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初中物理电功率经典复习资料含答案.pdf


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-
中考物理专题辅导——电功、电功率
一根底知识点:
对于电功、电功率的容综合性强。通常在中考的"压轴题〞中都要用到本专题的知识和解题方法。中考时主
要考察以下知识点:
〔1〕电功〔W〕
,就有多少电能转化为其他形式的能.〔2〕电功率〔P〕
电功率是表示电流做功快慢的物理量。
单位时间电流做的功,叫做电功率。
〔3〕额定功率和实际功率
额定电压:用电器正常工作时的电压值为额定电压;额定电压也是用电器上标着的电压.
....
例如我国家庭电路的电压为220V,家用电器的额定电压一般为220V。
额定功率:用电器在额定电压下的功率值为额定功率;也就是用电器上标着的电功率为额定电功率。
....
例如家庭用普通照明的白炽灯泡在电功率15W~60W之间,电饭锅的电功率在350W~1350W之间,
家用电冰箱在重100W~140W之间.
实际功率:当加在用电器两端的电压不等于额定电压时,用电器的功率为实际功率。
〔4〕焦耳定律
容电流通过导体产生的热量,跟通过导体电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。
应用电炉子、电饭锅、电热毯等电热器是利用电流热效应工作的设备,它们的发热体是用熔点高、电阻率大的
合金丝制成的。
表1电学公式表
名称公式单位
U
I=,U=IR,R=
R
电流、电压、电阻I:A,U:V,R:Ω
U
I
P:W,其他:kW
W
电功率P=UI,P=
t
1kW=10W
W:J
W=UIt,W=UQ,
电功其他:kWh
W=Pt
1kWh=×106J
焦耳定律
Q=I2RtQ:J
〔电流生热〕
在纯电阻电路中〔电流通过导体时,电能全部转化为能的电路〕,结合
:.
-
欧母定律还可以推导出以下公式。
表2推导公式
U2
电功率P=I2R=
R
U2
电功W=I2Rt=t
R
U2
焦耳定律Q=UIt=t
R
表3比例关系
串联并联
PRPR
1=11=2
PRPR
2221
WRWR
1=11=2
WRWR
2221
QRQR
1=11=2
QRQR
2221
表4电压、电流、电功率关系〔以灯例〕
电压关系电流关系电功率关系灯发光情况
比正常发光亮,有
U>UI>IP>
实额实额实额可能烧毁
U=UI=IP=正常发光
实额实额实额
U<UI<IP<比正常发光暗
实额实额实额
二经典例题精析:
例1、"220V40W〞的灯泡正常工作________h。
=Pt进展计算。
正确选择适宜的单位,可以简化计算。
:W=1kWhP=40W=
W1kWh
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2、*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。
精析一个导体,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****题,往往从求解电阻入手。
解法1导体电阻
U2(6V)2
R=E==6Ω.
P6W
E
电压变了,导体消耗的功率改变
U2(3V)2
R=L==
L
R6
解法2导体电阻不变
U2
根据:R=
P
U2U2PU2
E=LL=L
PPPU2
ELEE
U23V
P=L·P=〔〕2×6W=
LE
U26V
E
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。

例3、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电阻R上电流做的功为
10J,灯L的额定功率为10W,:灯的额定电压。
解画出灯L和电阻只串联的电路图1,并标明量和未知量.
串联电路,通过L和R电流相等,设为I。
则W=I2Rt
R
图1
W10J1
I=R==A=
Rt10Ω100s10
:.
-
R两端电压:U=IR=×10Ω=1V
R
灯L′两端电压:U=U-U=10V-1V=9V
LR
U9V
灯电阻:R=L==90Ω

灯额定电压:U=PR=10W90=30V
EE
P10W
误解有的同学在算完电流后,直接用:U=E==100V,,
E

电路中的电流不是I.
E
当然,有的同学把U=9V算为灯的额定电压,也是错误的.
L
答案灯额定电压为30V
例4、将分别标有"6V9W〞和"6V3W〞的两个灯泡L、L串联接在12V电源上,则〔〕。
12

