1、阶段类型专训专训电功、电功率的计算12习题链接提示：点击进入习题12312答案呈现类型1类型2类型3类型43412341【2019宁夏】小明家中的电热水壶坏了，他在网上查到两种外形基本相同的电热水壶的铭牌如表所示。类型1(1)用品牌2的电热水壶烧开一壶水用时6 min，则电热水壶消耗了多少电能？解：用品牌2的电热水壶烧开一壶水消耗的电能WPt2 000 W660 s7.2105 J。类型1(2)小明认为“品牌1”这款电热水壶功率小，更省电。从节能的角度考虑，你认为他的这种想法合理吗？为什么？解：小明的想法不合理。因为用电热水壶烧开同样一壶水，水吸收的热量相同，根据公式QWUItPt可知，电热水
2、壶的功率越大，水达到沸腾的时间越短，散失掉的热量越少，消耗的电能越少，越省电。类型12【2019泸州】小明家电热水器铭牌标识为“220 V1 000 W”。由于使用了多年，该电热水器中的电热丝明显氧化导致其电阻发生了变化，为准确测量氧化电热丝的实际电阻值，小明在家中把该电热水器单独接入220 V的家庭电路中工作5 min，发现电能表指示灯闪烁了242次，电能表规格如图所示。问：类型1(1)小明测得该电热水器的实际电功率是多少？解：电能表指示灯闪烁了 242 次消耗的电能W 2423 000 kWh 2423 0003.6106 J2.904105 J，该电热水器的实际电功率 P 实Wt 2.9
3、04105 J560 s968 W。类型1(2)该电热水器氧化电热丝的实际电阻值是多少？解：该电热水器氧化电热丝的实际电阻值R 实U2P实(220 V)2968 W 50。类型1(3)为恢复该电热水器的铭牌功率，可与氧化电热丝并联一段新的电热丝，则并联的这段电热丝的电阻值为多少？解：电热水器铭牌标识的功率对应的电阻 RU2P(220 V)21 000 W48.4，为恢复该电热水器的铭牌功率，可与氧化电热丝并联一段新的电热丝 R，则有1R 1R实 1R，即148.4 150 1R，解得：R1 512.5。类型11【2018大庆】在中学生创新大赛中，大庆市某初中参赛小组设计了一种测定风力的装置(如
4、图甲)，迎风板与压敏电阻Rx连接，工作时迎风板总是正对风吹来的方向。压敏电阻的阻值随风力变化而变化，其阻值Rx与风力F的关系如图乙所示。已知电源电压恒为5 V，定值电阻R3。类型2(1)开关闭合后，风力增加时，电压表的示数是增大还是减小？(不用说明理由)解：增大。类型2(2)求无风时，压敏电阻的功率？解：由图象可知，当无风时，电阻 Rx7，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电路中的电流 IURRx5 V3 7 0.5 A，压敏电阻 Rx 消耗的电功率PxI2Rx(0.5 A)27 1.75 W。类型2(3)如果电压表的量程为03 V，求该装置所能测量的最大风力？解：由图象可知Rx与F图线
5、为一次函数，RxaFb，当F0时，Rx7，所以7 a0b，可得：b7；当F600 N时，Rx1，所以1 a600 N7，可得：a0.01/N，则：Rx0.01/NF7，当所测风力最大时，Rx的阻值最小，电路中电流最大，则电压表的示数最大，即UR3 V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以Rx两端的电压UxUUR5 V3 V2 V，类型2因串联电路中各处的电流相等，所以电路中的电流IURR 3 V3 1 A，则压敏电阻的阻值 RxUxI 2 V1 A2，所以 2 0.01/NF7，解得 F500 N。类型22【2018盐城】在综合实践活动中，小明设计了一种电热饮水机电路，如图甲所示。R1和R
