2499人教版物理电功电功率 综合练习.docx

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2499人教版物理电功电功率综合练习

第九章电功电功率（综合练习）

【例题精选】

1、电功率的计算

例1：

将标有“220V40W”的电灯接在110V电源时的电功率是多少？

分析：

220V是额定电压，40W是额定功率，110V是实际电压，由于实际电压与额定电压不等，因此所需求的实际功率也就与额定功率不相等了。

解∵

∴

或者∵

例2：

两只标有“6V3W”和“6V4W”的小灯泡串联后接在6V的电源上发光谁更亮一些。

若将它们并联后接在4V的电源上发光谁亮一些？

分析电灯发光的明亮程度跟它们的实际功率有关，实际功率大的发光亮，反之则暗。

解法一、串联时如图一

“6V3W”的灯L1电阻为R1，

，“6V4W”的灯L2的电阻为R2

解法二、∵串联电流强度相等

∴

∴P1>P2电灯“6V3W”发光更亮

并联时电路如图二

解法一分别计算两灯的实际功率，再进行比较：

∵

同理

两灯都不能正常发光，但“6V4W”的小电灯发光更亮。

解法二

∴P2>P1

“6V4W”灯发光亮

2、掌握电路定性分析的思路和方法

这一类习题的特点是没有数字的运算，在电源电压和定值电阻不变的情况下，经过移动滑动变阻器滑片；开关的断开闭合，改变电路的结构，从而得电路中电流，分电压，分电流，分功率等各物理量发生变化。

让学生通过一系列的推理得到变大，变小或不变的结论。

这种推理要求逻辑性强，一是每步都必须找出可靠的根据，二是思维顺序要正确。

（1）首先我们研究由于滑片的移动，电路中开关的断开，闭合对电路的总电阻的影响。

滑片的移动使得滑动变阻器接入电路中的电阻丝长度发生了变化，从而使得滑动变阻器接入电路中的电阻发生了变化。

这种变化是变大还是变小，可以用电流路径图去判断。

假若滑动变阻器R1与某定值电阻R2组成串联电路，其中变阻器的阻值变大，

假若滑动变阻器R1与定值电阻R2并联。

从式中

看出若R1增大，使得

减小，

不变。

所以

也减小，即

减小，其倒数

必增大。

反之当R1减小，则并联总电阻

也随之减小。

由于串联和并联的结论相同，顾而推导出由串联、并联组成的混联电路的结论也是同样。

最后结论：

电路中的任何一个电阻变大时，电路的总电阻将增大，任何一个电阻变小时，电路的总电阻将变小。

可以做为定性分析电路的依据使用，请记住。

（2）开关的断开和闭合，常常是使某个电阻或某段电路接入电路中，或者使某个电阻或某段电路被短路，从而改变电路结构，使总电阻发生变化。

这里可以记住：

越串总电阻越大，并联电路是越并，总电阻越小。

（3）简单的串，并联电路的定性分析的思维顺序是：

一看总电阻，二看总电流，三看分电压，四看分电流，最后是功率。

其中判断总电阻的变化规律的依据是上面讲的

（1）

（2）。

判断总电流的变化的根据是欧姆定律，判断分电压和分电流的根据是欧姆定律或串并联电路特点：

U=U1+U2和I=I1+I2。

最后判断功率的变化规律则是利用计算功率的公式。

例3：

图3中的定值电阻R1与滑动变阻器R2组成串联电路，当电源电压U不变时，滑动变阻器的滑片P向右移动过程中，定值电阻两端电压U1，电功率P1，滑动变阻器两端的电压U2和电功率P2的变化情况？

