陕西省交大附中2013届高三物理-第35课时-电功-电功率-串、并联电路的功率分配练习试题(A卷).doc

第35课时 电功 电功率 串、并联电路的功率分配（A卷）

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1、电功
(1)电功即导体内的自由电荷在导体内的电场中定向移动时电场力对其所做的功，也常说成电流做的功，简称电功。
(2)公式W=UIt
(3)电功与能量转化：电流做多少功就有多少电能转化为其他形式的能。
2、电功率
电流所做的功跟完成这些功所用时间的比值。
公式为
【说明】额定电压、额定功率、实际电压和实际功率的比较。
3、焦耳定律
电流通过导体时产生的热量(电热)，跟电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比。若各物理量均取国际单位，公式可以表达为Q=I2Rt
4、电功和电热的关系

任何用电器都是能量转换器，根据能量转化的不同情况，可以把用电器分为纯电阻和非纯电阻两类。
在纯电阻电路中，电流做功全部转化为内能（热），因此，电功等于电热，即

在非纯电阻电路中，电流做功除一部分转化为内能（热）以外，还要转化为其它形式的能时，电功大于电热，即
5、串并联功率规律：
串联电路中各个电阻消耗的功率跟它的阻值成正比。并联电路中各个电阻消耗的功率跟它的阻值成反比.
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1、.用6600V和用220V两种电压输电，若输送功率相同，输电线的长短，粗细和电阻率都相同，用低压输电与用高压输电，在输电线上损失的功率之比是（ ）
A 、1：900 B 、900：1
C 1：30 D 30：1
(该题主要考查非纯电阻电路中的输电问题)
2、有一个直流电动机，把它接入0.2伏电压的电路中，电机不转，测得流过电动机的电流是0.4安；若把电动机接入2.0伏电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1.0安。求电动机正常工作时的输出功率多大？如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是多大？
(该题主要考查纯电阻和非纯电阻两类问题的处理)
3、额定电压都是110v，额定功率分别为PA =100 w、PB = 40 w、PC =30w的三盏灯。另有一变阻器，它们接入220v的电路中，最合理的连接方式如何？
(该题主要考查串并联功率规律及设计电路的能力)
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一、选择题：
1、一台直流电动机的额定电压为U，额定功率是P，电动机内电枢导线的电阻为R，那么它正常工作时的电流强度是（ ）
A、等于U／R B、等于P／U
C、大于U／R D、大于P／U
(该题主要考查纯电阻和非纯电阻电路)
2、电阻R1接在恒压电源上，通过2C电量时消耗电能为50J，则电阻R2接在同一恒压电源上，通过2C电量时消耗的电能[　　　 ]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．大于50J． B．小于50J． C．等于50J．
D．因R1R2的阻值大小未知，无法比较
(该题主要考查电功的概念)
3、甲、乙两根同种材料制成的电阻丝分别连接在两个电路中，乙电阻丝的长度及直径均为甲电阻丝长度和直径的2倍，若使甲、乙两电阻丝在电路中消耗的电功率相同，加在两电阻丝上的电压之比应是（ ）
（A）U甲/U乙=1 （B）U甲/U乙=2
（C）U甲/U乙=/2 （D）U甲/U乙=
(该题主要考查电阻定律和电功率的概念)
图35—A--1
4、(2003辽宁综合)在右图图35—A--1所示电路中E为电源，其电动势e＝9.0v，内阻可忽略不计，AB为滑动变阻器。其电阻R＝30Ω；L为一小灯泡，其额定电压U＝6.0V，额定电阻P＝1.8W；K为电键。开始时滑动变阻器的触头位于B端，现在接通电键K，然后将触头缓慢地向A方滑动，当到达某一位置C处时，小灯泡刚好正常发光，则CB之间的电阻应为
A、10Ω B 、20Ω C 、15Ω D、5Ω
(该题主要考查串并联功率规律特点)
5、将规格为“6V 6W”和“6V 4W”的A灯和B
图35—A--2

