資源簡介

浙教版科學“競賽訓練營”（八）
電功率
例1、如圖所示，電源電壓保持不變，R1∶R2?=?1∶2。只閉合S1時，電流表的示數為0.3?A，R1消耗的功率為P1；只閉合S2時，R0消耗的功率為0.8?W，R2消耗的功率為P2，且P1∶P2?=?9∶8。則下列結果正確的是（　　）
　 A．電源電壓為12V 　 B．R0的阻值為40Ω
C．R2的阻值為20Ω　 　 D．R0先后兩次消耗的功率之比為3∶2
例2、下列電路圖中電源電壓U保持不變，小燈泡的額定電壓為U0，且U＞U0，定值電阻的阻值為R。在不改變電路連接的情況下，能測出小燈泡額定功率的是 （ ）
412369043180在測定小燈泡額定功率的實驗中(所用燈泡的額定電壓U0=3.8V)，王強小組設計了另一種實驗方案(其中電源電壓未知，電阻R的阻值已知)。具體步驟如下：
①按如圖所示的電路連接好電路；
②開關S拔到位置1，移動滑片P至任一位置，讀出電流表示數I1；
③開關S拔到位置2，滑片位置不動，讀出電流表示數I2。
先算出燈泡的電阻RL=_____（請你用所測的量表示），再根據false，計算燈泡的額定功率。他們按此方案測量，發現實驗結果與真實值相差較大，原因是。仔細分析后，他們認為要準確測出燈泡的額定功率，只需將上述步驟2改為 。
例4、如圖所示，電源兩端電壓保持不變，閉合開關S和S′時，電壓表V的示數為U1，電流表A的示數為I1，電阻R1的功率為P1，電阻R2的功率為P2；當只閉合開關S時，電壓表V的示數為U2，電流表A的示數為I2，電阻R2的功率為1W，電阻R1與?R3的總功率為P．已知：U1=4U2，5P2=16P．求：
（1）電流I1與I2之比；
（2）電阻R1的電功率P1．
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1、如圖電路，電源電壓為3.2伏，電壓表本身電阻為10千歐，小燈泡L的額定電壓為3伏，額定功率為1瓦。當開關S跟2接通時，電壓表示數為3伏，當開關S跟1接通時，則（ ）
A．L將正常發光
B．L上有電流通過，但燈泡不亮
C．L比正常發光要亮些
D．L會被燒壞
2、小燈泡的額定電壓為6V，額定功率估計在7W-12W之間，某同學要測定它的額定功率和不在額定電壓下的功率，采用如圖a所示的電路。所用的電流表有0-0.6A和0-3A兩個量程，電壓表有0-3V和0-15V兩個量程，該同學將它們連入電路時都做了正確的選擇。當滑動變阻器的滑片調節到某一位置時，電流表和電壓表的示數分別如圖b和圖c所示，由此可知（ ）
falsefalsefalse
A．小燈泡的額定功率為7.5W B．小燈泡的額定功率為10W
C．在5V電壓下小燈泡的功率為7.5W D．在5V電壓下小燈泡的功率為1.5W
382968503、如圖所示，是通過白熾燈L1（規格為“220伏 100瓦）、L2
（規格為“220伏 60瓦）的電流隨兩端所加電壓的變化的曲線，根據該曲線可確定將L1、L2兩燈串聯接在220伏電源上時，兩燈的實際功率之比大約為 (???)
A．1∶2
B．3∶5
C．5∶3
D．1∶3
4、在交通運輸中，常用“客運效率”來反映交通工具的某項效能，“客運效率”表示每消耗單位能量對應的載客數和運送路程的乘積，即客運效率＝人數×路程/消耗能量。
一個人騎電動自行車，在1.5小時內行駛了30千米。其電動自行車的銘牌如下：
車型：20時（車輪直徑：508mm）
電池規格：36V 12Ah（蓄電池）
整車質量：40kg
額定轉速：210r/min（轉/分）
外形尺寸：L1800mm×W650mm×H1100mm
充電時間：2～8h
電機：后輪驅動、直流永磁式電機
額定工作電壓/電流：36V/5A
一輛載有4人的普通轎車，車的油耗為10升/100千米，則電動自行車與這輛轎車的客運效率之比約為（汽油的燃燒值為4.6 ×107焦耳/千克，汽油的密度為0.72×103千克/米3，汽車發動機的效率約為30%）（ ）
(A)250︰1 (B) 75︰1 (C) 8︰1 (D) 25︰1
40017701314455、某一電源的路端電壓與電流的關系和電阻R1、R2的電壓與電流的關系如圖所示．用此電源和電阻R1、R2組成電路．R1、R2可以同時接入電路，也可以單獨接入電路．為使電源輸出功率最大，可采用的接法是（　　）
