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浙教版科学“竞赛训练营”（八）
电功率
例1、如图所示，电源电压保持不变，R1∶R2?=?1∶2。只闭合S1时，电流表的示数为0.3?A，R1消耗的功率为P1；只闭合S2时，R0消耗的功率为0.8?W，R2消耗的功率为P2，且P1∶P2?=?9∶8。则下列结果正确的是（　　）
　 A．电源电压为12V 　 B．R0的阻值为40Ω
C．R2的阻值为20Ω　 　 D．R0先后两次消耗的功率之比为3∶2
例2、下列电路图中电源电压U保持不变，小灯泡的额定电压为U0，且U＞U0，定值电阻的阻值为R。在不改变电路连接的情况下，能测出小灯泡额定功率的是 （ ）
412369043180在测定小灯泡额定功率的实验中(所用灯泡的额定电压U0=3.8V)，王强小组设计了另一种实验方案(其中电源电压未知，电阻R的阻值已知)。具体步骤如下：
①按如图所示的电路连接好电路；
②开关S拔到位置1，移动滑片P至任一位置，读出电流表示数I1；
③开关S拔到位置2，滑片位置不动，读出电流表示数I2。
先算出灯泡的电阻RL=_____（请你用所测的量表示），再根据false，计算灯泡的额定功率。他们按此方案测量，发现实验结果与真实值相差较大，原因是。仔细分析后，他们认为要准确测出灯泡的额定功率，只需将上述步骤2改为 。
例4、如图所示，电源两端电压保持不变，闭合开关S和S′时，电压表V的示数为U1，电流表A的示数为I1，电阻R1的功率为P1，电阻R2的功率为P2；当只闭合开关S时，电压表V的示数为U2，电流表A的示数为I2，电阻R2的功率为1W，电阻R1与?R3的总功率为P．已知：U1=4U2，5P2=16P．求：
（1）电流I1与I2之比；
（2）电阻R1的电功率P1．
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1、如图电路，电源电压为3.2伏，电压表本身电阻为10千欧，小灯泡L的额定电压为3伏，额定功率为1瓦。当开关S跟2接通时，电压表示数为3伏，当开关S跟1接通时，则（ ）
A．L将正常发光
B．L上有电流通过，但灯泡不亮
C．L比正常发光要亮些
D．L会被烧坏
2、小灯泡的额定电压为6V，额定功率估计在7W-12W之间，某同学要测定它的额定功率和不在额定电压下的功率，采用如图a所示的电路。所用的电流表有0-0.6A和0-3A两个量程，电压表有0-3V和0-15V两个量程，该同学将它们连入电路时都做了正确的选择。当滑动变阻器的滑片调节到某一位置时，电流表和电压表的示数分别如图b和图c所示，由此可知（ ）
falsefalsefalse
A．小灯泡的额定功率为7.5W B．小灯泡的额定功率为10W
C．在5V电压下小灯泡的功率为7.5W D．在5V电压下小灯泡的功率为1.5W
382968503、如图所示，是通过白炽灯L1（规格为“220伏 100瓦）、L2
（规格为“220伏 60瓦）的电流随两端所加电压的变化的曲线，根据该曲线可确定将L1、L2两灯串联接在220伏电源上时，两灯的实际功率之比大约为 (???)
A．1∶2
B．3∶5
C．5∶3
D．1∶3
4、在交通运输中，常用“客运效率”来反映交通工具的某项效能，“客运效率”表示每消耗单位能量对应的载客数和运送路程的乘积，即客运效率＝人数×路程/消耗能量。
一个人骑电动自行车，在1.5小时内行驶了30千米。其电动自行车的铭牌如下：
车型：20时（车轮直径：508mm）
电池规格：36V 12Ah（蓄电池）
整车质量：40kg
额定转速：210r/min（转/分）
外形尺寸：L1800mm×W650mm×H1100mm
充电时间：2～8h
电机：后轮驱动、直流永磁式电机
额定工作电压/电流：36V/5A
一辆载有4人的普通轿车，车的油耗为10升/100千米，则电动自行车与这辆轿车的客运效率之比约为（汽油的燃烧值为4.6 ×107焦耳/千克，汽油的密度为0.72×103千克/米3，汽车发动机的效率约为30%）（ ）
(A)250︰1 (B) 75︰1 (C) 8︰1 (D) 25︰1
40017701314455、某一电源的路端电压与电流的关系和电阻R1、R2的电压与电流的关系如图所示．用此电源和电阻R1、R2组成电路．R1、R2可以同时接入电路，也可以单独接入电路．为使电源输出功率最大，可采用的接法是（　　）
A．将R1、R2串联后接到电源两端
B．将R1、R2并联后接到电源两端
C．将R1单独接到电源两端
D．将R2单独接到电源两端
6、为了推进环保和节能理念的实施，某公司开发生产了“风光互补路灯”，该路灯只需要晒晒太阳吹吹风就能工作，如图l所示．它在有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，二者皆备时同时发电，并将电能输至蓄电池储存起来，供路灯照明使用．为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，一般充电至90%左右即停止，放电余留20%左右即停止电能输出．
下表为某型号风光互补路灯系统配置方案．问：
风力发电机
太阳能电池组件
最小启动风速
1.0m/s
太阳能电池
36W
最小充电风速
2.0m/s
太阳能转换效率
15%
最大限制风速
12.0m/s
蓄电池
500A．h12V
最大输出功率
400W
大功率LED路灯
80W-12V
（1）当风速为6.0m/s时，风力发电机的输出功率将变为50W，在这种情况下，将蓄电池的电量由20%充至90%需多长时间？
（2）如果当地垂直于太阳光的平面得到的太阳辐射最大强度约为240W/m2，要想太阳能电池的最大功率达到36W，太阳能电池板的面积至少要多大？
（3）若遇到阴天无风的天气，仅靠蓄电池供电，最多可供灯具正常发光多长时间？
