电功率计算题分类.docx
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电功率计算题分类
电学专题:
电功率试题分类点拨和变式训练
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/t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?
点拨:
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,电功率的计算公式P=W/P=UI或电功的计算公式W=Pt=UIt。
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:
变式训练
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?
电功率是多少?
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?
10min消耗的电能是多少?
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______,10min消耗的电能是______焦耳。
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。
二、电阻串联问题
【例2】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?
5min内,R1和R2内,消耗的电功是多少?
点拨:
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
变式训练
1.如图A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串联接入电压为24V的电路中,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15min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
⑴L1中的电流和R2的电阻?
⑵L1和L2的电功率分别是多少?
⑶2min内各自消耗的电能是多少?
4.如图R1=6ΩR2=4Ω,电源电压为6V,求
⑴A、V1、V2的示数各为多大?
⑵R1和R2的电功率各是多少?
⑶在1min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
⑴R1与R2?
⑵R1与R2的电功率是多少?
⑶电流通过R1在10min内所做的功?
三、利用串联电阻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。
点拨:
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:
变式训练
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4min内消耗的电能是多少?
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?
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?
点拨:
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
变式训练
1.如图R1=20Ω、R2=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3min内通过R1所做的功?
2.如图R1=10Ω、R2=20Ω、R3=30Ω,当S1闭合,S2断开时A示数为0.3A,求:
⑴电源电压?
⑵当S1、S2均断开时,R1和R2各自消耗的电功率是多大?
⑶当S1、S2均闭合时,整个电路的电功率?
电流在5min内通过R1所做的功?
3.如图,电源电压10V,R1=5Ω、R2=15Ω,求:
⑴当S闭合时,电流表的示数和整个电路在2min内消耗的电能?
⑵当S断开时,R1和R2的电功率各是多少?
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5min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?
点拨:
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位于变阻器某处,电路处于一种状态;滑片P位于变阻器
另一处,电路又处于一种状态;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)
变式训练
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?
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.
变式训练
1.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?
2.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:
⑴只闭合S1,灯泡L恰好正常发光,求电源电压;
⑵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;⑶只闭合S2,求滑动变阻器允许接入电路的阻值范围。
3.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?
4.如图所示的电路,电源电压不变,灯泡L标有“6V2W”,定值电阻R1的阻值为12Ω,滑动变阻器R的最大阻值为200Ω,允许通过的最大电流为1A,电压表接入电路的量程是0~15V。
当开关S闭合后,滑动变阻器的滑片P移到某位置时,电压表读数为8V,此时灯泡恰好正常发光(忽略温度变化对灯泡电阻的影响)。
求:
⑴灯泡电阻的大小;
⑵电源电压;
⑶当滑动变阻器连入电路的电阻为30Ω时,灯泡的实际
功率;
⑷在保证电路元件不烧坏的情况下,滑动变阻器允许连入电路的阻值范围是多少?
5.在如图所示的电路中,电源两端电压和标有“6V3W”字样的小灯泡灯丝电阻均保持不变。
当开关S闭合、滑动变阻器R2的滑片P滑到a端时,电流表的示数为0.75A,小灯泡正常发光。
求:
⑴定值电阻R1;
⑵当开关S断开,电压表的示数为1.2V时,滑动变阻器R2的电阻值;
⑶当开关S断开,电压表的示数为3.6V时,电路消耗的总电功率P总。
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