教科版九年级上册物理课件 第6章 阶段综合专训 电功率的综合计算（27张）

专训 电功率的综合计算
第六章　 电功率
JK版 九年级上
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1．【中考·宿迁】在图甲所示电路中，电源电压恒为9 V，灯泡L的额定电压为6 V，通过灯泡L的电流I与灯泡两端的电压U的关系如图乙所示，求：
(1)灯泡的额定功率。
解：(1)由题可知，灯泡的额定电压U额＝6 V，由图乙可知，此时通过灯泡的电流I额＝0.5 A，所以灯泡的额定功率P额＝U额I额＝6 V×0.5 A＝3 W。
(2)灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值。
由图甲可知，L与滑动变阻器串联，所以灯泡正常发光时，UR＝U－UL＝9 V－6 V＝3 V，IR＝I额＝0.5 A，根据I＝ ，此时滑动变阻器接入电路的阻值R＝ ＝6 Ω。
(3)当电压表示数是5 V时，灯泡L的实际功率。
由图甲知，电压表测滑动变阻器两端电压，所以灯泡两端的实际电压UL′＝U－UR′＝9 V－5 V＝4 V，由图乙可知此时通过灯泡的电流IL′＝0.4 A，所以灯泡的实际功率P′＝UL′IL′＝4 V×0.4 A＝1.6 W。
2．【2020·营口】如图甲所示的电路中，电源电压不变，定值电阻R0＝10 Ω，滑动变阻器R最大阻值为10 Ω，灯泡标有“6 V　4.8 W”，灯泡的信息图像如图乙。当只闭合开关S、S1，滑动变阻器滑片位于最右端时，灯泡L的实际功率为1.2 W，求：
(1)电源电压是多少？
解：(1)当只闭合开关S、S1，滑动变阻器滑片位于最右端时，灯泡L与滑动变阻器的最大阻值串联；由图乙可知，当UL＝2 V，IL＝0.6 A时，灯泡的实际功率PL＝ULIL＝2 V×0.6 A＝1.2 W，由I＝ 可得，电源电压：U＝UL＋IRR＝UL＋ILR＝2 V＋0.6 A×10 Ω＝8 V。
(2)只闭合开关S、S2，电路消耗的最小电功率是多少？
只闭合开关S、S2时，R0与R串联，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路的总功率最小，电路的最小电功率为P＝ ＝3.2 W。
3．【中考·长沙】L1、L2是规格分别为“6 V　6 W”、“3 V　2.7 W”的小灯泡，将它们连在如图所示的电路中，电源电压恒定不变，当只闭合S时，L2正常发光。(不计温度对灯泡电阻的影响)求：
(1)电源电压。
解：(1)电源电压U＝U额2＝3 V。
(2)灯泡L1的电阻R1。
灯泡L1正常工作时通过它的电流I额1＝ ＝1 A，
灯泡L1的电阻R1＝ ＝6 Ω。
(3)当S、S1都闭合时，电路中的总功率。
当S、S1都闭合时，L1和L2并联，灯泡L2正常发光。通过灯泡L1的实际电流I实1＝ ＝0.5 A，
灯泡L1的实际功率P实1＝UI实1＝3 V×0.5 A＝1.5 W，
电路总功率P总＝1.5 W＋2.7 W＝4.2 W。
4．【2020·来宾模拟】如图甲所示，电源电压恒为6 V，额定电压均为6 V的灯L1和L2的U-?I图线如图乙所示，滑动变阻器铭牌上标有“18 Ω　1.5 A”的字样，电压表所接量程为0～3 V，电流表所接量程为0～3 A。
(1)求灯泡L1正常发光时的电阻；
解：(1)由I＝ 可得L1正常发光时的阻值：
R1＝ ＝12 Ω；
(2)求电路的最大电功率。
电源电压恒为6 V，由P＝ 可知，当电路中电阻最小时，电路消耗功率最大，因此当两灯并联，变阻器连入电路的阻为0时电路的总电阻最小，电路消耗的总功率最大，L1的功率为P1＝UI1＝6 V×0.5 A＝3 W, L2的功率为P2＝UI2＝6 V×1 A＝6 W，电路消耗的最大功率为：P最大＝P1＋P2＝3 W＋6 W＝9 W。
5．【2020·长沙模拟】如图所示电路：电流表量程为0～0.6 A，电压表量程为0～15 V，L1、L2、L3是同种规格的灯泡，这种规格的灯泡电流I与电压U的关系如图乙所示。
