2023年中考物理专题导航讲练系列――电功电功率初中物理.docx

2023年中考物理专题导航讲练系列――电功、电功率 例1． 某电热水瓶的铭牌如下表所示。假设热水瓶内装满水，在额定电压下工作〔外界大气压强为1个标准大气压〕。求： 〔1〕保温时通过电热水瓶的电流是多少？ 〔2〕加热时电热水瓶的电阻多大？ 〔3〕假设瓶内20℃的水加热10min正好烧开，那么加热时电热水瓶的热效率是多少？ 〔4〕请你尝试画出电热水瓶的内部电路图。 【思路点拨】此类题一般是电学综合题，熟练掌握电学根本公式并知道其适用范围。 解答：(1)由P＝UI得I＝P1/U＝30W/220V＝0.14A (2)由P＝U 2/R得R＝U 2/P2＝(220V)2/1200W＝40.33Ω (3)瓶内水的质量m＝ρV＝1.0×103kg/m3×2×10-3m3＝2kg 瓶内水吸热Q＝C m ( t - t0 )＝4.2×103kg/m3×2kg×(100℃-20℃)＝6.72×105J 消耗的电能W＝P2t＝1200W×10×60s＝7.2×105J 热水瓶效率η＝Q/W＝6.72×105J/〔7.2×105J〕＝93.3% 〔4〕电热水瓶内部电路图： 例2. 图33甲和图33乙是利用热敏电阻来测量温度的原理图．电源电压均为20V且保持不变，定值电阻R0的阻值为30Ω．那么： (1)图33甲中电流表的示数为0．3A时，热敏电阻两端的电压和消耗的功率分别是多少？ (2)图33乙中电压表的量程为0—15V，热敏电阻R的阻值随温度的变化关系如图33丙所示，试求此电路能测量的最高温度． 图33 【思路点拨】此类题是动态电路问题，不同的情况下电路中的电流、电功率等物理量要发生变化，因此在分析时针对不同的情况进行分析。 答案：(1)由于电路为串联电路，那么 U总=UR0+U热敏 UR0=IR=IR0=0.3A×30Ω=9V U热敏=U总-UR0=20V-9V=11V P热敏=UI=U热敏I=11V×0.3A=3.3W 〔2〕由题意可知R0两端电压最大为UR0max=15V, 看图可知热敏电阻R的阻值随温度升高而变小，那么热敏电阻阻值最小，即两端电压最小时，电路所测温度最高。 U总=UR0max+U热敏 U热敏=U总-UR0max=20V-15V=5V 当R0两端电压最大时，电路中电流I=U/R=UR0max/R0=15V/30Ω=0.5A 由此可得 R热敏=U/I=U热敏/I=5V/0.5A=10Ω 通过图表数据可知，此时所测温度为92℃ 【规律总结】 〔1〕首先画出符合题意的电路图〔题中有图可省略〕； (2)分析电路的连接方式； 〔3〕对动态电路的不同情况进行不同分析； 〔4〕应用串并联电路的规律、欧姆定律、电学公式解题。 拓展演练 图34 1. 有两个电路元件A和B,流过元件的电流与其两端电压的关系如图34〔甲〕所示．把它们串联在电路中，如图34〔乙〕所示．闭合开关S,这时电流表的示数为0. 4A,那么电源电压和元件B的电功率分别是〔 C 〕 A. 2.0V 0.8 W B. 2.5V 1.0W    C. 4.5V 1.0 W D. 4.5V 1.8W 2. 小明用图35甲所示的电路，研究通过导体的电流与导体电阻的关系．电源电压恒为6V．实验过程中，他做了六次实验，每次改变电阻箱R'，的阻值后．通过调节滑动变阻器始终保持R'两端的电压不变，记下相应的电流值．