最新初中物理电功电功率经典例题优秀名师资料.docx
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最新初中物理电功电功率经典例题优秀名师资料
初中物理电功、电功率经典例题
例1一盏灯标有“36V40W”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,PE
UE,40W36V?
1.1A
因为灯的实际电流IL,IE,所以灯不能正常发光,且PL应,PE(
先求出灯的电阻R,
R不变
灯的实际功率:
PL,ILR,(1A)×32.4Ω,32.4W
答案灯的功率为32.4W
思考有的同学求实际功率,采用下面做法:
PL,UIL,36V×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,6V
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
R,U2EU2EPE,(36V)40W2,32.4Ω22PE,6W实际UL,3V
PE,(6V)6W2,6Ω(
电压变了,导体消耗的功率改变
RL,UL
(3V)R2,
1.5W
解法2导体电阻不变
根据:
R,
2EUP222L
2
EUPE,ULPL
UU
PL,U
UL2
E?
PE,(3V6V)×6W,1.5W
22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“n”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“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(1kWh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
正确选择合适的单位,可以简化计算(算(
解电能表是测量电功的仪表(题目给出:
W,1kWhP,40W,0.04kW时间:
t,WP2,1kWh
0.04kW,25h
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“12V6W”的小灯泡,如果接在36V电源上,为使其正常发光,需串联一个________Ω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
使灯正常发光(一个电阻和灯串联;—
画出灯与R串联的电路草图2—3—1(并标出已知量和未知量(
图2—3—1
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48Ω,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,10Ω,电路接通后,100s串联电路,通过L和R电流相等,设为I(
则WR,IRt
2
图2—3—2
I,WRRt,10J
1
10A,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,U
IL,9V
0.1A,0.9Ω
灯额定电压:
UE,PER,,30V
误解有的同学在算完电流后,直接用:
UE,
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30VPEI10W0.1A,,100V,是错误的(因为
例6(广州市中考试题)有两个灯泡,L1标有“6V3W”字样,L2没有标记,测得L2的电阻为6Ω,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(12V3W
C(9V3WB(12V1.5WD(9V1.5W
解画出L1和L2串联的电路草图2—3—3,标明已知量和未知量(
6V,P1,3W电路中电流:
L1正常发光时,U1,
I,P1
U1,3W6V,0.5A
图2—3—3
此时L2也正常发光,L2两端电压:
U2,IR2,0.5A×6Ω,3V
P2,IU2,0.5A×3V,1.5W
U,U1,U2,6V,3V,9V
答案D
例7有一盏小灯泡,当它与5Ω电阻串联后接15V电源上,灯恰好正常发光,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,5ΩPE,10WU,15V
求:
RL,UE(额定)
分析画出分析电路图2—3—4(
图2—3—4
从图中看,所给物理量无对应关系,可以采用方程求解(
解法1
RE和R串联,设灯两端电压为UE
IR?
IE,
?
PE
UE,
10W
UE,
2整理得UE,15UE,50,0
(UE,10)(UE,5),0
UE,10V或UE,5V
灯电阻RL,
2EU2EPE,(10V)10W22,10Ω或RL,U
PE,(5V)10W,2.5Ω
解法2RL和R串联:
U,UE,UR
U,PE
IRI,
15V,
210WI,I×5Ω5I,15I,10,0
3I,2,0I,
(I,2)(I,1),0
解得:
I,2A或I,1A
RL,PEI22,10W(2A)2,2.5Ω
或RL,PEI2,10W(1A)2,10Ω
答案灯正常发光,当UE,10V时,灯电阻为10Ω;当UE,5V时,灯电阻为
2.5Ω例8(北京市朝阳区中考试题)将分别标有“6V9W”和“6V3W”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
D(灯L1比灯L2亮C(两灯都比正常发光时暗
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(解先求出两盏灯的电阻
灯L1的电阻:
R1,U1
P1
U2
P222,(6V)9W(6V)3W2,4Ω2灯L2的电阻:
R2,,,12Ω
求出灯两端的实际电压U1′
?
R1、R2串联
R1
1
414,,14U1′,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
家庭电路中正在使用的两白炽灯,若甲灯比乙例9(北京市东城区中考试题)
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(
D答案C、
例10如图2—3—5,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D(电流表A2的示数变小
C(电流表A1的示数不变
图2—3—5
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
—3—6,电源电压不变,开关S由断开到闭合,电流表两次示数例11如图2
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,________(
I、U、R之间的关精析分析S闭合前后,电路中电阻的连接关系(写出P、
系,利用公式求解(
解S断开,只有R1,
S闭合,R1、R2并联,示数为I1,R1两端电压为U,流过R1的电流为I1(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′(
图2—3—6
?
I1
I1
I2
I1U
I1U,27?
I1I2,25并联:
R2R111,25?
