大同杯物理競賽專題5-歐姆定律-電功率

專題5歐姆定律電功率【知識補(bǔ)充】1.歐姆定律(I=U/R)是電路中最根本最重要的電路規(guī)律。理解掌握歐姆定律要注意同一性〔定律中的電流I、電壓U和電阻R一定都是對于同一導(dǎo)體的〕、同時(shí)性〔定律中的電流I、電壓U和電阻R一定都是對于同一導(dǎo)體同一時(shí)刻的量〕和條件性〔歐姆定律只適用于純電阻用電器〕。歐姆定律對含有電動(dòng)機(jī)等的電路不適用。2．電路的化簡.電路的化簡方法：根據(jù)電流的分支與集合判斷各個(gè)電阻的串聯(lián)與并聯(lián)關(guān)系。假設(shè)電流通過各個(gè)電阻時(shí)沒有分支，那么這些電阻是串聯(lián)關(guān)系；假設(shè)電流有分支，那么從分流點(diǎn)到集合點(diǎn)之間的各個(gè)支路為并聯(lián)關(guān)系。如果電路中沒有電源，可以假設(shè)一個(gè)電流方向去判斷。3．直流電路的動(dòng)態(tài)分析.直流電路的動(dòng)態(tài)分析方法是：首先確定電路中某個(gè)電阻是增大還是減小，相應(yīng)確定電路總電阻R總是增大還是減?。黄浯螒?yīng)用歐姆定律I=U/R總確定干路電流的變化；根據(jù)串聯(lián)電路和并聯(lián)電路知識判斷相關(guān)支路的電流電壓變化。4.電功率電功率P=UI，用電器的額定功率等于額定電壓與額定電流的乘積，用電器的實(shí)際功率等于實(shí)際電壓與通過的實(shí)際電流的乘積。5.焦耳定律電流具有熱效應(yīng)，電流通過電阻時(shí)要產(chǎn)生焦耳熱，由焦耳定律可得，產(chǎn)生的熱量Q=I2Rt。6．電能的計(jì)算假設(shè)用電器以恒定功率P工作，那么t時(shí)間消耗電能為W=Pt。7.用電器串聯(lián)時(shí)的最大電壓用電器串聯(lián)是實(shí)際中經(jīng)常遇到的問題。幾個(gè)用電器串聯(lián)，其電流相等?？梢杂秒娖縻懪拼_定各個(gè)用電器的額定電流，取各個(gè)用電器額定電流中的最小值乘以各個(gè)用電器的總電阻即得用電器串聯(lián)所能施加的最大電壓。8.電動(dòng)機(jī)電路電動(dòng)機(jī)的輸入功率P入=UI，電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻R發(fā)熱消耗功率P熱=I2R，電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率P=P入-P熱=UI-I2R。對于電動(dòng)機(jī)電路，U>IR。歐姆定律不成立?！纠}】1.〔2023河南初中物理競賽題〕燈L1標(biāo)有“8V、16W〞的字樣，燈L2標(biāo)有“12V、36W〞的字樣，兩燈串聯(lián)后接在電壓為U的電路中，要保證兩燈不損壞，電壓U的最大值為()A．8VB．12VC．16VD．20V2.〔2023大同杯初賽〕在如下圖的電路中，電源電壓保持不變。閉合電鍵S，當(dāng)滑片P置于滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)為4伏；當(dāng)滑片置于滑動(dòng)變阻器的b端時(shí)，電壓表的示數(shù)變化了2伏，此后15秒內(nèi)定值電阻R1產(chǎn)生的熱量為60焦。以下結(jié)果正確的選項(xiàng)是〔〕A．電源電壓為10伏B．R1的阻值為18歐C．滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為9歐D．R1先后兩次消耗的電功率之比4:33.〔2023大同杯初賽〕甲、乙兩燈為鎢絲白熾燈，將它們并聯(lián)在照明電路里都能正常發(fā)光，且甲燈比乙燈亮，那么〔〕A．甲燈的額定功率一定比乙燈大B．甲燈消耗的電能一定比乙燈多C．甲燈的電阻比乙燈大.D．甲燈兩端的電壓比乙燈兩端的電壓大4.〔2023大同杯初賽〕將某燈泡接到電壓不變的電源兩端，燈泡的電功率為40瓦。如果將燈泡和某電阻R串聯(lián)后再接到上述電源的兩端，電阻的電功率為3.6瓦，不考慮燈泡的電阻隨溫度而發(fā)生變化，且燈泡的電阻小于R，那么此時(shí)燈泡的電功率為()A．14.4瓦。B．32.4瓦。C．0.4瓦。D．0.9瓦。5.〔2023大同杯初賽〕如下圖，額定電壓為110V的A、B兩盞電燈，額定功率分別為100W和25W．把它們接到220V的電路上，欲使它們都能正常發(fā)光且電路消耗的電能最少，正確的電路是〔〕A．B．C．D．6.