电功率习题竞赛.docx
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电功率习题竞赛
本单元重点内容及对重点内容的理解:
1.电功率公式及选择:
2
电功率的计算公式有定义式PWt;决定式PUI;导出式PUR
和
P=I
2R。
在选择公式时,要注意利用不变量:
电源电压不变,定值电阻阻值不变,
灯丝电阻不随温度变化及串联电路中电流相等,并联电路两端电压相等选择公
2R,并联电路可选用PU
式,列出关系式,例如串联电路中可选用P=I
2
R
。
当
U一定时,
P
1
P
2
R
2
R
1
。
当I一定时,
P
1
P
2
R
1
R
2
。
当电阻一定时,
P
1
P
2
U
2
1
U
2。
2
2.解电功率问题步骤,首先要认清电路。
搞清原始电路的连接方式,当开关
断开与闭合或滑动变阻器的滑片移动时,电路发生了什么变化,确定不同的电路
状态。
其次是由同一电路状态或不同电路状态的条件确定所用公式,列方程
组,解方程组求解。
【解题点要】
例1.如图1所示的电路中,当开关S1闭合,S2、S3断开时,R1消耗的功率
为6瓦;再把开关S2闭合后,电路和消耗的总功率为9w,且电流表的示数增加
了0.5A。
求S1、S2断开,S3闭合时,电路上消耗的总
功率。
例2.如图2所示的电路中,电阻R1、R2、R3的阻值都是10千欧,电源电压保
持不变。
求
(1)当S1、S2闭合时,电流表的示数是0.6毫安,那么电源电压、R2和
R3消耗的电功率之比分别多少?
(2)S1、S2都断开时,R3消耗的电功率与S1、S2
都闭合时R3消耗的电功率之比。
例3.如图3灯泡L标有“12V、2W〞,R1=36欧,
(1)开关
1
S断开,滑至b端时,灯泡L的实际功率P实P额
,求变4
阻器的最大电阻。
(3)闭合开关S移动滑片P,求灯泡L消耗功率最大变化范围。
例4.图4所示的电路,电源电压保持不变,灯的电阻不随温度变化,当开关S
闭合,滑片P位于变阻器的B端时,电路消耗的总功率为6瓦。
当开关S断开,
滑片P位于变阻器的A端时,灯E正常发光,电路消耗的总功率为7.2瓦。
当
开关S断开,滑片P位于变阻器的B端时,电压表的示数为4.5伏,且电阻R1、
R2两端的电压之比为2∶3。
求:
(1)电源电压。
(2)灯E的额定功率。
例5.如图5所示电路,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R2的电流是I2,电阻R2消耗的功率是
20瓦,I1∶I2=3∶2,当只闭合开关S3时,电阻R3消耗的功率是15瓦。
求:
(1)
只闭合S1时,R1消耗的功率。
(2)只闭合S3时,R消耗的功率。
例6.将电阻R与用电器A串联联接到电源两极,假设电源电压恰好等于用电器A
的额定电压,A消耗的功率是25瓦;假设把用电器A换成用电器B,B消耗的功
率是32瓦。
用电器B的额定电压与A一样,额定功率是
A的两倍,求用电器A的额定功率。
例7.如下图,电源两端电压不变。
当闭合开关S、S1,滑动变阻器接入电路的
阻值为RM时,电压表V1的示数为U1,电阻R1的电功率P1=10W,电流表的示
数为I1;当只闭合开关S,滑动变阻器接入电路的阻值为RN时,电压表V2的示
数为U2,电阻R1与滑动变阻器的总功率P2=5W,电流表的示数为I2;当只闭
合开关S,滑动变阻器的滑片P移到B端时,电阻R2的功率为P3,电流表的示
数为I3。
:
,。
求:
〔1〕电流I1与I2之比;
〔2〕电阻RM与RN之比;
〔3〕电功率P3。
〔请画出相关电路状态的等效电路图〕
【同步练习】
1.一同学设计了如图7所示的调光电路,假设电源电压不变,当滑动变阻器的
滑片P从b端滑向a端的过程中,小灯泡的亮度变
化是()
A.逐渐变亮
B.逐步变暗,直至熄灭
C.光变暗,然后变亮
D.光变亮,后变暗直至熄灭
2.两个定值电阻R1和R2(R1>R2),串联后接入电压
为U的电源上,功率分别是P1和P2;将R1和R2并联后仍接在电压为U的电源
上,功率分别是P1和P2,那么()
A.P1+P2=P1+P2B.P1+P2>P1
C.P1<P1,P2<P2D.P1>P2,P1>P2
3.如图8所示的电路中,滑动变阻器的滑动触点P把滑动变阻器分为RAP和RPB
两局部并联,滑动变阻器的总电阻R=16欧,电源电压U=6伏,安培表的最大量程为2安。
求:
(1)当滑动变阻器的滑动触点P置于中点时,安培表的读数是多少?
