2022年通用物理中考微专题-电功率-17-10 其他类型（含答案）

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微专题17-10  其他类型知识·解读一、非纯电阻电路电功率与电热计算1、纯电阻电路和非纯电阻电路 纯电阻电路非纯电阻电路元件特点电路中只有电阻元件电路中除电阻外，还包括能把电能转化为其他形式能的用电器电流、电压、电阻三者的关系遵循欧姆定律I＝不遵循欧姆定律，U>IR或I<能量转化形式电流做功，电能全部转化为内能：W＝Q＝UIt＝I2Rt＝t电流做功，电能转化为内能和其他形式的能量：电功W＝UIt，电热Q＝I2Rt，W＝Q＋W其他元件举例电阻、电炉丝、白炽灯电动机、电解槽2、电功与电热的区别与联系(1)纯电阻电路：W＝Q＝UIt＝I2Rt＝t；P电＝P热＝UI＝I2R＝。(2)非纯电阻电路：电功W＝UIt，电热 Q＝I2Rt，W＞Q；电功率P电＝UI，热功率P热＝I2R，P电＞P热。3、友情提醒(1)在非纯电阻电路中，只能用W＝UIt，P＝UI计算电功和电功率；Q＝I2Rt及P热＝I2R计算电热和热功率。(2)对于含有电动机的电路，电动机转动时是非纯电阻电路，电动机不转时是纯电阻电路。二、变值电阻与定值电阻串联的功率最值问题1、变值电阻的功率： ，而 根据基本不等式，令y= =≥2R0,当时，具有最小值，则功率P具有最大值。∴结论：当R0=R时，变值电阻R0的功率具有最大值2、P出与R的关系如图所示。（R为变值电阻，r为定值电阻，P出为R的输出功率）（1）当R＝r时，R输出功率最大Pm＝，此时效率η＝×100%＝50%。（2）当R<r时，随R的增大输出功率越来越大。（3）当R>r时，随R的增大输出功率越来越小。（4）当P出<Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1、R2，且R1·R2＝r2。三、灯泡亮度问题1、当灯泡正常发光时：U实＝U额→P实＝P额→额定功率越大，灯泡月亮。2、当灯泡非正常发光时（额定电压相同）：（1）两灯泡串联：I1=I2,根据P=I2R,电阻越大的灯泡越亮；（2）两灯泡并联：u1=u2,根据P=u2/R,电阻越大的灯泡越亮；典例·解读类型一、非纯电阻电路电功率与电热计算例1、（多选）关于三个公式P＝UI、P＝I2R、P＝的适用范围，以下说法正确的是(　　)A、第一个公式普遍适用于求电功率，后两式普遍适用于求电热功率B、在纯电阻电路中，三个公式既可适用于求电功率，又可适用于求电热功率C、在非纯电阻电路中，第一个公式可适用于求电功率，第二个公式可用于求电热功率，第三个公式没有意义D、由U＝IR可知，三个公式没有任何区别，它们表达相同的意义，所示P即是电功率例2、规格为“220 V　36 W”的排气扇，线圈电阻为40 Ω，求：(1)接上220 V的电压后，排气扇转化为机械能的功率和发热的功率；(2)如果接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率。 类型二、变值电阻与定值电阻串联的功率最值问题例3、如图，R0是定值电阻，电源电压保持不变，当滑动变阻器接入电路的阻值为R时，其消耗的功率是30W；当接入电路的阻值为3R时，其消耗的功率不可能是（  ）A、10W         B、20W        C、30W          D、80W例4、如图所示，电源电压不变，定值电阻R阻值为18Ω。有四只白炽灯泡、、、，它们的规格分别为“3V，2W”、“6V，2W”、“12V，2W”、“24V，2W”。当把它们分别接在电路中的M、N两端时，实际功率最大的是（   ）A、             B、           C、           D、类型三、灯泡亮度问题例5、一只标有“10 V　5 W”的甲灯和一只标有“6 V　1.8 W”的乙灯串联接入电路，两灯均能发光，则关于两灯实际亮度的说法正确的是（不计温度对灯丝电阻的影响）（　　）A、甲灯较亮      B、乙灯较亮      C、两灯亮度相同       D、以上三种情况均有可能例6、在如图所示的电路中，灯泡L1、L2上分别标有“220 V　15 W”和“220 V　60 W”字样，两灯都发光时，若L1比L2亮，应闭合的开关为______；若L2比L1亮，应闭合的开关为______。 培优·训练一、选择题1、（多选）如图所示，R1＝20 Ω，电动机M绕组R2＝10 Ω，当开关打开时，电流表示数为0.5 A；当开关合上时，若电压U不变，电流表的示数I及电路消耗的功率P应是(　　) A、I＝1.5 A　    B、I<1.5 A        C、P＝15 W       D、P<15 W2、小亮家有一台电风扇，内阻为20 Ω，额定电压为220 V，额定功率为66 W，将它接上220 V电源后，发现因扇叶被东西卡住不能转动。则此时电风扇消耗的功率为(　　)A．