人教版本物理八下8.2（電功率）練習(xí)題5

1、有關(guān)電功率的計(jì)算例題例1一只標(biāo)有“PZ22040”和一只標(biāo)有“PZ220100”的燈泡，若：(1)把它們并聯(lián)在220V的電源上，問(wèn)哪盞燈亮些？(2)把它們串聯(lián)在220V的電源上，哪盞燈亮些？分析燈泡的亮暗程度取決于實(shí)際功率的大小，因此只要求出并比較兩只燈泡的實(shí)際功率，就可以判斷它們的亮暗了。答(1)當(dāng)兩只燈泡并聯(lián)在220V的電源線上時(shí)，有U實(shí)=U額，所以P實(shí)=P額。因?yàn)椤癙Z220100”的燈泡的額定功率大，所以此燈泡較亮。(2)當(dāng)兩只燈泡串聯(lián)在220V的電源線上時(shí)，根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)， 例2現(xiàn)有兩個(gè)小燈泡，上面分別標(biāo)有“6V， 1. 2W”和“12V，6W”字樣，如果把這兩個(gè)燈泡串聯(lián)起來(lái)，為

2、了使其中一個(gè)燈泡持續(xù)正常發(fā)光，那么加在串聯(lián)電路兩端的電壓是 ( )V C.18V D.27V分析要使其中一個(gè)燈泡能持續(xù)正常發(fā)光，必須先找出每盞燈正常發(fā)光時(shí)的電流，并以其中較小的電流作為兩燈串聯(lián)后的電流，然后求出電路兩端的總電壓。因 兩燈串聯(lián)后的總電阻R=R1+R2=30+24=54。所以加在串聯(lián)電路兩端的電壓為U=IR=0.2×54V=10.8V答 B。例3將“PZ220100”的燈泡與總電阻是121的滑動(dòng)變阻器串聯(lián)起來(lái)，接到220V的電源上，如圖99示，調(diào)整滑動(dòng)變阻器的阻值時(shí)，可使電燈的功率在多大范圍內(nèi)變化？分析“PZ220100”是指燈泡的額定電壓220V和額定功率100w。當(dāng)它

3、與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)后接入電路(圖1)時(shí)，由于滑動(dòng)變阻器的電阻發(fā)生變化，燈泡兩端的實(shí)際電壓和實(shí)際功率也隨之變化。我們只要求出滑片在A，B兩端點(diǎn)時(shí)燈泡的電壓和實(shí)際功率即可。答滑片在 A端時(shí)， RAB=12l，與燈泡串聯(lián)，燈泡電阻 滑片在B端時(shí)，RAB=0。此時(shí)燈泡兩端的電壓就等于電源電壓，即UL=U總=220V，PL實(shí)抇=100W答燈泡的實(shí)際功率在64100W之間變化。例4將一只電爐的電阻絲剪成長(zhǎng)度相等的兩段，并聯(lián)后接到原來(lái)的電源上(設(shè)電源電壓保持不變)，功率將變?yōu)?( ) 分析設(shè)原電爐的電阻絲電阻為R，剪成長(zhǎng)度相等的兩段后，每段阻 答B(yǎng)。說(shuō)明此題可引伸為相同時(shí)間電爐放出熱量是原來(lái)的多少倍？(由 例

4、5電烙鐵使用前需要一定的預(yù)熱時(shí)間，因而即使暫時(shí)不用也要將它接到電源上，但這樣既費(fèi)電又會(huì)造成烙鐵頭氧化而不易沾錫，所以，有時(shí)采用如圖2的所示的電路，在暫時(shí)不需要焊接時(shí)，斷開(kāi)電鍵S，使電烙鐵處于預(yù)熱狀態(tài)；當(dāng)需要焊接時(shí)，閉合電鍵S，就能很快達(dá)到焊接溫度?，F(xiàn)給一個(gè)“220V，25W”的電烙鐵預(yù)熱，若燈泡L在預(yù)熱狀態(tài)時(shí)的電阻為800，則：(l)在預(yù)熱狀態(tài)下電烙鐵消耗的功率為多少？(2)整個(gè)電路消耗的功率是電烙鐵正常工作時(shí)消耗功率的百分之幾？分析電烙鐵在預(yù)熱狀態(tài)時(shí)，相當(dāng)于電烙鐵和燈泡電阻串聯(lián)在電路中，算出此時(shí)電烙鐵消耗的功率即為電烙鐵在預(yù)熱狀態(tài)下消耗的功率。解根據(jù)題意可知，電源電壓不變，在電烙鐵處于預(yù)熱狀