2

12
精析考察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.
先求出两盏灯的电阻
U2(6V)2
灯L的电阻:R=1==4Ω
11
P9W
1
U2(6V)2
灯L的电阻:R=2==12Ω
22
P3W
2
求出灯两端的实际电压U′
1
∵R、R串联
12

UR41
1=1==
URR4124
12
11
U′=U=×12V=3V
1
44
L两端电压U′=U-U′=12V-3V=9V
221
比拟实际电压和额定电压
U′<U,U′<U
1122
:.
-
两灯都不能正常发光;灯L可能会被烧毁
2
答案B
例5、家庭电路中正在使用的两白炽灯,假设甲灯比乙灯亮,则〔〕。




精析考察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,、,说明甲灯实际功率比乙灯
,在并联电路中,R<,I>I
甲乙甲乙
电量Q=It,假设两灯同时使用,因为t一样,I>I,则Q>Q,C选项正确.
甲乙甲乙
答案C、D
例6、如图2,,在变阻器的滑片P从中点向下滑动
的过程中,以下说确的是〔〕。


12
图2
,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7、如图3,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R∶R=________,
12
电功率P∶P,电功率P∶P′=________,电功率P∶P=________.
121111
图3
精析分析S闭合前后,、I、U、R之间的关系,利用公式求解。
S断开,只有R,示数为I,R两端电压为U,流过R的电流为I.
11111
S闭合,R、R并联,示数为I+12,R两端电压不变为U,流过R的电流不变为I,R功率为P′。
12111111
I2I2
∵1=∴1=
II7I5
122
IR2R5
并联:1=2=∴1=
IR5R2
212
PIU1
1=1=
PIU1
11
PIU2
1=1=
P(II)U7
12
答案R∶R=5∶2,P∶P=2∶5,P∶P′=1∶1,P∶P=2∶7
1212111
1
例8、如图4〔a〕所示电路中,灯L的电阻是R的〔不考虑灯丝随温度的变化〕.电源电压为10V,并保
12
2
、,断开S时,灯L正常发光,电阻R消耗的电功率为2W,电压表示数
121213
11
U;当闭合S,断开S时,电阻R消耗的电功率为W,电压表示数为U.
12141
42
求〔1〕灯L的额定功率;
1
〔2〕电阻R的阻值.
4
〔a〕〔b〕〔c〕
图4
111
精析此题量:R=R,U=10VP=2WU′=UP=W
123114
224
要求:〔1〕P〔L额定功率〕;〔2〕R
114
画出变化前后电路分析图4〔b〕和〔c〕.
先求出两次电路〔b〕和〔c〕中电流比I∶I′
:.
-
IUU2
∵R不变=1=1=
11
IU1
1U
21
P
3
RIPI22W12
3=2=3×=×〔〕2=
RPPI2121
444W
I4
2
由图〔b〕U=I〔R+R〕
13
由图〔c〕U=I′〔R+R+R〕
124
U不变,将R=2R和R=2R代入
2134
I〔R+2R〕=I′〔R+2R+R〕
14114
2〔R+2R〕=〔3R+R〕
1414
R3
1=
R1
4
得R∶R∶R=3∶6∶1
124
由图〔c〕R、R、R串,且U=U′+U′+U=10V
124124
U′∶U′∶U=R∶R∶R=3∶6∶1
124124
11
U=U=×10V=1V
4
1010
U2(1V)2
R=4==4Ω
41
P
4W
4
PR3
由图〔b〕R、R串1=1=
13
PR2
33
3
P=×2W=3W
1
2
答案L额定功率为3W,R为4Ω
14
例9、小明设计了一个电加热器,有加热状态和保温状态,如图5,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′′闭合,开关S接通C点时,电阻丝每分