6、2均为电热丝，S2是自动控制开关，可实现“低挡”“高挡”之间的转换。饮水机工作时功率随时间变化的关系图象如图乙所示。求：类型2(1)30 min内电路消耗的总电能。解：由图乙可知，饮水机前10 min处于“高挡”，功率为660 W；后20 min处于“低挡”，功率为220 W，则30 min 内电路消耗的电能WW1W2P1t1P2t2660 W600 s220 W1 200 s6.6105 J。类型2(2)饮水机工作时，通过电阻R1的电流。解：当 S1 闭合，S2 断开时，饮水机处于“低挡”，即只有 R1 接入电路，所以 R1U2P2(220 V)2220 W 220，故饮水机工作时，通过 R
7、1 的电流 I1UR1220 V220 1 A。类型2(3)电阻R2的阻值。解：当 S1、S2 都闭合时，饮水机处于“高挡”，则 R2 的功率 PP1P2660 W220 W440 W，R2 的阻值 R2U2P(220 V)2440 W 110。类型23【2019成都】在如图甲所示的电路中，电源电压恒定不变。R1、R2为定值电阻，已知电灯L的伏安特性曲线(即电流随两端电压的变化图象)如图乙所示。当开关S1、S3闭合，S2断开时，电流表的示数为0.26 A；当开关S2、S3闭合，S1断开时，电流表的示数为1.25 A；当开关S3闭合，S1、S2断开时，电流表的示数为0.2 A。求：类型2(1)当
8、开关S1、S3闭合，S2断开，5 min内电路消耗的电能是多少？解：当开关S1、S3闭合，S2断开时，R1和R2被短路，电路为灯泡L的简单电路，电流I10.26 A，由图乙知电源电压U5 V，消耗的电能WUIt5 V0.26 A300 s390 J。类型2(2)当开关S3闭合，S1、S2断开，R2消耗的电功率是多大？解：当开关 S2、S3 闭合，S1 断开时，电路为 R1 的简单电路，电阻 R1UI2 5 V1.25 A4，当开关 S3 闭合，S1、S2断开时，R1、R2 和灯泡 L 串联，此时 I30.2 A，由图象可知，此时灯泡两端电压 UL3 V，R1 两端电压 U1I3R10.2 A4
9、 0.8 V，R2 两端电压 U2UULU15 V3 V0.8 V1.2 V，R2 消耗的电功率 P2U2I31.2 V0.2 A0.24 W。类型21【2019昆明】如图所示电路，电源电压保持不变，滑动变阻器R的最大阻值为30，小灯泡L上标有“2.5 W”字样(忽略温度对灯泡电阻的影响)。类型3(1)滑片移至最右端，闭合开关后，电流表的示数为0.3 A，小灯泡的功率为0.9 W，求电源电压。解：滑片移至最右端，闭合开关后，滑动变阻器两端的电压 UIR0.3 A30 9 V，灯泡两端的电压 ULPLI 0.9 W0.3 A 3 V，则电源电压 UUUL9 V3 V12 V。类型3(2)将滑片移
10、至某一位置时，电压表的示数为7 V，此时小灯泡正常发光，求小灯泡正常发光时的电流和电路的总功率。解：将滑片移至某一位置时，此时小灯泡正常发光，灯泡的额定电压 U 额UU12 V7 V5 V，灯泡正常发光时的电流 ILP额U额2.5 W5 V 0.5 A，电路的总功率 P 总UIL12 V0.5 A6 W。类型32【2019贵阳】如图所示电路，电源电压恒为8 V，小灯泡标有“6 V 3 W”字样。若不考虑温度对灯泡电阻的影响，闭合开关S，求：(1)小灯泡的额定电流。解：灯泡的额定电流ILPU3 W6 V0.5 A。类型3(2)小灯泡正常发光时，滑动变阻器R接入电路的阻值。解：灯泡正常工作时电路中
11、的电流 IIL0.5 A，滑动变阻器两端的电压 UU 总U8 V6 V2 V，滑动变阻器接入电路的电阻 RUI 2 V0.5 A4。类型3(3)移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为3 V时，小灯泡的实际功率。解：灯泡的电阻 RLUIL 6 V0.5 A12，当电压表示数为 3 V 时，灯泡的实际功率P 实U2RL(3 V)212 0.75 W。类型33【2019邵阳】如图甲所示的电路中，电源电压不变，L是标有“6 V 3 W”的电灯，当S1和S3闭合、S2断开时，灯L正常发光，电流表的示数如图乙所示。求：类型3(1)电源电压。解：当S1和S3闭合、S2断开时，灯L与电阻R并联，且灯L正常发光，