66 W          B．2 420 W         C．11 W        D．不确定3、（多选）一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，都通过相同的电流，在相同的时间内(　　)A．电炉放热和电动机放热相等               B．电炉两端电压小于电动机两端电压C．电炉两端电压等于电动机两端电压         D．电动机消耗的电功率大于电炉的电功率4、有一内电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V 60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电路两端，灯泡正常发光，则(　　)A．电解槽消耗的电功率为120 W          B．电解槽的发热功率为60 WC．电解槽消耗的电功率为60 W           D．电路消耗的总功率为60 W5、（多选）日常生活用的电吹风中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风可将头发吹干。设电动机线圈的电阻为R1，它与电热丝的电阻R2相串联，接到直流电源上，电吹风两端电压为U，通过的电流为I，消耗的电功率为P，则以下选项正确的是(　　)A．IU＞P         B．IU＝P        C．P>I2(R1＋R2)      D．P＝I2(R1＋R2)6、如图，电源电压恒为4.5V，Ⓐ的量程为“0～0.6A”，Ⓥ的量程为“0～3V“，灯泡上标有“2.5V 1.25W”（不考虑灯丝电阻变化），滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”。闭合开关，在保证电路安全的情况下，移动滑片P的过程中（  ）A、Ⓐ的示数最大为0.6AB、灯泡消耗的最小功率为0.12WC、电路消耗的最大总功率为2.7WD、滑动变阻器接入电路的最小电阻为4Ω7、如图所示电路，电源电压不变，小灯泡标有“6V 3W“字样，闭合开关后，当滑片P移至某一位置时，小灯泡恰好正常发光，此时滑动变阻器消耗的功率为P1；当滑片P移至某一端点时，电流表示数为0.3A，电压表示数变化了3V，此时滑动变阻器消耗的功率为P2， 且P1：P2＝5：6．下列判断正确的是（ ）A、滑动变阻器的最大阻值为10ΩB、电路允许消耗的最大功率为4.5WC、小灯泡正常发光时，滑片P位于滑动变阻器中点位置D、滑动变阻器消耗的功率由P1变为P2的过程中，小灯泡消耗的功率变化了0.6W8、在如图所示电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，四个电表的示数都发生了变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用△I、△U1、△U2和△U3表示，电阻R1、R2、R3消耗的电功率分别用P1、P2、P3表示，下列选项正确的是（ ）A、U1/I不变，△U1/△I变小B、U2/I变大，△U2/△I不变C、U3/I不变，△U3/△I不变D、P1变大，P2变小，P3变大9、a、b两个灯炮分别标有“36V、36W”“36V、72W”的字样，把它们接在72V的电路中，为了使两个灯泡都正常发光且消耗电功率最小的连接方式是（  ）A、       B、       C、     D、10、小勤在做“调节灯泡亮度”的电学实验时，电路如图所示。电源电压恒为4.5V，电压表量程“0～3V”，滑动变阻器规格“50Ω 1A”，灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样（ 忽略灯丝电阻变化）。在不损坏电路元件的情况下，下列判断正确的是（  ）A、灯泡两端的最大电压是1.5VB、该电路中电源的最大功率是1.25WC、电路中电流变化的范围是0.3A～0.5AD、滑动变阻器阻值变化的范围是2.5Ω～10Ω二、填空题1、甲灯标有“36 V　7.2 W”字样，乙灯标有“12 V　1.2 W”字样。将它们串联后接在电源上，其中一个灯泡能正常发光，正常发光的是灯泡_______，电源电压是_______V，另一盏灯的实际功率是_______W。（不考虑温度对灯丝电阻的影响）2、将“36 V　27 W”的甲灯泡和“36 V　18 W”的乙灯泡并联在电路中，电源电压为24 V，甲灯泡的实际功率为______W，乙灯泡的实际功率为______W，______灯泡更亮一些。（忽略温度对灯丝电阻的影响） 三、计算题1、如图所示，灯L上标有200 W，电动机上标有2 000 W，在A、B两端加上220 V的电压时，灯和电动机均正常工作，求电灯正常工作时的电阻。          2、如图所示的电路中，电源电压为60 V，内阻不计，电阻R＝2 Ω，电动机的内阻R0＝1.6 Ω，电压表的示数为50 V，电动机正常工作，求电动机的输出功率。 