滑动变阻器所消耗的总功率是多少?
(2)为了使安培表所通过的电流不超过其量程,滑动变阻器的滑动触片P在AB间滑动的最大阻值范围是多少欧?
4.如果将两定值电阻R1和R2以某种形式连接,接入某电路上,R1消耗的功率为
12瓦,如果以另一种形式连接,接入原电路得该电路的总电流为9安,此时R1
消耗的功率为108瓦,试求R1、R2的阻值。
5.如图9所示,电源电压保持不变,灯L额定电压为8伏,当闭合开关S,滑动
变阻器的滑片P滑到变阻器的中点c时,小灯泡正常发光,此时灯的电功率为
PL;当滑片P滑到变阻器的最右端b时,灯的实际电功率为PL,此时变阻器的
功率为4.5瓦,PL∶PL=16∶9。
求:
(1)电源电压。
(2)滑动变阻器的最大阻值。
6.如图10所示电路,电源电压保持不变,且不大于6伏,定值电阻R1=15欧,
滑动变阻器R2的最大值为20欧。
当开关S断开,滑动变阻器的滑片P在变阻器的b端时,电流表的示数为I;当开关S闭合,滑片P移到a端时,电流表的示数为I,且I∶I=1∶5,此时电路消耗的总功率为6瓦,求:
此时电阻R0的电功率。
7.如图11所示电路,电源电压一定,当开关S1闭合,S2断开,滑动变阻器RW
的滑片P从A处(右端)移到B处(左端)时,电压表先后示数之比为4∶3,电阻
R1先后消耗的电功率之比为4∶9。
假设滑片P在B处不变,将S1断开、S2闭合,那么R2和RW的总功率为9瓦,再将滑片P移至A处,R2的电功率为2瓦。
求此
时RW的电功率。
8.灯L上标有“6V3W〞字样,闭合开关S后,当滑动变阻器的滑片P滑到某一
位置M时,电压表的示数为,滑动变阻器的功率为,灯L与电阻的电功
率之比为1∶2;当滑动变阻器的滑片P滑到另一位置N时,电压表的示数为,
滑动变阻器的功率为,且、.求:
滑动变阻器滑片P在M、N之间滑动时滑动变阻器的阻值变化范围.
