专题三电功率家庭电路

专题三 电功率 家庭电路中考真题再现( ☞学用见P97~98 )探究规律对接中考命题点1电能、电功的计算( 必考 )1.( 2019·安徽第9题 )图示电路中,U =12 V,R 1=6 Ω,R 2=3 Ω,R 3=4 Ω。

当S 2断开、S 1闭合时,电阻R 1消耗的电功率为 8.64 W;当S 1、S 2都闭合时,6 s 内电流通过R 2产生的热量是 32 J 。

【解析】当S 2断开、S 1闭合时,R 1和R 3串联,此时电路中的电流I=UR1+R 3=12 V6 Ω+4 Ω=1.2 A,电阻R 1消耗的电功率P 1=I 2R 1=( ( A )2×6 Ω=8.64 W 。

当S 1、S 2都闭合时,为R 1和R 2并联后与R 3串联的电路。

R 1和R 2并联的总电阻R 12=R 1×R 2R 1+R 2=6 Ω×3 Ω6 Ω+3 Ω=2 Ω,电路中的总电阻R 总=R 12+R 3=2 Ω+4 Ω=6 Ω,电路中电流I'=UR 总=12 V6 Ω=2 A,R 1和R 2并联的电压U 12=I'×R 12=2 A×2 Ω=4 V ,所以6 s 内电流通过R 2产生的热量Q=W=U 122R 2×t =( 4 V )23 Ω×6 s=32 J 。

2.( 2018·安徽第5题 )图中R 1=4 Ω、R 2=6 Ω,把它们并联在U =3 V 的电路中,则R 1和R 2并联后的总电阻为 2.4 Ω;通电30 s,电阻R 1消耗的电能为 67.5 J 。

3.( 2018·安徽第8题 )某导体的电阻为20 Ω,当通过它的电流为2 A 时,则其1 min 产生的热量为 4800 J 。

4.( 2016·安徽第9题 )某电视机电功率为100 W,若每天使用4 h,则每月消耗的电能为 12 kW·h( 按30天计算 )。

5.( 2016·安徽第10题 )图中电源电压保持不变,灯泡标有“6 V 3 W ”字样,当开关S 闭合时,灯泡L 正常发光,电流表的示数为0.8 A,则电阻R = 20 Ω。

通电10 s,R 产生的热量为 18 J 。

【解析】由题图可知,灯泡和电阻并联,电流表测的是总电流。

当闭合开关S 时,灯泡L 正常发光,说明电源电压为灯泡的额定电压,即U =6 V,由P=UI 可知,灯泡中的电流I L =P 额U 额=0.5 A,根据并联电路的干路电流等于各支路电流之和可知,电阻中的电流I R =I-I L =0.8 A-0.5 A=0.3 A,所以电阻R 的阻值是R=6V0.3A=20 Ω;通电10 s 电阻R 产生的热量Q =UI R t =6 V×0.3 A×10 s=18 J 。

6.( 2015·安徽第7题 )当天空中空气的湿度很大、两块云之间的电压很高时,原先不导电的空气就会变成导体,强大的电流可在瞬间通过天空,形成闪电。

某次闪电的放电电流约1×104 A,电压约1.8×108 V,放电时间约0.01 s,则这次闪电释放的电能约 1.8×1010 J,合 5×103 kW·h 。

命题点2电功率的计算( 常考 )7.( 2018·安徽第22题 )一般家用电饭锅工作时有两种状态,分别是煮饭过程中的加热状态和米饭煮熟后的保温状态。

图示为该种电饭锅的电路原理图,图中R 1是一个电阻,R 2是加热用的电阻丝,U 为电源电压( R 1和R 2的阻值不随温度变化 )。

( 1 )请分析论证:当开关S 闭合时,电饭锅处于加热状态; ( 2 )要使R 2在保温状态时的功率是加热状态时的19,求R1R 2的值。

解:( 1 )S 闭合时,有P=U 2R 2S 断开时,有P'=(UR 1+R 2)2R 2 由P P '=(R 1+R 2R 2)2>1可知,P>P'所以开关S 闭合时,电饭锅处于加热状态。

( 说明:若写成P'=U 2R 1+R 2,通过相应的比较并得出正确的结论也可)( 2 )由题意可知,P'=19P则(U R 1+R 2)2R 2=19×U 2R 2可得R1R 2=28.( 2017·安徽第10题 )车床照明灯的额定电压是36 V,它正常工作时灯丝的电阻是24 Ω,则该照明灯正常工作时,消耗的电功率是 54 W,工作30 min,电流通过灯丝产生的热量是 9.72×104 J 。

9.( 2016·安徽第17题 )图中电源电压保持6 V 不变,灯泡L 标有“6 V 6 W ”字样,开关S 闭合后,在滑片P 从b 端向a 端滑动的过程中,下列说法正确的是( A )A.灯泡两端的电压不断增大B.通过灯泡的电流不断减小C.灯泡消耗的电功率不断减小D.灯泡消耗的电功率恒定不变【解析】由题图可知,灯泡与bP 部分并联后再与aP 部分串联,开关S 闭合后,滑片P 从b 端向a 端滑动的过程中,由于aP 部分的电阻越来越小,bP 部分的电阻越来越大,因此灯泡与bP 部分并联后的总电阻越来越大,此部分分得的电压越来越大,即灯泡两端电压越来越大,A 项正确;因为灯泡两端电压越来越大,所以灯泡中的电流越来越大,B 项错误;因为灯泡两端的电压增大、通过灯泡的电流增大,故灯泡消耗的电功率不断增大,C 、D 项错误。

