历届全国初中物理竞赛(电功率)

最近十年初中应用物理知识竞赛题分类解析专题18--电功率一．选择题1.（2010上海初中物理竞赛题）如图24-13所示，额定电压为110伏的A、B两盏电灯，额定功率分别为100瓦和25瓦。把它们接到220伏的电路上，欲使它们都能正常发光且电路消耗的电能最少，正确的电路是1.【答案】.C【解析】：利用串联并联电路知识分析可知，电路ABC都可以使额定电压为110伏的A、B两盏电灯正常发光，电路消耗的电能最少的是电路C。2.（2011上海第25界初中物理竞赛）甲、乙两灯为钨丝白炽灯，将它们并联在照明电路里都能正常发光，且甲灯比乙灯亮，那么A．甲灯的额定功率一定比乙灯大B．甲灯消耗的电能一定比乙灯多C．甲灯的电阻比乙灯大.D．甲灯两端的电压比乙灯两端的电压大2.【答案】：.A【解析】：根据两灯并联在照明电路里都能正常发光，且甲灯比乙灯亮，说明甲灯的额定功率一定比乙灯大，两灯电压相同，甲灯的电阻比乙灯小，选项A正确CD错误。灯消耗的电能与时间相关，选项B错误。3.（2010上海初中物理竞赛题）将某灯泡接到电压不变的电源两端，灯泡的电功率为40瓦。如果将灯泡和某电阻R串联后再接到上述电源的两端，电阻的电功率为3.6瓦，不考虑灯泡的电阻随温度而发生变化，且灯泡的电阻小于R，则此时灯泡的电功率为()A．14.4瓦。B．32.4瓦。C．0.4瓦。D．0.9瓦。3.【答案】C【解析】：设电源电压为U，灯泡电阻R0，将某灯泡接到电压不变的电源两端，有20UR=40W；将灯泡和某电阻R串联后再接到上述电源的两端，电路电流I=0URR；电阻的电功率I2R=3.6W；灯泡的电功率为P=I2R0.联立解得P=0.4W，选项C正确。4.（2010上海初中物理竞赛题）将某灯泡接到电压不变的电源两端，灯泡的电功率为40瓦。如果将灯泡和某电阻R串联后再接到上述电源的两端，电阻的电功率为3.6瓦，不考虑灯泡的电阻随温度而发生变化，且灯泡的电阻小于R，则此时灯泡的电功率为()A．14.4瓦。B．32.4瓦。C．0.4瓦。D．0.9瓦。4.答案：C解析：设电源电压为U，灯泡电阻R0，将某灯泡接到电压不变的电源两端，有20UR=40W；将灯泡和某电阻R串联后再接到上述电源的两端，电路电流I=0URR；电阻的电功率I2R=3.6W；灯泡的电功率为P=I2R0.联立解得P=0.4W，选项C正确。5.（2008上海初中物理竞赛复赛）8.如图所示，电源电压U=8V保持不变，小灯泡上标有“6V，4W”字样，电阻R2=30Ω。闭合电键后，若滑动变阻器R1的滑动片P在离b端1/4处时，小灯泡的实际功率为1W。为了使电键闭合后，滑动片左右移动时，灯泡两端电压不超过额定电压，变阻器R1的阻值（有电流部分）的变化范围是（）A.0Ω~40ΩB.3.4Ω~40ΩC.7.5Ω~30ΩD.10Ω~30Ω5.答案：B解析：灯泡电阻RD=U2/P=9Ω，额定电流I=P/U=4/6=2/3A.。要使灯泡两端电压不超过额定电压6V，并联部分电压不小于2V，电阻不小于3Ω。。当滑动片左移动时电阻减小，由R2R1/(R2+R1)=3解得R1=3.4Ω。当滑动片右移动时电阻增大，移动到b点时电阻最大。设滑动变阻器R1的总电阻为R，若滑动变阻器R1的滑动片P在离b端1/4处时，变阻器R1有电流部分的阻值为3R/4，小灯泡的实际功率为1W，说明小灯泡的实际电压为3V，实际电流为1/3A，并联部分电压为5V，并联部分电阻为5V÷1/3A=15Ω。由4/34/322RRRR)=15解得R=40Ω。所以变阻器R1的阻值（有电流部分）的变化范围是3.4Ω~40Ω。6..（2010上海初中物理竞赛题）如图24-13所示，额定电压为110伏的A、B两盏电灯，额定功率分别为100瓦和25瓦。把它们接到220伏的电路上，欲使它们都能正常发光且电路消耗的电能最少，正确的电路是6.答案：C解析：利用串联并联电路知识分析可知，电路ABC都可以使额定电压为110伏的A、B两盏电灯正常发光，电路消耗的电能最少的是电路C。7.