根据记录的六组数据，他在方格纸上描出了电流I与电阻箱阻值R'的关系图线，如图35乙． (1)记录第一组数据时，电阻箱R'的阻值为4Ω，此时电流表示数是多少 (2)小明在实验过程中．控制电阻箱R'两端的电压是多大 (3)记录第二组数据时，小明记下电流表的示数为0.4 A，此时电阻箱消耗的功率是多少滑动变阻器接入电路中的电阻是多大 (4)记录第四组数据时，电阻箱和滑动变阻器消耗的功率之比是多少 图35 答案：〔1〕从图线可知，当R1’=4Ω时，I1=0.5A，即电流表的示数为0.5A 〔2〕在图线上任取一组电流和电阻值，根据公式U=IR都可求得R’两端的电压U’。如：取R’=4Ω时，I=0.5A U’＝IR=4Ω×0.5A＝2V (3) 当电流表的示数为0.4 A时，从图线可知：R’=5Ω 电阻箱消耗的功率：P’=U’I2=2V×0.4A=0.8W 滑动变阻器连入电路的电阻：R滑=U滑/I2=(6V-2V)/0.4A=10Ω (4)因为记录每组数据时: U’＝2V U滑＝4V I’=I滑 P/P滑=U’I’/U滑I滑=1：2 即：记录第四组数据时，电阻箱与滑动变阻器消耗的功率之比为1：2。 3. 随着生活水平的提高，家用电器在日常生活中已不可缺少。小明家所有家用电器正常工作时的总功率为2200W。其中电热水壶的铭牌如以下图，某一天小明在家里用电热水壶烧开水，电热水壶能正常工作。电热水壶的阻值不变。求： (1)小明家所用熔断器的额定电流等于或稍大于多少安 (2)这个电热水壶正常工作时的电阻为多少欧 电热水壶的铭牌 额定电压 220V 频率 50Hz 额定功率 880W 容积 2L (3)这个电热水壶正常工作600秒所消耗的电能为多少焦 (4)假设电热水壶实际工作电压为110伏，电热水壶的实际功率多大？  解答：〔1〕由 I=P/U   得 I=2200W/220V=10A 所以熔断丝的额定电流应等于或稍大于10A 〔2〕由R=U2/P   得R=(220V)2/880W=55Ω (3)由 W=Pt 得 W=880W×600s=5.28×105J (4) 由P=U2/R 得 P实=(110V)2/55Ω=220W 答：略。 4. 如图35是电饭锅的实物图，图36〔甲〕是它的内部电路图，图36〔乙〕是电路简图它有“高温烧煮〞和“焖饭、保温〞两挡，由温控开关自动控制．煮饭时，先要按下温控开关按钮；到达设定温度〔饭已煮熟〕，按钮会自动弹起 〔1〕对照观察图36〔甲〕和〔乙〕，温控开关按钮未按下时，“烧煮电路局部〞与“保温电路局部〞是_串联_关系〔选填“串联〞或“并联〞〕；按下温控开关按钮．“烧煮电路局部〞的电压为_220_V，“保温电路局部〞将_不工作〔选填“工作〞或“不工作〞〕；温控开关按钮弹起后，电路中的电流比原来_小_〔选填“大〞或“小〞〕。 〔2〕当温控开关按钮按下时，电饭锅电路的总功率为1100W。求：“烧煮电路局部〞的电阻R1 〔3〕温控开关按钮弹起后，电饭锅电路的总功率为44W。求：①电路中的电流；②“保温电路局部〞的电阻R2 〔4〕，只有当指示灯和限流器两端的电压与电源电压相差不大时，指示灯才会发光．请通过相关计算或分析，说明为什么温控开关按钮弹起时，红灯熄灭而黄灯亮。 图36 电饭锅 图37 电路原理图 答案： 〔1〕串联 220 不工作 小 〔2〕当温控开关按钮按下时，电路中只有R1工作 〔3〕当温控开关按钮弹起时，R1与R2串联 〔4〕当温控开关按钮弹起时，R1与R2串联 因为 所以，红灯不亮黄灯亮。