初中应用物理知识竞赛辅导讲座 电功率（学生版）.doc

初中应用物理知识竞赛辅导讲座 电功率（学生版）
【知识要点解读】
1.电功率
电功率P=UI，用电器的额定功率等于额定电压与额定电流的乘积，用电器的实际功率等于实际电压与通过的实际电流的乘积。
2. 焦耳定律
电流具有热效应，电流通过电阻时要产生焦耳热，由焦耳定律可得，产生的热量Q=I2Rt。
3．电能的计算
若用电器以恒定功率P工作，则t时间消耗电能为W=Pt。

【竞赛知识拓展】
初中应用物理知识竞赛关于电功率拓展的知识点主要有：
1.用电器串联所允许加的最大电压
用电器串联是实际中经常遇到的问题。几个用电器串联，其电流相等。可根据用电器的铭牌确定各个用电器的额定电流，取各个用电器中额定电流最小的值乘以串联用电器的总电阻即得用电器串联所允许加的最大电压。
2.电热功率。电流具有热效应，电流通过电阻时要产生焦耳热，由焦耳定律可得，产生的热量Q=I2Rt，单位时间产生的热量称为热功率，P热=I2R。
3.电动机电路。电动机的输入功率P入=UI，电动机内阻R发热消耗功率P热=I2R，电动机输出的机械功率P=P入- P热=UI- I2R。对于电动机电路，U>IR，欧姆定律不成立。
A．8V B．12V C．1 6V D．20V
C．滑动变阻器R的最大阻值为9欧
D．R1先后两次消耗的电功率之比4:3
解析：

【名师点评】此题需要根据题述过程列出多个方程联立解得，难度较大。
例3．（2008年第十八届全国初中应用物理知识竞赛预赛试题）如图1是一个电热器的工作原理图，电热器内有两个阻值分别为R1=60Ω和R2=120Ω的电热丝；旋转开关内有一块绝缘圆盘，在圆盘的边缘依次有0，1，2，—— 9共10个金属触点；可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，转动开关旋钮可以将相邻的触点连接。如旋钮上的箭头指向图中位置D时，金属滑片将2、3触点接通，同时另一端将7、8触点接通。用这个旋转开关可以实现电热器有多挡位工作的要求。请回答：
（1）这个电热器可有几个不同加热挡位?并指出每个加热档位旋转开关的箭头指向的位置；
（2）将此电热器接人家庭电路中，电热器在正常工作时每个挡位的功率各是多大。

例4．（2011全国初中应用物理知识竞赛初赛）家用电熨斗为了适应不同衣料的熨烫需要，设计了调整温度的多档开关。使用时，转动旋钮即可使电熨斗达到需要的低温、中温或高温。图（甲）是电熨斗的电路图，图中电热丝R1=96.8Ω，R2=48.4Ω。旋转开关可以改变1、2、3、4四个接点的连接情况，如图（乙）中的A、B、C所示
问：(1)当旋转开关置于乙图中的哪种状态时，电熨斗处于低档位?简述理由。

【竞赛实战训练】
一．选择题
1.（2010上海初中物理竞赛题）如图24-13所示，额定电压为110伏的A、B两盏电灯，额定功率分别为100瓦和25瓦。把它们接到220伏的电路上，欲使它们都能正常发光且电路消耗的电能最少，正确的电路是

A．甲灯的额定功率一定比乙灯大
B．甲灯消耗的电能一定比乙灯多
C．甲灯的电阻比乙灯大.
D．甲灯两端的电压比乙灯两端的电压大
2.【答案】：

3.（2010上海初中物理竞赛题）将某灯泡接到电压不变的电源两端，灯泡的电功率为40瓦。如果将灯泡和某电阻R串联后再接到上述电源的两端，电阻的电功率为3.6瓦，不考虑灯泡的电阻随温度而发生变化，且灯泡的电阻小于R，则此时灯泡的电功率为 ( )
A．14.4瓦。 B．32.4瓦。 C．0.4瓦。 D．0.9瓦。
3.【答案】

4. （2010上海初中物理竞赛题）将某灯泡接到电压不变的电源两端，灯泡的电功率为40瓦。如果将灯泡和某电阻R串联后再接到上述电源的两端，电阻的电功率为3.6瓦，不考虑灯泡的电阻随温度而发生变化，且灯泡的电阻小于R，则此时灯泡的电功率为 ( )
A．14.4瓦。 B．32.4瓦。 C．0.4瓦。 D．0.9瓦。
4.答案：