5、態(tài)時(shí)，相當(dāng) 所以預(yù)熱時(shí)的總電阻R=R1+R2=1936+800=2736。此時(shí)通過(guò)燈泡及電烙鐵的電流大小為 因電烙鐵與燈泡構(gòu)成串聯(lián)電路，所以通過(guò)它們的電流均為0.08A。由P=I2R可知此時(shí)電烙鐵消耗的電功率為P=(0.08)2×1936W=12.4W同理，此時(shí)整個(gè)電路消耗的功率為P=I2R=(0.08)2×2736W=17.5W由于電烙鐵正常工作時(shí)消耗的功率P=25W，所以此時(shí)整個(gè)電路消耗的功率占電烙鐵正常工作時(shí)消耗功率的百分比是 答(l)預(yù)熱時(shí)電烙鐵的功率是12.4W；(2)整個(gè)電路消耗功率是電烙鐵正常功率的70%。例6 燈L1為“220V，100w”，燈L2為“220

6、V，40W”，兩燈串聯(lián)在220伏電路中，哪盞燈亮？并聯(lián)在220伏電路中，哪盞燈亮？?jī)蔁舸?lián)在380伏電路中，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？分析銘牌“220V、 l00w”表示，此燈額定電壓為220伏，額定且電阻不變。比較燈的亮暗問(wèn)題，就是要比較燈的實(shí)際功率大小問(wèn)題，實(shí)際功率大的燈亮，還可根據(jù)中聯(lián)分壓，并聯(lián)分流的例7 如圖(96)所示電路，電熱器的電阻絲R1和定值電阻R2都是待測(cè)，當(dāng)S1、S2都閉合時(shí)，經(jīng)1分鐘，電熱器使水到達(dá)沸點(diǎn)，已知水的初溫為20，水的質(zhì)量為484克，當(dāng)S1閉合S2斷開(kāi)時(shí)，電熱器加熱同樣的初溫和質(zhì)量的水使其達(dá)到沸騰，需要4分鐘。求R1和R2的阻值多大？(熱損失不計(jì)，電源電壓 220伏不變)

7、分析此題是一道電學(xué)和熱學(xué)的綜合題。電路是純電阻電路，當(dāng)S1、S2都閉合時(shí)，定值電阻R2被局部短路，電路中只有 Rl工作；當(dāng)S1閉合S2斷開(kāi)時(shí)，R2和R1串聯(lián)在一起工作。因?yàn)殡娏魍ㄟ^(guò) R1放出的熱量等于水吸收的熱量。 Q吸=Q放，只要利用吸收熱量公式 Q吸= Cm(t-t0) 解此題時(shí)要注意：題中有個(gè)隱含條件是水的末溫是100；兩次對(duì)水放熱的都是R1。解水兩次吸收的熱量相等，Q吸=Cm(t-t0)4.2×103焦/千克·×0.484千克×(100-20)=162624焦當(dāng)S1、S2都閉合時(shí)，R1兩端的電壓等于電路的總電壓，根據(jù)焦耳 又Q放=Q吸=16262

8、4焦， 當(dāng)S1閉合S2斷開(kāi)時(shí)，R14分鐘放出的熱量和前一次一樣多，但R1兩端電壓只是總電壓的一部分U1。則有 例8用粗細(xì)均勻的電阻絲加熱燒水，通電10分鐘可燒開(kāi)一壺水，若將電阻絲對(duì)折起來(lái)使用，電源電壓不變，燒開(kāi)同樣一壺水的時(shí)間是：分鐘 B.5分鐘 C.20分鐘 D.30分鐘分析此題可知兩次使用的電源電壓相同，燒開(kāi)同樣一壺水所要吸收 答選A。 有關(guān)焦耳定律例題例1某電熱器通入電流為0.5A時(shí)，1min內(nèi)產(chǎn)生 100J的熱量。如果通過(guò)它的電流為1A時(shí)，則通電lmin產(chǎn)生的熱量是多少？分析 電熱器通電產(chǎn)生的熱量可由 Q=I2Rt求得，由于是同一電熱器，可認(rèn)為電阻R不變，電流變化后的放熱，用

9、比例法求解較方便。 答通電lmin產(chǎn)生的熱量是400J。例2一臺(tái)洗衣機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率為 120w，在 220V電壓下工作，求：(1)通電10min它消耗多少電能？(2)能不能算出在10min內(nèi)產(chǎn)生的熱量是多少？分析要計(jì)算電動(dòng)機(jī)消耗的電能，可計(jì)算電流做功，電流做了多少功，就消耗了多少電能。因電動(dòng)機(jī)消耗的電能沒(méi)有全部轉(zhuǎn)化為熱，因此發(fā)熱和消耗的電能并不相等。解(1) W=Pt=120W×600S=7200J。(2)不能，因?yàn)殡娏魍ㄟ^(guò)電動(dòng)機(jī)時(shí)，只有一小部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而大部分的電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能了。要想求電動(dòng)機(jī)在10min內(nèi)產(chǎn)生的熱量，還要知道電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)通過(guò)的電流和電動(dòng)機(jī)線圈的電阻是多