（2010上海初中物理竞赛题）将某灯泡接到电压不变的电源两端，灯泡的电功率为40瓦。如果将灯泡和某电阻R串联后再接到上述电源的两端，电阻的电功率为3.6瓦，不考虑灯泡的电阻随温度而发生变化，且灯泡的电阻小于R，则此时灯泡的电功率为()A．14.4瓦。B．32.4瓦。C．0.4瓦。D．0.9瓦。7.答案：C解析：设电源电压为U，灯泡电阻R0，将某灯泡接到电压不变的电源两端，有20UR=40W；将灯泡和某电阻R串联后再接到上述电源的两端，电路电流I=0URR；电阻的电功率I2R=3.6W；灯泡的电功率为P=I2R0.联立解得P=0.4W，选项C正确。8（2008河南初中物理竞赛题）灯L1标有“8V、16W”的字样，灯L2标有“12V、36W”的字样，两灯串联后接在电压为U的电路中，要保证两灯不损坏，电压U的最大值为()A．8VB．12VC．16VD．20V【解析】：“8V、16W”的灯L1额定电流I1=P/U=16/8A=2A，电阻R=U/I=4Ω；“12V、36W”的灯L2额定电流I2=P/U=36/12A=3A，电阻R=U/I=4Ω；两灯串联后接在电压为U的电路中，要保证两灯不损坏，电流最大值为2A，允许加的电压U的最大值为U=2A×(4Ω+4Ω)=16V,选项C正确。【答案】：C【名师点评】可由用电器的铭牌得到用电器额定电压和额定功率，根据P=UI确定用电器额定电流，再由额定电压和额定电流确定纯电阻用电器的工作电阻。9（2011上海第25界初中物理竞赛）在如图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合电键S，当滑片P置于滑动变阻器的中点时，电压表的示数为4伏；当滑片置于滑动变阻器的b端时，电压表的示数变化了2伏，此后15秒内定值电阻R1产生的热量为60焦。下列结果正确的是（）A．电源电压为10伏B．R1的阻值为18欧C．滑动变阻器R的最大阻值为9欧D．R1先后两次消耗的电功率之比4:3解析：设电源电压为U，滑动变阻器R的最大阻值为R，闭合电键S，当滑片P置于滑动变阻器的中点时，电路总电阻为R1+R/2，电流I=U/(R1+R/2)，电压表的示数为IR/2=4伏；当滑片置于滑动变阻器的b端时，电路总电阻为R1+R，电流I’=U/(R1+R)，电压表的示数增大2伏，为I’R=6伏；此后15秒内定值电阻R1产生的热量为I’2R1t=60焦。联立解得R1=R，U=12V，定值电阻R1两端电压为12V-6V=6V，根据15秒内定值电阻R1产生的热量为60焦可得R1的阻值为9欧，滑动变阻器R的最大阻值为9欧，选项AB错误C正确；I/I’=4/3，R1先后两次消耗的电功率之比16:9，选项D错误。【答案】C【名师点评】此题需要根据题述过程列出多个方程联立解得，难度较大。二．填空题1.（2013全国初中应用物理知识竞赛预赛题）图l8是测定小灯泡额定功率的实物连接图，其中电源是三节新的干电池，灯泡的额定电压是3.8V，其灯丝电阻约为l0Ω，滑动变阻器上标有“l0ΩlA”的字样。(1)请你用笔画线代替导线将电路中未连接的部分连好，使它成为完整的实验电路。(2)小刚合理地连接好电路，并按正确的顺序操作，但闭合开关后灯不亮，聪明的小刚猜想：A.可能是灯丝断了B.可能是电流表断路C.可能是小灯泡短路D.可能是滑动变阻器断路猜想电流表示数/A电压表示数/V如果A成立如果D成立请你借助图中的电流表和电压表验证小刚的猜想，将电流表、电压表的示数填人上表。(3)假如电压表0—15V量程已损坏，小刚仍想测出小灯泡的额定功率，请你将小刚设计的电路图画在右边的方框内。（4)按小刚新设计的电路图调节滑动变阻器，使电压表示数达到V时，小灯泡就正常发光.此时电流表示数如图l9所示，则小灯泡的额定功率是W。23.答案：（1）如图所示。（2）A成立04.5D成立00（3）电路如图所示。（4）0.71.14解析：按小刚新设计的电路图调节滑动变阻器，使电压表示数达到4.5V-3.8V=0.7V时，小灯泡就正常发光.