6.. （2010上海初中物理竞赛题）如图24-13所示，额定电压为110伏的A、B两盏电灯，额定功率分别为100瓦和25瓦。把它们接到220伏的电路上，欲使
7.（2010上海初中物理竞赛题）将某灯泡接到电压不变的电源两端，灯泡的电功率为40瓦。如果将灯泡和某电阻R串联后再接到上述电源的两端，电阻的电功率为3.6瓦，不考虑灯泡的电阻随温度而发生变化，且灯泡的电阻小于R，则此时灯泡的电功率为 ( )
A．14.4瓦。 B．32.4瓦。 C．0.4瓦。 D．0.9瓦。
7.答案：

时，又读出电流表的读数为0.6A。则该玩具电动机正常转动时的效率为 。
1.答案：

  　 （1）图中P、Q两个接头中，_______与零线相连；正常情况下，零线和地线之间的电压为_______V.
　 （2）为安全起见，需在电路中安装一总开关，该开关最好应安装在图中A、B、C、D、E中的_________点处.
（3）如果 R1＝R2＝48.4 Ω，则电热器在旋钮开关旋到位置T时的电功率为 _________W；当旋钮开关旋到位置M时，通电1 min产生的热量是_________J.
2．答案：

3．（2006全国初中应用物理知识竞赛河南预赛）自从爱迪生1879年发明电灯以来，在一百多年中经过人们的不断改进，如今白炽灯己成为我们生活中最常用的照明工具。根据你对白炽灯的了解，请提出一个与电功率知识有关的实际问题，并根据你所学过的物理知识做出简要回答。例如：断丝的灯泡再“搭上”为什么会比以前更亮？简答：“搭上”灯丝后，灯丝变短，电阻变小，在电压一定时，由P=U2/R可知电灯的实际功率增大，所以灯泡比原来更亮。
问题：_____________________________________________________________。
简答：_____________________________________________________________。
3. 答案：

三．综合运用题
1.（2009全国初中应用物理知识竞赛复赛题）小兰家的全自动家用豆浆机的部分技术数据如下表所示。
额定电压
220V
电机功率
180W
额定频率
50Hz
加热功率
800W
加干豆量
75g
加 水 量
1200mL
制作豆浆的程序大致如下：(水温为20℃)
工作程序
加热→
打浆→
煮浆→
防溢延煮→
断电报警

工作时间与状态

电热器开始加热，8min后，水温达到打浆设定温度。
电机带动刀片高速打浆，打浆共4次，每次打15s，间隔15s。
电热器继续加热，直至豆浆第一次沸腾，耗时2min。
电热器间断加热，(每加热l min，停20s)使豆浆反复煮沸，充分煮熟。共6min40s结束。
机器发出声光报警，提示豆浆已做好

2.（2011全国初中应用物理知识竞赛河南预赛）节能是这个时代的主旋律。小强要测量一盏节能灯的额定功率，他利用如图甲所示的照明电路，将标有“220V60W”的白炽灯L1和标有“220V4W-40W”的节能灯L2正确接入电路中，当开关S1和S2都闭合时，两盏灯都正常发光，且在2000s内，标有1800r/kWh的电能表转了71转。试问：

（1） 节能灯的发光功率是多少？
（2） 当开关S1和S2都断开时，小明将图乙所示的电路插入照明电路的插座内。超导限流器是一种短路故障电流限制装置，它的电阻R随电流I变化关系如图丙所示，L为用电器。为使用电器短路后电路仍能保持稳定状态，超导电阻R应满足什么条件？
（3） 在R满足一定条件时，有人把超导限流器称为“不断电保险丝”，请你说明理由。
2. 解：

3.（2007第17届全国初中应用物理知识竞赛）表1中提供的是明湖中学使用的一台数学投影仪的有关数据，请根据其中的数据，通过计算回答：
1、这台投影仪的耗电总功率是多大？
2、如果投影仪的光源采用串联电阻降压的话，所有电阻的阻值应该多大？该电阻消耗的功率为多大？
3、这台投影仪的光源采用上述串联电阻降压的方法可行吗？为什么？
4、如果上述方法不可行，请你提出一种可以使投影仪正常工作的方案。（要求定性说明即可）
表1
电源工作电压
220V
电源频率
50Hz
光源电压
24V
光源电流
10.0A
鼓风机电压
220V
鼓风机电流
0.1A

3、解：
（2）将此电热器接人家庭电路中，电热器在正常工作时每个挡位的功率各是多大。
4.解：

5..（1998全国初中应用物理知识竞赛复赛）有两种灯泡，分别标有（110伏 60瓦）和（110伏25瓦），把它们接入家庭照明电路中。
（1）能不能各取一只串联使用？请说明原因。
（2）若把两种灯泡在同一电路中混合使用，并使它们都能正常发光，最少应各使用多少只，如何连接？（3）这时总电功率是多少？
5.解：