初中物理竞赛 电功率问题

初中物理竞赛辅导

1、有甲、乙、丙、丁四个标有“110V 100W”的灯泡，要把它们接在220V特的电路中使用。图(a)和图(b)哪一种接法好？试说明理由。

答案：图(a)好．

思路点拨：在图(b)中，如果某一灯泡损坏或者断路，例如甲灯损坏，则电路变成为丙、丁两灯并联后再与乙灯串联，由于丙、丁两灯的并联电阻小于乙灯的电阻，由此乙灯获得的电压将超过此电路总电压(220V)的一半，即乙灯两端的电压将超过110V，这将导致乙灯烧毁，进而丙、丁两灯也不能发光，而在图(a)中，如果某一灯泡损坏，则不会波及其他灯泡随之损坏，只是与其串联的灯泡不发光，而另外两灯却能照常发光．

2、家用电熨斗为适应不同衣料的熨烫，设计了调整温度的多挡开关。使用时转动旋钮即可使熨斗加热到所需的温度。图是电熨斗的电路图。旋转多挡开关可以改变1、2、3、4之间的连接情况。现将开关置于温度最高挡，这时，1、2、3、4之间的连接是图中的哪一幅？ [ ]

思路点拨

以U表示电源电压，R表示图中每根电阻丝的电阻，在图所示的各种连接法中，由于接法不同，各种电路中电阻丝发热的情况不同，因而电熨斗可以得到多档的温度．

在图A所示的接法中，两根电阻丝并联接入电路，其总电阻为R，则此时电熨斗得到2

2U2

的总功率为PA＝； R

在图B所示的接法中，仅有右侧一根电阻丝接入电路通电，左侧一根电阻丝中无电流，U2

故此时电熨斗的总功率为PB＝； R

在C图所示的接法中，电源实际上被断开了．使整个电熨斗中无电流通过，此时电熨斗的总功率为Pc＝0．

在D图所示的接法中，是两根电阻丝串联接入电路，其总电阻为2R，则此时电熨斗消U2

耗的总功率为PD＝ 2R

答案：A

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1．电炉通电后，电炉丝热得发红，而跟电炉连接的铜导线却不那么热，这是因为（ ）

A．通过铜导线的电流小，所以它消耗的电能也较少

B．电炉丝和铜导线消耗的电能相同，但铜导线散热快，所以就不那么热

C．通过电炉丝的电流大，所以它消耗的电能较多

D. 铜导线电阻较小，所以它消耗的电能较少

思路点拨

电炉丝和铜导线是串联关系，故通过电炉丝的电流与通过铜导线的电流大小相等，电炉丝和铜导线在电学性能上的差别在于：前者的电阻大，后者的电阻很小，根据电流通过电阻发热的公式Q＝I2Rt由于通过两者的电流相同，可见在相等的时间内，电炉丝的发热量比铜导线上的发热量大得多．因此我们看到电炉通电后，电炉丝热得发红而与之相连的铜导线却不那么热．

答案：D

2.楼道里的灯常常彻夜通明，因而极易损坏。给它串联一个电阻后再接到电路里，虽然亮度略有降低，寿命却可以大大延长。现在欲使“220V25W”的灯炮在实际使用时消耗的功率约是额定功率的80％，应该串联多大的电阻？这个电阻消耗的电功率是多大？ 思路点拨

本题电路为一灯泡与一电阻R串联后接入电压Uo＝220V

的电路中，以Rl表示灯的电阻，R2表示与之串联的电阻，U1、U2分别表示灯泡两端和电阻R2两端的电压，如图所示．则由题述可由灯泡的额定电压和额定功率求出其电阻，

当通过灯泡的电流改变时，视其电阻不变．则可求出灯泡功率变为额定功率的80％时通过灯泡的电流和加在灯泡上的电压，进而便可求得R2两端的电压和通过它的电流，则R2的电阻和它此时消耗的功率便可解出．

