表和电压表的

示数各是多少？

R1和R2各自消耗的电功率

是多少？

整个电路的总功率是多少？

10min

内电路消耗的电能是多少？

⑵当开关S1、S2均闭合时，电流表和电压表的

示数各是多少？

R1和R3各自消耗的电功率是

多少？

电流通过R1在5分钟内消耗的电能？

5.如图所示，电源的电压为6V保持不变，闭合开关S2，断开开关S1，电流表的示数为0.2A，电压表的示数为4V，再闭合S1，这时电流表的示数为______A，电压表的示数为_____V，R1前后两种状态下消耗的电功率之比为_______。

五.滑动变阻器改变电路状态的问题

【例5】在如图所示的电路中，电池的电压为12V，滑动变阻器R2的最大阻值是50Ω,电阻R1的阻值为10Ω。

当变阻器的滑片P从a端滑向b端时，R1电功率的变化范围是多少？

〖评析〗解答有关滑动变阻器的试题，首先要确定变阻器

连入电路中的部分，再确定滑片在滑动过程中，电阻大小的变

化。

如上图，连入电路中的电阻线是Pa部分，当滑片P向b

端移动，变阻器连入电路中电阻增大。

而这类问题经常是：

滑

片P位于变阻器一端，电路是一种状态；滑片P位于变阻器

另一端，电路又是一种状态；在两种不同的状态下电路中的电流和部分电路两端的电压是不同的。

解题中，要注意公式中各物理量的同时性。

解：

P位于a端时，R2=0，电路中只有R1（按单个电阻问题去处理）

P位于b端时，R2=50Ω，R1和R2串联（按两个电阻串联问题去处理）

〖过关〗

1.如图，电源电压为6V，R1=10Ω，滑动变阻器最大阻值为

R2=20Ω，求

⑴R1电功率变化范围是多少？

⑵整个电路消耗的电功率变化范围是多少？

2.如图，R1＝60Ω,滑动变阻器最大阻值为100Ω，电源电压为32V，当滑片P从左至右滑动时，

、

的示数范围是多大？

此时R1电功率的变化范围是多少？

3.如图所示，电源电压恒为5V，小灯泡规格为“2.5V1W”，当滑动变阻器滑片P从最右端b向左滑动到中点时，小灯泡恰能正常发光（灯泡电阻视为不变）求：

⑴滑动变阻器的总电阻是多少？

⑵调节滑动变阻器，使小灯泡两端所加的电压超过其额定电压的10%，此时电路的总功率为多少？

〖引伸〗同学们你认为解此类问题的关键是什么？

还需要注意什么？

说一说你的思考。

六.综合应用问题：

【例6】图是某种家用电器的电路图，R1是“220V,1100V”的电热丝，L是指示灯，R2是0～500Ω的变阻器，S是双联转换开关，电源电压不变（不计温度对电阻的影响）。

⑴当S放置1,2位置时，R1正常工作，若L电阻为1210Ω，求整个电路消耗的电功率．

⑵当S放置3,4位置时，调节R2，使整个电路消耗功率为110W，求此时R2连入电路中的阻值．

〖过关〗

1.小丽同学在学完电学后，设计了一个保温箱电路，如图21所示。

图中的A为温度传感器（达到设定温度时，它自动断开电路，低于设定温度时，自动接通电路。

它相当于开关），S为温度档位设定开关，她设定了三个档：

40℃、50℃、60℃，加热功率分别为45W、72W、90W。

电源电压是36V，R1、R2、R3都是发热体。

⑴当S拨至位置1时，加热功率对应的是多少？

R1的阻值是多少？

⑵当S拨至位置3时，电路中的电流是多少？

⑶当S拨至位置2时，请你列出与此时电路有关的两个未知的物理量并解答。

2.如图所示，电源电压恒定不变，滑动变阻器Rab的最大阻值为10Ω，当S1、S2闭合，滑动变阻器的滑片P滑至b端时，电流表A1的示数为0.2A，电阻R消耗的功率为2.4W。

当S2闭合，S1断开，滑动变阻器滑片P滑至a端时，电流表A2的示数为0.6A，求：

①电源电压;

②灯L的阻值;

③S1、S2闭合，滑片P在b端时，通电10秒钟，通过小灯泡L的电流做的功。

3.冬天，伍珍同学使用电热毯时，发现电热毯有高温和低温档，她决定探究电热毯内部电路。

图甲、乙分别为他和裘实设计的电热毯的模拟电路图（电炉丝相当于电热毯内部发热电阻）。

⑴图甲中定值电阻R1=10Ω（置于电热毯外部），电炉丝R2＝20Ω，请计算低温档时发热电功率；

⑵图乙中两根电炉丝R2=20Ω、R3＝10Ω，请计算高温档时发热电功率；

⑶请对两个同学设计的模拟的电路进行评估（请指出你认为好的设计电路，并说明优点和缺点）。

4.如图是一条电热毯电路的示意图，R0是发热电阻丝，R是串联在电路中的电阻，S是控温开关。

电热毯标牌上标有“220V40W”字样。

问（不考虑温度对电阻值的影响）：

⑴要使电热毯处于低温挡时，开关S应处于什么状态？

⑵发热电阻丝R0的阻值是多大？

⑶当电热毯处于低温挡时，电路中的电流为0.1A，则在10s内电阻丝R0产生的热量是多少？

5.如图所示电路，灯泡L上标有“4V2W”字样，R0=5Ω，R是最大阻值为20Ω的滑动变阻器，其滑片P起初处于中点，电流表的量程是0～0.6A，电压表的量程是0～3V。

则：

（1）只闭合S1，灯泡L恰好正常发光，求电源电压；

（2）只闭合S2，当变阻器接入电路中的电阻为其最大阻值的一半时，求电路消耗的总功率；（3）只闭合S2，求滑动变阻器允许接入电路的阻值范围。

6.黑夜看不见开关位置，为此小亮设计了如图所示的电路。

当单刀双掷开关合向b时，照明灯亮，指示灯灭，避免指示灯费电；合向a时，照明灯灭，指示灯亮，显示开关位置（S只能处于这两种状态）。

指示灯电路是由一个“10V1W”的小灯泡和一个定值电阻R0组成．求：

⑴指示灯正常工作时通过灯丝的电流是多少？

⑵为保证指示灯正常发光，定值电阻R0的阻值应为多大？

⑶若照明灯一天使用6h，则指示灯电路一天消耗的电能是多少kW·h?