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焦岱初中2015电功电功率综合计算及解析
1、（2015山东潍坊）如图所示，电源电压保持不变，电阻R1为30Ω，小灯泡L标有“6V 3W”字样．闭合S,断开S1、S2，滑动变阻器滑片P移至最右端时，小灯泡L恰好正常发光．闭合S、S1、S2，滑动变阻器滑片P移动至最左端时，电路消耗的电功率为3W．忽略小灯泡电阻随温度的变化.求：
电源的电压及小灯泡L的电阻；
滑动变阻器的最大阻值；
闭合S，断开S1、S2，滑动变阻器消耗的电功率为0.72W时，电流表的示数．
.解：（1）当闭合S，断开S1、S2，滑动变阻器滑片P移至最右端时，只有小灯泡接入电路，此时小灯泡L恰好正常发光，电源电压等于小灯泡额定电压．
即：U=6V ①
小灯泡的额定电流
②
小灯泡L的电阻
③
（2）闭合S、S1、S2，滑片P移至最左端时，滑动变阻器与R1并联
④
⑤
联立①④⑤得，滑动变阻器的最大阻值
Rm=20Ω ⑥
（3）设电流表的示数为I，此时滑动变阻器的阻值为R．则：
⑦
滑动变阻器消耗的电功率
⑧
联立⑦⑧得，电流表的示数
I1=0.2A ⑨
I2=0.3A ⑩
2、（2015山东威海）如图17甲是用来焊接自来水管的塑料热熔器，通电后，加热头发热，使需对接的塑料水管的两头熔化，将它们对接，紧压在一起，冷却后就可以焊接成一根水管了，其电路部分如图乙所示，S1是手控开关，S2为温控开关，ND为指示灯，R1是限流电阻，R2和R3为电热丝，表是它的术参数．
请解答下列问题：
产品名称
便携式自动控温式PPR/PP?R塑料管材
型号
20-32MM（配Φ20、Φ25、Φ32模头）
环境温度
-20℃-50℃
额定电压
220V
加头温度
260±5℃
功率
加热状态电热丝功率：1000W
保温状态电丝功率：250W
安全指标
绝缘电阻不小于1MΩ
（1）若指示灯ND用“3V 10mA”的发光二极管，则限流电阻R1的阻值多大才能使指示灯正常发光？
（2）电热丝R2的阻值多大？
（3）当环境温度是20℃时，熔化1kg的PVC塑料需要吸收 106 J 热量，此时塑料热熔器的效率为90%．某次熔接需要熔化90g的PVC，在塑料热熔器正常工作情况下需要加热多长时间？
答案：（1）2.17╳104Ω （2）145.2Ω （3）100s
3、（2015连云港）（10分）如图甲所示，电源电压恒定，R0为定值电阻。将滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电压表示数U与电流表示数I间的关系图象如图乙所示。求：
⑴滑动变阻器R的最大阻值；
⑵R0的阻值及电源电压；
⑶当滑片滑到滑动变阻器的中点时，电阻R0消耗的功率。
4、（2015宿迁）在图甲所示电路中，电源电压恒为9V，灯泡L的额定电压为6V，通过灯泡L的电流I与灯泡两端的电压U的关系如图乙所示，求：
（1）灯泡的额定功率；
（2）灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值；
（3）当电压表示数是5V时，灯泡L的实际功率.
【解析】 ⑴ P额 =U额I额 =6V×0.5A=3W
⑵ UR=U－U额=9V－6V=3V
（3）UL =U－UR ′=9V－5V=4V PL=ULIL =4V×0．4A=1.6W
5、（2015南京）（9分）如图所示是某压力测力计的电路原理示意图．图中电源电压为7.5V并保持不变；定值电阻Ro的规格是“400Ω 15mA”，起保护电路的作用；G是由灵敏电流表改装成的指针式测力显示器（电阻忽略不计）；R是一种新型电子元件，在压力不超过600N的前提下，其阻值随压力大小的变化规律如表格中数据所示．
(1) Ro上允许消耗的最大功率是多少？
(2)分析表格数据可知： 电子元件的阻值R随压力F变化的关系式是R= ．
(3)该测力计的量程是多少？
(4)若要增大该测力计的量程，请说出两种改进方法．
【答案】
6、（2015苏州）（6分）有两只灯泡，A灯“6V 6W”、B灯 “6V 3W”，A和B中电流随两端电压变化关系的图像如图甲所示．
（1）将A、B并联接在6V电源两端，求1min内电路消耗的电能；
（2）将A、B串联接在某电源两端，使B灯恰好正常发光，求此时A灯电阻；
（3）将A与一个滑动变阻器（50Ω 2A）串联接在6V电源两端，如图乙所示．调节滑动变阻器，当滑动变阻器的功率和A灯功率相等时，求滑动变阻器的功率．
【答案】
7、(2015南通)（9分）图示电路中，滑动变阻器铭牌上标有“50Ω1A”字样，电压表量程0-15V。闭合开关S1、S2，断开开关S3，调节变阻器滑片P至某位置，电压表示数为6.0V，电流表示数为0.50A，灯泡正常发光；再闭合开关S3，电流表示数变为0.75A。
(1)求变阻器接入电路的阻值；
(2)求灯泡的额定功率；
(3)只闭合开关S1、S2，改变电源电压并移动滑片P，使电路安全工作，求电路10s消耗的最大电能。
【答案】 (1) (2’)
(2)U源=I’R=0.75A×12=9V (1’)
UL= U源-U=9V-6V=3V (1’)
P= ULI=3V×0.5A=1.5W (2’)
(3) U滑=15V
(1’)
U源=Um+ UL=15V+3V=18V (1’)
W= U源ILt=18V×0.5A×10s=90J (1’)