10、少，再利用公式Q=I2Rt計(jì)算。答(l)消耗電能7200J；(2)無(wú)法算出熱量。例3長(zhǎng)短粗細(xì)均相等的銅絲、鐵絲、鉛絲串聯(lián)在電路中，通電后 ( )A.銅絲發(fā)熱多 B.鐵絲發(fā)熱多.C.鋁絲發(fā)熱多 D.三者相同分析電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量Q=I2Rt，三根金屬絲串聯(lián)時(shí)，因?yàn)橥姇r(shí)間及電流強(qiáng)度均相等，且鐵絲的電阻最大，所以鐵絲發(fā)熱最多。例4某個(gè)電熱水器內(nèi)有兩根電熱絲，其中一根通電時(shí)電熱水器中的水經(jīng)15min沸騰，另一根通電時(shí)(電壓不變)經(jīng)過(guò)30min沸騰。假如把兩根電熱絲串聯(lián)或并聯(lián)起來(lái)，那么通電后要多少時(shí)間水才能沸騰？分析由題意可知，不論是一根電熱絲通電或者是兩根電熱絲(串聯(lián)或并聯(lián))都通電，電熱水器加熱

11、的水沸騰時(shí)，所需供給的熱量是相等的。解設(shè)第一根電熱絲和第二根電熱絲的電阻分別為R1和R2，電路上的電壓是U，水沸騰需要通電的時(shí)間分別是t1和t2，那么每根電熱絲單獨(dú)通電加熱時(shí)所放出的熱量分別為 R串=R1+R2R1+2R1=3+R1 由Q串=Q1，得 當(dāng)兩電熱絲并聯(lián)時(shí) 由Q并=Q1，得所以 答串聯(lián)時(shí)需45min，并聯(lián)時(shí)需10min。 有關(guān)電熱的作用例題例1在電源電壓不變時(shí)，為了使電爐在相等的時(shí)間內(nèi)發(fā)熱多些，可采取的措施是 ( )A.增大電熱絲的電阻 B.減小電熱絲的電阻C.在電熱絲上并聯(lián)電阻 D.在電熱絲上串聯(lián)電阻分析 有同學(xué)認(rèn)為應(yīng)選(A)，根據(jù)焦耳定律 Q=I2Rt，導(dǎo)體上放出的熱

12、量與電阻成正比，所以要增加熱量，可增大電阻。這是由于對(duì)焦耳定律理解不全面的緣故.焦耳定律所闡述的導(dǎo)體上放出的熱量和某一個(gè)量的比例關(guān)系是在其他一些量不變的條件下才成立的，如放出的熱量和電阻成正比，是指電流強(qiáng)度和通電時(shí)間都不變的條件下熱量與電阻成正比，按題意，通電時(shí)間是相同的，但由于電源電壓是不變的，通過(guò)電熱絲的電流強(qiáng)度將隨著電阻的增大而減小，若再根據(jù)Q=I2Rt，將不易得出正確的結(jié) 答B(yǎng)。例2如圖1所示，R2=2R1，當(dāng)開(kāi)關(guān)S打開(kāi)和閉合時(shí)，在相同的時(shí)間內(nèi)，電流通過(guò)R1產(chǎn)生的熱量之比為 ( )A.13 B.19C.31 D.91分析電流通過(guò)R1產(chǎn)生的熱量可根據(jù)公式Q=I2Rt或根據(jù)公式Q=W= 開(kāi)

13、關(guān)S打開(kāi)時(shí)，R1，R2串聯(lián)，通過(guò)Rl的電流所以，當(dāng)開(kāi)關(guān)S打開(kāi)和閉合時(shí)，在相同的時(shí)間內(nèi)，電流通過(guò)R1產(chǎn)生的熱量之比為 答(B)。例3有一種雙溫電爐，其電路圖如圖2所示，由兩段阻值相同的電阻絲組成的發(fā)熱體，A，B，C為三根引出線，其中A為低溫檔，B為高溫檔，且高溫檔每秒產(chǎn)生的熱量是低溫檔每秒產(chǎn)生熱量的2倍，試在方框內(nèi)畫(huà)出兩段電阻絲的連接圖，并說(shuō)明設(shè)計(jì)的理由。分析對(duì)純電阻電路，電流通過(guò)導(dǎo)體發(fā)熱.當(dāng)電壓恒定時(shí)，可選用Q答方框內(nèi)的兩段電阻絲應(yīng)如圖3連接.設(shè)計(jì)合理性證明如下：當(dāng)S接高溫檔BC時(shí)， 當(dāng)S接低溫檔AC時(shí)，可見(jiàn)設(shè)計(jì)合理。有關(guān)電功例題例1一把電烙鐵接在220V的電路中，通過(guò)的電流是350mA，問(wèn)通

