專(zhuān)題20　電功和電功率綜合類(lèi)計(jì)算（原卷版）

第3章能量的轉(zhuǎn)化與守恒專(zhuān)題20電功和電功率綜合類(lèi)計(jì)算類(lèi)型一銘牌型 2【訓(xùn)練1數(shù)據(jù)型】 2【訓(xùn)練2表格型】 3類(lèi)型二圖象型 3【訓(xùn)練1串聯(lián)電路】 3【訓(xùn)練2并聯(lián)電路】 4【訓(xùn)練3轉(zhuǎn)換型電路】 5類(lèi)型三動(dòng)態(tài)電路型 6【訓(xùn)練1滑動(dòng)變阻器型】 6【訓(xùn)練2開(kāi)關(guān)型】 7【訓(xùn)練3滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)綜合型】 7類(lèi)型四極值型 8【訓(xùn)練1串聯(lián)型】 8【訓(xùn)練2綜合型】 9【方法歸納】電功、電功率的計(jì)算題電路復(fù)雜，類(lèi)型眾多，公式繁雜，解答較難。對(duì)于初學(xué)者，應(yīng)針對(duì)各種類(lèi)型的試題，多加練習(xí)，熟練掌握。解題步驟：（1）在分析題意的基礎(chǔ)上畫(huà)出不同情況下的等效電路圖，并在該電路圖上注明已知條件及要求的物理量；（2）運(yùn)用串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)及求電功率的公式（可直接使用導(dǎo)出式）列出方程或方程組；（3）求解方程?；炯记桑弘妼W(xué)計(jì)算有訣竅，畫(huà)圖標(biāo)量不可少，量的關(guān)系仔細(xì)找，列式計(jì)算答寫(xiě)好。常用公式：電流電壓電阻串聯(lián)電路I＝I1＝I2U＝U1＋U2R＝R1＋R2并聯(lián)電路I＝I1＋I(xiàn)2U＝U1＝U21/R＝1/R1＋1/R2電功W＝Pt＝UIt，純電阻電路還有W＝U2t/R＝I2Rt電功率P＝W/t＝UI，純電阻電路還有P＝U2/R＝I2R比例關(guān)系：串聯(lián)電路：eq\f(U1,U2)＝eq\f(W1,W2)＝eq\f(P1,P2)＝eq\f(Q1,Q2)＝eq\f(R1,R2)，并聯(lián)電路：eq\f(I1,I2)＝eq\f(W1,W2)＝eq\f(P1,P2)＝eq\f(Q1,Q2)＝eq\f(R2,R1)?！境？碱}型】類(lèi)型一銘牌型【訓(xùn)練1數(shù)據(jù)型】1．如圖甲所示的電路中，電源電壓保持不變，小燈泡L標(biāo)有“6V3W”的字樣，其電阻不隨溫度變化，R為定值電阻。當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，小燈泡L正常發(fā)光，電流表的示數(shù)如圖乙所示。求：(1)小燈泡L的電阻。(2)電阻R的阻值。(3)電阻R消耗的電功率。2．如圖為某同學(xué)設(shè)計(jì)的調(diào)光燈電路，S為選擇開(kāi)關(guān)，當(dāng)S接觸a點(diǎn)時(shí)，小燈泡正常發(fā)光但不能調(diào)光；當(dāng)S接觸b點(diǎn)時(shí)，電路斷開(kāi)；當(dāng)S接觸c點(diǎn)時(shí)，電路可連續(xù)調(diào)光。已知變阻器R1的規(guī)格為“10Ω1A”，小燈泡L上標(biāo)有“6V3.6W”字樣，電源電壓恒為9V。(1)求小燈泡的額定電流。(2)求定值電阻R0的阻值。(3)當(dāng)S接觸c點(diǎn)時(shí)，調(diào)節(jié)R1滑片至中點(diǎn)位置，電路中的電流為0.5A，求此時(shí)小燈泡的實(shí)際功率?！居?xùn)練2表格型】3．我國(guó)首創(chuàng)的30s級(jí)閃充電車(chē)采用超級(jí)電容作為電能存儲(chǔ)設(shè)備(電源)，這種超級(jí)電容具有安全環(huán)保，反復(fù)充放電，使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。充電樁給電動(dòng)汽車(chē)充電和電容存儲(chǔ)設(shè)備工作時(shí)的有關(guān)技術(shù)參數(shù)如下表所示。則：充電時(shí)的輸入電壓電容存儲(chǔ)設(shè)備的額定輸出電壓電容存儲(chǔ)設(shè)備的額定輸出功率每次充滿(mǎn)時(shí)的能量每次充滿(mǎn)的時(shí)間每次充滿(mǎn)電正常行駛的距離380V700V92kW1.8×107J30s5km(1)充電樁為電動(dòng)汽車(chē)充電時(shí)的輸出功率是多少？