:.
-
钟放出的热量是Q;当S′闭合,S接通D点时,电阻丝每分钟放出的热量是Q;当S′断开时,电阻丝每
12
分钟放出的热量是Q,此时测得C、D两点间的电压是33V。
3
图5
〔1〕按大小排列出Q、Q和Q的顺序是:
123
________>________>________.
〔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,此题用到的是焦耳定律的知识.
U2
从图中看出,不管使用哪一段电阻丝,:Q=t.
R
〔1〕可以将AB段电阻分成三局部:
U2
第一次,S′闭合,S接C,使用的是电阻丝CB段,电阻为R,电阻丝1min放热Q=t
CB1
R
CB
U2
第一次,S′闭合,S接D,使用的是电阻丝DB段,电阻为R,电阻丝1min放热Q=t
DB2
R
DB
U2
第三次,S′断开,电阻丝1min放热Q=t
3
R
AB
∵R<R<R
DBCBAB
∴Q>Q>>Q
213
开关位于D,是加热状态,断开S′,电阻为R,是保温状态.
AB
〔2〕R=500ΩU=33V,Q∶Q∶Q=20∶10∶3t一定,
ABCD213
U2
QRP20
2=DB=AB=
QU2R3
3DB
R
AB
33
∴R=×R=×500Ω=75Ω
DBAB
2020
t一定,U一定,
QR10
1=AB=
QR3
3CB
:.
-
33
∴R=R=×500Ω=150Ω
CBAB
1010
R=150Ω-75Ω=75Ω
CD
U33V
I=CD==.
R75
CD
U=IR=×500Ω=220V
AB
保温时,电阻为R,t=1min=60s
AB
U2(220V)2
Q=×t=×60s=5808J
3
R500
AB
答案〔1〕Q>Q>Q,电源电压220V,保温:Q=5808J
2133
例10、图6,是供电设备向居民楼用户输电的示意图,为保证居民楼的用户所有用电器都能正常工作,居民楼
的输入导线间的电压必须保证为220V,当居民楼消耗的功率为44kW的时候
图6
〔1〕通过输电线的电流为多少安"
〔2〕,供电设备的输出电压是多少伏.
〔3〕居民楼由于家用电器的增加,将向供电局部申请"增容〞,
率由44kW增加到88kW,所有用电器均在正常工作时,输电线路损失的功率比"增容〞前增加了多少"
〔4〕假设要求减小输电线损失的功率,用学过的公式及知识说明应采取的措施。
精析将实际问题转化为电路图.
画出图7
图7
解〔1〕U=220V
0
P=44Kw=×104W
0
104W
I=0==220
U220V
0
〔2〕U=U+U=IR+U
线0线0
=220A×+220V=240V
P104W
〔3〕I′===400
U220V
0
P′=I′2R=〔400A〕2×=16000W
线线
:.
-
增容前:P=I′2R=〔200A〕2×=4000W
线线
△P=P′-P=16000W-4000W=12000W
线线线
〔4〕分析:在U,P一定时,I不能减少,使P=I2R线减小的方法,应减小R线.
00线
∵导线电阻与材料、长度、横截面积有关
∴长度一定,可换用电阻率小的导线或适当增加线的横截面积,这样可以减小电阻.
答案〔1〕220A〔2〕240V〔3〕12000W
三中考热身:
一、选择题
1、有三盏白炽灯,甲标有"PZ220-15〞,乙标有"PZ220-40〞,丙标有"PZ220-100〕〞,将它们接
在家庭电路中,正常工作时的发光情况是〔

2、*家用电器正常工作时的功率约为300〕瓦,则它可能是〔

3、如图8所示,一个标有"〞字样的小灯泡L和最大阻值为50欧的滑动变阻器R串联后接在电
源电压U恒为6〕伏的电路中,设灯泡电阻不变,则以下判断正确的选项是〔
图8
,电路中总功率不会超过2瓦
,
*个位置时,L和R的电功率相等
,灯泡L的电功率一直是减小的
4、如图9所示电路中,电源电压不变,R、R为定值电阻,闭合开关后,将滑动变阻器的滑片P〕向右
12
移动,则以下判断正确的选项是〔
图9
,电压表示数变小
,电压表示数变小

