专题复习：电功和电功率知识点及例题(老师版)(2)

透视：本题目把实验过程与计算结合在一起，是近几年出现的新题型。由于它已知条

件隐蔽，综合性强，故形成难点。解此类题目的关键是要结合实验现象和操作过程对题目进行全面分析，一旦整个实验过程清晰了，问题也就迎刃而解了。

例6. 如图3所示是一个电热毯的示意电路图，R0是电热毯中的电阻丝，R是与电热毯电阻丝串联的电阻，电热毯上标有“220V 100W”字样，S是控制电热毯处于加热状态或保温状态的开关。

（1）用学过的公式推理说明开关S断开时，电热毯是处于加热状态还是保温状态？ （2）若要求在保温时电流通过电阻丝R0每分钟有60J的电能转化为内能，电阻R的阻值是多大？

图3

U2

答案：（1）当开关S闭合时，电阻R0消耗的功率P0

R0U'2

当开关S断开时，R0消耗的功率P'

R0

因为U' U，所以P0' P0

所以S断开时，电热毯处于保温状态。 （2）电热毯的电阻丝阻值：R0

U额P额

2

(220V)2 484

100W

U02

t可知电阻丝两端的电压为： 保温状态时，根据Q R0

U0

QR0

t60J 484

22V

60s

所以R两端的电压为：

UR U U0 220V 22V 198V

根据Q IR0t可知通过R和R0的电流：

2

I

Q R0t

60J1

A

484 60s22

所以电阻R

UR198V

4356 1I

A22

透视：本题与生活联系紧密。

例7. 某课外活动小组，找出了“10Ω 1A”的滑动变阻器、“6V 3.6W”的灯泡、电压恒为12V的电源、开关、导线以及电阻为1Ω/cm的足够长的电阻丝（用“

”表

示），准备自制一个亮度可调的玩具台灯，要求开关闭合以后，将滑动变阻器的滑片从一端移动到另一端时，电灯逐渐变亮直至正常发光，他们利用上述器材，设计出如图所示的电路图，请你解决下列问题：

（1）这样设计存在的问题是，当滑片移近a端时，发生_____________现象； （2）画出符合要求的电路图，并计算此电路中灯泡有耗的最小动率。（假定灯丝电阻不变）

图4

答案：烧坏灯泡

2U2

10 灯的电阻：RL 36.W

因为P在a处，灯正常发光 所以电路中的电流：IL

RL3.6W

0.6A UL6V

连入电路中电阻丝的阻值：

R1

U1U UL12V 6V

10 I1IL0.6A

P在b处，电路中的电阻：

R RL R1 Rab 10 10 10 30

图5

电路中的各电流：I 电灯消耗的最小功率

U12V 0.4A R30

Pmin I2RL 0.4A 10 16.W

透视：本题考查了学生运用物理知识去分析问题、解决问题的能力，题目更加贴近生活，同时考查了学生的动手设计实验的能力，体现了从生活走向物理，从物理走向社会的新理论。第1问中，要求学生必须对灯的额定电压和额定功率有正确的理解，同时滑动变阻器此时所起的作用是什么，滑片P逐渐移近a端时，灯L上所分的电压逐渐增加，因为电源电压12V比灯的额定电压时6V大得多，所以当滑片P移近a端，灯会被烧坏。因此，为了保护电路中小灯泡在滑动变阻器的滑片滑至a端时不至烧坏，就必须在电路中串联一段电阻丝。究竟电阻丝的阻值有多大，才能起到应有的作用如图所示。通过分析、计算可知灯的电阻RL=10Ω，P在a处，灯正常发光，可求出连入电路中电阻丝的阻值R1=10Ω。由于灯泡L，

2

电阻丝R1，滑动变阻器三者串联，根据公式P=IR可知在：当灯泡电阻RL一定时，电流I最小时，灯泡消耗的功率为最小。此时滑动变阻器接入电路中的阻值应为最大。

例8. 在如图6所示的电路中，电源电压和灯泡电阻不变，电阻R1=12Ω，灯L标有“6V 12W”的字样，电流表量程为0～3A，电压表量程为0～15V，滑动变阻器R2上标有“2.5A”的字样。

