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初中物理培优教程6


初中物理培优教程(电学) 求实中学

刘广炎

五、电功电功率 重点知识 1.电功(消耗的电能)计算公式:

W=Pt =UIt=I Rt=

2

U R

2

t

注意:式中的 W、U、I、R 是同一导体、同一段电路、同一段时间的量; 2. 电功率:电流在单位时间内做的功。 电功率公式:①P=
W t

注意:单位有两套,不能乱套: ⑴ 如果 W 用焦、t 用秒,则 P 的单位是瓦; ⑵ 如果 W 用千瓦时、t 用小时,则 P 的单位是千瓦。 ②P=UI =I R=
2

U R

2

变形式 R=

U P

2

用额定功率、额定电压求电阻

注意:单位必须用国际单位制主单位。 3.额定电压 (U0) :用电器正常工作的电压。额定功率(P0) :用电器在额定电压下 的功率。 实际电压(U) :实际加在用电器两端的电压。实际功率(P) :用电器在实 际电压下的功率。 4.功率与电压、电流、电阻的关系 ⑴若两个用电器电流相等(例如串联)其功率与电压成正比,与电阻成正比;

P1

P U 11 U 1 R R R ? 1 ? = ?? 1 ? R P R2 P2 P2 2 U 222 U 2 U R

P1 U1

=

(用 P=UI=I

2

R 推导)

⑵若两个用电器电压相等(例如并联)其功率与电流成正比,与电阻成反比;

P1 P2

?

IP R P I 11 = ? I 121 ? R12 ? R 2 ? = ? IP R1 P I1 R1 I 22 R2 22

(用 P=UI=U

2

/R 推导)

⑶ 同一个用电器电阻不变,接在不同的电压下使用,则:其功率与电压的二次方 成正比;与电流的二次方成正比。
2 P 2 I1 U11I 1 UI11 ? = ? ? 2? ? =22 ? 2 2 2 PI I2 P2 P2 2 U 22 2 UI22 U

P1

U P1 1

2

2

2

2

1

5.焦耳定律:电流通过导体产生的热量,与电流的二次方成正比,与导体的电阻成正 比,与通电时间成正比。 2 公式:Q=I Rt 纯电阻电路中,电流做的功(电功)全部用来产生热 量(电热),即 Q=W,发热功 率等于电功率,即 P 热=P,可用电功公式来计算电热 Q。 (如电热器,白炽灯,电阻 就是这样的。 ) 非纯电阻电路中,电流做的功(电功)只有一部分用来产生热量(电热),即 Q<W,只 2 能用公式 Q=I Rt 计算热量。 (如电动机、电铃)

培优练习(6)
S1 R 1.如右图所示,电源电压保持不变,R1∶R2 = 1∶2。只闭合 S1 时,电流表的示数为 0.3 A,R1 消耗的功率为 P1;只闭合 S2 时, 1 R 2 S2 R0 消耗的功率为 0.8 W, 消耗的功率为 P2, P1∶P2 = 9∶8。 R2 且 则下列结果正确的是( ) R0 A A.电源电压为 12 V B.R0 的阻值为 40 Ω C. 的阻值为 20 Ω R2 D. 先后两次消耗的功率之比为 3∶2 R0 2.有二只灯泡,分别标有“220V15W”和“220V100W”的字样。如将它们串联接在电压为380 伏的动力电源上,则 ( ) A.15W的灯泡烧坏,100W的灯泡完好。B.100W的灯泡烧坏,15W的灯泡完好。 C.二只灯泡均被烧坏。 D.二只灯泡均完好。 3.(多项)图12所示为电烙铁尾部的接线端及和它相对应的电热丝连线图,AC是电烙 铁的电热丝。B接电热丝的中点。电烙铁铭牌上标明额定功率为40瓦,使用电压为220 伏或110伏。下列说法中正确的是 ( ) A.AC连220伏电源,电烙铁功率为40瓦 B.AB连110伏电源,电烙铁功率为40瓦 C.AC先连接起来作为一个接线端,然后AB接110伏电 源,电烙铁的功率为40瓦 D.AC连入110伏电源,电烙铁功率为10瓦 4.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( )

5.一个实验用的电动机与电流表串联后接在6伏直流稳压电源上.闭合开关后电动机 并没转动,这时电流表的读数为5安,检查发现电动机轴上的齿轮被卡住了.排除故 障后,让电动机带动轻负载转动,这时电流表的读数为1安,由此可以算出,此时电 能做机械功的功率为_______瓦。
2

6.一个电热水壶中有两根电热丝,接通一根电热丝烧开一壶水所需的时间为t1,接通另一根 电热丝烧开同样一壶水所需的时间为t2,在其他条件不变的情况下,如将两根电热丝串联后 再接通,烧开一壶水所需的时间为 ;如将两根电热丝并联后再接通,烧开一壶 水所需的时间为 。 7..如图所示的电路中,当 ab 两点间接入 4Ω 的电阻时,其消耗的功率为 16W。当 ab 两点 间接入 9Ω 的电阻时,其消耗的功率仍为 16W。求: ⑴ab 两点间接入 4Ω 和 9Ω 的电阻时,电路中的电流; ⑵电源的电压。

8.一只小灯泡,把它与 R0=6Ω 串联在电压为 18V 的电路中能正常发光,这时小灯泡的功 率为 12W,求: (1)小灯泡的额定电压和正常发光时的电阻; (2)小灯泡正常发光时电阻 R0 消耗的功率。

9.一般地说,用电器的工作电压并不等于额定电压。家庭里通常不备电压表,但借助电能 表可以测出用电器的实际工作电压。现在电路中只接入一个电热水壶,壶的铭牌和电能表 的铭牌如图7和图8所示。测得电能表的转盘转过125转的时间为121秒。求此时加在电热壶 上的实际电压。

3

10.在图所示的电路中,电源电压U恒定不变,当滑动变阻器R的触 头D置于最下端的位置上时,小电珠L1、L2、L3所消耗的电功率相 等; 若D从上述位置向上移动, 试比较L1、L2、 3所消耗的电功率, L 排出三者大小的顺序,说明理由。

11.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。 (1)能不能各取一只串联使用?请说明原因。 (2)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? (3)这时总电功率是多少?

12.右图为一种摩托车转向灯的电路原理图。其中“RJ 开关”为由继电器控制的开关,可以 使电路间歇地通断,D 为指示灯。当 S 拨至 1 位置时,RD1、RD2 前后两个右转向灯发光, 向外界发出右转信号,同时 D 灯闪亮,向驾驶员显示转向灯正常工作。左转时 LD1、LD2 前后两个左转向灯发光,向外界发出左转信号,同时 D 灯闪亮,向驾驶员显示转向灯正常 工作。若四只转向灯都用“6V、10W”的灯泡,D 用“6V、1.5W”的灯泡,电源两端电压为 6V。试通过计算说明,为什么把 S 拨至 1、2 的任何位置时 D 灯都会发光,而左、右转向 灯不同时发光?

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