中考物理电功电功率典型例题解析

典型例题解析例1一盏灯标有“36V40W”字样，将这盏灯接到某电路中，通过它的电流是1A，此时，这盏灯的电功率是________W．精析考查额定电压，额定功率的概念．已知：灯的额定电压UE＝36，额定功率PE＝40W，实际电流IL＝1A．求：PL（实际电功率）解先判定灯是否正常发光灯正常发光时：IE＝EEUP＝V36W40≈1.1A因为灯的实际电流IL＜IE，所以灯不能正常发光，且PL应＜PE．先求出灯的电阻R＝EEPU2＝0W4)V36(2＝32.4ΩR不变灯的实际功率：PL＝IL2R＝（1A）2×32.4Ω＝32.4W答案灯的功率为32.4W思考有的同学求实际功率，采用下面做法：PL＝UIL＝36V×1V＝36W你能看出其中的问题吗？例2某导体接到6V电压下，它消耗的功率是6W；将改接到3V的电压下，这个导体的功率是________W．已知UE＝6VPE＝6W实际UL＝3V求：实际PL分析一个导体，在额定电压下，电阻为R，同样一个导体，电压改变，电阻仍为R．同样一个导体，电压改变，电阻仍为R．∴电功率的习题，往往从求解电阻入手．解法1导体电阻R＝EEPU2＝W6)V6(2＝6Ω．电压变了，导体消耗的功率改变RL＝RUL2＝6)V3(2＝1.5W解法2导体电阻不变根据：R＝PU2EEPU2＝LLPU2ELPP＝22ELUUPL＝22ELUU·PE＝（V6V3）2×6W＝1.5W小结从解法2看出，电阻一定时，电压是原来的“n”倍，功率是原来的“n2”倍．因为P＝UI，U是原来的“n”倍，I也是原来的“n”倍，所以P是原来的“n2”倍．答案功率是1.5W例3（天津市中考试题）电能表是测量________的仪表．1kWh的电能可供标有“220V40W”的灯泡正常工作________h．精析电能表是日常生活中常用的仪表．考查能否灵活利用W＝Pt进行计算．正确选择合适的单位，可以简化计算．解电能表是测量电功的仪表．题目给出：W＝1kWhP＝40W＝0.04kW时间：t＝PW＝kW04.0kWh1＝25h如果选用国际单位，则计算要麻烦得多．答案电功，25例4（哈尔滨市中考试题）一个“12V6W”的小灯泡，如果接在36V电源上，为使其正常发光，需串联一个________Ω的电阻，该电阻消耗的功率是________W．精析在串联电路中，利用电流、电压等特点，计算电阻和电功率．已知：额定PE＝6W，UE＝12V，总电压U＝36V求：R，PR解灯的额定电压是12V，直接将其接在36V的电源上，灯将烧毁：这时应将一个电阻和灯串联；—使灯正常发光．画出灯与R串联的电路草图2—3—1．并标出已知量和未知量．图2—3—1只要求出通过R的电流和R两端的电压．就可以求出未知量．流过灯的电流和流过R的电流相等：答案48Ω，12W例5（北京市中考试题）电阻R和灯泡L串联接到电压为10V的电路中，R＝10Ω，电路接通后，100s内电阻R上电流做的功为10J，已知灯L的额定功率为10W，灯的电阻不变．求：灯的额定电压．解画出灯L和电阻只串联的电路草图2—3—2，并标明已知量和未知量．串联电路，通过L和R电流相等，设为I．则WR＝I2Rt图2—3—2I＝RtWR＝100s10Ω10J＝101A＝0.1AR两端电压：UR＝IR＝0.1A×10Ω＝1V灯L′两端电压：UL＝U－UR＝10V－1V＝9V灯电阻：R＝IUL＝A1.0V9＝0.9Ω灯额定电压：UE＝RPE＝9010W＝30V误解有的同学在算完电流后，直接用：UE＝IPE＝A1.0W10＝100V，是错误的．因为此时灯并不是正常发光，电路中的电流不是IE．当然，有的同学把UL＝9V算为灯的额定电压，也是错误的．答案灯额定电压为30V例6（广州市中考试题）有两个灯泡，L1标有“6V3W”字样，L2没有标记，测得L2的电阻为6Ω，把它们串联起来接入某一电路，两个灯泡均能正常发光，那么该电路两端的电压和L2的电功率分别是（）A．