注：32、33题中，没有原始公式给分，单位在代入数据中没有或代错，结果对给分，不扣分，同一题三问单位不重复扣分，只扣一分。
8、（2015山东青岛）如图所示，电源电压和小灯泡的阻值均保持不变。小灯泡R1标有“4V 1.6W”字样，
R2=20Ω，滑动变阻器R3允许通过的最大电流为1A，电流表的量程为0-0.6A，电压表的量程为0-3V。请画出每个小题的等效电路图．
(1)只闭合开关S2时，电压表的示数为2V．则R2消耗的电功率是多少？
(2)在不损坏各电路元件的情况下，若闭合所有开关，滑动变阻器R3消耗的最大功率和最小功率之比为3：1；若只闭合开关S3．小灯泡R1消耗的电功率变化范围是多少？
9、（2015荆州）电源电压为25V且保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，其上标有“50Ω 2A”的字样，电流表A1的量程为0～0.6A，电流表A2的量程为0～3A，灯泡L标有“5V 1W”的字样．
（1）灯泡L正常工作时的电流是多大？
（2）闭合S，断开S1、S2，灯泡恰好正常工作，求R1的阻值．
（3）S、S1、S2均闭合，求滑动变阻器R2连入电路的阻值为多大时电路功率最大？并求出此种情况下电路1min消耗的电能．
（1）I额=P额／U额 （1分）；
=1W／5V=0.2A （1分）；
（2）闭合S、断开S1、S2，R1与L串联，灯泡正常工作，U R1+UL=25V，
由于UL=5V，IL=0.2A，则定值电阻的电阻大小为
R1=U1／I1=（25V－5V）／0.2A＝100Ω （2分）；
（３）S、S1、S2均闭合时，电路电压为25V，R1与R2并联，且P总=P R1+P R2，此时
通过R1的电流是一个定值，大小为ＩR1＝U R1／R1＝25V／100Ω＝0.25A，
R1的电功率为P R1=U R1ＩR1=25V×0.25A=6.25W
如果电路干路中的电流为电流表A2允许通过的最大电流3A，而R1的电流为０.２５A，这时R2通过的电流为I R2=I总-ＩR1=３A－0.25A＝2.75A＞2A（滑动变阻器R2允许通过的最大电流），所以R2中能通过的最大电流为2A，于是此时滑动变阻器R2连入电路的阻值为
R2=U／ＩR2大=25V／2A＝12.5Ω （1分）；
R2最大功率为P R2大=UＩR2大=25V×2A=50W
从而电路中最大功率为P总大=P R1+P R2大=6.25W+50W=56.25W （1分）；
电路1分钟消耗的电能最大值W=P总大t=56.25 W×60s=3375J （1分）；
答：（1）灯泡正常工作时的电流是0.2A；（2）R1的阻值为１００Ω；（3）滑动变阻器R2为１2.5Ω时电路功率最大，此时电路1分钟消耗的电能值是3375J．
10、（2015北京） 实验桌上有一个电学器件，该器件由两个定值电阻R1、R2并联组成，且被封闭在一个透明的有机玻璃壳内，如图23甲所示。a、b是该器件的两个外露接线柱，电阻R1的阻值为20Ω，电阻R2的额定电压为6V。科技小组同学测得通过该器件的电流I和其两端电压U的数值，并绘制如图23乙所示的图像。
求：
（1）电阻的R2阻值；
（2）电阻R2的额定电功率。
解：（1）解：由图乙可知，R1、R2的总电阻，
由电阻并联公式，可求出
（2）解：电阻R2的额定电功率为
11、（2015福建莆田）某三挡电炖锅的工作电路可简化为如图所示的电路图，其两段电热丝的阻值分别为R1和R2，且R1>R2，说明书的部分参数如下表。
(1)在低温挡工作时，电路中的电流多大?(结果保留一位小数)
(2)请直接判断当开关S1断开、S2闭合时，电炖锅处于哪个挡位，并求出R2的阻值。
(3)小颖对该电炖锅说明书中所标的功率值产生怀疑，她用所学知识和爸爸进行了如下实验：关掉家里的其他用电器，只让电炖锅在高温挡单独工作，她观察到家中的电能表标着“1800 revs／(kW·h)”，且在l min内电能表的转盘转了15转。请帮助她计算出电炖锅在高温挡工作时的实际功率，如与额定功率有差异，试写出一种可能原因。
12、（2015甘肃兰州）如图所示，电源电压恒定，定值电阻R2=20Ω，滑动变阻器R0上标有“50Ω，0.5A”的字样，电流表A的量程为0～0.6A，电压表V的量程为0～15V。当开关S打到1位置且滑片P在A端时，电压表的示数为8V；当开关S打到2位置且滑片P在中点时，滑动变阻器R0的功率为P0=4W，求：
（1）电源电压U；
（2）定值电阻R1的阻值；
（3）当电路接通时，在确保电路元件安全的前提下，试讨论何时电路的总功率最小，最小功率是多少；何时电路的总功率最大，最大功率又是多少？
（1）当开关S打到2位置且滑片P在中点时，R0与R2串联，电路中的电流
…………………………………………………………(1分)
电源电压…………………(1分)
（2）当开关S打到1位置且滑片P在A端时，R0与R1串联，
，………………………………………(2分)
（3）当开关S打到1位置且滑片P在A端时，电路中的电阻最大，电功率最小…(1分)
……………………………………………(1分)
当开关S打到位置2且电路中的电流为0.5A时，电路的总功率最大
此时R0连入电路的电阻……(1分)
…………………………………………………(1分)

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