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專題17 額定功率和實際功率 【1】（xx?揚州卷）如圖所示，電源電壓為6V，當(dāng)S1、S2閉合、S3斷開時，電流表示數(shù)為0.5A，則R1的電阻值為___Ω；當(dāng)S1、S3斷開，S2閉合時，電壓表示數(shù)為3V，則通過R1的電流_____A，電路的總電功率是____W，通電5min電路中R2產(chǎn)生的熱量是________J。 【答案】 12 0.25 1.5 225 ＝12Ω，電路的總電功率：P＝UI＝6V0.25A＝1.5W；通電5min電路中R2產(chǎn)生的熱量：Q＝I2R2t＝（0.25A）212Ω560s＝225J。 點睛：（1）當(dāng)S1、S2閉合，S3斷開時，電路為R1的簡單電路，電流表測通過R1的電流，根據(jù)歐姆定律求出R1的阻值；（2）當(dāng)S1、S3斷開，S2閉合時，R1與R2串聯(lián)，電壓表測R2兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出R1兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律得出等式即可求出R1的電流，根據(jù)P＝UI可求電功率；（3）根據(jù)Q＝I2Rt可求5min電路中R2產(chǎn)生的熱量。 【2】（ xx?棗莊卷）如圖所示，是某種電熱器的電路圖，電源電壓220V，R1、R2的阻值分別為11Ω、22Ω，通過旋轉(zhuǎn)扇形開關(guān)S，接觸不同觸點，實現(xiàn)高、中、低三個檔位的轉(zhuǎn)換，電熱器在低溫工作時的電功率是_____W，在高溫檔工作1min產(chǎn)生的熱量是_____J。 【答案】 6600 3.96105 【解析】解：根據(jù)P＝，當(dāng)電阻最大時，電功率最小，開關(guān)S接觸c時只有R2連入電路時為低溫檔， P?。剑?200W當(dāng)兩電阻并聯(lián)時，開關(guān)S接觸c、d時兩電阻并聯(lián)此時電路的總電阻最小，R并＝在高溫檔工作1min產(chǎn)生的熱量是： Q高＝t＝60s＝3.96105J。 【3】（ xx?德州卷）如圖是檢測酒精濃度的測試儀原理圖，圖中電源電壓恒定為8V，R1為定值電阻，酒精氣體傳感器R2的阻值隨酒精氣體濃度的增大而減小。當(dāng)酒精濃度為0時，R2=60Ω，此時電壓表示數(shù)為2V。以下說法錯誤的是 A. 若酒精氣體濃度越大，電壓表和電流表示數(shù)都越大 B. 定值電阻R1的阻值為20Ω C. 酒精濃度為0時，電路消耗的總功率為0.6W D. 若電流表示數(shù)達(dá)到0.2A時，表示酒駕，此時R2消耗的電功率為0.8W 【答案】C 此時，串聯(lián)電路的總電阻R=R1+R2=20Ω+60Ω=80Ω， 電路消耗的總功率為，故C錯誤。 D．若電流表示數(shù)達(dá)到0.2A時，酒精氣體傳感器的電阻，此時R2消耗的電功率為，故D正確。 答案為C。 【4】（ xx?河北卷）如圖所示，電源電壓不變，a、b、c為電流表或電壓表。只閉合S1時，a表無示數(shù)，b表有示數(shù)。S1、S2都閉合時，滑片P向右滑動，c表的示數(shù)不變。下列判斷正確的是 A. a表是電壓表 B. 先閉合開關(guān)S1，再閉合S2，電路中的總電流變大 C. 只閉合S1，P向右移動，R2兩端的電壓變化量與電流變化量的乘積大于其電功率的變化量 D. 