大同杯物理竞赛专题5 欧姆定律 电功率

专题5 欧姆定律电功率
【知识补充】
1.欧姆定律(I=U/R)是电路中最基本最重要的电路规律。

理解掌握欧姆定律要注意同一性（定律中的电流I、电压U和电阻R一定都是对于同一导体的）、同时性（定律中的电流I、电压U和电阻R一定都是对于同一导体同一时刻的量）和条件性（欧姆定律只适用于纯电阻用电器）。

欧姆定律对含有电动机等的电路不适用。

2．电路的化简
. 电路的化简方法：根据电流的分支与汇合判断各个电阻的串联与并联关系。

若电流通过各个电阻时没有分支，则这些电阻是串联关系；若电流有分支，则从分流点到汇合点之间的各个支路为并联关系。

如果电路中没有电源，可以假设一个电流方向去判断。

3．直流电路的动态分析.
直流电路的动态分析方法是：首先确定电路中某个电阻是增大还是减小，相应确定电路总电阻R总是增大还是减小；其次应用欧姆定律I=U/R总确定干路电流的变化；根据串联电路和并联电路知识判断相关支路的电流电压变化。

4.电功率
电功率P=UI，用电器的额定功率等于额定电压与额定电流的乘积，用电器的实际功率等于实际电压与通过的实际电流的乘积。

5. 焦耳定律
电流具有热效应，电流通过电阻时要产生焦耳热，由焦耳定律可得，产生的热量Q=I2Rt。

6．电能的计算
若用电器以恒定功率P工作，则t时间消耗电能为W=Pt。

7.用电器串联时的最大电压
用电器串联是实际中经常遇到的问题。

几个用电器串联，其电流相等。

可以用电器铭牌确定各个用电器的额定电流，取各个用电器额定电流中的最小值乘以各个用电器的总电阻即得用电器串联所能施加的最大电压。

8.电动机电路
电动机的输入功率P入=UI，电动机内阻R发热消耗功率P热=I2R，电动机输出的机械功率P=P入-P热= UI- I2R。

对于电动机电路，U>IR。

欧姆定律不成立。

【例题】
1.（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．8V B．12V C．1 6V D．20V
2. （2011大同杯初赛）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
3.（2011大同杯初赛）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
4.（2010大同杯初赛）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。

