湖南省長沙市中考物理分類匯編 第16講 電功率 課時1 電動 電功率（含解析）.doc

第十六講 電功率課時1 電功 電功率命題點1電能表相關(guān)計算(xx.38)1.(xx長沙38題6分)通常人們看完電視后習(xí)慣通過遙控器將電視機關(guān)閉了事，而此時電視機實際處于待機狀態(tài)待機時電視機是否耗電？耗電多少？為了得到正確的答案，小亮決定在暑假期間對這一問題進行實驗探究他選擇了家里一套久未住人的老房子來完成他的實驗他的實驗方案設(shè)計如下：讓電視機處于待機狀態(tài)，其他用電器均處于斷電狀態(tài)記下開始的時刻和電能表的示數(shù)，幾天后再回到該房中，然后記下結(jié)束的時刻和電能表的示數(shù)，記錄數(shù)據(jù)如下表所示求：(1)這幾天內(nèi)，電視機消耗了多少電能？電視機在待機狀態(tài)下消耗的電功率為多大？(2)我市常住人口約704萬，全市估計有1.6106臺電視機假設(shè)平均每臺電視機每天待機10 h，待機功率與小亮家電視機相同，則每月(按30天計算)共浪費的電能約為多少度？若按每度1元的收費標(biāo)準(zhǔn)計算，需多少電費？命題點2類型一滑動變阻器引起的動態(tài)電路分析2. (xx長沙27題3分)如圖所示，閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動變阻器的滑片P向右滑動時，下列判斷正確的是 ()第2題圖A. 電流表示數(shù)變小B. 電壓表示數(shù)變小C. 燈L變亮D. 滑動變阻器消耗的電功率變大3. (xx長沙25題3分)如圖所示的電路中，電源電壓不變，R0為定值電阻，R為滑動變阻器，閉合開關(guān)后，在滑動變阻器的滑片P向左移動過程中 ()第3題圖A. 電壓表的示數(shù)變大B. 電流表的示數(shù)變大C. 電流表的示數(shù)變小D. 燈泡的亮度變小類型二開關(guān)引起的動態(tài)電路分析(xx.26)4. (xx長沙26題3分)如圖，電源電壓和燈的電阻保持不變，先閉合S1，燈L正常發(fā)光，電流表有示數(shù)，再進行下列操作后判斷正確的是 ()第4題圖A. 同時閉合S1、S2，電流表示數(shù)變大，燈變亮B. 同時閉合S1、S3，電流表示數(shù)變大，燈的亮度不變C. 同時閉合S1、S3，電壓表示數(shù)不變D. 斷開S1，只閉合S2，電流表、電壓表示數(shù)都變大考向拓展1. (xx衡陽)如圖所示，電源電壓保持不變，當(dāng)閉合開關(guān)S，滑動變阻器的滑片P由右向左移動的過程中，下列說法正確的是 ()A. 電壓表 的示數(shù)減小，電壓表 的示數(shù)增大B. 電阻R1和R2消耗的功率的變化量一定相等C. 電壓表 增大的示數(shù)大于 減小的示數(shù)D. 電壓表 增大的示數(shù)小于 減小的示數(shù) 考向拓展1圖 考向拓展2圖2. 如圖所示的電路中，電源電壓恒定不變，則下列說法正確的是()A. 閉合開關(guān)S和S1，滑動變阻器的滑片由A端滑到B端，電壓表的示數(shù)變大B. 閉合開關(guān)S、S1和S2，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，電流表的示數(shù)都不變C. 閉合開關(guān)S、S2和S3，使滑動變阻器的滑片向B端滑動，R1消耗的電功率增大D. 當(dāng)滑動變阻器的滑片保持不動，先閉合開關(guān)S、S1，再閉合S2、S3，電路消耗的總功率減小命題點3類型一文字表述類(xx.31)5. (xx長沙31題4分)為了節(jié)約能源，我國制定了彩電能效標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，彩電待機功率不得超過9 W若每個家庭平均擁有2臺電視機，每天待機5 h，則某家庭每天電視機待機消耗的電能最多將達到_J晚上，婷婷一家人坐在電視機前觀看電視，開機一段時間后，當(dāng)她用手去摸電視機背面時，感覺到有點熱，這是電流的_效應(yīng)所致類型二6. (xx長沙27題3分)在如圖的電路中，燈泡L上標(biāo)有“6 V4 W”的字樣，當(dāng)S、S1均閉合時，燈泡正常發(fā)光，電壓表示數(shù)為12 V；若再斷開S1，燈泡的實際功率變?yōu)樵瓉淼模瑒t下列選項中正確的是 ()A. 