〔2023大同杯初賽〕如圖為復(fù)雜電路的一局部，電阻Rl、R2、R3的阻值之比為1：2：3，通過這三個(gè)電阻的電流之比為4：1：2．那么電流表A1、A2的示數(shù)之比可能為〔〕A．1：1B．2：1C．3：1D．4：17.〔2023大同杯初賽〕通常情況下，電阻的阻值會(huì)隨溫度的變化而改變，利用電阻的這種特性可以制成電阻溫度計(jì)．從而用來測量較高的溫度．在圖所示的電路中．電流表量程為0～25mA，電源電壓恒為3V，R為滑動(dòng)變阻器，電阻Rt作為溫度計(jì)的測溫探頭．當(dāng)t≥0℃時(shí)，Rt的阻值隨溫度t的變化關(guān)系為Rt=20+0.5t〔單位為歐〕．先把Rt放入0℃環(huán)境中，閉合電鍵S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使電流表指針恰好滿偏，然后把測溫探頭Rt放到某待測溫度環(huán)境中，發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)為10mA，該環(huán)境的溫度為___________℃；當(dāng)把測溫探頭Rt，放到480℃溫度環(huán)境中，電路消耗的電功率為_______________W．8.〔2023大同杯初賽〕某汽車電動(dòng)機(jī)和車燈的電路如下圖，只閉合電鍵S1時(shí)，電流表示數(shù)為10安，再閉合電鍵S2時(shí)，電流表示數(shù)為58安．假設(shè)電源電壓為12.5伏，定值電阻R的阻值為0.05歐，電流表內(nèi)阻不計(jì)，車燈電阻不變，那么因電動(dòng)機(jī)工作導(dǎo)致車燈的工作電壓降低了〔〕A．2.0伏B．2.4伏C．2.6伏D．2.9伏9.〔2023大同杯初賽〕半導(dǎo)體電阻的大小隨溫度的變化會(huì)發(fā)生明顯的改變，用半導(dǎo)體材料制成的電阻叫熱敏電阻．熱敏電阻可以用來監(jiān)控汽車元件溫度的變化，如圖〔a〕所示是熱敏電阻的阻值隨溫度變化的規(guī)律圖，現(xiàn)將該電阻與阻值為50Ω的電阻R0組成如圖〔b〕所示電路，電源電壓為12V，當(dāng)電流表的示數(shù)為0.2A時(shí)，熱敏電阻的溫度為〔〕A．10℃B．30℃C．60℃D．90℃10.〔2023大同杯初賽〕白熾燈泡用舊后，燈絲容易在最細(xì)處熔斷．這是因?yàn)榕f白熾燈在工作時(shí)，燈絲最細(xì)處〔〕A．通過的電流最大B．發(fā)熱的功率最大C．通過的電量最大D．電阻率最大11.〔2007大同杯初賽〕如下圖，電源電壓恒為6V，滑動(dòng)變阻器R的滑片P位于中點(diǎn)，那么以下情況中，可使電阻R0兩端的電壓最接近3V的是〔〕A．R=20Ω，R0=10ΩB．R=200Ω，R0=400ΩC．R=200Ω，R0=10ΩD．R=20Ω，R0=400Ω12.〔2007大同杯初賽〕在如下圖的電路中，總電流I為1.2安，R1=R2=2R3．那么以下對通過R2電流的判斷正確的選項(xiàng)是〔〕A．大小為0.6安，方向向右B．大小為0.6安，方向向左C．大小為0.3安，方向向右D．大小為0.3安，方向向左13.〔2006大同杯初賽〕在如下圖的電路中，電源電壓恒定，滑片P把變阻器分為Rap=5歐，Rbp=10歐兩局部，要求當(dāng)電鍵k閉合時(shí)，cd間的電壓不得低于電鍵斷開時(shí)cd間電壓的90%，那么電阻Rx的允許值范圍是〔〕A．Rx≤10歐B．Rx≤30歐C．Rx≥10歐D．Rx≥30歐13.〔2005大同杯初賽〕將阻值相等的電阻R1和R2串聯(lián)后接在一個(gè)電壓恒定的電源兩端．假設(shè)其中R1的電阻值不隨溫度的變化而變化．而R2的電阻值隨溫度升高而增大．隨溫度的下降而減?。敲磳2加熱或冷卻，R2的電功率的變化情況為：〔〕A．加熱升溫時(shí)，電功率增大．而冷卻降溫時(shí)．電功率減小B．加熱升溫時(shí)．電功率減小，而冷卻降溫時(shí)．電功率增大C．無論是加熱還是冷卻．電功率均增大D．無論是加熱還是冷卻，電功率均減小14.〔2005大同杯初賽〕如下圖的電路中，電源電壓U=4.5V，且保持不變，電阻R1=5Ω，變阻器R2的最大阻值為20Ω，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～3V．該電路中，變阻器接入電路的阻值范圍是〔〕A．2.5Ω～10ΩB．OΩ～20ΩC．2.5Ω～20ΩD．0Ω～10Ω15.