此时电流表示数如图l9所示，为0.30A，则小灯泡的额定功率是P=UI=3.8V×0.30A=1.14W。2．（2008河南初中物理竞赛题）小昕准备参加玩具赛车比赛，他运用如图所示的电路来挑选一只能量转换效率较高的电动机。设电池的电压恒定不变，他先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，闭合开关后读出电流表的读数为2A；然后放手，当电动机正常转动时，又读出电流表的读数为0.6A。则该玩具电动机正常转动时的效率为。答案：70%解析：设电动机内阻为R，电源电压为U，用手捏住电动机的转轴，使其不转动，闭合开关后U=I1R；电动机正常转动时，UI2=P+I22R；由上述二式解得P=0.84R.。该玩具电动机正常转动时的效率为η=P/(P+I22R)×100%=70%。3.（首届全国中学生数理化学科能力竞赛）如图所示是某电热器的工作原理图，R1、R2是发热电阻，虚线框为电热器的金属外壳.它用一个旋转开关可以实现电热器多档位工作的要求.其中旋转开关内有一块绝缘圆盘，在圆盘的左边缘依次有4个金属触点，右边缘是一金属板，可绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，转动开关旋钮可以将左边缘相邻的两个触点与右边缘的金属板同时连通.如旋到图中位置S时，金属滑片将1、2两触点同时与右边缘金属板接通.若电源电压为220V，则由图可知：（1）图中P、Q两个接头中，_______与零线相连；正常情况下，零线和地线之间的电压为_______V.（2）为安全起见，需在电路中安装一总开关，该开关最好应安装在图中A、B、C、D、E中的_________点处.（3）如果R1＝R2＝48.4Ω，则电热器在旋钮开关旋到位置T时的电功率为_________W；当旋钮开关旋到位置M时，通电1min产生的热量是_________J.3．答案：（1）P0（2）C（3）10003×104解析：正常情况下，供电线路的零线与大地接通，所以零线和地线之间的电压为0V。电路中安装的总开关必须能够切断火线，所以安装在C点。.如果R1＝R2＝48.4Ω，则电热器在旋钮开关旋到位置T时，电热器电路中只有电阻R2，电功率为P=22UR=1000W。当旋钮开关旋到位置M时，电热器电路中电阻R1与R2串联，电功率为P=212+URR=500W。通电1min产生的热量是Q=Pt=500×60J=3×104J。4．（2006全国初中应用物理知识竞赛河南预赛）自从爱迪生1879年发明电灯以来，在一百多年中经过人们的不断改进，如今白炽灯己成为我们生活中最常用的照明工具。根据你对白炽灯的了解，请提出一个与电功率知识有关的实际问题，并根据你所学过的物理知识做出简要回答。例如：断丝的灯泡再“搭上”为什么会比以前更亮？简答：“搭上”灯丝后，灯丝变短，电阻变小，在电压一1234PQ火线ADCBER1R2金属板STM定时，由P=U2/R可知电灯的实际功率增大，所以灯泡比原来更亮。问题：_____________________________________________________________。简答：_____________________________________________________________。4.答案：问题1：为什么灯丝较粗的灯泡额定功率较大？简答：普通白炽灯泡的额定电压相同，额定功率不同时，灯丝的电阻不同。根据决定电阻大小的因素可知，越粗的灯丝在长度相同的情况，电阻会越小，由P=U2/R可知功率就会越大。问题2：灯泡用过较长一段时间后，为什么亮度会减弱？简答：灯泡用的时间越久，灯丝会因升华现象而变细，根据决定电阻大小的因素可知，其电阻会变大，由P=U2/R可知功率就会越小，故亮度会变暗。三．综合运用题1.（2009全国初中应用物理知识竞赛复赛题）小兰家的全自动家用豆浆机的部分技术数据如下表所示。额定电压220V电机功率180W额定频率50Hz加热功率800W加干豆量75g加水量1200mL制作豆