電路中電源電壓為24 VB. 電阻R1的阻值為27 C. 斷開S1后，電壓表的示數(shù)變大D. 斷開S1前后，電流表的示數(shù)之比為41 第6題圖 第7題圖7. (xx長沙32題6分)如圖所示，電源電壓U保持不變，滑動變阻器R2的最大阻值為20 ，燈泡L的電阻是10 .當(dāng)S閉合，S1斷開，且滑片P在b端時，電流表示數(shù)為0.2 A；當(dāng)S、S1都閉合，且滑片P在a端時，電流表的示數(shù)為0.8 A，則電源電壓為_V，電阻R1的阻值為_，電路中消耗的最大總功率與最小總功率之比為_(不考慮溫度對電阻的影響)8. (xx長沙32題4分)如圖，電源電壓恒定，燈L的規(guī)格為“24 V72 W”且工作時電阻保持不變，電壓表的量程為015 V，電流表的量程為03 A，在電路安全的前提下，操作如下：當(dāng)只閉合S、S3時，電路中的總功率為P1，電流表示數(shù)為I1；當(dāng)只閉合S2、S3時，移動滑片使滑動變阻器的阻值為R，電流表示數(shù)為I2，電阻R1和滑動變阻器的總功率為10 W；再移動滑片使滑動變阻器的阻值為2R，電流表示數(shù)為I3，燈L和滑動變阻器的總功率為9.72 W；當(dāng)只閉合S、S1、S2時，移動滑動變阻器的滑片，使電路中的最小總功率為P4，此時電流表示數(shù)為I4.已知P1P456，I2I3109，則燈L的電阻為_，I1I4_，當(dāng)滑動變阻器R2的阻值為_時，該電路消耗的功率最小第8題圖9. (xx長沙38題6分)研究表明，在汽車中聽音樂有助于減輕駕駛途中的疲勞，使駕駛者、乘坐者身心感到輕松愉快某品牌汽車上的收音機的基本結(jié)構(gòu)可以簡化成如圖所示的電路，其中R1代表機體電阻，R2為音量控制電阻，R2的最大電阻為750 ，R3為揚聲器的等效電阻，電源電壓為4.5 V問：(1)當(dāng)滑片P滑到a端時，流過電源的電流為0.015 A，此時電路中的總電阻為多少？機體電阻R1消耗的電功率為多少？(2)當(dāng)滑片P滑到什么位置時，揚聲器音量最大？為什么？第9題圖10. (xx長沙38題6分)下表為某飲水機銘牌的部分參數(shù)，其內(nèi)部簡化電路如圖所示當(dāng)S閉合，S1斷開時，飲水機處于保溫狀態(tài)，當(dāng)S、S1同時閉合時，飲水機處于加熱狀態(tài)求：c水4.2103 J/(kg)額定電壓220 V額定功率加熱1 000 W保溫44 W熱水箱的容量2 L(1)飲水機保溫狀態(tài)下正常工作時的電流(2)飲水機保溫50 min消耗的電能(3)若不計熱損耗，該飲水機將2 L的水從30 加熱到98 ，需要多長時間？第10題圖11. (xx長沙39題分9分)小剛設(shè)計了一種小雞孵化器的電路模型，如圖所示，在一般情況下，只需燈光照明，溫度較低時，則需要加熱電源電壓為72 V，R1為定值電阻，R2為發(fā)熱電阻絲改成的滑動變阻器，其上標(biāo)有“200 3 A”的字樣，電流表的量程為00.6 A，電流表的量程為03 A，燈泡上標(biāo)有“12 V3 W”的字樣(1)燈泡正常工作時的電流是多大？(2)閉合S，斷開S1、S2，燈泡正常工作，求R1的阻值(3)S、S1、S2均閉合時，求R2上消耗電功率的最小值和最大值第11題圖12. (xx長沙39題8分)如圖甲所示，已知電源電壓為60 V且保持不變，電阻R1標(biāo)有“35 V245 W”的字樣，R2是一個最大阻值為70 的滑動變阻器，電阻R3的額定電流為7 A(不計溫度對電阻的影響)求：(1)R1的阻值；(2)R1正常工作100 s消耗的電能；(3)閉合S，當(dāng)R2的阻值為RCD時，的示數(shù)為U1，的示數(shù)為U2；當(dāng)R2的阻值為R0時，的示數(shù)為U1，的示數(shù)為U2：已知U1U1，U2U2，U1U2，求R3的阻值；(4)在電路安全的前提下，小天同學(xué)用以上器材組成一個如乙圖所示的電路：在R1、R2和R3中任選兩個電阻分別連入電路的“AB”和“CD”處，組成不同的電路，在同一電路中兩個電阻的功率之差如果超過200 W，電路外的檢測裝置將自動報警，請通過計算和推導(dǎo)，判斷哪些電路始終不會導(dǎo)致檢測裝置報警，哪些電路會導(dǎo)致檢測裝置報警，并計算報警時R2的取值范圍第12題圖類型三圖像類13.