初中物理 知识竞赛辅导讲座 十八电功率.docVIP

PAGE PAGE 1 用心 爱心 专心 初中应用物理知识竞赛辅导讲座十八 电功率 【知识要点解读】 1.电功率 电功率P=UI，用电器的额定功率等于额定电压与额定电流的乘积，用电器的实际功率等于实际电压与通过的实际电流的乘积。 2. 焦耳定律 电流具有热效应，电流通过电阻时要产生焦耳热，由焦耳定律可得，产生的热量Q=I2Rt。 3．电能的计算 若用电器以恒定功率P工作，则t时间消耗电能为W=Pt。 【竞赛知识拓展】 初中应用物理知识竞赛关于电功率拓展的知识点主要有： 1.用电器串联所允许加的最大电压 用电器串联是实际中经常遇到的问题。几个用电器串联，其电流相等。可根据用电器的铭牌确定各个用电器的额定电流，取各个用电器中额定电流最小的值乘以串联用电器的总电阻即得用电器串联所允许加的最大电压。 2.电热功率。电流具有热效应，电流通过电阻时要产生焦耳热，由焦耳定律可得，产生的热量Q=I2Rt，单位时间产生的热量称为热功率，P热=I2R。 3.电动机电路。电动机的输入功率P入=UI，电动机内阻R发热消耗功率P热=I2R，电动机输出的机械功率P=P入- P热=UI- I2R。对于电动机电路，UIR，欧姆定律不成立。 【经典竞赛题分析】 例1（2008河南初中物理竞赛题）灯L1标有“8V、16W”的字样，灯L2标有“12V、36W”的字样，两灯串联后接在电压为U的电路中，要保证两灯不损坏，电压U的最大值为( ) A．8V B．12V C．1 6V D．20V 【解析】：“8V、16W”的灯L1额定电流I1=P/U=16/8A=2A，电阻R=U/I=4Ω；“12V、36W”的灯L2额定电流I2=P/U =36/12A=3A，电阻R=U/I=4Ω；两灯串联后接在电压为U的电路中，要保证两灯不损坏，电流最大值为2A，允许加的电压U的最大值为U=2A×(4Ω+4Ω)=16V, 选项 C正确。 【答案】：C 【名师点评】可由用电器的铭牌得到用电器额定电压和额定功率，根据P=UI确定用电器额定电流，再由额定电压和额定电流确定纯电阻用电器的工作电阻。 例2（2011上海第25界初中物理竞赛）在如图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合电键S，当滑片P置于滑动变阻器的中点时，电压表的示数为4伏；当滑片置于滑动变阻器的b端时，电压表的示数变化了2伏，此后15秒内定值电阻R1产生的热量为60焦。下列结果正确的是 （ ） A．电源电压为10伏 B．R1的阻值为18欧 C．滑动变阻器R的最大阻值为9欧 D．R1先后两次消耗的电功率之比4:3 解析：设电源电压为U，滑动变阻器R的最大阻值为R，闭合电键S，当滑片P置于滑动变阻器的中点时，电路总电阻为R1+R/2，电流I=U/( R1+R/2)，电压表的示数为IR/2=4伏；当滑片置于滑动变阻器的b端时，电路总电阻为R1+R，电流I’=U/(R1+R)，电压表的示数增大2伏，为I’R=6伏；此后15秒内定值电阻R1产生的热量为I’ 2R1t=60焦。联立解得R1=R，U=12V，定值电阻R1两端电压为12V-6V=6V，根据15秒内定值电阻R1产生的热量为60焦可得R1的阻值为9欧，滑动变阻器R的最大阻值为9欧，选项AB错误C正确；I/I’=4/3，R1先后两次消耗的电功率之比16:9，选项D错误。 【答案】C 【名师点评】此题需要根据题述过程列出多个方程联立解得，难度较大。 例3．（2008年第十八届全国初中应用物理知识竞赛预赛试题）如图1是一个电热器的工作原理图，电热器内有两个阻值分别为R1=60Ω和R2=120Ω的电热丝；旋转开关内有一块绝缘圆盘，在圆盘的边缘依次有0，1，2，—— 9共10个金属触点；可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，转动开关旋钮可以将相邻的触点连接。如旋钮上的箭头指向图中位置D时，金属滑片将2、3触点接通，同时另一端将7、8触点接通。用这个旋转开关可以实现电热器有多挡位工作的要求。请回答： 图1（1）这个电热器可有几个不同加热挡位?并指出每个加热档位旋转开关的箭头指向的位置； 图1 （2）将此电热器接人家庭电路中，电热器在正常工作时每个挡位的功率各是多大。 解析：（1）有五个档位：A档：当旋纽上的箭头指向图中位置A或F时；B档：当旋纽上的箭头指向图中位置B或G时；C档：当旋纽上的箭头指向图中位置C或H时；D档：当旋纽上的箭头指向图中位置D或I时；E档：当旋纽上的箭头指向图中位置E或J时。 （2）A档：R1、R2并联连入电路，电路的总电阻最小，为最大功率档 P1=U2/R1+ U2/R2= 2202/60W+2202/120W =1210W。 B档：只有R1接入电路，为较大功率档P