14、電1h消耗了多少電能？分析只需求出在1h的電功，就可知道所消耗的電能。解由電功的公式得W=UIt=220V×0.35A×3600s=2.8×105J答消耗電能2.8×105J。例2加在導(dǎo)體兩端的電壓為6V，30s內(nèi)電流通過(guò)導(dǎo)體做功72J，則通過(guò)導(dǎo)體的電流多大？這段時(shí)間內(nèi)通過(guò)該導(dǎo)體某截面的電量是多少？解由W=UIt得 答通過(guò)導(dǎo)體的電流是0.4A，通過(guò)截面的電量是12C。例3有兩個(gè)電阻，R1=4歐，R2=6歐，先把它們串聯(lián)起來(lái)接在6伏電池組的兩極間，求每分鐘電流通過(guò)各個(gè)電阻所做的功和整個(gè)電路的總功，再把它們并聯(lián)起來(lái)接在6伏電池組的兩極間，求每分鐘電流通過(guò)每個(gè)

15、電阻所做的功和整個(gè)并聯(lián)電路的總功。分析在求電功時(shí)，一般根據(jù)公式W=UIt，只要我們能知道所求電路（或用電器）的I、U和t，即可應(yīng)用電功公式求出W，在此題的串聯(lián)電路中，時(shí)間已知，我們可利用歐姆定律求出串聯(lián)電路中兩電阻的電流和各自兩端的電壓，再代入公式求電功；而并聯(lián)電路中，由于各電阻兩端的電壓都相等，所以只要求出各自通過(guò)的電流即可代入公式求電功。 U1=IR1=0.6安×4歐=2.4伏U2=IR2=0.6安×6歐=3.6伏根據(jù)電功公式W=UItW1=U1It=2.4伏×0.6安×60秒=86.4焦W2=U2It=3.6伏×0.6安×60秒

16、=129.6焦W=UIt=6伏×0.6安×60秒=216焦在并聯(lián)電路中，U1=U2=U=6伏 W抇2=UI2t=6伏×1安×60秒=360焦W抇=UIt=U(I1+I2)t=6伏×（1.5安+1安）×60秒=900焦)_解題時(shí)要注意到各種電路的特點(diǎn)，靈活運(yùn)用電功公式的變形式，可使解題過(guò)程簡(jiǎn)化，因?yàn)樵摾}屬于純電阻電路，我們可以應(yīng)用W=I2Rt解法2：如串聯(lián)電路中求出電流后W1=I2R1t=(0.6安)2×4歐×60秒=86.4焦W2=I2R2t=(0.6安)2×6歐×60秒=129.6焦W=I2

17、Rt=I2(R1+R2)t=I2R1t+I2R2t=W1+W2=86.4焦+129.6焦=216焦 說(shuō)明由以上運(yùn)算可知，兩個(gè)導(dǎo)體無(wú)論是串聯(lián)還是并聯(lián)，電流通過(guò)兩個(gè)導(dǎo)體所做的總功都等于電流通過(guò)每個(gè)導(dǎo)體所做的功之和。同樣，對(duì)于若干個(gè)用電器（無(wú)論串聯(lián)還是并聯(lián)）電流所做的總功都等于電流通過(guò)每個(gè)用電器所做的功之和。即W=W1+W2+Wn有關(guān)電功率例題例1一定阻值的電阻，接在電壓為3V的電路上，消耗的功率為0.6W，求這個(gè)電阻的阻值，5min電流做功多少？ 答這個(gè)電阻的阻值是15，5min電流做的功是180J。例21kwh的電能能使一只“220V 40W”的燈泡正常工作幾小時(shí)？答使電燈工作25h。例3某校教