当S1、S2都闭合，滑动变阻器滑片P在最右端时，电压表示数为4 V，滑动变阻器R消耗的功率为P1，移动滑动变阻器滑片P至中点时，L3恰好正常发光，滑动变阻器R消耗的功率为P2，P1 ∶P2＝32 ∶25，则：
(1)当S1、S2都闭合，滑动变阻器滑片P在最右端时L3的电阻是多少？
解：(1)当S1、S2都闭合，滑动变阻器滑片P在最右端时，灯泡L1、L2并联后再与L3、变阻器的最大阻值串联；电压表测L3两端的电压，电流表测总电流；此时电压表示数为4 V，由图乙可知，此时通过L3的电流为0. 4 A；由I＝
可得，L3的电阻：RL3＝ ＝10 Ω。
(2)L1的额定功率是多少？
当变阻器滑片在最右端和中点处时，变阻器消耗功率之比是P1:P2＝32:25，设前后两次电路中的总电流分别为I1、I2，则有P1:P2＝ ＝32:25，解得I1:I2＝4:5，因I1＝0.4 A，所以可得 I2＝0.5 A；由图乙可知，当I2＝0.5 A，UL3＝6 V，且此时L3恰好正常发光，则L3的额定功率：PL3＝UL3×I2＝6 V×0.5 A＝3 W；又因为L1、L2、L3是同种规格的灯泡，所以L1的额定功率也是3 W。
6．【2019·山西】“创新”小组的同学们调查发现，雨雪天气里汽车后视镜会变模糊，影响行车安全。同学们设计了给后视镜除雾、除霜的加热电路。如图是加热电路原理图，电源电压为100 V，加热电阻R1与R2阻值均为100 Ω，电路低温挡除雾，高温挡除霜。同学们对电路进行模拟测试，开启除霜模式加热后视镜1 min，
用温度传感器测得其温度升高了6 ℃。求：
(1)除霜模式下，电路中的电流。
解：(1)只闭合开关S时，两电阻串联；当开关S、S1都闭合时，R2被短路，只有R1工作，此时电路电阻最小，根据P＝ 可知此时电路的功率最大，处于高温除霜模式。除霜模式下，电路中的电流I＝ ＝1 A。
(2)除霜模式下，电路的加热效率。[查资料得：后视镜玻璃质量约为0.5 kg，玻璃的比热容约为0.8×103 J/(kg·℃)]
除霜模式下1 min消耗的电能为
W＝UIt＝100 V×1 A×60 s＝6 000 J，
后视镜玻璃吸收的热量为
Q＝cmΔt＝0.8×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×6 ℃＝2 400 J，
除霜模式下，电路的加热效率为
η＝ ×100%＝ ×100%＝40%。
7．【2020·潍坊】图甲是一款紫砂电饭锅，其简化电路如图乙所示，R1、R2是电热丝，R1的阻值为110 Ω，通过单独或同时闭合S1、S2实现低温、中温、高温三个挡位间的切换，其铭牌如下表所示，求：
加热效率
80%
额定电压
220 V
电功率
低温挡
440 W
中温挡
880 W
高温挡
(1)低温挡加热时电流的大小。
解：(1)电热丝R1的电功率：P1＝ ＝440 W；结合表格数据可知道，只闭合S1时，电路为R1的简单电路，电饭锅处于低温挡，则低温挡加热时电流的大小为I1＝ ＝2 A。
(2)电热丝R2的阻值。
只闭合S2时，电路为R2的简单电路，电饭锅处于中温挡，根据表格数据可知道，中温挡P2＝880 W，电热丝R2的阻值为R2＝ ＝55 Ω。
(3)已知粥的比热容c粥＝4.0×103 J/(kg·℃)，将2.2 kg的粥用高温挡从20 ℃加热到74 ℃需要的时间。
当S1、S2都闭合时，电热丝R1、R2并联，电路总电阻最小，由P＝ 可知，电饭锅处于高温挡，则高温挡的功率：P＝P1＋P2＝440 W＋880 W＝1 320 W；
2.2 kg的粥用高温挡从20 ℃加热到74 ℃吸收的热量：Q＝cmΔt＝4.0×103J/(kg·℃)×2.2 kg×(74 ℃－20 ℃)＝475 200 J；需要消耗的电能为 W＝ ＝594 000 J；由P＝ 可得，将2.2 kg的粥用高温挡从20 ℃加热到74 ℃需要的时间为 t＝ ＝450 s。