開關(guān)均閉合，電路的總功率為P1；若將c表換成另一種電表，再閉合S1、S2，電路的總功率為P2，則P2 > P1 【答案】BD 【解析】分析：根據(jù)開關(guān)的斷開和閉合情況判斷電路的連接方式，再根據(jù)電表有無示數(shù)判斷是什么電表，再根據(jù)歐姆定律和電功率公式判斷電流和電功率的變化； 解答：A、只閉合S1時，a、b兩表串聯(lián)，由a表無示數(shù)，b表有示數(shù)，可以判斷a是電流表b是電壓表，S1、S2都閉合時，R2和滑動變阻器R3被電流表a短路，滑片P向右滑動，c表的示數(shù)不變，所以c是電壓表，故A錯誤； B、先閉合開關(guān)S1，R1、R2和滑動變阻器R3串聯(lián)，總電阻為三者之和，再閉合S2時，R2和滑動變阻器R3被電流表a短路，根據(jù)可知，電路中的總電流變大，故B正確； C、只閉合S1時，R1、R2和滑動變阻器R3串聯(lián)，滑片P向右移動時，接入電路中的電阻變小，由串聯(lián)電路的分壓原理知，R3兩端電壓變小，R2兩端電壓變大，再根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點，就可知道R2兩端的電壓變化量與電流變化量比值不變，再根據(jù)電功率公式可知，R2兩端的電壓變化量與電流變化量的乘積等于其電功率的變化量，故C錯誤； D、 開關(guān)均閉合，R2和滑動變阻器R3被電流表a短路，電路的總功率為，由A可知，c原來是是電壓表，現(xiàn)換成電流表，再閉合S1、S2，電路變成了R1、R2和滑動變阻器R3并聯(lián)，總電阻小于R1，再根據(jù)公式可知P2 > P1，故D正確； 根據(jù)以上分析故選BD 【點睛】本題考查了串聯(lián)和并聯(lián)電路特點、歐姆定律和電功率公式的應(yīng)用，解題的關(guān)鍵是正確分析開關(guān)在不同狀態(tài)下電路的連接方式和電表作用的判斷。 【難點中心】誤以為用電器的實際功率就是額定功率，其實用電器的實際功率會隨它兩端的電壓的改變而改變，處理這類問題時，一定要根據(jù)實際電壓進行分析計算。 【考點難點突破】 【知識鏈節(jié)】 電燈泡上的“PZ220 25”表示額定電壓是220V，額定功率是25W。 （1）額定電壓U額是用電器正常工作時的電壓，也就是用電器上標(biāo)著的電壓值。 額定功率P額是用電器在額定電壓下的功率，也就是用電器上標(biāo)著的功率值。 用電器上標(biāo)出的電流是當(dāng)用電器兩端加上額定電壓時通過它的電流。 P額=U額I額。 額定功率是用電器的重要性能指標(biāo)，在設(shè)計用電器時必須確定它的性能和工作條件。 （2）實際功率是用電器在非額定電壓下實際消耗的功率，燈炮的亮度就由實際功率決定。由公式P=UI可知實際功率的大小隨用電器兩端電壓的變化而變化。 （3）實際功率和額定功率的關(guān)系： ①U實=U額，則P實=P額，用電器正常工作； ②U實U額，則P實>P額，可能損壞用電器。 【技能方法】 1．（1）對某個用電器而言，其額定電壓、額定功率的值只有一個，實際功率隨電壓變化而變化，實際電壓、實際電功率的值有無數(shù)個。 （2）若用電器電阻R不變，根據(jù)，如果U 減小為原來的，則P變?yōu)樵瓉淼摹? （3）燈L1“220V 100W”，燈L2“220V 25W”，由可知，L1燈絲電阻小，L1燈絲粗短，L2燈絲細(xì)長。判斷燈絲電阻口訣：“大（功率）粗短，小細(xì)長”（U額 相同）。兩燈串聯(lián)時，由，可知燈L2亮，兩燈并聯(lián)時，由可知燈L1亮。 