10.( 2015·安徽第23题 )( 1 )如图甲,n 个相同的电阻R 并联,其总电阻可以用一个等效电阻R '表示( 如图乙 ),请根据并联电路中电流、电压的规律和欧姆定律推证:R '=1nR ; ( 2 )如图丙,A 、B 之间的电压U =220 V,通过导线为远处的M 、N 之间的用电器供电,由于距离很远,导线AM 和BN 的电阻不可忽略,它们的总电阻用图中的r 表示,r =4 Ω。

若M 、N 之间并联10个阻值为R =400 Ω的相同电阻,求通过导线AM 的电流大小;( 3 )试分析说明:在图丙的电路中,M 、N 之间并联的用电器越多,每一个用电器的实际功率越小。

解:( 1 )由欧姆定律可得,I=U R ',I 1=U 1R由并联电路中电流、电压的规律可得,I=nI 1,U=U 1 由上可得,U R '=n U R,故R'=1nR( 2 )M 、N 之间的等效电阻R'=1n R =110×400 Ω=40 Ω 通过导线AM 的电流I=UR '+r=22040+4A=5 A( 3 )M 、N 之间并联的用电器越多,其等效电阻R '越小;R'与r 串联,根据串联电路电压的规律,U 和r 一定,R'越小,M 、N 之间的电压U MN 越小;根据P=U MN 2R可得,每一个用电器的实际功率越小。

命题点3测量小灯泡的电功率( 常考 )11.( 2016·安徽第20题 )要求测量额定电压为2.5 V 小灯泡的电功率。

( 1 )按照电路图a,将图b 中的实物连接成实验电路。

【答案】如图所示( 2 )在电路连接过程中开关应处于断开状态;闭合开关前,要把滑动变阻器的滑片移到最右端( 根据你连接的实物电路选填“最右端”或“最左端”)。

( 3 )实验时某次电压表的示数为2.20 V,对应电流表示数如图c所示,则小灯泡此时的电功率为0.528W;要想测出小灯泡的额定电功率,接下来的操作是移动滑片,直到电压表的示数为2.5 V,记录对应的电流表示数。

12.( 2015·安徽第20题)某同学要测量一个额定电压为2.5 V的小灯泡的额定功率,电路图如图甲所示。

使用的电源电压约为6 V,滑动变阻器的规格“5 Ω 2 A”。

( 1 )闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移至b( 选填“a”或“b”)端。

( 2 )该同学将滑片移至正确位置后,闭合开关,观察到电压表的示数如图乙所示,此时小灯泡两端的电压为 2.9V。

为了保证小灯泡不被损坏,接下来应该进行的操作是断开开关。

( 3 )为了能测出这个小灯泡的额定功率,请你写出一条改进措施:减小电源电压( 或更换最大阻值更大的滑动变阻器,合理即可)。

名师考点精讲( ☞学用见P99~102 )学思结合高效突破考点一电能和电功典例1( 2019·合肥高新区模拟)小明家记录5月初电能表示数为1432.7度,电能表的部分示数及6月初的示数如图所示,下列说法正确的是( )A.电能表是测量用电器电功率的仪表B.此电能表适用于电流方向一秒钟改变50次的交流电路C.小明家5月初至6月初消耗的电能是105 kW·hD.若电能表转盘在10 min内转过250转,则用电器的总功率为1 kW【解析】电能表是测量用电器消耗电能多少的仪表,A项错误;频率为50 Hz的交变电流,周期T=0.02 s,一个周期内电流方向改变2次,所以在1 s时间内电流方向改变100次,B项错误;6月初,电能表的示数是1537.7 kW·h,5月初,电能表的示数是1432.7 kW·h,故小明家5月初至6月初消耗的电能是W=1537.7 kW·h-1432.7 kW·h=105 kW·h,C项正确;电能表的转盘转250转消耗的电能W=2502500kW·h=0.1 kW·h,该电能表上用电器的功率P=Wt=0.1kW·h16h=0.6 kW,D项错误。

【答案】C针对训练1.小明家中一周前、后电能表示数如图所示,小明家所在地区每度电的电费是0.5元,则本周小明家应付电费20元。

1度电可使一盏“220 V20 W”的灯正常工作50h;这盏灯正常工作10 h,电能表的铝盘转120转。

考点二电功率典例2( 2019·四川眉山)如图所示,电源电压恒为4 V,电压表量程为“0~3 V”,电流表量程为“0~0.6 A”,滑动变阻器规格为“20 Ω 1 A”,小灯泡L标有“2.5 V 1.25 W”的字样( 灯丝电阻不变)。

若通过小灯泡L的电流不超过额定电流,电流表、电压表不能超过量程,则移动滑动变阻器的滑片,下列说法中正确的是( )①电压表示数变化范围为1.5~3 V②滑动变阻器消耗的电功率变化范围为0.6~0.75 W③小灯泡的实际电功率变化范围为0.2~1.25 W④滑动变阻器连入电路的阻值变化范围为10~20 ΩA.①③B.②④C.③④D.①②【解析】由题图可知,小灯泡L 与滑动变阻器R 串联,电压表测滑动变阻器R 两端的电压,电流表测电路中的电流。