1
:.
-

5、L、L两盏电灯的额定电压一样,均为U,额定功率P>P,把它们接入电源电压为U〕的电路
12额1额2
中,以下说法中正确的选项是〔
,实际工率P<P
12
,实际工率P′<P,
l2
<P
总额2
′<P
总额1
6、以下几种电器铭牌的标示牛都涉及到"2A〕〞字样,其中表示额定电流的是〔
"10122A〞
"220V2A〞
"220V2A〞
D.*汽车用蓄电池标有"2A10h〞
7、*家用电器正常工作时的电流为4〕安,此用电器可能是〔

8、把标有"12伏12瓦〞的灯L和"12伏6瓦〞的灯L串联起来接在电源电压为12〕伏的电路中,
12
正确的说法是〔
、L两灯均能正常发光
12
、L两灯均不能正常发光,但L为较亮
122
、L两端均不能正常发光,但L灯较亮
121
,L、L两灯都能正常发光
12
9、两个灯泡,其中L标有"6伏3瓦〞,L没有标记,但测得它的电阻是4欧,把它们串联后接在*一电路时,
12
两灯L、L均能正常发光,这个电路两端的电压和灯L〕的电功率分别是〔
122

10、如图10所示,电源电压保持不变,R为定值电阻,在a、b两接线柱上接一个标有"6伏2瓦〞灯泡,
:.
-
闭合开关S,灯泡恰好正常发光;如果在a、b两接线柱间换一个标"6伏3瓦〞的灯泡,闭合开关S〕后,
这只灯泡消耗的功率〔
图10


