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1、
技能訓(xùn)練八 電功 電功率計(jì)算
電功、電功率的計(jì)算是中考的重點(diǎn),這類題往往知識(shí)覆蓋面廣,題目難度大,綜合性強(qiáng),分值也較高,解答這類題需注意以下幾點(diǎn):(1)準(zhǔn)確分析電路結(jié)構(gòu),能準(zhǔn)確畫出各狀態(tài)的等效電路圖;(2)能熟練掌握串、并聯(lián)電路的特點(diǎn),靈活應(yīng)用電學(xué)公式列出方程或方程組;(3)要準(zhǔn)確理解下列公式的物理含義及適用條件,電功公式W=UIt=Pt=I2Rt=t,電功率公式P==UI=I2R=,當(dāng)電路是純電阻電路時(shí),電功、電功率及其變形式都能夠等效使用,焦耳定律公式Q=I2Rt,在計(jì)算導(dǎo)體通電產(chǎn)生熱量時(shí)普遍適用;(4)P、W、U、I、R、t等物理量,在使用公式計(jì)算時(shí)要嚴(yán)格遵守同一性和同時(shí)性,單
2、位統(tǒng)一。
1.(2015,天津)(多選)圖1所示的電路中,R1為定值電阻,R2為滑動(dòng)變阻器,電源電壓為3 V且保持不變,閉合開關(guān)S后,滑片P從b端移動(dòng)到a端的過程,電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I的關(guān)系圖象如圖2所示,下列判斷準(zhǔn)確的是( ABC )
A.R1的電阻為5 Ω
B.滑動(dòng)變阻器的最大電阻為10 Ω
C.電路消耗的最大總功率為1.8 W
D.電路消耗的最小總功率為1 W
2.(2015,齊齊哈爾)(多選)如圖所示,電源電壓恒為6 V,定值電阻R1=10 Ω,滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為20 Ω,電壓表接入電路的量程為0~3 V,電流表接入電路的量程為0~0.6 A。當(dāng)開
3、關(guān)S閉合,滑動(dòng)變阻器的滑片P從b端向a端移動(dòng)過程中,在保證電壓表和電流表安全的情況下,下列說法準(zhǔn)確的是( BCD )
A.電壓表的示數(shù)變小,電流表的示數(shù)變大
B.電流表的示數(shù)變化范圍為0.2 A~0.3 A
C.電阻R2的兩端電壓由4 V減小到3 V
D.電阻R1消耗的功率的變化范圍為0.4~0.9 W
3. (2015,蘇州)如圖所示,電源電壓為12 V,R0=60 Ω,滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“50 Ω 2 A”,電流表的量程為“0~0.6 A”,小燈泡上標(biāo)有“6 V 3 W”字樣。不考慮燈絲電阻變化,并保證電路安全。則( D )
A.S閉合,S1、S2都斷開,滑動(dòng)變阻器接入電路
4、的阻值范圍是8~50 Ω
B.S閉合,S1、S2都斷開,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,燈泡的功率變化范圍是2.25~3 W
C.S、S1、S2都閉合,電路消耗的總功率最小值為2.4 W
D.S、S1、S2都閉合,當(dāng)電路消耗的總功率最大時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值是30 Ω
4.(2014,呼倫貝爾)在如圖甲所示的電路中,電源電壓為6 V且保持不變,滑動(dòng)變阻器R1標(biāo)有“100 Ω 2 A”字樣,閉合開關(guān)S后,電流表A1、A的示數(shù)分別如圖乙所示,求:
(1)通電10 s,電流通過電阻R2所做的功為多少?
(2)重新移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,使兩個(gè)電流表指針偏離零刻度的角度恰好相同,此時(shí)滑動(dòng)變阻器R1
5、消耗的功率為多少?