9.如图21所示,电源两端电压U保持不变。
当开关S、S1、S2都闭合,滑动
变阻器的滑片P移到A端时,电压表的示数为U,电流表的示数I;当开关S、
S1闭合,S2断开,滑动变阻器的滑片P移到B端时,电路消耗的总电功率为
P1,电压表的示数为U1,电流表的示数I1;当开关S、S2闭合,S1断开,滑动
变阻器的滑片P移到中点时,R2消耗的电功率为P2,电压表的示数为U2,电流表的示数为I2。
U1:
U2=2:
5,U2:
U=1:
2,
I=1.8A,P1=2.88W。
求:
〔1〕电流I1与I2之比;
〔2〕R2消耗的电功率为P2;
〔3〕电源两端电压U。
10.如图22所示的电路中,电源两端电压U保持不变。
当只闭合开关S1时,电流表的示数为
I1,电压表的示数为U1,电阻R3消耗的电功率
P3为5W,电阻R1消耗的电功率为P1。
当开
关S1S2都闭合时,电流表的示数I2为1.5A,电压表的示数为U2,电阻R1消耗
的电功率为P1
′。
P1:
P1′=4:
9,U1:
U2=8:
3。
求:
〔1〕电流表的示数I1;
〔2〕电源两端的电压U;
〔3〕当开关S1S2都闭合时,通电8min,电阻R1放出的热量。
参考答案:
初三物理总复习电功率习题分析
本单元重点内容及对重点内容的理解:
1.电功率公式及选择:
2
电功率的计算公式有定义式PW
t;决定式PUI;导出式P
U
和
R
P=I
2R。
在选择公式时,要注意利用不变量:
电源电压不变,定值电阻阻值不变,
灯丝电阻不随温度变化及串联电路中电流相等,并联电路两端电压相等选择公
2R,并联电路可选用PU
式,列出关系式,例如串联电路中可选用P=I
2
R
。
当
U一定时,
P
1
P
2
R
2
R
1
。
当I一定时,
P
1
P
2
R
1
R
2
。
当电阻一定时,
P
1
P
2
U
2
1
U
2。
2
2.解电功率问题步骤,首先要认清电路。
搞清原始电路的连接方式,当开关
断开与闭合或滑动变阻器的滑片移动时,电路发生了什么变化,确定不同的电路
状态。
其次是由同一电路状态或不同电路状态的条件确定所用公式,列方程
组,解方程组求解。
【解题点要】
例1.如图1所示的电路中,当开关S1闭合,S2、
S3断开时,R1消耗的功率为6瓦;再把开关S2闭合
后,电路和消耗的总功率为9w,且电流表的示数增加了0.5A。
求S1、S2断开,S3闭合时,电路上消耗的总功率。
解析:
S1闭合S2、S3断开时,仅R1中有电流,
且R1消耗功率P1=6w,闭合S1、S2,断开S3时R2
与R1并联,对R1原有的物理量无影响,所以R2消
耗的功率P2=3w,R2中电流I2=0.5A。
设电源电压为
U,那么P2=UI2,∴U
P
2
I
2
3W
0.5A6V,R
2
U
I
2
6V
05A
.12
又P
1
U
2
RR
1
1
U
2
P
1
2
(6V)当S
661、S2断开,S3闭合
W661、S2断开,S3闭合
时,R1与R2串联,消耗总功率PU
262
(V)
R
总
(612)2。
W
例2.如图2所示的电路中,电阻R1、R2、R3的阻值都
是10千欧,电源电压保持不变。
求
(1)当S1、S2闭合时,电
流表的示数是0.6毫安,那么电源电压、R2和R3消耗的电功率之比分别多少?
