1、初中應用物理知識競賽輔導講座 電功率（教師版）【知識要點解讀】1.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，用電器的實際功率等于實際電壓與通過的實際電流的乘積。2. 焦耳定律電流具有熱效應，電流通過電阻時要產生焦耳熱，由焦耳定律可得，產生的熱量Q=I2Rt。3電能的計算若用電器以恒定功率P工作，則t時間消耗電能為W=Pt。【經典競賽題分析】例1（2008河南初中物理競賽題）燈L1標有“8V、16W”的字樣，燈L2標有“12V、36W”的字樣，兩燈串聯后接在電壓為U的電路中，要保證兩燈不損壞，電壓U的最大值為( ) A8V B12V C1 6V D20V例2（2011上

2、海第25界初中物理競賽）在如圖所示的電路中，電源電壓保持不變。閉合電鍵S，當滑片P置于滑動變阻器的中點時，電壓表的示數為4伏；當滑片置于滑動變阻器的b端時，電壓表的示數變化了2伏，此后15秒內定值電阻R1產生的熱量為60焦。下列結果正確的是 （ ）A電源電壓為10伏BR1的阻值為18歐C滑動變阻器R的最大阻值為9歐DR1先后兩次消耗的電功率之比4:3解析：設電源電壓為U，滑動變阻器R的最大阻值為R，閉合電鍵S，當滑片P置于滑動變阻器的中點時，電路總電阻為R1+R/2，電流I=U/( R1+R/2)，電壓表的示數為IR/2=4伏；當滑片置于滑動變阻器的b端時，電路總電阻為R1+R，電流I=U/(

3、R1+R)，電壓表的示數增大2伏，為IR=6伏；此后15秒內定值電阻R1產生的熱量為I 2R1t=60焦。聯立解得R1=R，U=12V，定值電阻R1兩端電壓為12V-6V=6V，根據15秒內定值電阻R1產生的熱量為60焦可得R1的阻值為9歐，滑動變阻器R的最大阻值為9歐，選項AB錯誤C正確；I/I=4/3，R1先后兩次消耗的電功率之比16:9，選項D錯誤。【答案】C（1）這個電熱器可有幾個不同加熱擋位?并指出每個加熱檔位旋轉開關的箭頭指向的位置；（2）將此電熱器接人家庭電路中，電熱器在正常工作時每個擋位的功率各是多大。解析：（1）有五個檔位：A檔：當旋紐上的箭頭指向圖中位置A或F時；B檔：當旋

4、紐上的箭頭指向圖中位置B或G時；C檔：當旋紐上的箭頭指向圖中位置C或H時；D檔：當旋紐上的箭頭指向圖中位置D或I時；E檔：當旋紐上的箭頭指向圖中位置E或J時。【名師點評】解答此題要注意題述“繞中心軸轉動的開關旋鈕兩端各有一個金屬滑片，轉動開關旋鈕可以將相鄰的觸點連接”。對于純電阻用電器，一般是先計算出各檔位的等效電阻，然后利用P=U2/R計算功率；對于含電動機的用電器，用P=UI計算功率。電動機正常轉動時，電動機輸入功率UI=P +I2R，電動機輸入功率等于電動機輸出功率與內阻發熱功率之和。例4（2011全國初中應用物理知識競賽初賽）家用電熨斗為了適應不同衣料的熨燙需要，設計了調整溫度的多檔開

5、關。使用時，轉動旋鈕即可使電熨斗達到需要的低溫、中溫或高溫。圖（甲）是電熨斗的電路圖，圖中電熱絲R1=96.8，R2=48.4。旋轉開關可以改變1、2、3、4四個接點的連接情況，如圖（乙）中的A、B、C所示可知，電源電壓不變時，總電阻最大，總功率最小。（2）當開關旋轉處于B狀態時，電路中只有R2工作，電熨斗處于中檔位工作，此時電路中的電功率P=U2/R2=(220V)2/48.4=1000W。(3) 當開關S1置于a端、S2閉合時, R1和R2并聯，此時電熨斗在高檔位工作，工作6min，電熨斗消耗的電能為J。【名師點評】根據題述條件可計算出電熨斗三個檔位的額定功率分別為500W、100W、15