A．將R1、R2串聯后接到電源兩端
B．將R1、R2并聯后接到電源兩端
C．將R1單獨接到電源兩端
D．將R2單獨接到電源兩端
6、為了推進環保和節能理念的實施，某公司開發生產了“風光互補路燈”，該路燈只需要曬曬太陽吹吹風就能工作，如圖l所示．它在有陽光時通過太陽能電池板發電，有風時通過風力發電機發電，二者皆備時同時發電，并將電能輸至蓄電池儲存起來，供路燈照明使用．為了能使蓄電池的使用壽命更為長久，一般充電至90%左右即停止，放電余留20%左右即停止電能輸出．
下表為某型號風光互補路燈系統配置方案．問：
風力發電機
太陽能電池組件
最小啟動風速
1.0m/s
太陽能電池
36W
最小充電風速
2.0m/s
太陽能轉換效率
15%
最大限制風速
12.0m/s
蓄電池
500A．h12V
最大輸出功率
400W
大功率LED路燈
80W-12V
（1）當風速為6.0m/s時，風力發電機的輸出功率將變為50W，在這種情況下，將蓄電池的電量由20%充至90%需多長時間？
（2）如果當地垂直于太陽光的平面得到的太陽輻射最大強度約為240W/m2，要想太陽能電池的最大功率達到36W，太陽能電池板的面積至少要多大？
（3）若遇到陰天無風的天氣，僅靠蓄電池供電，最多可供燈具正常發光多長時間？
7、圖為一種摩托車轉向燈的電路原理圖。其中“RJ開關”為由繼電器控制的開關，可以使電路間歇地通斷，D為指示燈。當S撥至1位置時，RD1、RD2前后兩個右轉向燈發光，向外界發出右轉信號，同時D燈閃亮，向駕駛員顯示轉向燈正常工作。左轉時道理與右轉一樣。若四只轉向燈都用“6V、10W”的燈泡，D用“6V、1.5W”的燈泡，電源兩端電壓為6V。試通過計算說明，為什么把S撥至1、2的任何位置時D燈都會發光，而左、右轉向燈不同時發光？
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1、圖甲所示的熱熔膠槍是一種裝修工具，用于材料涂膠．它的內部有2只相同的PTC（正溫度系數）加熱元件，其工作電路如圖乙所示，扣動扳機能使固體膠條向前擠壓，聯動開關S同時擲向A、B，槍口冒出膠液，松開扳機，聯動開關S同時擲向B、C．單只PTC元件的電阻隨溫度的變化如圖所示．關于PTC元件的工作情況，下列說法正確的是（　　）
A．扣動扳機，兩只PTC元件串聯在電路中
B．松開扳機，只有一只PTC元件接入電路
C．松開扳機，當溫度為80℃時，電路消耗的電功率為55W
D．扣動扳機，當溫度為180℃時，1min電路消耗的電能為4800J
2、如圖所示，額定電壓為110伏的A、B兩盞電燈，額定功率分別為100瓦和25瓦。把它們接到220伏的電路上，欲使它們都能正常發光且電路消耗的電能最少，正確的電路是（ ）
4300855628653、如圖所示，開關S斷開時，電燈正常發光，消耗的功率為false；若把電源電壓提高到原來的兩倍，同時閉合開關S，使電燈的功率變為falsefalse，則電流表示數為原來的（ ）
A．2倍 B．4倍 C．false倍 D．false倍
327914004、一個用半導體材料制成的電阻D，其電流I隨它兩端電壓 U的關系如圖（a）所示，如果它與兩個標準電阻R1、R2并聯后接在電壓恒為U的電源兩端，三個用電器消耗的電功率均為P。現將它們連接為如圖（b）所示的電路，再接在該電源的兩端，設電阻D和電阻R1、R2消耗的電功率分別 是PD、P1、P2，下列判斷中錯誤的是 （ ）
A．P1>P2 B．P1>4PD C．PD 5、在圖false所示的電路中，電源電壓保持不變，false為定值電 阻，false為滑動變阻器，閉合電鍵S，將滑動變阻器的滑片P從右端滑到左端的過程中，電壓表false的示數隨電流表A示數變化的完整圖線如圖false中、圖線所示，其中能正確反映該過程的電壓表false隨電流表A示數變化的完整圖線是 ( )
6、小明家新買了一個100瓦的電熱毯，他想用伏安法測量電熱毯的電阻值，于是連接了如圖所示的實驗電路，其中電源電壓為6伏，Rx為電熱毯的電阻值，滑動變阻器的最大阻值為20歐。但在實驗過程中小明發現，不論怎樣調節滑動變阻器的滑片P的位置，電壓表的示數幾乎不發生變化，檢查電路的連接均無誤。請你分析一下產生這一現象的原因是什么?若不更換實驗器材，電路應怎樣連接，才能在滑片P滑動過程中，有效地改變電熱毯兩
端的電壓值?
