初中应用物理知识竞赛辅导讲座 电功率(教师版)

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1、初中应用物理知识竞赛辅导讲座电功率(教师版)【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。【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.8VB.

2、12VC.16VD.20V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

3、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(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;(2

4、)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。【名师点评】解答此题要注意题述“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”。对于纯电阻用电器,一般是先计算出各档位的等效电阻,然后利用P=U2/R计算功率;对于含电动机的用电器,用P=UI计算功率。电动机正常转动

5、时,电动机输入功率UI=P+I2R,电动机输入功率等于电动机输出功率与内阻发热功率之和。例4.(2011全国初中应用物理知识竞赛初赛)家用电熨斗为了适应不同衣料的熨烫需要,设计了调整温度的多档开关。使用时,转动旋钮即可使电熨斗达到需要的低温、中温或高温。图(甲)是电熨斗的电路图,图中电热丝R1=96.8Ω,R2=48.4Ω。旋转开关可以改变1、2、3、4四个接点的连接情况,如图(乙)中的A、B、C所示可知,电源电压不变时,总电阻最大,总功率最小。(2)当开关旋转处于B状态时,电路中只有R2工作,电熨斗处于中档位工作,此时电路中的电功率P=U2/R

6、2=(220V)2/48.4Ω=1000W。(3)当开关S1置于a端、S2闭合时,R1和R2并联,此时电熨斗在高档位工作,工作6min,电熨斗消耗的电能为J。【名师点评】根据题述条件可计算出电熨斗三个档位的额定功率分别为500W、100W、1500W。【竞赛实战训练】一.选择题1.(2010上海初中物理竞赛题)如图24-13所示,额定电压为110伏的A、B两盏电灯,额定功率分别为100瓦和25瓦。把它们接到220伏的电路上,欲使它们都能正常发光且电路消耗的电能最少,正确的电路是2.(2011上海第25界初中物理竞赛)甲、乙两灯为钨丝白炽灯,将它们

7、并联在照明电路里都能正常发光,且甲灯比乙灯亮,那么A.甲灯的额定功率一定比乙灯大B.甲灯消耗的电能一定比乙灯多C.甲灯的电阻比乙灯大.D.甲灯两端的电压比乙灯两端的电压大2.【答案】:.A【解析】:根据两灯并联在照明电路里都能正常发光,且甲灯比乙灯亮,说明甲灯的额定功率一定比乙灯大,两灯电压相同,甲灯的电阻比乙灯小,选项A正确CD错误。灯消耗的电能与时间相关,选项B错误。3.(2010上海初中物理竞赛题)将某灯泡接到电压不变的电源两端,灯泡的电功率为40瓦。如果将灯泡和某电阻R串联后再接到上述电源的两端,电阻的电功率为3.6瓦,不考虑灯泡的电阻随

8、温度而发生变化,且灯泡的电阻小于R,则此时灯泡的电功率为()A.14.4瓦。B.32.4瓦。C.0.4瓦。D.0.9瓦。4.(2010上

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