(2)電容存儲(chǔ)設(shè)備正常工作時(shí)的電流多大？(3)如果電價(jià)按0.4元/(kW·h)計(jì)費(fèi)，那么，電動(dòng)汽車(chē)每行駛1km需要花費(fèi)多少錢(qián)？類(lèi)型二圖象型類(lèi)型概述：電功率的計(jì)算題常用圖象來(lái)提供信息，解題時(shí)，應(yīng)善于根據(jù)題中要求的問(wèn)題，順藤摸瓜，在圖象中找到有用的解題信息?！居?xùn)練1串聯(lián)電路】1．【中考·自貢】如圖甲所示的電路，在滑動(dòng)變阻器R2的滑片P從B向A滑動(dòng)的過(guò)程中，電壓表與電流表示數(shù)的變化關(guān)系如圖乙所示。試問(wèn)：(1)滑動(dòng)變阻器的最大阻值是多少？(2)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，該電路消耗的最小電功率是多少？2．電阻式傳感器被廣泛應(yīng)用于測(cè)力、測(cè)壓、稱(chēng)重，它的核心部分是一只可變電阻，一同學(xué)用如圖甲所示電路研究某電阻式傳感器的特性。圖中R0為定值電阻，R為電阻式傳感器，當(dāng)控制其阻值從0變到60Ω，測(cè)得傳感器消耗的電功率與通過(guò)它的電流關(guān)系圖象如圖乙所示。已知電源電壓恒定不變。(1)當(dāng)通過(guò)傳感器的電流為0.1A時(shí)，傳感器的電阻為_(kāi)_______Ω；(2)求P1的值；(3)求R0的阻值?！居?xùn)練2并聯(lián)電路】3．【中考·成都】現(xiàn)有一個(gè)小燈泡和兩個(gè)相同的定值電阻，小燈泡的額定電壓為2.5V，額定電流為0.35A，小燈泡和定值電阻的I-U圖象如圖所示。求：(1)將小燈泡接入電路，電路中電流為0.2A，小燈泡實(shí)際功率為多少？(2)將兩個(gè)定值電阻并聯(lián)后接在電壓為2.5V的電源兩端，工作0.5h，共消耗多少電能？【訓(xùn)練3轉(zhuǎn)換型電路】4．如圖甲所示電路，電源電壓保持不變。小燈泡L標(biāo)有“4V1.6W”字樣，滑動(dòng)變阻器R1的最大阻值為20Ω，定值電阻R2＝20Ω，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～3V。求：(1)小燈泡正常工作時(shí)的電阻是多少？(2)只閉合開(kāi)關(guān)S、S2和S3，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R1的滑片P使電流表示數(shù)為0.5A，此時(shí)R2消耗的電功率為1.25W。此時(shí)滑動(dòng)變阻器R1接入電路中的阻值是多少？(3)只閉合開(kāi)關(guān)S和S1，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R1的滑片P，小燈泡L的I-U圖象如圖乙所示。在保證各元件安全工作的情況下，滑動(dòng)變阻器R1允許接入電路的電阻的取值范圍是多少？類(lèi)型三動(dòng)態(tài)電路型類(lèi)型概述：滑動(dòng)變阻器的移動(dòng)，或開(kāi)關(guān)的開(kāi)合，會(huì)帶來(lái)電路連接方式和用電器工作狀態(tài)的變化，這是兩種最常見(jiàn)的動(dòng)態(tài)電路，解題時(shí)，應(yīng)分別畫(huà)出各種情況下的電路圖，再進(jìn)行分析解題?！居?xùn)練1滑動(dòng)變阻器型】1．【中考·蘇州】如圖所示，電源電壓U為6V并保持不變，滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“24Ω1A”。當(dāng)滑片P移至最左端時(shí)，燈泡正常發(fā)光，電流表示數(shù)為0.5A；當(dāng)滑片P移至中點(diǎn)時(shí)，電流表示數(shù)為0.3A。則：(1)燈泡正常發(fā)光時(shí)燈絲電阻多大？(2)滑片P在最左端時(shí)，5min內(nèi)電流通過(guò)燈泡做功多少？(3)滑片P在中點(diǎn)時(shí)，燈泡的實(shí)際功率多大？2．圖甲是智能懷舊燈，與燈串聯(lián)的調(diào)光旋鈕實(shí)質(zhì)是滑動(dòng)變阻器，圖乙是簡(jiǎn)化的電路原理圖。