解：

按照上面给定的解题思路

①首先分析总电阻的变化，由于滑片P向右移动，使得滑动变阻器中通过电流的那部分阻丝的长度增加。

从而使R2的阻值变大。

因为

其中R1是定值电阻，大小不变，所以R总将随R2的增大而增大。

②二看总电流。

根据欧姆定律

，由于电源电压U不变，分姆

变大，使总电流I总减小。

③三看分电压。

图3中R1、R2两端的电压分别是U1和U2。

研究的顺序是先分析定值电阻的分电压，正因为它的电阻值是不变量，所以先研究U1比先研究U2要方便得多。

根据欧姆定律U1=I×R1=I总×R1，由于I总的变小，R1不变，使得U1减小。

研究U2变化时不能再使用欧姆定律，因为U2=I总×R2，其中I总变小，R2增大，而且增大和减小的倍数不知道，因此无法用U2=I总×R2判断U2的变化规律。

此时应考虑用串联电路的特点U2=U—U1，因为U1电源电压大小不变，U1减小使得U2应变大。

④四看分电流。

由于是串联电路，通过电阻R1和R2的电流强都跟总电流相等，所以两个电流I1和I2也应变小。

⑤最后看电功率。

由于受初中数学知识的限制，仅要求毕业生讨论定值电阻R1的电功率P1，应采用公式P1=I2×R1，由于R1不变，I变小，因此电功率P1将变小。

P2的变化就不讨论了。

3、列方程解题

解题的要求和要领是：

①针对每一种电路状态分别画出电路图，建立物理图景，以便将不同的两状态区分开来。

②对于不同的两种电路状态来说，只有电源电压，定值电阻被认为是不变的。

其它的物理量一般是不同的。

③运用公式要严格地做到“对应”。

除电源电压、定值电阻外，切忌将前后两种状态中的物理量相互混淆代入到公式中进行计算。

例4：

电路如图4所示，灯L1的电阻R1是灯L2的电阻R2的

（不考虑灯丝电阻随温度变化）。

电源电压10伏并保持不变。

S1、S2为开关。

当闭合S1，断开S2时，灯L1正常发光，电阻R3消耗的电功率为2瓦，电压表示数为U1；当闭合S2，断开S1时，电阻R4消耗的电功率为

瓦，电压表示数为

。

（北京市97年中考题）

求

（1）灯L1的额定功率。

（2）电阻R4的阻值。

分析：

①此题的电路图属于规范的习惯电路，用电器间的串并联关系，S1和S2控制哪部分电路都比较容易辩认。

但是我们还是建议做这种题目时按照要求，把两种工作状态分别画出两个电路图，并标上已知条件，帮助我们思考。

两个电路图见图5（甲）和（乙）。

②电路中的两个电灯和两个电阻的阻值都是未知数，根据给定的R2=2R1也还是有3个未知数。

若根据已知条件2W和

的功率列出的方程一定属于三元二次方程组。

但这个方程组对于初中毕业生来说应属难题。

应考虑用“比”来计算。

解法一利用方程组计算，

设灯L1的电阻为R1，电阻R3和R4为未知数根据公式：

∴ 

由③式得2（R1+R3）=3R1+R4……④，

将④式代入②式得：

……⑤

∴

……⑥

将⑥代入④式：

2（R1+2P4）=3R1+R4

3R4=R1……⑦

将⑦代入⑥

……⑧

将⑦代入②

因为（甲）图中的电灯L1正常发光，所以灯L1的实际功率P1就等于它的额定功率

解法二、利用“比”解

在图（甲）中U=I1（R1+R3）

在图（乙）中U=I2（R1+R2+R4）

=I2（3R1+

）

在图甲中

答灯L1额定功率3W，R4的阻值4。

五、综合能力测试题

1、加在阻值为12欧的电阻器两端的电压是伏，5分内电流通过这个电阻做了焦的功。

2、标有“12V9W”字样的小灯泡，它的灯丝在正常工作时的电阻是欧，接到电路中通过它的电流是0.5安，则这盏灯的功率是瓦。

3、一只额定电压是220伏的灯泡，把它接在电压是110伏的电路上时，实际功率是25瓦，则此灯泡的额定功率是瓦。

4、某电热器的电阻是50欧，当它的电阻丝通过的电流是4安时，100秒可产生的热量是焦。

5、1千瓦时的电可供“P2220—40”的电灯正常工作小时。

6、如图6所示的电路中，当滑动变阻器滑片P向右滑动过程中（）

A、电流表示数变小，电压表V1示数变大

B、电压表V1示数不变，灯L亮暗不变

C、电压表V2示数不变，灯L亮暗不变

D、电压表V2示数变大，电流表示数变小

7、把标有“P2220—40”的甲灯和标有“P2220——25”的乙灯串联在家庭电路中，则（）

A、甲、乙两盏灯的额定电压都变小

B、甲、乙两盏灯均不能正常发光，甲灯比乙灯亮些

C、甲、乙两盏灯均不能正常发光，乙灯比甲灯亮些

D、甲、乙两盏灯均不能正常发光，乙灯的实际电压比甲的大

8、分别标有“6V，2W”和“12V，8W”的两个灯泡，串联后接在电路中，为使其中一个恰能正常发光，加在电路两端的电压应是（）

A、6VB、12VC、18VD、24V

9、额定电压相同的甲、乙两灯，串联后接在某电路中，甲灯比乙灯亮，正列说法正确的是（）

A、甲灯的额定功率和实际功率都大B、乙灯的额定功率和实际功率都大

C、甲灯的额定功率小，实际功率大D、乙灯的额定功率小，实际功率大

10、如图7所示，当开关S接到a处时，电压为4伏，电流表示数为0.5安，灯泡正常发光。

当开关S接到b处时，电压表示数为6.4伏，电流表示数为0.4安。

设电源电压不变，求：

（1）灯泡L的额定电功率？

（2）开关接到b处时，灯泡L的实际电功率？

11、某电路两端电压保持不变，若电路中只接一个电阻R1，电路中的电流为I，消耗的功率为P1，若在R1上并联一个电阻R2时，干路中的电流为2I，电路消耗的功率为P2，测P1:

P2（）

A、1:

2B、2:

1C、3:

1D、1:

3

12、将定值电阻R1单独接在电压不变的电源上，消耗的功率是20瓦，另一个定值电阻R2单独接在这个电源上消耗的功率是R1消耗功率的1.5倍，若将R1和R2串联接在这个电源上，则这个电阻消耗的总功率是（）

A、50瓦B、25瓦C、12瓦D、10瓦

13、如图8，电源电压保持不变，当S1闭合，S2打开时，电流表的示数是I1，电阻R1的功率是P1，R1和R3消耗的功率之比是2:

1；当S1打开，S2闭合时，电流表示数是I2，电阻R2的功率是P2，，已知I1:

I2=2:

3，则：

（）

A、R2:

R3=2:

1B、R2:

R3=1:

2

C、P1:

P2=8:

9D、P1:

P2=4:

9

14、图9，电源电压保持不变，当开关S闭合时，电流表示数为3安，当S断开时，电压表的示数为4伏，R2消耗的功率为8瓦，则电阻R2=欧。

15、将电阻为R1的电热器与阻值R2=24欧的电阻串联后接在电压一定的电源两端。

通电后电热器的实际功率为它额定功率的

，电路中的电流为1安。

若将电热器直接接到电源两端，电热器的功率恰为额定功率，则电源电压等于伏。

16、电灯L跟电阻R串联后接到电压为10伏的电源上，电路接通后，100秒内电阻R上电流做的功是10焦。

已知电灯L的额定功率是10瓦，电阻R的阻值是10欧，电灯的电阻不变，则电灯的额定电压是伏。

17、将电阻R与用电器A串联接到电源两极，若电源电压恰好等于电器A的额定电压，A消耗的功率是13.5瓦，若把用电器A换成用电器B，B消耗的功率是17.28瓦，已知用电器B的额定电压与A相同，额定功率是A的2倍，求用电器A的额定功率。

六、答案

1、9002、1643、100

4、8×1045、25

6、D

提示：

①此题串联电路，电流表测电路中电流，电压表V1测电压电压，V2测滑动变阻器两端电压。

滑片P左侧电阻丝接入电路。

②一看总电阻。

滑片P右移使滑动变阻器接入电路电阻增大，则串联总电阻增大。

③二看总电流。

根据欧姆定律

，因为电源电压不变，R总变大，使得总电流I总变小。

④三看分电压。

灯两端电压

，由于I变小，RL不变，则UL变小。

变阻器两端电压UW=U—UL，则UW变大，即电压表VL示数变大。

⑤最后看电功率。

不变，因此电功率P2将变小，灯将变暗。

7、CD

提示：

R甲与R2串联接在220伏电路中，两灯各分得220伏电压中的一部分电压，因此都不到各自的额定电压，都不能正常发光，又因在串联电路中，

即电阻大的分得的电压多，实际功率也大。

8、B

提示：

计算灯的电灯

串联接在电路中，两灯总均分电源电压。

如果让第一盏灯正常工作，两灯各分6伏电压，电源电压为12伏，第二盏灯没到其的额定电压，亮度变暗，但可以这样做。

如果让第二盏灯正常工作，两盏灯各分12伏电压，电源电压为24伏。

第一盏灯分得的电压大大超过其额定电压，很快会被烧坏，不能这样做。

9、C

10、6W，3.84W

提示：

当S接到a处时和接到b处时，电路如图10（甲）（乙）

在甲图中

在乙图中

在（甲）图中

在（乙）图中

答：

灯的额定功率为6W，S接b处时，实际功率为3.84W。

11、A

12、C

提示：

两电阻串联后接在原来电源上

13、C

提示：

S1闭合，S2打开电路如图11（甲），S1打开，S2闭合时，电路如图11（乙）

在（甲）图中，

R1=2R3

在（乙）图中

14、8

提示：

当开关闭合时电路如图12（甲）所示，当S断开时电路如图（乙）所示。

在（甲）图中

……①

在（乙）图中

R1=4代入①式

U=3A×4=12V

在（乙图中）

15、36

提示：

用电器与R2串联前后电中如图13（甲）（乙）

在图（甲）中

在图（乙）中

16、30

提示：

电路如图14

17、24W

提示：

R与A串联如图15（甲），R与B串联如图15（乙所示）

解

在（甲）图中

答：

用电器A的额定功率为24W