二、填空题
1、将标有"12伏6瓦〞的灯泡接在9伏的电路中时,
电路中并使它能正常发光,则应给它串联一个阻值是______欧的电阻.
2、有一标有"6伏12瓦〞的小灯光,当小灯炮正常发光时,
,,此时小灯泡的功率是________瓦.
3、如图11所示电路,电源电压恒定为6伏,小灯泡的规格均为"6伏3瓦〞,该电路可实现小灯泡串并联的
,最小功率是________瓦.
图11
4、*家用电能表上标有"220伏5安3000R/kWh〞的字样,当家中用电器全部工作时,电能表1分钟转了
;假设该家全部用电器工作时的总电流不超过电
能表的额定电流,还可以再增加________瓦以下的用电器.
5、如图12所示,电源电压是6伏,灯泡L的电阻是12欧〔其阻值不随温度变化〕,滑动变阻器的最大阻值
,灯泡L正常发光,则
图12
,通过灯泡的电流是______安.
6、刚家的电能表标有"220伏10安〞的字样,他家同时使用的家用电器的总功率不能超过_______瓦,如果
超过,则保险丝会自动_______.
7、一种叫"满天星〞的节日彩灯,一组有100只小灯泡串联,将它们接在220伏电压下,每只小灯炮两端的电
压为_______伏,,则通过每一只小灯泡的电流是______安.
8、电功率的单位是________,它的大小表示电流做功的_________.
9、如图13所示的电路中,电源电压为6伏,开关S断开时,,开关S闭合时电流的
,则R的阻值为______欧,R消耗的功率是______瓦,2秒种整个电路消耗的电能是______焦.
21
图13
10、标有"6伏6瓦〞、"〞字样的灯L和L,串联接在*电源上,设灯丝的电阻不变,则通过灯
12
L1和L2的电流强度之比为_______,灯L1和L2的实际功率之比为_______,要保证两灯平安工作,电源电压
不应超过_____伏特.
三、实验题
1、在做"测小灯泡的额定功率〞实验时,
:.
-
〔1〕,额定功率小于2瓦,*同学在连接电路时有几根导线还没有接上,如实
物所示,请你在实物图上用笔画线代导线替连接好〔要求正确选择电压表和电流表的量程〕.
甲乙
图14
〔2〕*同学在连接滑动变阻器时,
就下面两种情况,请你判断该同学是如何连接的"
第一种情况:小灯泡较亮时,他是把两导线的端点分别与滑动变阻器的_____连接.
第一种情况:小灯泡较暗时,他是把两导线的端点分别与滑动变阻器的_____连接.
〔3〕在正确连接电路并调节滑动变阻器使小灯泡正常发光时,电流表如图14—乙所示,其读数为_______
安,则小灯泡的额定功率是_______瓦.
2、家庭电路中有一只标有铭牌的灯泡正常发光,现给的器材有电能表、电流表、电压表、钟表,请用三种方法
搞清这只灯泡此时的功率,说明道理并写出表达式.
方法一:___________________
方法二:___________________
方法三:___________________
四、计算题
1、如图15所示的电路中,,滑动变阻器的滑片P至A端时,电流
表示数为1安;当S断开,滑片P滑到变阻器中点O时,:
图15
①滑动变阻器的最大阻值和灯泡的电阻;
②假设电压表量程为0~15伏,断开关开S,在电压表不超过量程的情况下,灯泡的最小功率。
2、如图16是家用电饭锅的简化电路示意图,S是限温开关,靠手动闭合,当温度到达103℃时自动断开,不
1
,当温度超过80℃时自动断开,温度低于70℃
22
欧,R是工作电阻,,接入家庭电路,闭合手动开关S后,电饭锅就能
11
:
图16
〔1〕加热过程中电饭锅消耗的电功率P是多大"
1
〔2〕保温过程中电饭锅消耗的电功率P是在哪两个值之间跳动"
2
参考答案:
一、选择题
题号**********
答案CCBCDACDABCDBABBA
:.
-
二、填空题
1、〔〕,48
2、720,,
3、
4、900200
5、
6、2200,熔断;
7、,
8、瓦,快慢
9、
10、1∶1,1∶4,
三、实验题
1、〔1〕实物连线如图〔2〕C、D两点A、B两点
第13〔1〕题图
〔3〕
2、方法一:观察铭牌可知额定功率,即为此时功率
W
方法二:用电能表和钟表测一定时间消耗的电能P=
t
方法三:家庭电路电压,用电流表测通过灯炮的电流p=220I
方法四:用电流表、电压表测电流和电压P=IU
四、计算题
1、解:①S闭合,P在A时R与R并联,U=U=24伏,I=1安,R=U/I=24伏/1安=24欧;
LABL电源LLLL
S断开,P在中点O时,,U=12伏U=24伏-12伏=12伏,=R=24
LABAOLABL

故滑动变阻器最大电阻R=48欧
AB
②断开开关S,R与R串联,电压表示数最大为15伏,U最小为24伏-15伏=9伏
LL
所以P最小值=〔9伏〕2/24欧=
L
U2(220伏)2
2、解:〔1〕电饭锅加热时,R被短路只有R工作,加热过程电饭锅消耗的功率为P===
211
R50欧
1
:.
-
968瓦
〔2〕电饭锅的保温状态由开关S控控制.
2
当温度超过80℃时,S自动断开,此时R与R串联,
212
U2(220伏)2
电饭锅消耗功率p==50=25瓦
2RR50欧1886欧
12
当温度低于70℃时,S自动闭合,R串被短路,
22
电饭锅消耗功率P=P=968瓦
21
所以,电饭锅保温时消耗电功率在25瓦和968瓦两个值之间跳动.
答:〔1〕加热过程中电饭锅消耗的电功率是968瓦;〔2〕保温过程中电饭锅消耗的电功率在968瓦与
25瓦两个值之间跳动.

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