12、电源电压UUL6 V。类型3(2)定值电阻R的阻值。解：当 S1 和 S3 闭合、S2 断开时，灯 L 与电阻 R 并联，通过灯的电流 ILPLUL3 W6 V0.5 A，由图乙可知，电流表的量程为 03 A，分度值为 0.1 A，干路电流 I1 A，通过定值电阻 R 的电流 IRIIL1 A0.5 A0.5 A，定值电阻 R 的阻值 RUIR 6 V0.5 A12。类型3(3)S1和S3断开、S2闭合时，灯L的实际功率。(不考虑温度对电阻的影响)解：灯的电阻 RLUL2PL(6 V)23 12，当 S1 和 S3 断开、S2 闭合时，灯 L 与定值电阻 R 串联，电路中的电流 IUR6 V1
13、2 12 0.25 A，灯 L 的实际功率 PLI2RL(0.25 A)212 0.75 W。类型34【2019宜宾】如图所示的电路中，已知电源电压保持不变，小灯泡L的规格为“6 V 3 W”，滑动变阻器的最大阻值为30，R0为定值电阻。类型3(1)小灯泡L正常发光时的电流为多少？解：小灯泡正常发光时的电流 ILPLUL3 W6 V0.5 A。类型3(2)只闭合开关S1和S2，将变阻器滑片从最左端a向右滑动，当变阻器接入电路的阻值为4 时，小灯泡L恰好正常发光，则电源电压是多少？解：闭合开关S1和S2时，小灯泡L和变阻器串联，此时滑动变阻器两端的电压URILR0.5 A4 2 V，电源电压U总
14、ULUR6 V2 V8 V。类型3(3)只闭合开关S1和S3，当滑片置于a时，电压表示数为6 V，电流表示数为0.2 A，此时滑动变阻器消耗的电功率为1.2 W，当滑片向右滑动到另外某个位置时，变阻器消耗的电功率仍然为1.2 W，试求在这个位置时电流表的示数。解：只闭合开关 S1 和 S3，定值电阻 R0 和变阻器串联，定值电阻两端的电压 U0U 总U 滑8 V6 V2 V，定值电阻的阻值 R0U0I0 2 V0.2 A10，类型3当滑片滑到另外某个位置时，设此时电流表的示数为I，电压表的示数为U滑，由题意知，P滑U滑I1.2 W，又U总U滑IR0，即8 VU滑10 I，联立两式可得1.2 W
15、(8 V10 I)I，即10 I28 VI1.2 W0，解方程得I10.2 A或I20.6 A，故在这个位置时电流表的示数II20.6 A。类型31【2019潜江】如图所示，R110，R220，R3的最大阻值为50。当S1闭合，S2断开，滑片移到最左端时，电压表的示数为2 V。求：类型4(1)电源电压。类型4解：当 S1 闭合，S2 断开，滑片移到最左端时，R1 与 R2 串联，电源电压 UIR 串I(R1R2)2 V10(10 20)6 V。(2)通电10 s内R2消耗的电能。类型4解：通电 10 s 内，R2 所消耗的电能 W2U2It(UU1)It(6 V2 V)2 V10 10 s8
16、J。(3)现同时闭合S1、S2，求电路的最小功率。类型4解：同时闭合 S1、S2，R1 与 R3 串联接入电路，当 R3接入电路的电阻最大时，电路消耗的总功率最小，为P 小U2R大(6 V)210 50 0.6 W。2【2019菏泽】如图所示，将标有“2.5 V 0.625 W”字样的小灯泡接入电源电压为4.5 V(电压保持不变)电路中，为调节灯泡亮度，在电路中串联一个滑动变阻器，两个电压表的量程都是03 V。类型4(1)移动滑动变阻器滑片，使小灯泡正常发光，灯泡正常发光时的电阻是多大？类型4解：灯泡正常发光时的电阻 RLUL2PL (2.5 V)20.625 W10。(2)在小灯泡正常发光的