R1R2,52P,,
P1P,I1U
27
答案R1?
R2,5?
2,P1?
P2,2?
5,P1?
P1′,1?
1,P1?
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,R1两端的电压比为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,P1?
P1′,PA?
PB,R1?
RA
(a)(b)(c)
—3—7图2
精析画出电路变化前后对应的两个电路:
如图2—3—7(b)(c)所示(已
知:
U1U2,,
U1AB,43
解IA
IBU1R12,,,
R1
U
A
?
?
?
?
RARB
IAU
B
UU
AB
×
IBIA
43
×
32
21
IB
?
?
?
?
IAR1IBR1
2
2
IAIB
22
(
23
),
2
49
?
?
?
?
图(b):
U,IA(R1,RA)图(c):
U,IB(R1,
U相等:
RB,RB)
12
PAPB
IARAIBRB
2
2
49
×
21
89
RA,
IAIB
12
23
代入
IA(R1,RA),IB(R1,2(R1,RA),3(R1,
R1RA
12
12
RA)
RA)
另解:
图(b)U,U1,UA图(c)U,U1′,UB?
U1′,
32
U1,UB,UA,U不变
4
32
3
?
U1,UA,U1,
34
UA
12
?
?
?
U1,UA
4
1
?
?
?
U1U
A
12
?
R1、RA串?
R1RA
U1U
A
12
答案IA?
IB,2?
3,RA?
RB,2?
1,P1?
P1′,4?
9,PA?
PB,8?
9,R1?
RA,1?
2
例13如2—3—8(a),已知R1?
R2,2?
3,当S2闭合,S1、S3断开时,R1
的功率为
P1,电路中电流为I;当S1、S3闭合,S2断开时,R1的功率为P1′,电路中
电流为I?
I′((电
源电压不变)
求:
U1?
U2,P1?
P1′,I?
I′
精析画出变化前后电路图(b)和(c)
(b)(a)
(c)
图2—3—8
已知:
R1
23R2,
求:
U1
U2,,
b)中R1、R2串,解图(
U12U1U2,R1R2,23
P1
R1U2,U1U2,(25),24252
R1
图(c)中R1两端电压为U
图(b):
U,I(R1,R2)
图(c):
U,I′(R1R2
)
U不变I(R1,R2),I′(
)I(2,3),I′(
I
),6
25
答案U1?
U2,2?
3,P1?
P1′,4?
25,I?
I′,6?
25
例14如果将两个定值电阻R1和R2以某种形式连接起来,接入电路中,则电
阻R1消耗的电功率为12W(如果将这两个电阻以另一种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R1上消耗的电功率为108W((电
源电压不变)
求:
(1)电阻R1和R2的阻值;
(2)电阻R2上两次电功率的比值(
精析先判断电阻R1、R2的两次连接方式(因为总电压不变,由P1,P1′
和R1一定,判断出:
U1,U1′所以第一次R1、R2串联,第二次并联(
求:
R1、R2P2、P2′
解画出分析电路图2—3—9(a)(b)
(a)
(b)
图2—3—9
同一电阻R1,根据P,
22UR2U1PU12W1有1,,1,,(U1′,U)
?
U1U,1
3
如图(a)U1,U2,UU1
U2
U1
U2,1212?
R1、R2串R1R2,,
如图(b)R1、R2并联,I1
R2R1,21
?
I1′,I2′,I′,9A
?
I1′,6AI2′,3A
P1108WR1,,,
R2,2R1,6Ω
(2)求
关键求出R2两端电压比
从图(a)可知:
U1
U2,12
?
U2U,2
3
由图(a)和(b)
2U1PU24同一电阻R2:
2,,2
2,(),
答案R1,3Ω,R2,6Ω,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
P乙,3W,R甲,R乙,P甲′?
P甲,4?
9已知:
U甲,9V,
求:
P甲、U乙、R甲、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,9V
R乙,U乙2P乙,(9V)3W2,27Ω
第二次R甲、R乙串联,乙灯仍正常发光,说明U乙′,U乙,9V
而R甲不变时,
?
U′,2
3P甲甲,23U甲甲,49U甲,×9V,6V
U甲
U乙甲、R乙串联R甲R乙,,,
得R甲,R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2—3—10(a)和(b)(
(a)(b)
图2—3—10
解由图(a)和(b)得:
R甲不变
U′,2
3P甲甲,U甲甲232,甲2,49U甲,×9V,6V
U乙′,U乙,6V
由图(b)乙灯正常发光
R乙,U乙P乙2,(6V)3W212Ω
由图(a)R甲、R乙串
I甲,I乙,P乙U乙,3W6V,0.5A
R甲,U甲I甲,9V0.5A,18Ω
P甲,I甲U甲,0.5A×9V,4.5W
答案甲灯额定功率4.5W,乙灯额定电压6V,甲灯电阻10Ω,乙灯电阻6Ω例16(北京市1997年中考试题)如图2—3—11(a)所示电路中,灯L1的电阻R2的1
2(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1
4W,电压表示数为U1(21
求
(1)灯L1的额定功率;
(2)电阻R4的阻值(
(a)(b)
(c)
图2—3—11
已知:
R1,1
2R2,U,10VP3,2WU1′,1
2U1P4,W41
求:
(1)P1(L1额定功率);
(2)R4
解画出变化前后电路分析图2—3—11(b)和(c)(先求出两次电路(b)和(c)中电流比I?