項目 串聯(lián)電路 并聯(lián)電路 P實與R的關(guān)系 串聯(lián)電路中電阻越大的用電器消耗的電功率越大 并聯(lián)電路中電阻越小的用電器消耗的電功率越大 燈泡發(fā)光亮度 [實際電壓大的P實越大，因此實際電壓大的燈泡較亮 通過電流大的P實越大，因此通過電流大的燈泡較亮 電阻大的P實越大，因此電阻大的燈泡較亮 電阻小的P實越大，因此電阻小的燈泡較亮 串接上滑動變阻器的小燈泡，變阻器阻值增大時分壓也大，小燈泡實際電壓減小，小燈泡發(fā)光較暗 并接上滑動變阻器的電燈，由于并聯(lián)電路中各部分互不干擾，所以通過小燈泡所在支路的電流不變，小燈泡發(fā)光情況不變 【1】如圖所示電路，電源電壓不變，閉合開關(guān)S，當(dāng)滑片P置于變阻器的B端時，電壓表的示數(shù)為6V，在10s內(nèi)定值電阻R1產(chǎn)生的熱量為36J；當(dāng)滑片P置于變阻器的中點時，電壓表的示數(shù)變化了2V．下列結(jié)果正確的是（　?。? A. R1先后兩次消耗的電功率之比為3：4 B. 滑動變阻器R2的最大阻值為10Ω C. 電源電壓為10V D. R1的阻值為20Ω 【答案】B 【解析】由電路圖可知，R1與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓；當(dāng)滑片在B端時，由歐姆定律可知，電流中的電流：I1＝，則滑動變阻器兩端的電壓（電壓表的示數(shù)）：U2＝I1R2＝＝6V﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，由題意知，當(dāng)滑片滑到中點處時，滑動變阻器接入電阻變小，變阻器分得電壓變小，即電壓表示數(shù)應(yīng)減小，所以，滑片滑到中點時，滑動變阻器兩端電壓為U2′＝6V﹣2V＝4V；同理可得，滑動變阻器兩端的電壓（電壓表的示數(shù)）：U2′＝＝4V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，①：②可得：，解得R1＝R2﹣﹣﹣﹣﹣﹣③，將③代入①：＝6V，可得電源電壓：U＝12V，故C錯誤；當(dāng)滑片滑到B端時，R1兩端電壓為：U1＝U﹣U2＝12V﹣6V＝6V；由Q＝t＝36J可得：R1＝10s＝10Ω，故D錯誤；因R2＝R1，所以變阻器R2的最大阻值為10Ω，故B正確；滑片在中點時，R1兩端的電壓為U1′＝U﹣U2′＝12V﹣4V＝8V，則R1先后兩次的電壓之比為：，由P＝可得R1先后兩次消耗的電功率之比：，故A錯誤。故選：B。 點睛：由電路分析可知，R1與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓；由滑片的移動和電壓表示數(shù)變化可知滑片滑到B點時電壓表的示數(shù)，則由歐姆定律可表示出滑片在不同位置時滑動變阻器兩端的電壓與電源電壓電阻間的關(guān)系，聯(lián)立可解得R1與R2最大值之間的關(guān)系及電源的電壓； 由功率公式可求得R1的阻值，則可求得R2的最大阻值；最后由功率公式分別求得R1先后兩次消耗的電功率，即可求得比值。 【2】如圖所示的電路，電源電壓為3V，R1=15Ω，R2=5Ω，當(dāng)開關(guān)S閉合時，下列分析正確的是 A. R1、R2兩端電壓之比為3：1 B. 通過R1、R2電流之比為3：1 C. R1、R2消耗的電功率之比為1：3 D. R1的電功率為1.8W 【答案】C 【解析】由電路圖知道，R1、R2兩電阻并聯(lián)，由于并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等，所以R1、R2 兩端電壓之比是1：1，故A錯誤；由I=U/R知道，通過R1、R2 電流之比是：I1 ：I2 =U/R1：U/R2=R2：R1=5Ω：/15Ω=1：3，故B錯誤；由P=U2/R知道， R1、R2 消耗的電功率之比是：P1：P2 =U2/R1：U2/R2=R2：R1=1：3，故C正確；由于兩電阻并聯(lián)，所以U1 =U=3V， R1 的電功率是：P1 =U2/R1=(3V)2/15Ω=0.6W，故D錯誤，故選C。 