17、情况下，通电5 min，滑动变阻器消耗的电能是多少？类型4解：电路中的电流 IILULRL2.5 V10 0.25 A，滑动变阻器两端的电压 URUUL4.5 V2.5 V2 V，通电 5 min，滑动变阻器消耗的电能 WRURIt2 V0.25 A560 s150 J。(3)为保证两个电压表两端的电压不超过3 V，小灯泡两端的电压不超过额定电压的情况下，滑动变阻器允许的取值范围是多少？(假定灯丝电阻保持不变)类型4解：为保证两个电压表两端的电压不超过 3 V，小灯泡两端的电压不超过额定电压的情况下，当灯泡正常发光时，电路中的电流最大，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，则 R 小URI 2 V0
18、.25 A8，类型4当电压表 V2 的示数 UR 大3 V 时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，此时灯泡两端的电压 UL 小UUR 大4.5 V3 V1.5 V，此时电路中的电流 IUL小RL UR大R大，即1.5 V10 3 VR大，解得：R 大20，则滑动变阻器允许的取值范围是 820。3【2018深圳】在深圳某科技节上，某同学自己动手制作了一个牛奶加热器，设计电路简图如图所示，已知滑动变阻器R0的最大阻值为100，用于加热的电阻丝R1的阻值为55。求闭合开关S后：类型4(1)电路中的最小电流(结果保留一位小数)。类型4解：当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电路中电流最小，此时滑片 P 处
19、于 b 端，电路的总电阻 R 总R0R1100 55 155，电路中的最小电流 Imin UR总220 V155 1.4 A。(2)电热丝的最大加热功率。类型4解：当滑动变阻器接入电路阻值最小时，电热丝的加热功率最大，此时滑片 P 处于 a 端，则最大加热功率 PmaxU2R1(220 V)255 880 W。4【2019潍坊】在如图所示的电路中，小灯泡R1标有“4 V 1.6 W”字样，定值电阻R220，滑动变阻器R3允许通过的最大电流为1 A，电流表A1的量程为00.6 A，电流表A2的量程为03 A，电压表的量程为03 V，电源电压和小灯泡的阻值均保持不变。只闭合开关S2时，电压表的示数
20、为2 V；将滑动变阻器滑片滑到最左端，闭合所有开关，此时电流表A2示数为0.5 A。求：类型4(1)电源电压。类型4解：灯泡的电阻 R1U1额2P1额(4 V)21.6 W10，只闭合开关 S2 时，电路中的电流 IU1R1 2 V10 0.2 A，电源的电压 UI(R1R2)0.2 A(10 20)6 V。(2)滑动变阻器R3的最大阻值。类型4解：将滑动变阻器滑片滑到最左端，闭合所有开关，电阻 R2 与 R3 的最大阻值并联，电流表 A2 测干路电流，此时电路的总电阻 RUI 6 V0.5 A12，有1R 1R2 1R3，即 112 120 1R3，解得：R330。(3)只闭合开关S3，在电路安全的情况下，小灯泡电功率的变化范围。类型4解：只闭合开关 S3 时，灯泡 R1 与滑动变阻器 R3 串联，电流表 A1 测电路中的电流，电压表测 R1 两端的电压，当电压表的示数 U13 V 时，灯泡两端的电压最大，其实际功率最大，最大功率 P1 大U12R1(3 V)210 0.9 W，类型4当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，R1 的功率最小，此时电路中的电流 I小UR1R36 V10 30 0.15 A，灯泡的最小功率 P1 小I 小2R1(0.15 A)210 0.225 W，小灯泡电功率的变化范围为 0.2250.9 W。