解:(1)由乙圖I1=0.4 A,I=1.2 A,I2=0.8 A,W2=UI2t=6 V×0.8 A×10 s=48 J
(2)當(dāng)兩表偏轉(zhuǎn)角度相同時(shí),I′=5I′1即I′1+I(xiàn)2=5I′1,即I′1+0.8 A=5I′1,I′1=0.2 A,P1=UI′1=6 V×0.2 A=1.2 W
5.(2015,濟(jì)寧)如圖所示,虛線框內(nèi)有兩個(gè)阻值相同的定值電阻和一個(gè)開關(guān)S1,當(dāng)開關(guān)S1閉合時(shí),電流表的示數(shù)增加0.2 A,電路的總功率增加1.6 W,請(qǐng)畫出兩種可能的連接電路圖,并分別計(jì)算電源電壓和定值電阻的阻值。
解:第一種電路如圖1所示,設(shè)電源電壓為U,每個(gè)電阻阻值為
6、R,由題意有-=0.2 A,-=1.6 W,兩式聯(lián)解得U=8 V,R=20 Ω
第二種電路如圖2所示,先閉合S,再閉合S1時(shí),由題意有=0.2 A,=1.6 W,兩式聯(lián)解得U=8 V,R=40 Ω
6.(2015,恩施州)樂樂家有款電熱水器,說明書上有工作原理電路圖(如圖甲),有“加熱”和“保溫”兩擋。正常工作時(shí)電路的總功率分別為1100 W和11 W。試求:
(1)當(dāng)處于“加熱”擋工作時(shí),雙擲開關(guān)S應(yīng)置于______(填“1”“2”或“中間”)。
(2)若不計(jì)電阻隨溫度的變化,忽略A、B指示燈電阻的影響,R1、R2阻值各為多大?
(3)樂樂看到自家電能表如圖乙所示(1200 i
7、mp/(kW·h)是脈沖系數(shù),表示消耗1 kW·h電能,脈沖信號(hào)燈閃變1200次)。樂樂關(guān)閉家中其他電器,單獨(dú)讓電熱水器工作,發(fā)現(xiàn)2 min電能表信號(hào)燈閃變42次。求熱水器實(shí)際功率。
解:(1)1 (2)R1===44 Ω
R總===4 400 Ω
R2=R總-R1=4356 Ω
(3)W=kW·h=1.26×105 J
P===1050 W
7.(2015,貴港)如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,當(dāng)開關(guān)S閉合,滑片P置于滑動(dòng)變阻器b端時(shí),電壓表V1示數(shù)為12 V,電流表A示數(shù)為0.4 A;當(dāng)滑片P移至滑動(dòng)變阻器中點(diǎn)時(shí),電壓表V2的示數(shù)恰好等于V1示數(shù)的一半(滑片P處于任何位置燈
8、泡均可發(fā)光,燈絲電阻不隨溫度而改變)。求:
(1)滑動(dòng)變阻器的最大阻值為多少?
(2)滑片P由滑動(dòng)變阻器b端移至中點(diǎn)過程中,燈泡L消耗的電功率變化了多少?
(3)當(dāng)開關(guān)S閉合,在任意移動(dòng)滑片P的過程中,電路消耗的最大功率為多少?
解:(1)當(dāng)S閉合,P→b端時(shí),U=UV1=12 V,R總=RL+R===30 Ω①,當(dāng)P→中點(diǎn)時(shí),UL=U=6 V,U變=UL=6 V,RL=R②,兩式聯(lián)解得RL=10 Ω,R=20 Ω
(2)P→b端時(shí),PL=I2·RL=(0.4 A)2×10 Ω=1.6 W,P→中點(diǎn)時(shí),P′L===3.6 W,△P=PL′-PL=2 W
(3)當(dāng)P→a端時(shí),電路
9、消耗功率最大,P′L===14.4 W
8.(2015,河北)在如圖1所示的電路中,電源電壓不變,小燈泡的額定電壓為2.5 V,變阻器的最大阻值R為定值電阻R0的三倍,閉合開關(guān)S,當(dāng)滑片P置于某點(diǎn)時(shí),電壓表示數(shù)為2.5 V,電流表示數(shù)為I1,當(dāng)滑片P置于最右端時(shí),電流表示數(shù)為I2,且I1∶I2=5∶4,兩次變阻器連入電路的電阻之比R1∶R=8∶15。圖2是該小燈泡I-U圖象。求:
(1)小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻值。
(2)滑片置于最右端時(shí),小燈泡的實(shí)際功率。
(3)電源電壓。
解:(1)由圖象,當(dāng)UL=2.5V時(shí),I=IL=0.25 A,RL===10 Ω
(2)當(dāng)滑片P置于最右端時(shí),L、R0、R串聯(lián),由于I2=I1=0.2 A,由圖象知,UL2=1 V,PL實(shí)=UL2·I2=1 V×0.2 A=0.2 W
(3)當(dāng)滑片P位于右端時(shí)RL2===5 Ω,由于U=I1·(RL+R0+R1)……①,U=I2·(RL2+R0+R)……②,又R1∶R=8∶15,R=3R0……③,將RL=10 Ω,RL2=5 Ω,I1=0.25 A,I2=0.2 A代入前幾式中,解得U=9 V