6、00W。【競賽實戰訓練】一選擇題1.（2010上海初中物理競賽題）如圖24-13所示，額定電壓為110伏的A、B兩盞電燈，額定功率分別為100瓦和25瓦。把它們接到220伏的電路上，欲使它們都能正常發光且電路消耗的電能最少，正確的電路是2.（2011上海第25界初中物理競賽）甲、乙兩燈為鎢絲白熾燈，將它們并聯在照明電路里都能正常發光，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2.【答案】：.A【解析】：根據兩燈并聯在照明電路里都能正常發光，且甲燈比乙燈亮，說明甲燈的額定功率一定比乙燈大，兩燈電壓相同

7、，甲燈的電阻比乙燈小，選項A正確CD錯誤。燈消耗的電能與時間相關，選項B錯誤。3.（2010上海初中物理競賽題）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生變化，且燈泡的電阻小于R，則此時燈泡的電功率為 ( )A14.4瓦。 B32.4瓦。 C0.4瓦。 D0.9瓦。4. （2010上海初中物理競賽題）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生變化，且燈泡的電阻小于R，則此時

8、燈泡的電功率為 ( )A14.4瓦。 B32.4瓦。 C0.4瓦。 D0.9瓦。5.答案：B解析：燈泡電阻RD=U2/P=9，額定電流I=P/U=4/6=2/3A.。要使燈泡兩端電壓不超過額定電壓6V，并聯部分電壓不小于2V，電阻不小于3。當滑動片左移動時電阻減小，由R2R1/(R2+R1)=3解得R1=3.4。當滑動片右移動時電阻增大，移動到b點時電阻最大。設滑動變阻器R1的總電阻為R，若滑動變阻器R1的滑動片P在離b端1/4處時，變阻器R1有電流部分的阻值為3R/4，小燈泡的實際功率為1W，說明小燈泡的實際電壓為3V，實際電流為1/3A，并聯部分電壓為5V，并聯部分電阻為5V÷1

9、/3A=15。由)=15解得R=40。所以變阻器R1的阻值（有電流部分）的變化范圍是3.440。6. （2010上海初中物理競賽題）如圖24-13所示，額定電壓為110伏的A、B兩盞電燈，額定功率分別為100瓦和25瓦。把它們接到220伏的電路上，欲使它們都能正常發光且電路消耗的電能最少，正確的電路是7.答案：C解析：設電源電壓為U，燈泡電阻R0，將某燈泡接到電壓不變的電源兩端，有=40W；將燈泡和某電阻R串聯后再接到上述電源的兩端，電路電流I=；電阻的電功率I2R=3.6W；燈泡的電功率為P=I2R0.聯立解得P=0.4W，選項C正確。二填空題解析：設電動機內阻為R，電源電壓為U，用手捏住電

10、動機的轉軸，使其不轉動，閉合開關后U=I1R；電動機正常轉動時，UI2=P +I22R；由上述二式解得P=0.84R.。該玩具電動機正常轉動時的效率為=P / (P + I22R)×100%=70%。   （1）圖中P、Q兩個接頭中，_與零線相連；正常情況下，零線和地線之間的電壓為_V. （2）為安全起見，需在電路中安裝一總開關，該開關最好應安裝在圖中A、B、C、D、E中的_點處. （3）如果 R1R248.4 ，則電熱器在旋鈕開關旋到位置T時的電功率為 _W；當旋鈕開關旋到位置M時，通電1 min產生的熱量是_J.3（2006全國初中應用物理知識競賽河

11、南預賽）自從愛迪生1879年發明電燈以來，在一百多年中經過人們的不斷改進，如今白熾燈己成為我們生活中最常用的照明工具。根據你對白熾燈的了解，請提出一個與電功率知識有關的實際問題，并根據你所學過的物理知識做出簡要回答。例如：斷絲的燈泡再“搭上”為什么會比以前更亮？簡答：“搭上”燈絲后，燈絲變短，電阻變小，在電壓一定時，由P=U2/R可知電燈的實際功率增大，所以燈泡比原來更亮。問題：_。簡答：_。三綜合運用題1.（2009全國初中應用物理知識競賽復賽題）小蘭家的全自動家用豆漿機的部分技術數據如下表所示。額定電壓220V電機功率180W額定頻率50Hz加熱功率800W加干豆量75g加 水 量1200