(xx長沙32題4分)如圖甲所示電路中，R0為定值電阻，R1為滑動變阻器圖乙是該滑動變阻器消耗的電功率與電流關(guān)系的圖像則該滑動變阻器的最大值是_，電源電壓是_V.第13題圖14. (xx長沙37題6分)LED燈(發(fā)光二極管)具有高亮度、低能耗的優(yōu)點，LED景觀照明技術(shù)使得上海世博園區(qū)的各大場館如夢如幻：陽光谷或繁星點點，或彩虹飄舞，石油館紅橙黃綠色彩變幻無窮問：(1)如圖是某種額定電壓為3 V的LED燈的IU圖像，它正常工作100 s消耗的電能為多少J?(2)世博園場館室內(nèi)照明光源中大部分采用了LED綠色光源，若LED照明光源4 h內(nèi)可節(jié)約電能1.051012 J，這些電能可讓多少kg的水溫度從20 上升到70 ？不計熱量損失，c水4.2103 J/(kg)第14題圖15. (xx長沙39題8分)如圖甲所示，電源電壓恒為18 V，燈泡L上標(biāo)有“10 V5 W”字樣，電流表量程為00.6 A，電壓表量程為015 V，滑動變阻器R的最大阻值為200 .當(dāng)只閉合S和S1，移動滑動變阻器的滑片P時，它兩端的電壓與其接入電路的電阻關(guān)系如圖乙所示當(dāng)滑動變阻器接入電路的阻值由R1增大到4R1時，定值電阻R0的電功率變化了5.4 W求：(1)燈泡正常發(fā)光時通過的電流；(2)只閉合S和S2，且滑動變阻器的滑片P置于中點位置時，燈泡的實際功率；(3)只閉合S和S1，在保證電路安全的情況下，當(dāng)電阻R0消耗電功率最小時，滑動變阻器R消耗的電功率第15題圖答案1. 解：(1)由電表上的示數(shù)可看出消耗電能為1 kWh，時間為125 h待機功率P0.008 kW8 W(2)每月共浪費電能WPt0.008 kW1.610610 h303.84106 kWh3.84106度，由于電費為每度1元，則所需電費為3.84106元2. A3.C【解析】將電路簡化后，應(yīng)為并聯(lián)電路，其中測滑動變阻器所在支路中的電流當(dāng)滑片向左滑動時，電阻變大，而電壓不變，所以電流變小，即示數(shù)變小，且對其他支路沒有影響，所以示數(shù)不變，電壓表測量電源電壓，故其示數(shù)不變，燈兩端的電壓不變，故其亮度也不變故選C.4. B【解析】根據(jù)電路分析，同時閉合S1、S2時，燈泡兩端電壓和只閉合S1時一樣，因此電流表示數(shù)、燈泡亮度都不變，A錯誤；只閉合S1時，只有燈泡L接入電路，同時閉合S1、S3時，燈泡L和R并聯(lián)，因為并聯(lián)電路各支路互相不影響，所以燈泡亮度不變，而干路電流是各支路電流之和，則電流表示數(shù)變大、燈泡亮度不變，B正確；只閉合S1時，電壓表被斷路示數(shù)為0 ，而同時閉合S1、S3時，電壓表測量電源電壓，所以電壓表示數(shù)增大，C錯誤；只閉合S2時，電路變成串聯(lián)電路，總電阻增大，電流減小，電壓表測量的是R兩端電壓，示數(shù)不為0，示數(shù)增大了，故電流表示數(shù)減小，電壓表示數(shù)增大，D錯誤故選B.【考向拓展】1.D【解析】由電路圖可知，R1、R2、R串聯(lián)，電壓表測R1兩端的電壓，電壓表測R兩端的電壓滑動變阻器的滑片P由右向左移動的過程中，接入電路中的電阻減小，電路中的總電阻減小，由I可知，電路中的電流增大，由UIR可知，R1與R2兩端的電壓都增大，則電壓表的示數(shù)增大，因串聯(lián)電路中總電壓等于各用電器兩端電壓之和，所以，R兩端的電壓減小，即電壓表的示數(shù)減小，A錯誤；設(shè)滑片移動前后電路中的電流分別為I1、I2，則R1與R2消耗功率的變化分別為：P1IR1IR1(II)R1，P2IR2IR2(II)R2，因R1與R2的阻值關(guān)系不確定，所以電阻R1和R2消耗的功率的變化量P1與P2不一定相等，B錯誤；滑片移動前后，電壓表示數(shù)的增加量U1I2R1I1R1(I2I1)R1，電壓表示數(shù)的減少量：U2I2(R1R2)I1(R1R2)(I2I1)(R1R2)，所以電壓表增大的示數(shù)小于減小的示數(shù)，C錯誤，D正確故選D.2. B【解析】閉合開關(guān)S、 