【3】燈泡L與定值電阻R組成的電路如圖甲所示，L和R的I-U圖線分別為圖乙中的A、B，閉合開關(guān)S，L正常發(fā)光，電路的總功率為4.8W，此時燈泡L的 A. 電壓為7V B. 電流為0.3A C. 電阻為20Ω D. 功率為3W 【答案】D 【解析】解：圖甲中燈泡L與定值電阻R并聯(lián)，已知L和R的I-U圖線分別為圖乙中的A、B，閉合開關(guān)S，L正常發(fā)光，電路的總功率為4.8W； 根據(jù)歐姆定律可得，此時燈泡的電阻：，故C錯誤。 此時燈泡的功率為：PL=UIL=6V0.5A=3W，故D正確。 答案為D。 【4】如圖所示，電源電壓恒為15V，定值電阻R的阻值為20Ω，閉合開關(guān)后，使變阻器的阻值減小5Ω，電流表示數(shù)變化了0.1A，則下列說法正確的是（ ） A. 電流表示數(shù)減小了0.1A B. 電壓表示數(shù)減小了0.5V C. 定值電阻的電功率增大了0.2W D. 電路總功率增大了1.5W 【答案】D 【解析】由圖可知，變阻器R變與R串聯(lián)在電路中，電壓表測滑動變阻器兩端電壓，電流表測電路中電流；A、使變阻器的阻值減小5Ω，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點可知總電阻變小，由于電源電壓不變，根據(jù)I＝可知電路中電流變大，所以電流表示數(shù)變化了0.1A，應(yīng)是增大0.1A，故A錯誤；B、設(shè)原來變阻器接入電路的阻值為R變，變阻器的阻值減小5Ω后，此時變阻器接入電路的阻值為R變-5Ω，由題意可知：△I＝I2-I1＝0.1A，即： ＝0.1A，所以： ＝0.1A，解得：R變＝10Ω，R變＝-45Ω（舍去），所以，I1＝＝0.5A，I2＝＝0.6A，則電壓表示數(shù)變化量：△U變＝I2（R變-5Ω）-I1R變＝0.6A（10Ω-5Ω）-0.5A10Ω＝-2V，所以電壓表示數(shù)減小了2V；故B錯誤；C、定值電阻電功率的增大量：△P1＝I22R-I12R＝（0.6A）220Ω-（0.5A）220Ω＝2.2W，故C錯誤；D、總功率的增大量：△P＝UI2-UI1＝15V0.6A-15V0.5A＝1.5W，故D正確。故選：D。 點睛：（1）由圖R與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測滑動變阻器兩端電壓，電流表測的電路中電流，根據(jù)歐姆定律判斷電流表示數(shù)變化情況；（2）根據(jù)串聯(lián)電路的特點和歐姆定律先求出變阻器連入電路的阻值，然后分別根據(jù)電功率公式求出功率。 【5】如圖甲所示，R1為定值電阻，滑動變阻器R2的滑片從a端滑到b端的過程中，R2消耗的電功率P與其兩端電壓U的關(guān)系圖象如圖乙所示，下列說法正確的是（ ） A. R1的阻值為20Ω B. R2的最大阻值為50Ω C. 電源電壓為6V D. 該電路消耗的最大電功率為0.9W 【答案】BC 【解析】如圖兩電阻串聯(lián)，電壓表測量滑動變阻器R2的電壓，電流表測量電路中的電流； 由乙圖知，R2的電壓2V時，功率為0.8W，根據(jù)得： 此時電流為：， 當(dāng)R2的電壓5V時，功率為0.5W，電流又為：； 根據(jù)電源電壓不變得：，解得：，故A錯誤； 電源電壓為：，故C正確； R2的最大阻值為，，故B正確； 當(dāng)滑動變阻器滑片位于最左端時，只有R1接入電路工作，此時功率最大，所以該電路消耗的最大電功率為： ，故D錯誤； 故選BC。