12、mL制作豆漿的程序大致如下：(水溫為20)工作程序加熱打漿煮漿防溢延煮斷電報警工作時間與狀態電熱器開始加熱，8min后，水溫達到打漿設定溫度。電機帶動刀片高速打漿，打漿共4次，每次打15s，間隔15s。電熱器繼續加熱，直至豆漿第一次沸騰，耗時2min。電熱器間斷加熱，(每加熱l min，停20s)使豆漿反復煮沸，充分煮熟。共6min40s結束。機器發出聲光報警，提示豆漿已做好小蘭在用該豆漿機制作豆漿之前關閉了她家所有的用電器開關，然后在豆漿機開始制作豆漿的同時，開始記錄她家電能表(如圖3所示)的轉盤轉過的圈數，當豆漿機發出聲光報警時為止，數得電能表的轉盤轉過了74圈。請回答：（1）煮好一鍋這樣

13、的豆漿需要消耗多少電能?（2）根據第1問的計算結果，計算制作一鍋這樣豆漿的過程中她家電能表的轉盤應轉過多少圈?（3）第（2）問中計算的結果與小蘭實際記錄的圈數相符嗎?如不相符，請說出你對產生這一偏差的猜想。2.（2011全國初中應用物理知識競賽河南預賽）節能是這個時代的主旋律。小強要測量一盞節能燈的額定功率，他利用如圖甲所示的照明電路，將標有“220V60W”的白熾燈L1和標有“220V4W-40W”的節能燈L2正確接入電路中，當開關S1和S2都閉合時，兩盞燈都正常發光，且在2000s內，標有1800r/kWh的電能表轉了71轉。試問：（1） 節能燈的發光功率是多少？（2） 當開關S1和S2都

14、斷開時，小明將圖乙所示的電路插入照明電路的插座內。超導限流器是一種短路故障電流限制裝置，它的電阻R隨電流I變化關系如圖丙所示，L為用電器。為使用電器短路后電路仍能保持穩定狀態，超導電阻R應滿足什么條件？（3） 在R滿足一定條件時，有人把超導限流器稱為“不斷電保險絲”，請你說明理由。2. 解：（1）電能表轉了71轉消耗電能E=（71÷1800）kWh=（71÷1800）×3600×103J，兩盞燈的總發光功率為E/t=（71÷1800）×3600×103J÷2000s=71W。3.（2007第17屆全國初中應用物理知

15、識競賽）表1中提供的是明湖中學使用的一臺數學投影儀的有關數據，請根據其中的數據，通過計算回答： 1、這臺投影儀的耗電總功率是多大？ 2、如果投影儀的光源采用串聯電阻降壓的話，所有電阻的阻值應該多大？該電阻消耗的功率為多大？ 3、這臺投影儀的光源采用上述串聯電阻降壓的方法可行嗎？為什么？ 4、如果上述方法不可行，請你提出一種可以使投影儀正常工作的方案。（要求定性說明即可） 表1 電源工作電壓 220V 電源頻率 50Hz 光源電壓 24V 光源電流 10.0A 鼓風機電壓 220V 鼓風機電流 0.1A 3、解：（1）因為光源消耗的功率為：P光源=U光源I光源=24V×10A=240W

16、。鼓風機消耗的功率為：P風機=U風機I風機 =220V×0.1A=22W。所以這臺投影儀消耗的總功率為：P=P光源+P風機=240W+22W =262W。（2）若光源采用串聯電阻降壓，這時所選用的電陰R應分擔的電壓為： UR=U電源- U光源=220V-24V=196V。 通過所選用的電阻R的電流為：IR= I光源=10A。 所選用電阻的阻值應為：R= UR/IR=196V/10A=19.6。 所選用電阻消耗的功率為：PR=I2RR=（10A）2×19.6=1960W。 4.（2008第18屆全國初中應用物理知識競賽）如圖l 3是一個電熱器的工作原理圖，電熱器內有兩個阻值分別為R1=60和R2=120的電熱絲；旋轉開關內有一塊絕緣圓盤，在圓盤的邊緣依次有0，1，2， 9共10個金屬觸點；可以繞中心軸轉動的開關旋鈕兩端各有一個金屬滑片，轉動開關旋鈕可以將相鄰的觸點連接。如旋鈕上的箭頭指向圖中位置D時，金屬滑片將2、3觸點接通，同時另一端將7、8觸點接通。用這個旋轉開關可以實現電熱器有多擋位工作的要求。請回答：（1）這個電熱器可有幾個不同加熱擋位?并指出每個加熱檔位旋轉開關的箭頭指向的位置；（2）將此電熱器接人家庭電