24道中考物理电功电功率典型例题分析.docx
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24道中考物理电功电功率典型例题分析
典型例题解析
例1 一盏灯标有“36V 40W”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==≈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===32.4Ω
R不变
灯的实际功率:
PL=IL2R=(1A)2×32.4Ω=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 PE=6W实际UL=3V
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===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 (天津市中考试题)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.
解 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4 (哈尔滨市中考试题)一个“12V 6W”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:
这时应将一个电阻和灯串联;—使灯正常发光.
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草图2—3—2,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2—3—2
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.12V 3WB.12V 1.5W
C.9V 3WD.9V 1.5W
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.
L1正常发光时,U1=6V,P1=3W电路中电流:
I===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
∵ IE=IR
∴ =
=
整理得UE2-15UE+50=0
(UE-10)(UE-5)=0
UE=10V或UE=5V
灯电阻RL===10Ω
或RL===2.5Ω
解法2 RL和R串联:
U=UE+UR
U=+IR
15V=+I×5Ω
5I2-15I+10=0
I2-3I+2=0
(I-2)(I-1)=0
解得:
I=2A或I=1A
RL===2.5Ω
或RL===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“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.
解 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9 (北京市东城区中考试题)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
C.电流表A1的示数不变D.电流表A2的示数变小
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
例11 如图2—3—6,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=________.
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.
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′.
图2—3—6
∵ =∴ =
并联:
==∴ =
==
==
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)
图2—3—7
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:
=,=
解 ===
==×=×=
===()2=
==×=
图(b):
U=IA(R1+RA)
图(c):
U=IB(R1+RB)
U相等:
RB=RA,=代入
IA(R1+RA)=IB(R1+RA)
2(R1+RA)=3(R1+RA)
=
另解:
图(b)U=U1+UA
图(c)U=U1′+UB
∴ U1′=U1,UB=UA,U不变
∴ U1+UA=U1+UA
U1=UA
=
∵ R1、RA串 ∴ ==
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)
(a)(b)(c)
图2—3—8
已知:
=
求:
,,
解 图(b)中R1、R2串,==
===()2=
图(c)中R1两端电压为U
图(b):
U=I(R1+R2)
图(c):
U=I′()
U不变I(R1+R2)=I′()
I(2+3)=I′()
=
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
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