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中考物理电功率难题

发布时间:2014-06-12 13:31:39  

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:

2U 电功率的计算公式有定义式P?;决定式P?U?I;导出式P?和

P=I2R。在选择公式时,,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22U式,列出关系式,例如串联电路中可选用P=IR,并联电路可选用P?。当

PRPRU一定时,1P?2。当I一定时,1P?1。当电阻一定时,R1R222

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已知条件确定所用公式,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

PU,则P2=UI2,∴U?2?3.5A?6V,R2?U? 22

U2U2(6V)26V?1?.A?12?又?P1?R1?W?6?当S1、S2断开,S3闭合

1

2(6V)2U时,R1与R2串联,消耗总功率P?总?6??12?)?2W。 P1P2?U12

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,则电源电压、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U源?UR3?IR3?R3?06.?10?3A?10?103??6V,R2、R3消耗的电功率之比PR2:PR3?2UR22UR32:3?R3:R2?1:1,电阻R3消耗的电功率

?336V??36.?10W(2)当S1、S2都断开时,R2断路,R1和R343?

串联,R3消耗的电功率

?323236V0.9?10 PR3'?I?R?(3)?10?10???10?36.?10?3W

?1:4。

例3.如图3灯泡L标有“12V、2W”,R1=36欧,

(1)开关S断开,滑至b端时,灯泡L的实际功率

1P实?P额,求变阻器的最大电阻。(3)闭合开关S移动4

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已知滑动变阻器的取值,

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2U额泡电阻RL?额= PR3?2UR32

(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=U2/R

1灯泡的实际电压UL=PR=?2W?72??6V,根据串联电路规律:4

ULRL?abab

RRab?Uab?L?6V?72?/6V?72?。(3)闭合开关S,滑动变阻器R与电阻L

R1并联,再与灯泡串联。当滑片滑至a端,变阻器电阻为0欧,则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,则R并?Rab?R1/(Rab?R1)?

72??36?/(72??36?)?24?,R总?RL?R并?72??24??96?灯泡电压

UL'?RLU总/R总?72??12V.96??9V灯泡功率RL'?UL'2P

2

总?(9V)2?

2W/(12V)2?11.W,∴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,

2UP总?RE?R2)?6瓦??①S断开,P在A端,E与R1串联,此时P总=U2/(RE+R1)=

7.2瓦??② S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??③ ①/②得(RE+R1)/(RE+R2)=5/6??④将③式代入④式

2得R1/RE=2/3,R2=RE那么U2=UE=4.5V又因为U1/U2=3/2,U1=U2=3V,3

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。

2UU 解析:只闭合S1时,I1?P1?1,当1

只闭合开关S2时,R1、R2串联: I(R?R2)2?R?2R?P?(UI?UR?R)?1?1?)1221R1?R2)?R2122

?P?9P?9?20W?90W只闭合S?132R1222

P时,R1、R2、R3串联 ?P3?(U?R?R)2?R3?15W?2P? 1233

(3R?R3)R2222?20W/15W?4/3整理后得:R-6RR+9R=0 ∴(2)?3232R23

222R3=2R2 ∵R1=2R2=R3 P1'?P3??15W?10W。 333

例6.将电阻R与用电器A串联联接到电源两极,若

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;若把用电器A换成用电器B,B消耗的功率

是32瓦。已知用电器B的额定电压与A相同,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:

2RAUAPP?2A?B RBUBPBPA

2?又 1UUUPA'?()2?RA?()2?2RBPB'?()2?RB RA?R2RB?RRB?R?20W?P1P2?(R1?R22)?R1

U)2?2RBPA'2RB?R2(RB?R)225?? ? 2?PB'2(R?R)32B()2?RBRB?R(

(RB?R)2RB?R525 即?? 2?(2RB?R)642RB?R8

21 得R?RB?RA33???U?9U29PA???RA??PA ?16R16A?RA??3?2

1616PA'??25W?44.4W 99

【课余思考】

1.电流通过用电器做功时Q=W的条件是什么?

2.焦耳定律的数学表达式为什么必须是Q=I2Rt?

【同步练习】

1.一同学设计了如图7所示的调光电路,若电源电压不变,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?,则( )

A.P1+P2 = P1?+P2? B.P1+P2> P1?

C.P1<P1?, P2<P2? D.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两部分并联,已知滑动变

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。

PA?

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,已知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处移到B处时,电压表先后示数之比为2∶1,电阻R1先后消耗的电功率之比为1∶4。若滑片P在B处不变,将S1断开、S2闭合,则R2和RW的总功率为12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。

同步练习答案:

1. C 2. C 3. (1)1.5A, 9W (2)4Ω≤RAP≤12Ω

4.R1=3Ω, R2=6Ω

5. (1)U=12V (2)Rab=8Ω 6.P0=3.6W 7. PA=4W

【单元点评】

中考试题中的一些难题,除了检查对某些概念的理解

是否正确以外,更多的考查是否有运用所学知识综合解题的能力。在解电学难题时要注意自己的思维和进行必要的方法训练:(1)要正确识别电路。(2)要会列方程解题。(3) 要会利用比例解题。(4)要掌握电路定性分析的思路和方法。只要对难题有层次地加以训练,会较为灵活的进行解题。

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