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參考答案
例1、B
P1=I12R1 P2=I22R2; P1:P2= I12R1: I22R2=[(0.3A)2×1]: (I22×2)=9:8,解得：I2=0.2A
R0=P0/I02=0.8W/(0.2A)2=20歐
U電源=0.3A(R1+20歐)=0.2A(R2+20歐),解得R1=20歐，R2=40歐
R0前后的功率之比為9：4。
例2、C
例3、
false 忽略溫度對燈絲電阻的影響；
開關S拔到位置1，移動滑片P，使燈泡正常發光，讀出電流表示數I1 或開關S拔到位置1，移動滑片P，使I1R等于3.8V
例4、解：當閉合開關S和S′時，等效電路圖如圖甲所示；當只閉合開關S時，等效電路圖如圖乙所示．
答：（1）電流I1與I2之比為4：1；（2）電阻R1的電功率P1為8W．
1、B
2、C
3、D
4、D
5、C
6、解析：（1）蓄電池的容量：W=12V×500A?h×（90%-20%）=12V×500A×3600s×（90%-20%）=1.512×107J；
需要的時間：t=W/P=1.512×107J/50W==302400s=84h；
（2）電池板面積：S= P電/ηP輻=36W/240W/m2×15%=1m2；
（3）為了能使蓄電池的使用壽命更為長久，一般充電至90%左右即停止，放電余留20%左右即停止電能輸出，與（1）蓄電池的電量由20%充至90%相符，即蓄電池的容量相等，故可供燈具發光時間：
t燈= W/ P燈=1.512×107J/80W=189000s=52.5h．
答案：（1）將蓄電池的電量由20%充至90%需84h；（2）太陽能電池板的面積至少要1m2；（3）最多可供燈具正常發光52.5h．
解析：因為燈D的規格是“6V、1.5W”，所以燈D的電阻為RD=U2/PD=24?
轉向燈的規格都是6V、10W”，所以轉向燈的電阻均為R＝U2/P=3.6?
左（或右）兩只轉向燈和燈D總電阻：R總=RD＋R/2＝25.8?
當摩托車向右（或左）轉時，開關S接至位置1（或位置2），此時右轉（或左）向燈RD1、RD2兩端的電壓為6V，正常發光。
而通過燈D的電流：ID=U/R總=0.23A
所以燈D上獲得的功率：PD’=I2RD=1.3W
由于PD’與燈D的額定功率（1.5W）差不多，所以此時燈D也能發光。
與此同時，通過左（或右）轉向燈中每只燈泡上的電流：I＝ID/2=0.12A
所以每個左（或右）轉向燈的實際功率為：P實=I2R＝0.052W
由于左（或右）轉向燈的P實遠小于其額定功率10W，所以左（或右）轉向燈不能發光。
1、D
2、C
3、C
4、B
5、A
（1）將滑動變阻器的滑片P從右端滑到左端的過程中，滑動變阻器接入點路的電阻變小，
根據I=U/ R可知，電路中的電流變大；
根據U=IR可知，R1兩端的電壓變大，故①表示電壓表V1、②表示電壓表V2．
（2）當滑片位于左端時，R1與R2串聯，
由（b）圖象可知：R1兩端的電壓U1=4V，通過的電流I1=0.4A，
則R1=U1/I1=4V/0.4A=10Ω；
電源的電壓U=U1+I1R2=4V+0.4A×R2--------①
當滑片位于右端時，R1、R、R2串聯，
由（b）圖可知，I2=0.2A，R兩端的電壓UR=3V，U1′=2V，
則電源的電壓U=UR+U1′+I2R2=3V+2V+0.2A×R2--------②
由①②兩式可得：U=6V．
（3）因V3測電源的電壓與R1兩端的電壓之差，
所以，當U1=4V、I1=0.4A時，V3的示數為U-U1=6V-4V=2V；
當U1′=2V、I2=0.2A時，V3的示數為U-U1′=6V-2V=4V；
結合選項可知A符合，BCD不符合．
6、解析：由實驗電路圖可知，當滑片P在最右端時，電路中電流最小：
I最小=false
電熱毯兩端的最小電壓為
U最小=I最小×Rx=falseU
當滑片P在最左端時，電路中電流最大：I最大=false
電熱毯兩端的最大電壓為U最大=U
所以電壓表示數變化范圍為falseU～U
由于電路連接正確，只有當Rx>>R(電熱毯的電阻值遠大于滑動變阻器的最大電阻值)時，有falseU≈U，不論怎樣調節滑動變阻器的滑片戶的位置，電壓表的示數將幾乎不發生變化。
若不更換實驗器材，要實現電壓表示數在較大范圍內變化，可采用如圖所示的連接方式(2分)(這時?當滑片在最右端時，電壓表示數為0，當滑片在最左端時，電壓表示數為6伏，所以電壓表的變化范圍為0～6伏)

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