(2)S1、S2都断开时,R3消耗的电功率与
S1、S2都闭合时R3消耗的电功率之比。
解析:
(1)当S1、S2都闭合时,R1被短路,R2和R3并联。
电阻R2、R3上的电压等于电源电压,即电源电压
33
UURIRR0.610A10106V,R2、R3消
源333
22
UU
RR
耗的电功率之比PP
:
2:
3:
:
,电阻
RR3R211R
RR
23
23
R3消耗的电功率
P
R
3
U
2
R
3
R
3
2
36V.W
(2)当S1、S2都断开时,R2断路,R1和R3
3
3610
4
10
串联,R3消耗的电功率
3
P'IR(V).W
610100910
2323
3
R3
2010
1:
4。
3.610
3
W
例3.如图3灯泡L标有“12V、2W〞,R1=36欧,
(1)
1
开关S断开,滑至b端时,灯泡L的实际功率PP
实额
4
,
求变阻器的最大电阻。
(3)闭合开关S移动滑片P,求灯泡
L消耗功率最大变化范围。
解析:
这类题目的特点在于滑动变阻器的取值,
电路中没有安置电流表和电压表,那么只要分别求出滑动
变阻器的取最大值和最小值时该物理量的值即可得出答案。
(1)滑片置于a端时,电源电压U=U
额=12伏,灯泡电阻R
L
2
U
额
=
P
额
(12V)
2/2W=72Ω
(2)滑片置于b端时,变阻器全部电阻Rab接入电路,根据P=U
2/R灯泡的实际电
压UL=PR=
1
4
2W726V,根据串联电路规律:
U
L
U
ab
R
L
R
ab
RU
abab
R
L
U
L
6V72/6V72。
(3)闭合开关S,滑动变阻器R与电阻R1并联,再与灯泡串联。
当滑片滑至a端,
变阻器电阻为0欧,那么UL=U=12伏,灯泡正常发光。
PL=P额=2W为灯泡消耗功率最大值。
当滑片滑至b端,变阻器电阻为72欧,那么R并RR1/(RR1)
abab
7236/(7236)24,R总RLR并722496灯泡电压
UL'RLU总/R总7212V.969V灯泡功率R
L
'
2
U'P
L
U
2
总
(9V)
2
2
2W/(12V)1.1W,∴灯泡L的功率变化范围是2瓦~1.1瓦。
例4.图4所示的电路,电源电压保持不变,灯的电
阻不随温度变化,当开关S闭合,滑片P位于变阻器的B端时,电路消耗的总功率为6瓦。
当开关S断开,滑
片P位于变阻器的A端时,灯E正常发光,电路消耗的总功率为7.2瓦。
当开关S断开,滑片P位于变阻器的
B端时,电压表的示数为4.5伏,且电阻R1、R2两端的电压之比为2∶3。
求:
(1)电源电压。
(2)灯E的额定功率。
解析:
(1)根据题意,S闭合,P在B端时,E与RAB串联,此时,
PU
总
2
()6瓦⋯⋯①S断开,P在A端,E与R
RER
1串联,此时P
2
总
=U
2/(RE+R1)=
7.2瓦⋯⋯②S断开,P在B端,E与R1、R2串联,UE=4.5V,U1/U2=2/3,所
以R1/R2=U1/U2=2/3⋯⋯③①/②得(RE+R1)/(RE+R2)=5/6⋯⋯④将③式代入④式
得R1/RE=2/3,R2=RE那么U2=UE=4.5V又因为U1/U2=3/2,U1=
2
3
U2=3V,
U=U1+U2+U3=3V+4.5V+4.5V
=12V.