〔2003大同杯初賽〕如下圖，用一根電阻為6R的粗細(xì)均勻的鎳鉻合金線做成一個(gè)環(huán)，在環(huán)上6個(gè)對稱的點(diǎn)上，焊接6個(gè)不計(jì)電阻的導(dǎo)線，并與接線柱連接，現(xiàn)有一根不計(jì)電阻的導(dǎo)線將6個(gè)接線柱中的任意兩個(gè)相連接，利用這種方法，可以在其它各接線柱之間的獲得不同阻值〔不含零電阻〕的總個(gè)數(shù)和最大電阻值分別是〔〕A．9種，最大為1.5RB．12種，最大為2.0RC．15種，最大為2.5RD．18種，最大為3.0R16.〔2003大同杯復(fù)賽〕將一個(gè)小燈泡〔2.5V、0.3A〕和一個(gè)家用的照明白熾燈〔220V、40W〕串聯(lián)后接到220伏的電源上．將發(fā)生的情況是〔〕A．小燈泡和白熾燈都發(fā)光B．小燈泡和白熾燈都被燒壞C．小燈泡被短路．白熾燈正常發(fā)光D．小燈泡被燒壞．白熾燈完好．但不發(fā)光17.如下圖電路中，Rl=2Ω，R2=3Ω．當(dāng)開關(guān)S1閉合，S2、S3斷開時(shí)，電流表的示數(shù)為0.6A；當(dāng)開關(guān)S1、S2、S3都閉合時(shí)，電流表示數(shù)為1.5A，且燈泡正常發(fā)光．設(shè)電源電壓不變．求：〔1〕電源電壓；〔2〕燈泡的額定功率．【拓展例題】1.〔2023全國初中應(yīng)用物理知識競賽初賽〕如下圖，R0=R1=R2=R3=…=Rn=R2023=3Ω，RA=2Ω，AB間電壓為6伏，那么通過R2023的電流大小為〔〕A.1AB.(1/3)2023AC.(2/3)X(1/3)2023AD.(1/3)2023A2.如圖，R1=R2=…=Rn=Rn+1=…=Rm=Rm+1…=1/2R，R=40Ω，電源電壓60V，流過Rn的電流大小是______________________3〔2023大同杯復(fù)賽〕如下圖電路，電源電壓恒為U=8V，小燈泡上標(biāo)有“6V，4W〞字樣，電阻R2=30Ω，閉合電鍵后，假設(shè)滑動(dòng)變阻器R1的滑臂P在離b端1/4處時(shí)，小燈泡的實(shí)際功率為1W．不考慮電阻隨溫度的變化，為了使滑臂P左、右移動(dòng)時(shí)，燈泡兩端電壓不超過額定電壓，變阻器R1阻值〔有電流局部〕的變化范圍是〔〕A．0-40ΩB．3.4Ω-40ΩC．7.5Ω-30ΩD．10Ω-30Ω4〔2005大同杯復(fù)賽〕利用伏安法測量電阻時(shí)，由于使用的不是理想電表，造成測量結(jié)果有誤差．某同學(xué)采用如下圖電路，能較準(zhǔn)確測出Rx的阻值，A、B兩點(diǎn)之間電壓U保持不變．當(dāng)k接通a時(shí)，電壓表示數(shù)為10伏，電流表示數(shù)為0.2安，當(dāng)k接通b時(shí)，電壓表示數(shù)為12伏，電流表示數(shù)為0.15安，那么待測電阻Rx的阻值為〔〕A．60歐B．65歐C．70歐D．75歐5.〔2003大同杯初賽〕在圖示電路中，R0=17.6歐，將K接通a時(shí)，電阻R1的電壓為1伏，流過電阻R2的電流為0.2安，將K接通b時(shí)，電阻R1的電壓為1.2伏，流過電阻R2的電流為0.15安，那么電阻Rx的阻值為_____________歐，電阻R1的阻值為___________歐．6.〔1998全國初中應(yīng)用物理知識競賽復(fù)賽〕有兩種燈泡，分別標(biāo)有〔110伏60瓦〕和〔110伏25瓦〕，把它們接入家庭照明電路中。假設(shè)把兩種燈泡在同一電路中混合使用，并使它們都能正常發(fā)光，最少應(yīng)各使用多少只，如何連接？這時(shí)總電功率是多少？7.〔2023全國初中應(yīng)用物理知識競賽初賽〕家用電熨斗為了適應(yīng)不同衣料的熨燙需要，設(shè)計(jì)了調(diào)整溫度的多檔開關(guān)。使用時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕即可使電熨斗到達(dá)需要的低溫、中溫或高溫。圖〔甲〕是電熨斗的電路圖，圖中電熱絲R1=96.8Ω，R2=48.4Ω。旋轉(zhuǎn)開關(guān)可以改變1、2、3、4四個(gè)接點(diǎn)的連接情況，如圖〔乙〕中的A、B、C所示。問：〔1〕當(dāng)旋轉(zhuǎn)開關(guān)位于乙圖什么位置時(shí)，電熨斗處于低檔位，簡述理由?！?〕電熨斗在中檔位工作時(shí)，消耗的電功率是多少?！?〕電熨斗在高檔位工作6分鐘消耗的電能為多少。8.〔2023全國初中應(yīng)用物理知識競賽復(fù)賽題〕小蘭家的全自動(dòng)家用豆?jié){機(jī)的局部技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示。額定電壓220V電