5. （2010大同杯初赛）如图所示，额定电压为110V的A、B两盏电灯，额定功率分别为100W 和25W．把它们接到220V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（）
A．B．C．D．
6.（2010大同杯初赛）如图为复杂电路的一部分，电阻R l、R2、R3的阻值之比为1：2：3，通过这三个电阻的电流之比为4：1：2．则电流表A1、A2的示数之比可能为（）
A．1：1 B．2：1
C．3：1 D．4：1
7. （2009大同杯初赛）通常情况下，电阻的阻值会随温度的变化而改变，利用电阻的这种特性可以制成电阻温度计．从而用来测量较高的温度．在图所示的电路中．电流表量程为0～25mA，电源电压恒为3V，R为滑动变阻器，电阻R t作为温度
计的测温探头．当t≥0℃时，R t的阻值随温度t的变化关系为
R t=20+0.5t（单位为欧）．先把R t放入0℃环境中，闭合电键S，
调节滑动变阻器R，使电流表指针恰好满偏，然后把测温探头
R t放到某待测温度环境中，发现电流表的示数为10mA，该环
境的温度为___________℃；当把测温探头R t，放到480℃温
度环境中，电路消耗的电功率为_______________W．
8. （2008大同杯初赛）某汽车电动机和车灯的电路如图所示，只闭合电键S1时，电流表示数为10安，再闭合电键S2时，电流表示数为58安．若电源电压为12.5伏，定值电阻R的阻值为0.05欧，电流表内阻不计，车灯电阻不变，则因电动机工作导致车灯的工作电压降低了（）
A．2.0伏B．2.4伏
C．2.6伏D．2.9伏
9.（2008大同杯初赛）半导体电阻的
大小随温度的变化会发生明显的改
变，用半导体材料制成的电阻叫热敏
电阻．热敏电阻可以用来监控汽车元
件温度的变化，如图（a）所示是热敏
电阻的阻值随温度变化的规律图，现
将该电阻与阻值为50Ω的电阻R0组
成如图（b）所示电路，电源电压为
12V，当电流表的示数为0.2A时，热
敏电阻的温度为（）
A．10℃B．30℃
C．60℃D．90℃
10.（2008大同杯初赛）白炽灯泡用旧后，灯丝容易在最细处熔断．这是因为旧白炽灯在工作时，灯丝最细处（）
A．通过的电流最大B．发热的功率最大
C．通过的电量最大D．电阻率最大
11. （2007大同杯初赛）如图所示，电源电压恒为6V，滑动变阻器R的滑片P位于中点，则下列情况中，可使电阻R0两端的电压最接近3V的是（）
A．R=20Ω，R0=10ΩB．R=200Ω，R0=400Ω
C．R=200Ω，R0=10ΩD．R=20Ω，R0=400Ω
12. （2007大同杯初赛）在如图所示的电路中，总电流I为1.2安，R1=R2=2R3．则下列对通过R2电流的判断正确的是（）
A．大小为0.6安，方向向右
B．大小为0.6安，方向向左
C．大小为0.3安，方向向右
D．大小为0.3安，方向向左
13. （2006大同杯初赛）在如图所示的电路中，电源电压恒定，滑片P把变阻器分为R ap=5欧，R bp=10欧两部分，要求当电键k闭合时，c d 间的电压不得低于电键断开时c d 间电压的90%，则电阻Rx的允许值范围是（）
A．Rx≤10欧B．Rx≤30欧
C．Rx≥10欧D．Rx≥30欧
13. （2005大同杯初赛）将阻值相等的电阻R1和R2串联后接在一个电压恒定的电源两端．若其中R1的电阻值不随温度的变化而变化．而R2的电阻值随温度升高而增大．随温度的下降而减小．则对R2加热或冷却，R2的电功率的变化情况为：（）
A．加热升温时，电功率增大．而冷却降温时．电功率减小
B．加热升温时．电功率减小，而冷却降温时．电功率增大
C．无论是加热还是冷却．电功率均增大
D．无论是加热还是冷却，电功率均减小
14.（2005大同杯初赛）如图所示的电路中，电源电压U=4.5V，且保持不变，电阻R1=5Ω，变阻器R2的最大阻值为20Ω，电流表量程为0～0.6A，电压表
量程为0～3V．该电路中，变阻器接入电路的阻值范围是（）
A．2.5Ω～10ΩB．OΩ～20Ω
C．2.5Ω～20ΩD．0Ω～10Ω
15.（2003大同杯初赛）如图所示，用一根电阻为6R的粗细均匀的镍铬合金线做成一个环，在环上6个对称的点上，焊接6个不计电阻的导线，并与接线柱连接，现有一根不计电阻的导线将6个接线柱中的任意两个相连接，利用这种方法，可以在其它各接线柱之间的获得不同阻值（不含零电阻）的总个数和最大电阻值分别是（）
A．9种，最大为1.5R B．12种，最大为2.0R
C．15种，最大为2.5R D．18种，最大为3.0R
16.（2003大同杯复赛）将一个小灯泡（2.5V、0.3A）和一个家用的照明白炽灯（220V、40W）串联后接到220伏的电源上．将发生的情况是（）
A．小灯泡和白炽灯都发光
B．小灯泡和白炽灯都被烧坏
C．小灯泡被短路．白炽灯正常发光
D．小灯泡被烧坏．白炽灯完好．但不发光
17.如图所示电路中，Rl=2Ω，R2=3Ω．当开关S1闭合，S2、S3断开时，电流表的示数为0.6A；当开关S1、S2、S3都闭合时，电流表示数为1.5A，且灯泡正常发光．设电源电压不变．求：
（1）电源电压；
（2）灯泡的额定功率．
【拓展例题】
1.（2011全国初中应用物理知识竞赛初赛）如图所示，已知R0=R1=R2=R3=…=R n=R2011=3Ω，R A=2Ω，AB间电压为6伏，则通过R2011的电流大小为（）
A .1A B.(1/3)2010A C.(2/3)X(1/3)2011A D. (1/3)2012A
2. 如图，已知R1=R2=…=R n=R n+1=…=R m=R m+1…= 1/2 R，R=40Ω，电源电压60V，流过R n的电流大小是______________________
3（2008大同杯复赛）如图所示电路，电源电压恒为U=8V，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的滑臂P在离b端1/4处时，小灯泡的实际功率为1W．不考虑电阻随温度的变化，为了使滑臂P左、右移动时，灯泡两端电压不超过额定电压，变阻器R1阻值（有电流部分）的变化范围是（）
A．0-40ΩB．3.4Ω-40Ω
C．7.5Ω-30ΩD．10Ω-30Ω
4 （2005大同杯复赛）利用伏安法测量电阻时，由于使用的不是理想电表，造成测量结果有误差．某同学采用如图所示电路，能较准确测出Rx 的阻值，已知A、B两点之间电压U 保持不变．当k接通a 时，电压表示数为10伏，电流表示数为0.2安，当k接通b时，电压表示数为12伏，电流表示数为0.15安，则待测电阻
Rx的阻值为（）
A．60欧B．65欧
C．70欧D．75欧
5. （2003大同杯初赛）在图示电路中，已知R0=17.6欧，将K
接通a时，电阻R1的电压为1伏，流过电阻R2的电流为0.2安，
将K接通b时，电阻R1的电压为1.2伏，流过电阻R2的电流为
0.15安，则电阻Rx的阻值为_____________欧，电阻R1的阻值
为___________欧．
6.（1998全国初中应用物理知识竞赛复赛）有两种灯泡，分别标有（110伏60瓦）和（110伏25瓦），把它们接入家庭照明电路中。

若把两种灯泡在同一电路中混合使用，并使它们都能正常发光，最少应各使用多少只，如何连接？这时总电功率是多少？
7.（2011全国初中应用物理知识竞赛初赛）家用电熨斗为了适应不同衣料的熨烫需要，设计了调整温度的多档开关。

使用时，转动旋钮即可使电熨斗达到需要的低温、中温或高温。

图（甲）是电熨斗的电路图，图中电热丝R1=96.8Ω，R2=48.4Ω。

旋转开关可以改变1、2、3、4四个接点的连接情况，如图（乙）中的A、B、C所示。

问：
（1）当旋转开关位于乙图什么位置时，电熨斗处于低档位，简述理由。

（2）电熨斗在中档位工作时，消耗的电功率是多少。

（3）电熨斗在高档位工作6分钟消耗的电能为多少。

8.（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。

制作豆浆的程序大致如下：(水温为20℃)
请回答：煮好一锅这样的豆浆需要消耗多少电能?。