(2)当E与R1串联时,PE/P1=RE/R1=3/2⋯⋯⑤P1+PE=7.2W⋯⋯⑥由⑤⑥两
式解得PE=4.32W。
例5.如图5所示电路,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R2的电流是I2,电阻R2消耗的功率是20瓦,I1∶I2=3∶2,当只闭合开关S3时,电阻R3
消耗的功率是15瓦。
求:
(1)只闭合S1时,R1消耗的功率。
(2)只闭合S3时,R消耗的功率。
解析:
只闭合S1时,IU
1
2
RPUR
1
11
,当
只闭合开关S2时,R1、R2串联:
IU
(RR)
12
I
1
I
2
(RR)
12
3
R2R2RP
122
1
U
2
((RR))R
2
12
99PRRR
209
WRPP20W90W只闭合S
()
221121
P
R123
22
22
1
时,R1、R2、R3串联PU
2
()
RRRR15W
33
123
P
2
P
3
(3RR)
23
(
3R
2
)
2
R
2
R
3
2-6R2R3+9R22=0∴
20W/15W4/3整理后得:
R3
R3=2R2∵R1=2R2=
2
3
22
R3P1'P315W10W。
33
例6.将电阻R与用电器A串联联接到电源两极,假设电源电
压恰好等于用电器A的额定电压,A消耗的功率是25瓦;假设把
用电器A换成用电器B,B消耗的功率是32瓦。
用电器B
的额定电压与A一样,额定功率是A的两倍,求用电器A的额定功率。
解析:
根据题意画出电路图如图6所示。
设A、B的额定电
压为UA、UB,额定功率为PA、PB,电源电压为U。
因UB+UA,
PB=2PA,由R=U2/P可得:
2/P可得:
R
A
R
B
2
UP
AA
2
UP
BB
P
B
P
A
2
1
又
P
A
UUU
222
'()R()2RP'()
ABB
RR2RRRR
ABB
R
B
P
A
'
U
()
2RR
B
2
2R
B
2(RR)
B
2
25
P
B
'
U
()
RR
B
2
R
B
2(RR)
B
2
32
即
2
(RR)
B
(2RR)
B
2
25RR
B
642RR
B
5
8
2
21U
得RRRP
BAA
3
34
R
A
3
R
A
2
9U
16R
A
9
16
P
A
1616
PAPA'25W44.4W
99
例7.如下图,电源两端电压不变。
当闭合开关S、S1,滑动变阻器接入电
路的阻值为RM时,电压表V1的示数为U1,电阻R1的电功率P1=10W,电流表
的示数为I1;当只闭合开关S,滑动变阻器接入电路的阻值为RN时,电压表V2
的示数为U2,电阻R1与滑动变阻器的总功率P2=5W,电流表的示数为I2;当
只闭合开关S,滑动变阻器的滑片P移到B端时,电阻R2的功率为P3,电流表
的示数为I3。
:
,。
求:
〔1〕电流I1与I2之比;
〔2〕电阻RM与RN之比;
〔3〕电功率P3。
〔请画出相关电路状态的等效电路图〕
【解析】
试题分析:
闭合开关S、S1,滑动变阻器接入电路的电阻为RM,简化电路如图
甲所示;只闭合开关S,滑动变阻器接入电路的电阻为RN,简化电路如图乙所示;只闭合开关S,滑动变阻器的滑片P移到B端,简化电路如图丙所示。
〔1〕由图甲、乙得:
P1=U1I1=10W,P2=U2I2=5W
=×=×=①
〔2〕由图甲、乙得:
U1=I1R1,U2=I2〔R1+RN〕=×=×=,
那么:
RN=7R1②
电源电压一定:
I1〔R1+RM〕=I2〔R1+RN+R2〕4RM=R1+RN③
将②代入③得:
RM=2R1,那么:
=
〔3〕由图甲、丙得:
I1=,I3=,===,=
=×=
P3=P1=×10W=14.4W
【同步练习】
1.一同学设计了如图7所示的调光电路,假设电源电压不变,当滑动变阻器的
滑片P从b端滑向a端的过程中,小灯泡的亮度变
化是()
A.逐渐变亮
B.逐步变暗,直至熄灭
C.光变暗,然后变亮
D.光变亮,后变暗直至熄灭
2.两个定值电阻R1和R2(R1>R2),串联后接入电压为U的电源上,功率分别是P1和P2;将R1和R2
并联后仍接在电压为U的电源上,功率分别是P1和P2,那么()
A.P1+P2=P1+P2B.P1+P2>P1
C.P1<P1,P2<P2D.P1>P2,P1>P2
3.如图8所示的电路中,滑动变阻器的滑动触点P
把滑动变阻器分为RAP和RPB两局部并联,滑动变
阻器的总电阻R=16欧,电源电压U=6伏,安培表的最
大量程为2安。
求:
(1)当滑动变阻器的滑动触点P置于
中点时,安培表的读数是多少?
滑动变阻器
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- 电功率 习题 竞赛
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