S1，定值電阻R1、R2與滑動變阻器串聯(lián)，滑動變阻器的滑片由A端滑到B端，其阻值變大，電路中的電流變小，電壓表的示數(shù)變小，A錯誤；閉合開關(guān)S、S1和S2，滑動變阻器被短路，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，電流表的示數(shù)都不變，B正確；閉合開關(guān)S、S2 和S3，定值電阻R1與滑動變阻器串聯(lián)，使滑動變阻器的滑片向B端滑動，變阻器阻值變大，電路中的電流變小，R1消耗的電功率變小，C錯誤；先閉合開關(guān)S和S1，定值電阻R1、R2與滑動變阻器串聯(lián)，再閉合開關(guān)S2、S3時，電路中只有R1，電路總電阻減小，由P得，電路消耗的總功率增大，D錯誤故選B.5. 3.24105熱【解析】由P得，WPt29 W53 600 s3.24105 J；電流通過導(dǎo)體時都會發(fā)熱，即電流的熱效應(yīng)6. B【解析】S、S1均閉合時，燈泡正常發(fā)光，電路中R1被短路，L與R2串聯(lián)連接，此時ILI2I額 A，即可知電路中的電流為 A電壓表并聯(lián)在R2兩端，U212 V，因此R218 ，電源電壓UU額U26 V12 V18 V，A錯誤；當(dāng)斷開S1時，R1、R2、L三者串聯(lián)連接，電路中的總電阻變大，電流變小，電壓表示數(shù)變小，C錯誤；當(dāng)斷開開關(guān)S1后，小燈泡的實際功率變?yōu)樵瓉淼模虼烁鶕?jù)PI2R知，燈泡的電阻不變，此時通過小燈泡的電流為原來的，即斷開S1前后，電流表的示數(shù)之比為21，此時燈泡L兩端電壓為原來的，即3 V，R2兩端電壓也為原來的，即6 V，R1兩端電壓為18 V3 V6 V9 V，根據(jù)串聯(lián)分壓可知，R1的電阻是R2電阻的1.5倍，即R11.5R21.518 27 ，B正確，D錯誤故選B.7. 63041【解析】當(dāng)S閉合、S1斷開，且滑片P在b端時，電路總電阻為RRLR210 20 30 ，電路電流為I0.2 A，根據(jù)歐姆定律可得電源電壓為UIR6 V；當(dāng)S和S1都閉合且滑片P在a端時，燈L與電阻R1并聯(lián)，通過燈的電流為IL0.6 A，所以通過電阻R1的電流為I1IIL0.8 A0.6 A0.2 A，由歐姆定律可求出R1的阻值為R130 ；當(dāng)只閉合S且滑片P在b端時電路的總電阻最大，此時電路消耗的總功率最小Pmin；當(dāng)S和S1都閉合且滑片P在a端時，燈L與電阻R1并聯(lián)，電流消耗的總功率最大Pmax，所以電路中消耗的最大總功率與最小總功率之比為41.8. 85632【解析】燈泡的額定電壓是24 V、額定功率是72 W，電阻是RL8 ；因為電源電壓不變，由PUI可得P與I成正比，所以I1I4P1P456；由I2I3109；UI2(R1RRL)I3(R12RRL)；I(R1R)10 W；I(RL2R)9.72 W；由四式可得：I21 A，I30.9 A，R18 ，R2 ，U18 V；P1P456；P1；P4；由三式可得：R2max40 ，當(dāng)R232 時，此時電壓表的示數(shù)為15 V，電路的總功率最小9. 解：(1)當(dāng)滑片P滑到a端時，R3被短路，R1與R2并聯(lián)，電路中的總電阻R300 通過R2的電流I20.006 A通過R1的電流I1II20.015 A0.006 A0.009 A此時機體電阻R1消耗的電功率：P1UI14.5 V0.009 A0.040 5 W(2)當(dāng)滑片P滑到b端時，揚聲器音量最大，因為此時揚聲器兩端的工作電壓最大(或者電流最大；它消耗的電功率最大)10. 解：(1)飲水機在保溫狀態(tài)下正常工作時的電流I0.2 A(2)飲水機保溫50 min消耗的電能WP保t44 W5060 s1.32105 J(或約為0.037 kWh)(3)不計熱損耗，由WQcmt、WPt得t571.2 s11. 