I′?
R1不变I
U1
U11
2U1,21
P3
R3
R4,I2P4
,2W14W×(12),221
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)
R1
R4,31
得R1?
R2?
R4,3?
6?
1
由图(c)R1、R2、R4串,且U,U1′,U2′,U4,10VU1′?
U2′?
U4,R1?
R2?
R4,3?
6?
1
U4,1
10U,
2110×10V,1V2
R4,U4
P4,(1V)1
4W,4Ω
由图(b)R1、R3串
P1,3
R1R3,32×2W,3W2P1P3,
答案L1额定功率为3W,R4为4Ω
例17(北京市1998年中考试题)如图2—3—12所示,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,通过电阻R2的电流是I2;电阻R2消耗的功率是20W,I1?
I2,3?
2,当只闭合开关S3时,电阻R3消耗的功率是15W(
图2—3—12
求:
(1)只闭合S1时,R1消耗的功率;
(2)只闭合S3时,R1消耗的功率(已知:
I1?
I2,3?
2,P2,20W,P3,15W
求:
P1、P1″
精析只闭合开关S1,只有R1,如图2—3—13(a)当只闭合S2时,R1、R2串,如图2—3—13(b);当只闭合S3时,R1、R2、R3串,如图2—3—13(c)(
(b)(c)(a)
图2—3—13
解图(a)U,I1R1
图(b)U,I2(R1,R2)
U不变,I1
I2,32
3R1,2(R1,R2)
R1
R2,21
R1、R2串,R1R2,21图(b)
P1′,2P2,2×20W,40W
如图(a)和(b)
2IP124同一电阻R1?
1
2,(),
P1,4
9×40W,90W
2如图(b)P2,I2R2,(U
U)R22
(1)如图(c)P3,I3R3,(2
)R32
(2)
(1)?
(2)
220W15W,将R1,2R2代入R3,6R2R3,9R2,022(R3,3R2),0
R3,3R2,又?
R1,2R2
?
R1
R3,23
如图(c),串联电路
R1R3,23?
P1″,23×15W,10W
答案图(a)中,R1功率为90W,图(c)中,R1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2—3—14,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(
—3—14图2
(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,
(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UR2t(Q1,U2
RCBt
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,U2
RDBt
U2
第三次,S′断开,电阻丝1min放热Q3,
?
RDB,RCB,RAB
?
Q1,Q2,,Q3RABt
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,500ΩUCD,33V,Q2?
Q1?
Q3,20?
10?
3t一定,
U2Q2
Q3,RDBU2,PABRDB,203
RAB
?
RDB,3
20×RAB,3
20×500Ω,75Ω
t一定,U一定,
Q1
Q3,RABRCB,103
?
RCB,3
10RAB,3
10×500Ω,150Ω
RCD,150Ω,75Ω,75Ω
I,UCD
RCD,,0.44A(
U,IRAB,0.44×500Ω,220V
保温时,电阻为RAB,t,1min,60s
Q3,U2
RAB×t,,5808J
答案
(1)Q2,Q1,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(R0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2—3—15
(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R0每分钟有60J的电能转化为2?
R′0,IR0,(2US断开时,
)R02?
比较?
?
两式得P0,P0′(
?
S闭合,电热毯处于加热状态(
S断开,电热毯处于保温状态(
(2)R0,U额
P额2,(220V)100W2,484Ω
保温时:
电阻R0两端电压为U0(
Q0,U02
R0t
已知:
Q0,60Jt,1min,60s
Q0,Q0R0
t,60
60s
U0
R0,22V(电路中电流:
I,,,122A(
R,U
IR,
I1
22A,4356Ω
答案
(1)闭合S,电热毯处于加热状态
(2)R,4356Ω
例20(北京市中考试题)图2—3—16,是供电设备向居民楼用户输电的示意图,为保证居民楼精析将实际问题转化为电路图(
画出图2—3—17
—3—17图2
解
(1)已知U0,220V
P0,44Kw,4.4×10W
I,P0
U04,,220
(2)U,U线,U0,IR线,U0
220A×0.1Ω,220V,240V
(3)I′,,
24,4002P线′,I′R线,(400A)×0.1Ω,16000W
增容前:
P线,I′R线,(200A)×0.1Ω