灯接入电压为12V的电路中，既要使两灯都能正常发光，又要使整个电路消耗的电功率最小，如图35—A--2所示的四种接法最合理的是（ ）
(该题主要考查串并联功率规律及设计电路的能力)
图35—A--3
6、如图35—A--3所示，已知R1R2，R3=R4，R2＞R3那么，将电路的两端接到电源上后，它们消耗的电功率P1、P2、P3、P4的关系（ ）
（A）P1＞P2＞P3＞P4 （B）P1＞P4＞P3＞P2
（C）P4＞P1＞P3＞P2 （D）P3＞P2＞P1＞P4
(该题主要考查串并联功率规律关系)
图35—A--4
7、如图35—A--4所示，电阻R1=20，电动机的绕组R2＝10。当电键打开时，电流表的示数是0．5A，当电键合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率应是( )
(A)I＝1．5A (B)I＜1．5A
(C)P＝15W (D)P＜15W
(该题主要考查非纯电阻电路)
二、填空题
图35—A--5
8、如图35—A--5所示的电路中，滑动变阻器的总电阻是7，在滑动触头P与B端之间连接有“3V 3W”的电灯，电压U＝4．5V．调节P的位置，使电灯恰好正常工作，这时滑动变阻器消耗的电功率是______W．.(该题主要考查串并联功率规律关系)
9、电茶壶的加热器有两个绕组．单独把第一个绕组接入电路时加热水，需经时间t1后水才沸腾．单独把第二个绕组接入电路，煮沸同样一壶水的时间为t2．
(1)把两绕组串联后接入电路，煮沸一壶水的时间是______．
(2)把两绕组并联后接入电路，煮沸一壶水的时间是．
(该题主要考查串并联功率规律关系和焦耳定律)
三、计算题
图35—A--6
10、如图35—A--6所示，AB间电压保持300V，灯泡标有“220V，100W”的字样。当变阻器R1的阻值为50Ω时，把开关闭合，灯泡能正常发光。求：（1）电阻R2的阻值；（2）将开关K打开，欲使灯泡正常发光，变阻器R1应调为何值？(该题主要考查电流强度，电压，电功率这些概念和串并联电路特点)

图35—A--7
11、如图35—A--7所示电路中，电阻R1=8Ω。当电键K断开时，电压表的示数为5.7V，电流表的示数为0.75A，电源总功率是9W；当电键K闭合时，电压表的示数为4V。若电键断开和闭合时电源内部损耗的电功率之比是9：16。求电源的电动势和电阻R2、R3。(该题主要考查电流强度，电压，电功率概念和串并联电路特点)

12、一台电阻为2Ω的电动机，接在110V电路中工作时，通过电动机的电流强度为10A，求这台电动机消耗的电功率，发热功率，转化成机械功率，电动机的效率。(该题主要考查非纯电阻电路)
第35课时 电功 电功率 串、并联电路的功率分配（A）

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1、解：输电线是纯电阻，在输电线上损失的功率是发热功率，P损=I2R
输送电流强度由输送功率和输送电压决定，设输送功率为P，高压输电时电流为 I高=P／6600，低压输电时电流为I低=P／220，由于输送电线长短，粗细和电阻率都相同，它们输电阻相同，都为R，则
应选B
解答本题时必须注意输送电流I，输送电压U应是输电线上电压与用电器上电压之和，故此输送电流的正确计算成为解答此种类型题的关键之一。
2、解：当电动机接入电压为0.2伏电路时，电动机不转，此时电动机仅相当于纯电阻，设其电阻为R，由欧姆定律得
当电机接入2.0伏电路中时，电动机正常工作，设正常工作时间为t，则t内电功为
W=U2I2t
根据焦耳定律Q=I2Rt得t内电动机电热
Q=I22Rt
据功能关系及能的转化和守恒定律得，时间t内产生的机械能
W′=W-Q=(U2I2-I22R)t
所以电动机正常工作时的输出功率

如果正常工作时转子突然被卡住，则电动机相当于纯电阻R，且其上电压降即U2，所以电动机的发热功率

由这道题可知：电动机在启动时电流较大，容易被烧坏正常运转时电流反而较小。
B
A C
R
3、分析：依题意，∵220 = 2×110v 。要使其正常发光，必须将其接成两部分，且两部分U1 = U2 =110v。两部分电流相同，两部分功率相同，只有如图所示连接，既能使之正常发光，PR上消耗的无用功最少。
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1、 D 2、C 3、D 4、B 5、D 6、B 7、BD
8、3．75 9、t1+t2 t1t2/(t1+t2)
10、首先搞清电路结构，K闭合时，灯RL与电阻R2并联，然后与电阻R1串联，K断开时，RL与R1串联。
（1）灯泡的电阻RL=U额2/P额=2202/100=484Ω灯正常发光时，通过灯的电流强度IL IL=U/R=220/484A通过R1的电流强度I1，I1=U1/R1=（300－220）/50=1.6A电阻R2的阻值为Ω
（2）K断开，若使灯仍正常发光，变阻器R1应调到R1′，Ω
11、K断开时，电流表示数是通过电源的电流值，设为I1＝0.75A，
则电源电动势ε=P总/I1＝12V
电压表V1示数是R3、R4两端总电压，有R3＋R4＝U1/I1=7.6Ω
电源内阻r=ε/I1－(R1＋R3＋R4)=0.4Ω
K断开和闭合时，电路总电流之比I1：I2=
K闭合时电路总电流为
I2=4I1/3=1A R4=U2/I2=4Ω R3=3.6Ω
根据ε=I2r＋I2[R3＋R4＋R1R2/(R1＋R2)]
解得R2=8Ω。
12、解：电动机消耗电功率即电路输入给电动机的功率 P′=IU=10×110=1100W。
发热功率：P热=I2R=102×2=200W
转化成机械功率：P=P′－P热=1100－200=900W
机械效率：
η=