解：(1)燈泡正常工作時的電流即為額定電流I額0.25 A(2)當(dāng)S1、S2斷開，S閉合時，R1與L串聯(lián)連接，燈泡正常工作，即通過R1的電流等于通過燈泡的電流為0.25 A，所以電路中的總電阻R總288 燈泡L的電阻：RL48 ，因此R1R總RL288 48 240 (3)當(dāng)S、S1、S2都閉合時，L被短路，R1與R2并聯(lián)，根據(jù)公式P可知，功率要最小，電路中的電阻要最大R1中電流不變?yōu)镮10.3 A，為了電路安全，電流表位于干路上電流不得超過3 A，因此電阻R2上最大電流不得超過3 A0.3 A2.7 A最大功率P大UI272 V2.7 A194.4 W最小功率P小25.92 W因此R2上消耗的最小功率為25.92 W，最大功率為194.4 W.12. 解：(1)R1的阻值R15 (2)R1正常工作100 s消耗的電能為WPt245 W100 s24 500 J(3)的示數(shù)變化量U1U1U1U1，的示數(shù)變化量U2U2U2U2，又U1U245，得R310 (4)R1額定電流I17 A討論1：把R3、R1分別接入乙圖電路，閉合開關(guān)后電路中的電流為4 A，P310 I2，P15I2，PP3P15I280 W這個電路不會報警討論2：把R1、R2分別接入乙圖電路，閉合開關(guān)后設(shè)電路中的電流為I，P15I2，P260 I5 I2當(dāng)P1P2時，I6 A；當(dāng)R2最大時，Imin0.8 A；當(dāng)R20時，I12 A>7 A，Imax7 A當(dāng)0.8 AI6 A時，P2>P1PP2P160 I10 I210(I3)290，Pmax90 W當(dāng)6 A<I<7 A時，P1>P2，PP1P210I260 I10(I3)290當(dāng)I7 A時，Pmax70 W此電路始終不會報警討論3：把R3、R2分別接入乙圖電路，閉合開關(guān)后設(shè)電路中的電流為I，P310I2，P260 I10 I2當(dāng)P3P2時，I3 A：當(dāng)R2最大時，Imin0.75 A；當(dāng)R20時，Imax6 A<7 A；當(dāng)0.75 AI3A時，P2>P3PP2P360 I20 I220(I1.5)245，Pmax45 W當(dāng)3 A<I<6 A時，P3>P2PP3P220 I260 I20(I1.5)245，當(dāng)I6 A時，Pmax360 W此電路會報警當(dāng)PP3P220 I260 I>200W解得I>5 A，當(dāng)I5 A，此時滑動變阻器的電阻R滑R32 故當(dāng)電路報警時，R2的取值范圍為0R22 13. 5012【解析】因定值電阻R0與滑動變阻器R1串聯(lián)，則電源電壓U U1U0，根據(jù)圖像信息有U0.2 AR0，U0.4 AR0，聯(lián)立解方程組可得R010 ，U12 V由圖像可知，當(dāng)電流為最小值0.2 A時，此時電路中總電阻最大，即滑動變阻器接入電路中的阻值最大，此時滑動變阻器的電功率為2.0 W，根據(jù)PUII2R可得滑動變阻器的最大阻值為R150 .14. 解：(1)LED燈正常工作100 s消耗的電能WUIt3 V0.02 A100 s6 J(2)由Qcmt得：m5106 kg15. 解：(1)I0.5 A(2)閉合開關(guān)S和S2時，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)燈絲電阻RL20 則I實0.15 A燈泡的實際功率PL實IRL(0.15 A)220 0.45 W(3)只閉合開關(guān)S和S1時，定值電阻R0與滑動變阻器串聯(lián)由UIR和圖像可得：U12U1聯(lián)立，解得R02R1，且U16 V，2U112 V，R0的功率變化量為5.4 W，解得R020 當(dāng)加在滑動變阻器兩端的電壓最大為15 V時，R0消耗的功率最小，此時，I0.15 A滑動變阻器消耗的功率PRURI15 V0.15 A2.25 W