（1）只闭合S1，电流表的示数为0.6A，求电源电压；

（2）当闭合S1、S2和S3，并将滑片P移到b端时，电流表的示数为1.2A，求滑动变阻器R2的最大阻值；

（3）只闭合S2时，求电路总功率的最大值。

2

图6

解：（1）只闭合S1时，灯L与R1串联。 灯泡的电阻：RL

U额P额

2

(6V)2

3 12W

电源电压：U I R1 RL 0.6A 12 3 9V （2）当闭合S1、S2和S3时，灯L短路，R1与R2并联 通过R1的电流：I1

U9V 0.75A R112

滑动变阻器的最大阻值：

Rab

U9V

20 I' I112.A 0.75A

（3）只闭合S2时，灯泡L与R2串联 灯泡L的额定电流：I额

P额U额

12W

2A 6V

为保护灯泡，电流I 2A 为保护电流表，电流I 3A 为保护滑动变阻器，电流I 25.A 电压表量程0～15V，电源电压9V，9V＜15V 电压表始终是安全的

由此可得电路中的最大电流Imax 2A

电路总功率的最大值P UImax 9V 2A 18W 答案：（1）电源电压是9V；

（2）滑动变阻器R2的最大阻值是20Ω； （3） 电路总功率的最大值是18W。

透视：此题是由多个开关和滑动变阻器组成的动态电路问题。要求学生必须准确识别电路在某一时刻的连接情况。（1）只闭合开关S1时，灯L与R1是串联的，（2）当闭合开关S1、S2、S3时，灯L被短路，R2与R1并联，电流表在干路中测电阻总电阻，（3）只闭合S2时，

灯泡L与滑动变阻器R2串联，电路中出现的元件还有电流表、电压表，为了保护电路中所有元件不致烧坏，必需逐一分析每个用电器的工作电流情况，经过分析比较，选择出所需要的值进行计算。

例9. 图7是SD—600全自动豆浆机的结构示意图，下表是铭牌。

制浆过程：先将90g泡好的黄豆装入滤杯内，再往制浆杯内加入1000 mL的水。 第一步：加热，接通电源，加热管开始加热，加热6 min杯内水温升至80℃； 第二步：打浆，加热停止，电机开始打浆，按工作10s停8s方式循环，经1.2min停止；

第三步：再加热，打浆结束后，加热管继续加热，加热3min豆浆由80℃升温至100℃。根据以上信息计算：

（1）在“第三步，再加热”的过程中，豆浆吸收的热量（设豆浆与水的比热容相等）； （2）豆浆机在“加热——打浆——再加热”的全过程中，共消耗的电能。 解：（1）水的质量：

m1 V 10. 103kg/m3 1000 10 6m3 1kg

豆浆质量：

m m1 m2 1kg 0.09kg 109.kg

豆浆吸收的热量：

Q吸 cm t t0 4.2 103J/(kg ℃) 109.kg (100℃ 80℃)

9156. 104J

（2）豆浆机第一次加热消耗的电能：

W1 Pt 600W 6 60s 216. 105J

豆浆机第二次加热消耗的电能：

W2 P1t2 600W 3 60s 108. 105J

电机工作时间：

t3

12. 10s

10s 40s

10s 8s

豆浆机打浆消耗电能：

W3 P2t3 260W 40s 104. 104J

豆浆机消耗的总电能：

W W1 W2 W3 216. 105J 108. 105J 104. 104J

3344. 105J

答案：（1）在“再加热”的过程中，豆浆吸收的热量是9156. 10J。 （2）豆浆机在全过程中，共消耗电能3344. 10J。

透视：此题要求学生能根据题中所给内容，提取出对他解题有用的信息。题目与我们的实际生活紧密相联，学生应能正确分析出豆浆机工作的整个过程，（1）中，求“第三步，再加热”过程中，豆浆吸收的热量时，豆浆质量应为黄豆加水的质量，（2）中，豆浆机在“加热——打浆——再加热”的全过 …… 此处隐藏：2660字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……