18、學(xué)大樓有教室24間，每間教室裝有“PZ220-40”白熾燈6只。（1）求引入大樓照明線中的電流；（2）若平均每日用電3h，每月以30日計(jì)，每月耗電多少度？分析可由P=UI及并聯(lián)電路中I=I1+I2+求出大樓照明線中的電流I可由W=Pt求耗電量。解（1）每個(gè)教室用電的功率是P=40×6W=240W全樓用電的總功率P總=P×24=5.76×103W所以（2）全樓月耗電量W=P總t=5.76kW×3×30h=518.4kWh=518.4(度)答（1）照明線中電流是26.2A；（2）每月耗電518.4度。例4電阻R1，R2的阻值分別為6和3，現(xiàn)有電壓為

19、6V且保持不變的電源。（1）將兩電阻串聯(lián)起來(lái)接在電源兩極。（2）將兩電阻并聯(lián)起來(lái)接在電源兩極，分別求兩電阻的實(shí)際功率。分析電功率的計(jì)算公式有：當(dāng)兩電阻串聯(lián)時(shí)，只要先求出電流，用公式P=I2R就可直接求解。答串聯(lián)時(shí)，兩電阻功率分別是2.67W，1.33W；并聯(lián)時(shí)分別是6W，12W。例5家用電能表盤(pán)面上標(biāo)有“3000R/kWh”這一標(biāo)記，能否利用這一標(biāo)記與秒表測(cè)量家用電器的電功率？分析“3000R/kWh”表示電能表轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)3000轉(zhuǎn)時(shí)用電器所做的功為1kWh或3.6×106J。答利用這一數(shù)據(jù)和秒表可以測(cè)量家用電器的電功率。具體做法是：在電路中斷開(kāi)其他電器，只留下待測(cè)電器。電器接通后，看

20、到電能表轉(zhuǎn)盤(pán)上的紅點(diǎn)轉(zhuǎn)出時(shí)，開(kāi)始計(jì)時(shí)并計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)。若在t秒內(nèi)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)n圈，則用電器做功例6一個(gè)電能表的表面上每千瓦時(shí)轉(zhuǎn)數(shù)的數(shù)據(jù)已模糊不清，但電表轉(zhuǎn)盤(pán)在工作時(shí)能正常轉(zhuǎn)動(dòng)?，F(xiàn)要利用此表測(cè)定一家用電風(fēng)扇的功率。給出的器材有：標(biāo)有“220V，100W”的白熾燈一只，秒表一只。試簡(jiǎn)述測(cè)量的主要步驟和所測(cè)的數(shù)據(jù)，并寫(xiě)出計(jì)算電風(fēng)扇功率的表達(dá)式。分析不同的電器單獨(dú)接在電能表上，只要轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)相同，則電流做功必然相等。答實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）將電能表接入照明電路中，且在此表后只接入“220V，100W”的白熾燈一盞，用秒表測(cè)出通電t秒時(shí)電能表轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)數(shù)n。（2）在此表后只接入被測(cè)的電扇，記下電能表轉(zhuǎn)盤(pán)

21、轉(zhuǎn)過(guò)n圈時(shí)所用的時(shí)間t秒。（3）由于二次轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)數(shù)相同，因此電流做功相同，即W=W，Pt=Pt，所以電風(fēng)扇的功率為例7有兩個(gè)電阻，R1的阻值為2歐，R2的阻值為8歐，當(dāng)把它們串聯(lián)起來(lái)接在某電源的兩極上，R1的電功率為4瓦，若把兩個(gè)電阻并聯(lián)起來(lái)接在同樣的電源上，這時(shí)R1的電功率和R2的電功率多大？分析此題表示兩個(gè)電阻先串聯(lián)后并聯(lián)，但兩次電源電壓一樣，所以解答解法一：在串聯(lián)電路中：I=I1，根據(jù)P=I2R，有 解法二：并聯(lián)時(shí)，R1的功率是100瓦，R2的功率是25瓦。此題若采用比例的方法更顯得簡(jiǎn)便。根據(jù)串聯(lián)電路中各導(dǎo)體的電功率與它的電阻或正比，在并聯(lián)電路中各導(dǎo)體的電功率跟它的電阻成反比。解法如下：有關(guān)測(cè)定小燈泡的功率例題例1用伏安法測(cè)定額定電壓為2.5V的小燈泡的電阻和額定電功率。(l)在未完成的電路圖1(a)中，導(dǎo)線的接頭M應(yīng)連在滑動(dòng)變阻器的_接線柱上(填：A，B，D)。(2)閉合開(kāi)關(guān)S后，電壓表的示數(shù)為0.5V。要使小燈泡正常發(fā)光，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向移動(dòng)(填：A，B)。(3)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表的示數(shù)圖1(b)是_A。(4)小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻R=_。(5)小燈泡的額定功率P=_W。分析伏安法測(cè)電阻