微专题17-10  其他类型例1、【答案】BC.【解析】首先要明确，欧姆定律U＝IR只适用于纯电阻电路，因此三个公式在纯电阻电路中没有区别，但在非纯电阻电路中它们互不相同。其次，P＝UI表示电功率，而P＝I2R表示电热功率。因此，在纯电阻电路中，UI＝I2R，消耗的电能全部转化为热能；而在非纯电阻电路中，UI>I2R，即消耗的电能只有部分转化为热能。例2、【答案】(1)35W；1W；(2)1210 W；1210 W.【解析】(1)发热功率为P热＝I2R。  (2)机械能的功率为：P机＝P电－P热。(3)电动机不转动时，可理解为纯电阻。        (1)排气扇在220 V的电压下正常工作时的电流为：I＝＝ A≈0.16 A，发热功率为：P热＝I2R＝(0.16)2×40 W≈1 W。转化为机械能的功率为：P机＝P－P热＝36 W－1 W＝35 W。(2)扇叶被卡住不能转动后， 电动机成为纯电阻电路，电流做功全部转化为热能，此时电动机中电流为I′＝＝ A＝5.5 A，电动机消耗的功率即电功率等于热功率：P电′＝P热′＝UI′＝220×5.5 W＝1 210 W。例3、【答案】A.【解析】有图可知，定值电阻与滑动变阻器串联。由题意可得：当滑动变阻器接入电路的阻值为R时，其消耗的功率：；则 ．当滑动变阻器接入电路的阻值为3R时，消耗的功率为：.故选A．例4、【答案】B.【解析】根据得，。可分别计算出各个灯泡的阻值：R1=4.5Ω；R2=18Ω； R3=72Ω； R4=288Ω根据变值电阻与定值电阻串联的功率最值问题的结论，只需选择电阻值与定值电阻相同的即可（若无相同，则选择电阻最接近的）。故选B。例5、【答案】C.【解析】R甲＝＝＝20 Ω，R乙＝＝＝20 Ω，R甲＝R乙，又I甲＝I乙，由公式P＝I2R可知，P实甲＝P实乙。故选C。例6、【答案】S2；　S1、S3.【解析】两灯泡的额定电压相等，额定功率关系为P1＜P2，由公式P＝的变形式R＝可知，R1＞R2。因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，所以，L1比L2亮时，L1的实际功率较大，由P＝I2R可知，两灯泡应串联在电路中，即闭合开关S2；当L2比L1亮时，由P＝可知，两灯泡应并联在电路中，即闭合开关S1、S3。培优·训练一、选择题1、BD解析：当开关打开时，U＝I1R1＝10 V。开关合上时，U>I2R2，所以流过电动机电流I2<＝1 A，而I1＝0.5 A，故I<1.5 A，B对。P1＝IR1＝5 W，P2<UI2＝10 W，即P2<10 W，故P<15 W，D对。2、B解析：当扇叶被东西卡住不能转动时，电路为纯电阻电路，所以电风扇消耗的功率也就是热功率。P＝＝2 420 W。B对，A、C、D错。3、ABD解析：由Q热＝I2Rt知A对；电炉为纯电阻用电器，UIt＝I2Rt，U＝IR，电动机为非纯电阻用电器，U′I′t>I′2Rt，U′>I′R，C错，B、D对。4、C解析：灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 V电压，且干路电流I＝I灯＝，则电解槽消耗的功率P＝P灯＝60 W，C对A错；电解槽的发热功率P热＝I2R＝1.3 W，B错；整个电路消耗的功率P总＝220 V×＝120 W，D错。5、BC解析：根据题意可知，通过电吹风的电流为I，它两端的电压为U，所以它消耗的电功率P＝UI，B项正确，A项错；电吹风内部有两部分电阻，一是电热丝的电阻，二是电动机线圈的电阻，所以热功率为I2(R1＋R2)，因为电功还有一部分转化为电动机的机械能，所以P＞I2(R1＋R2)。C项正确，D项错误。6、D7、B8、B9、B10、C二、填空题1、乙；　30；　1.8[解析] 根据电功率公式P＝UI变形可得两灯泡的额定电流分别为：I甲＝＝＝0.2 A，I乙＝＝＝0.1 A；因为串联电路中各处的电流相等，所以两灯泡串联时，电路中的最大电流为I＝I乙＝0.1 A，即灯泡乙正常发光；由I＝变形可得甲灯泡的电阻：R甲＝＝＝180 Ω，此时甲灯泡的实际功率：P甲′＝I2R甲＝(0.1 A)2×180 Ω＝1.8 W。乙灯泡的电阻：R乙＝＝＝120 Ω，电源电压为U＝I(R甲＋R乙)＝0.1 A×(180 Ω＋120 Ω)＝30 V。2、12；　8；　甲三、计算题1、2 Ω解析：设A、B间的总电流为I，A、B间的总电压U＝220 V，A、B间消耗的总功率P＝200 W＋2 000 W＝2 200 W。因为P＝UI，所以I＝＝ A＝10 A。由IL＝I，PL＝IR，所以R＝＝ Ω＝2 Ω。2、210 W解析：电压表的示数为电动机两端的电压，电源电压已知，可得UR＝U源－U机＝(60－50) V＝10 V，     由欧姆定律：I＝＝5 A，对电动机由能量关系有P电＝P热＋P出，所以P出＝P电－P热＝UI－I2R0＝(50×5－52×1.6) W＝210 W。