燈L標(biāo)有“12V3W”字樣，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P在最左端a時(shí)，燈L正常發(fā)光，電源電壓不變，不考慮溫度對(duì)燈絲電阻的影響。問(wèn)：(1)電源電壓U是多少？(2)當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻是12Ω時(shí)，燈L消耗的實(shí)際功率是多少？(3)當(dāng)滑片P位于中點(diǎn)b和最右端c時(shí)，燈兩端電壓之比是32，則滑動(dòng)變阻器的最大值是多少？【訓(xùn)練2開(kāi)關(guān)型】3．【中考·哈爾濱】小明家的浴室新安裝了一臺(tái)可供取暖和照明的新型家用電器——浴霸。該浴霸的部分?jǐn)?shù)據(jù)如表所示，其簡(jiǎn)化電路圖如圖所示，圖中L為照明燈，L1、L2是兩盞紅外線(xiàn)取暖燈。求：(小數(shù)點(diǎn)后保留兩位小數(shù))(1)該浴霸照明燈正常工作時(shí)，通過(guò)照明燈的電流是多少？(2)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，閉合開(kāi)關(guān)S1和S2，該浴霸取暖燈正常工作時(shí)，該電路的總電阻是多少？(3)當(dāng)L、L1、L2都同時(shí)正常工作時(shí)，10min內(nèi)浴霸消耗的電能是多少？額定電壓頻率額定功率取暖照明220V50HzL1L2L300W300W60W【訓(xùn)練3滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)綜合型】4．【中考·荊州】如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，小燈泡標(biāo)有“9V9W”的字樣。當(dāng)閉合S、S1、S2，斷開(kāi)S3時(shí)，燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表示數(shù)為I。(假設(shè)小燈泡的電阻始終保持不變)。求：(1)閉合S、S2，斷開(kāi)S1、S3時(shí)，電流表的示數(shù)與I相比變化了0.4A，則此時(shí)小燈泡的實(shí)際功率為多大？(2)同時(shí)閉合四個(gè)開(kāi)關(guān)，并將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到中點(diǎn)時(shí)，電流表的示數(shù)與I相比變化了0.6A，則滑動(dòng)變阻器的最大阻值為多少？(3)閉合S、S3，斷開(kāi)S1、S2，把滑動(dòng)變阻器的滑片P分別移到a端和b端時(shí)，R1上消耗的電功率之比是多少？類(lèi)型四極值型類(lèi)型概述：極值型電功率的計(jì)算題要求綜合考慮電路中用電器的規(guī)格、電表的量程，計(jì)算用電器的最大功率或最小功率?！居?xùn)練1串聯(lián)型】1．【中考·衡陽(yáng)】如圖是某同學(xué)探究的一個(gè)調(diào)光電路，已知元件的規(guī)格分別為：燈L“6V6W”(不考慮燈絲電阻變化)，滑動(dòng)變阻器的阻值范圍為0～12Ω，電源電壓恒為6V。(1)求燈的電阻；(2)當(dāng)S閉合，把滑動(dòng)變阻器的滑片移至中點(diǎn)位置時(shí)，求通過(guò)燈泡的電流；(3)將滑片從最左端移到最右端過(guò)程中，求燈的最小功率。2．如圖所示，電源電壓為6V恒定不變，小燈泡L標(biāo)有“6V3W”字樣(不考慮燈絲電阻變化)，滑動(dòng)變阻器的阻值范圍是0～20Ω。求：(1)小燈泡的電阻；(2)S、S1都閉合時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓；(3)S閉合、S1斷開(kāi)時(shí)電路消耗的最小功率。【訓(xùn)練2綜合型】3.【中考·廣安】如圖所示，電源電壓為6V，且保持不變，燈泡L上標(biāo)著“6V3.6W”字樣，忽略燈絲電阻隨溫度的變化，定值電阻R1＝16Ω，滑動(dòng)變阻器R2的最大電阻值為20Ω。求：(1)燈泡L的電阻是多少？(2)當(dāng)S2閉合、S1斷開(kāi)，且滑片P移到滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)時(shí)，燈泡實(shí)際消耗的功率是多少？(3)要使整個(gè)電路消耗的功率為最小，請(qǐng)寫(xiě)出開(kāi)關(guān)S1、S2的開(kāi)閉狀態(tài)和滑片P移到的位置，并