12V3WB．12V1.5WC．9V3WD．9V1.5W解画出L1和L2串联的电路草图2—3—3，标明已知量和未知量．L1正常发光时，U1＝6V，P1＝3W电路中电流：I＝11UP＝V6W3＝0.5A图2—3—3此时L2也正常发光，L2两端电压：U2＝IR2＝0.5A×6Ω＝3VP2＝IU2＝0.5A×3V＝1.5WU＝U1＋U2＝6V＋3V＝9V答案D例7有一盏小灯泡，当它与5Ω电阻串联后接15V电源上，灯恰好正常发光，这时灯的功率是10W．求：小灯泡正常发光时的电阻和小灯泡的额定电压的可能值．已知：R＝5ΩPE＝10WU＝15V求：RL，UE（额定）分析画出分析电路图2—3—4．图2—3—4从图中看，所给物理量无对应关系，可以采用方程求解．解法1RE和R串联，设灯两端电压为UE∵IE＝IR∴EEUP＝RUUEEUW10＝5V15EU整理得UE2－15UE＋50＝0（UE－10）（UE－5）＝0UE＝10V或UE＝5V灯电阻RL＝EEPU2＝W10)V10(2＝10Ω或RL＝EEPU2＝W10)V5(2＝2.5Ω解法2RL和R串联：U＝UE＋URU＝IPE＋IR15V＝IW10＋I×5Ω5I2－15I＋10＝0I2－3I＋2＝0（I－2）（I－1）＝0解得：I＝2A或I＝1ARL＝2IPE＝2)A2(W10＝2.5Ω或RL＝2IPE＝2)A1(W10＝10Ω答案灯正常发光，当UE＝10V时，灯电阻为10Ω；当UE＝5V时，灯电阻为2.5Ω例8（北京市朝阳区中考试题）将分别标有“6V9W”和“6V3W”的两个灯泡L1、L2串联接在12V电源上，则（）A．两灯都能正常发光B．灯L2可能被烧毁C．两灯都比正常发光时暗D．灯L1比灯L2亮精析考查学生能否根据实际电压和额定电压的关系，判断灯的发光情况．解先求出两盏灯的电阻灯L1的电阻：R1＝121PU＝W9)V6(2＝4Ω灯L2的电阻：R2＝222PU＝W3)V6(2＝12Ω求出灯两端的实际电压U1′∵R1、R2串联UU1＝211RRR＝1244＝41U1′＝41U＝41×12V＝3VL2两端电压U2′＝U－U1′＝12V－3V＝9V比较实际电压和额定电压U1′＜U1，U2′＜U2两灯都不能正常发光；灯L2可能会被烧毁答案B例9（北京市东城区中考试题）家庭电路中正在使用的两白炽灯，若甲灯比乙灯亮，则（）A．甲灯灯丝电阻一定比乙灯的大B．甲灯两端的电压一定比乙灯的大C．通过甲灯的电量一定比乙灯的多D．甲灯的实际功率一定比乙灯的大精析考查家庭电路中灯的连接方式，并由灯的亮度判断电阻的大小．分析家庭电路，灯的连接方式是并联．甲、乙两灯两端电压相同．甲灯比乙灯亮，说明甲灯实际功率比乙灯大．D选项正确．甲灯比乙灯亮，在并联电路中，R甲＜R乙．U相同，I甲＞I乙电量Q＝It，若两灯同时使用，因为t相同，I甲＞I乙，则Q甲＞Q乙，C选项正确．答案C、D例10如图2—3—5，电源电压和电灯L的电阻均保持不变．当开关S闭合后，在变阻器的滑片P从中点向下滑动的过程中，下列说法正确的是（）A．电压表的示数变大B．电灯L的亮度变暗C．电流表A1的示数不变D．电流表A2的示数变小图2—3—5精析考查学生识别电路的能力．能否根据欧姆定律分析电路中电流变化，灯的亮度变化．分析电路是由灯和变阻器并联而成．测的是干路电流测的是流过变阻器的电流测的是电路两端电压当变阻器的滑片P由中点向b端移动时，变阻器的电阻增大，通过变阻器电流减小，示数变小，D选项正确．并联电路，U一定，灯电阻不变，则流过灯的电流不变，灯的亮度不变．示数变小．答案D例11如图2—3—6，电源电压不变，开关S由断开到闭合，电流表两次示数之比为2∶7，则电阻R1∶R2＝________，电功率P1∶P2，电功率P1∶P1′＝________，电功率P1∶P1＝________．精析分析S闭合前后，电路中电阻的连接关系．写出P、I、U、R之间的关系，利用公式求解．