1电功、电功率

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1、2010年中考物理专题导航讲练系列――电功、电功率例1.某电热水瓶的铭牌如下表所示。若热水瓶内装满水,在额定电压下工作(外界大气压强为1个标准大气压)。求:(1)保温时通过电热水瓶的电流是多少?(2)加热时电热水瓶的电阻多大?(3)若瓶内20℃的水加热10min正好烧开,则加热时电热水瓶的热效率是多少?(4)请你尝试画出电热水瓶的内部电路图。【思路点拨】此类题一般是电学综合题,熟练掌握电学基本公式并知道其适用范围。解答:(1)由P=UI得I=P1/U=30W/220V=0.14A(2)由P=U2/R得R=U2/P2=(220V)

2、2/1200W=40.33Ω(3)瓶内水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg瓶内水吸热Q=Cm(t-t0)=4.2×103kg/m3×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J消耗的电能W=P2t=1200W×10×60s=7.2×105J热水瓶效率η=Q/W=6.72×105J/(7.2×105J)=93.3%(4)电热水瓶内部电路图:例2.图33甲和图33乙是利用热敏电阻来测量温度的原理图.电源电压均为20V且保持不变,定值电阻R0的阻值为30Ω.则:(1)图33甲中电流表的示数为0.3A

3、时,热敏电阻两端的电压和消耗的功率分别是多少?(2)图33乙中电压表的量程为0—15V,热敏电阻R的阻值随温度的变化关系如图33丙所示,试求此电路能测量的最高温度.图33【思路点拨】此类题是动态电路问题,不同的情况下电路中的电流、电功率等物理量要发生变化,因此在分析时针对不同的情况进行分析。答案:(1)由于电路为串联电路,则U总=UR0+U热敏UR0=IR=IR0=0.3A×30Ω=9VU热敏=U总-UR0=20V-9V=11VP热敏=UI=U热敏I=11V×0.3A=3.3W(2)由题意可知R0两端电压最大为UR0max=15

4、V,看图可知热敏电阻R的阻值随温度升高而变小,则热敏电阻阻值最小,即两端电压最小时,电路所测温度最高。U总=UR0max+U热敏U热敏=U总-UR0max=20V-15V=5V当R0两端电压最大时,电路中电流I=U/R=UR0max/R0=15V/30Ω=0.5A由此可得R热敏=U/I=U热敏/I=5V/0.5A=10Ω通过图表数据可知,此时所测温度为92℃【规律总结】(1)首先画出符合题意的电路图(题中有图可省略);(2)分析电路的连接方式;(3)对动态电路的不同情况进行不同分析;(4)应用串并联电路的规律、欧姆定律、电学公式

5、解题。拓展演练1.有两个电路元件A和B,流过元件的电流与其两端电压的关系如图34(甲)所示.把它们串联在电路中,如图34(乙)所示.闭合开关S,这时电流表的示数为0.4A,则电源电压和元件B的电功率分别是(C)图34A.2.0V0.8WB.2.5V1.0W   C.4.5V1.0WD.4.5V1.8W2.小明用图35甲所示的电路,研究通过导体的电流与导体电阻的关系.电源电压恒为6V.实验过程中,他做了六次实验,每次改变电阻箱R',的阻值后.通过调节滑动变阻器始终保持R'两端的电压不变,记下相应的电流值.根据记录的六组数据,他在方

6、格纸上描出了电流I与电阻箱阻值R'的关系图线,如图35乙.(1)记录第一组数据时,电阻箱R'的阻值为4Ω,此时电流表示数是多少?(2)小明在实验过程中.控制电阻箱R'两端的电压是多大?(3)记录第二组数据时,小明记下电流表的示数为0.4A,此时电阻箱消耗的功率是多少?滑动变阻器接入电路中的电阻是多大?(4)记录第四组数据时,电阻箱和滑动变阻器消耗的功率之比是多少?图35答案:(1)从图线可知,当R1’=4Ω时,I1=0.5A,即电流表的示数为0.5A(2)在图线上任取一组电流和电阻值,根据公式U=IR都可求得R’两端的电压U’。

7、如:取R’=4Ω时,I=0.5AU’=IR=4Ω×0.5A=2V(3)当电流表的示数为0.4A时,从图线可知:R’=5Ω电阻箱消耗的功率:P’=U’I2=2V×0.4A=0.8W滑动变阻器连入电路的电阻:R滑=U滑/I2=(6V-2V)/0.4A=10Ω(4)因为记录每组数据时:U’=2VU滑=4VI’=I滑P/P滑=U’I’/U滑I滑=1:2即:记录第四组数据时,电阻箱与滑动变阻器消耗的功率之比为1:2。3.随着生活水平的提高,家用电器在日常生活中已不可缺少。小明家所有家用电器正常工作时的总功率为2200W。其中电热水壶的铭牌

8、如图所示,某一天小明在家里用电热水壶烧开水,电热水壶能正常工作。已知电热水壶的阻值不变。求:(1)小明家所用熔断器的额定电流等于或稍大于多少安?(2)这个电热水壶正常工作时的电阻为多少欧?(3)这个电热水壶正常工作600秒所消耗的电能为多少焦?(4)若电热水壶实

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