图2-1

在解出U1和U2的基础上，也可以从此电路的整体考虑，则 U1与U2之比应该等于R1与R2之比，也应等于此时两者所消耗的功率之比，利用这些比例关系，也可以得出本题的解答．

所以本题有多种解法，以下是其中的一种：

解：此灯泡的额定电压为220V，额定功率为25W，则它的电阻R1满足：

2U02U02202

， R1＝P0＝ ＝1936 R1P025

所以当此灯泡接入图2-1中的电路时，依题意其消耗的实际功率P1＝80%P0，由电

功率的公式可知此时通过灯泡的电流I满足：

2P＝IR1，I＝1P125 0.8A＝0.102A R11936

则此时灯泡两端的电压为U1＝IR1＝0.1×1936V＝196V

由串联电路的规律知此时R2两端的电压为：U2＝U0－U1＝220V－196V＝

24V

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这时通过R2的电流I＝0.102A，则R2的大小为：R2＝U224 ＝235 I0.102

这个电阻此时消耗的电功率为：P2＝IU2＝0.102×24W＝2.45W

电功率问题三

1．李军在检修一只1000W的电炉时，发现电炉丝断了一小截，他用一段较细一些但由同种材料制成的电炉丝将残缺部分补接至原长，这样再接入原电路中使用时，其实际发热功率将( )

A．大于1000W B．等于1000W C．小于1000W D．无法判断。

思路点拨

原电炉丝断了一截，李军找来补接的一截电炉丝和原电炉丝是同种材料的，其长度也等于原长，但其截面积比原电炉丝的截面积要小一些．由于导体的电阻与其截面积有关，在同种材料和相同长度的条件下，截面积越大，则电阻越小，可见李军补接的电炉丝电阻大于原来电炉丝的是电阻，这样整个电炉丝的电阻也就比原来增大了．

U2

又根据电功率的公式P＝ R

可见李军更换电炉丝以后，电炉的电功率将会减小，即比原来的1000W要小．

答案：C

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380V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

思路点拨

U22202

“220V 15W”灯泡的电阻为R1＝ ＝3227 P151

U22202

“220V 100W”灯泡的电阻值为R2＝ ＝484 P2100

以此两灯泡串联接入Uo＝380V的电路中时，按串联分压的公式，则15W灯泡获得的电压U1和100W灯泡获得的电压U2分别为： U1＝R1R1＋R2U0＝3227 380V＝330V 3227＋484

U2＝U0－U1＝380V－330＝50V

由上计算结果可见，15W灯泡获得的实际电压为330V，这一数值远超过该灯泡的额定电压220V，可见该灯泡会被烧毁，15W灯泡烧毁以后，电路断开了，电路中将没有电流通过，100W灯泡也会随之熄灭，但100W灯泡不会被破坏．

答案：A

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1、电器修理师傅应顾客要求，要改装一个电炉，使电功率减小到原来的一半，那么下列措施中可行的是（ ）

A、截去一半电炉丝 B、串联一条相同的电炉丝

C、并联一条相同的电炉丝 D、把连接电炉和电源的电线长度增加一倍

思路点拨

根据电功率的分式P＝U2/R可知，当加在电炉上的电压U不变时，要使电炉的功率P变为原来的1/2，则应使电炉电阻丝的电阻R变为原来的2倍．显然，题述的四种方法中，只有“串联一条相同的电阻丝”才能使得改装后电炉电阻丝的总电阻变为原来的2倍． 答案：B

2、贾铭同学打算利用电能表来测量电视机实际消耗的电功率。他断开电能表连接的所有其他用电器，只把电视机打开，在t秒内测得电能表的盘转数为N。如果电能表铭牌上标明每千瓦时的盘转数为n，电视机的电功率为_____________W。

思路点拨

电度表转盘转N转时，电视机消耗的电能为 W＝NkWh n

电视机消耗这些电能的时间为ts，则它的电功率为

WN 103 3 …… 此处隐藏：3681字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……