解S断开，只有R1，示数为I1，R1两端电压为U，流过R1的电流为I1．S闭合，R1、R2并联，示数为I1＋12，R1两端电压不变为U，流过R1的电流不变为I1，R1功率为P1′．图2—3—6∵211III＝72∴21II＝52并联：21II＝12RR＝52∴21RR＝2511PP＝UIUI11＝11PP1＝UIIUI)(211＝72答案R1∶R2＝5∶2，P1∶P2＝2∶5，P1∶P1′＝1∶1，P1∶P＝2∶7例12如图2—3—7（a），当变阻器滑片从A点滑到B点时，R1两端的电压比为2∶3，变阻器两端电压比UA∶UB＝4∶3．（电源电压不变）求：IA∶IB，RA∶RB，P1∶P1′，PA∶PB，R1∶RA（a）（b）（c）图2—3—7精析画出电路变化前后对应的两个电路：如图2—3—7（b）（c）所示．已知：11UU＝32，BAUU＝34解BAII＝1111RURU＝11UU＝32BARR＝BBAAIUIU＝BAUU×ABII＝34×23＝1211PP＝1212RIRIBA＝22BAII＝（32）2＝94BAPP＝BBAARIRI22＝94×12＝98图（b）：U＝IA（R1＋RA）图（c）：U＝IB（R1＋RB）U相等：RB＝21RA，BAII＝32代入IA（R1＋RA）＝IB（R1＋21RA）2（R1＋RA）＝3（R1＋21RA）ARR1＝21另解：图（b）U＝U1＋UA图（c）U＝U1′＋UB∴U1′＝23U1，UB＝43UA，U不变∴U1＋UA＝23U1＋43UA21U1＝41UAAUU1＝21∵R1、RA串∴ARR1＝AUU1＝21答案IA∶IB＝2∶3，RA∶RB＝2∶1，P1∶P1′＝4∶9，PA∶PB＝8∶9，R1∶RA＝1∶2例13如2—3—8（a），已知R1∶R2＝2∶3，当S2闭合，S1、S3断开时，R1的功率为P1，电路中电流为I；当S1、S3闭合，S2断开时，R1的功率为P1′，电路中电流为I∶I′．（电源电压不变）求：U1∶U2，P1∶P1′，I∶I′精析画出变化前后电路图（b）和（c）（a）（b）（c）图2—3—8已知：21RR＝32求：21UU，11PP，II解图（b）中R1、R2串，21UU＝21RR＝3211PP＝12121RURU＝221UU＝（52）2＝254图（c）中R1两端电压为U图（b）：U＝I（R1＋R2）图（c）：U＝I′（2121RRRR）U不变I（R1＋R2）＝I′（2121RRRR）I（2＋3）＝I′（3232）II＝256答案U1∶U2＝2∶3，P1∶P1′＝4∶25，I∶I′＝6∶25例14如果将两个定值电阻R1和R2以某种形式连接起来，接入电路中，则电阻R1消耗的电功率为12W．如果将这两个电阻以另一种形式连接起来接入原电路中，测得该电路的总电流为9A，此时电阻R1上消耗的电功率为108W．（电源电压不变）求：（1）电阻R1和R2的阻值；（2）电阻R2上两次电功率的比值．精析先判断电阻R1、R2的两次连接方式．因为总电压不变，由P1＜P1′和R1一定，判断出：U1＜U1′所以第一次R1、R2串联，第二次并联．求：R1、R2P2、P2′解画出分析电路图2—3—9（a）（b）（a）（b）图2—3—9同一电阻R1，根据P＝RU2有11PP＝2121)(UU＝221UU＝W108W12＝91（U1′＝U）∴UU1＝31如图（a）U1＋U2＝U21UU＝21∵R1、R2串21RR＝21UU＝21如图（b）R1、R2并联，21II＝12RR＝12∵I1′＋I2′＝I′＝9A∴I1′＝6AI2′＝3AR1＝211)(IP＝2)A6(W108＝3ΩR2＝2R1＝6Ω（2）求22PP关键求出R2两端电压比从图（a）可知：21UU＝21∴UU2＝32由图（a）和（b）同一电阻R2：22PP＝2121)(UU＝222UU＝（32）2＝94答案R1＝3Ω，R2＝6Ω，P2∶P2′＝4∶9例15甲灯标有9V，乙灯标有3W，已知电阻R甲