7、图为一种摩托车转向灯的电路原理图。其中“RJ开关”为由继电器控制的开关，可以使电路间歇地通断，D为指示灯。当S拨至1位置时，RD1、RD2前后两个右转向灯发光，向外界发出右转信号，同时D灯闪亮，向驾驶员显示转向灯正常工作。左转时道理与右转一样。若四只转向灯都用“6V、10W”的灯泡，D用“6V、1.5W”的灯泡，电源两端电压为6V。试通过计算说明，为什么把S拨至1、2的任何位置时D灯都会发光，而左、右转向灯不同时发光？
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1、图甲所示的热熔胶枪是一种装修工具，用于材料涂胶．它的内部有2只相同的PTC（正温度系数）加热元件，其工作电路如图乙所示，扣动扳机能使固体胶条向前挤压，联动开关S同时掷向A、B，枪口冒出胶液，松开扳机，联动开关S同时掷向B、C．单只PTC元件的电阻随温度的变化如图所示．关于PTC元件的工作情况，下列说法正确的是（　　）
A．扣动扳机，两只PTC元件串联在电路中
B．松开扳机，只有一只PTC元件接入电路
C．松开扳机，当温度为80℃时，电路消耗的电功率为55W
D．扣动扳机，当温度为180℃时，1min电路消耗的电能为4800J
2、如图所示，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（ ）
4300855628653、如图所示，开关S断开时，电灯正常发光，消耗的功率为false；若把电源电压提高到原来的两倍，同时闭合开关S，使电灯的功率变为falsefalse，则电流表示数为原来的（ ）
A．2倍 B．4倍 C．false倍 D．false倍
327914004、一个用半导体材料制成的电阻D，其电流I随它两端电压 U的关系如图（a）所示，如果它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源两端，三个用电器消耗的电功率均为P。现将它们连接为如图（b）所示的电路，再接在该电源的两端，设电阻D和电阻R1、R2消耗的电功率分别 是PD、P1、P2，下列判断中错误的是 （ ）
A．P1>P2 B．P1>4PD C．PD 5、在图false所示的电路中，电源电压保持不变，false为定值电 阻，false为滑动变阻器，闭合电键S，将滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中，电压表false的示数随电流表A示数变化的完整图线如图false中、图线所示，其中能正确反映该过程的电压表false随电流表A示数变化的完整图线是 ( )
6、小明家新买了一个100瓦的电热毯，他想用伏安法测量电热毯的电阻值，于是连接了如图所示的实验电路，其中电源电压为6伏，Rx为电热毯的电阻值，滑动变阻器的最大阻值为20欧。但在实验过程中小明发现，不论怎样调节滑动变阻器的滑片P的位置，电压表的示数几乎不发生变化，检查电路的连接均无误。请你分析一下产生这一现象的原因是什么?若不更换实验器材，电路应怎样连接，才能在滑片P滑动过程中，有效地改变电热毯两
端的电压值?
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参考答案
例1、B
P1=I12R1 P2=I22R2; P1:P2= I12R1: I22R2=[(0.3A)2×1]: (I22×2)=9:8,解得：I2=0.2A
R0=P0/I02=0.8W/(0.2A)2=20欧
U电源=0.3A(R1+20欧)=0.2A(R2+20欧),解得R1=20欧，R2=40欧
R0前后的功率之比为9：4。
例2、C
例3、
false 忽略温度对灯丝电阻的影响；
开关S拔到位置1，移动滑片P，使灯泡正常发光，读出电流表示数I1 或开关S拔到位置1，移动滑片P，使I1R等于3.8V
例4、解：当闭合开关S和S′时，等效电路图如图甲所示；当只闭合开关S时，等效电路图如图乙所示．
答：（1）电流I1与I2之比为4：1；（2）电阻R1的电功率P1为8W．
1、B
2、C
3、D
4、D
5、C
6、解析：（1）蓄电池的容量：W=12V×500A?h×（90%-20%）=12V×500A×3600s×（90%-20%）=1.512×107J；
需要的时间：t=W/P=1.512×107J/50W==302400s=84h；
（2）电池板面积：S= P电/ηP辐=36W/240W/m2×15%=1m2；
（3）为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，一般充电至90%左右即停止，放电余留20%左右即停止电能输出，与（1）蓄电池的电量由20%充至90%相符，即蓄电池的容量相等，故可供灯具发光时间：
t灯= W/ P灯=1.512×107J/80W=189000s=52.5h．
答案：（1）将蓄电池的电量由20%充至90%需84h；（2）太阳能电池板的面积至少要1m2；（3）最多可供灯具正常发光52.5h．
解析：因为灯D的规格是“6V、1.5W”，所以灯D的电阻为RD=U2/PD=24?
转向灯的规格都是6V、10W”，所以转向灯的电阻均为R＝U2/P=3.6?
左（或右）两只转向灯和灯D总电阻：R总=RD＋R/2＝25.8?
当摩托车向右（或左）转时，开关S接至位置1（或位置2），此时右转（或左）向灯RD1、RD2两端的电压为6V，正常发光。
而通过灯D的电流：ID=U/R总=0.23A
所以灯D上获得的功率：PD’=I2RD=1.3W
由于PD’与灯D的额定功率（1.5W）差不多，所以此时灯D也能发光。
与此同时，通过左（或右）转向灯中每只灯泡上的电流：I＝ID/2=0.12A
所以每个左（或右）转向灯的实际功率为：P实=I2R＝0.052W
由于左（或右）转向灯的P实远小于其额定功率10W，所以左（或右）转向灯不能发光。
1、D
2、C
3、C
4、B
5、A
（1）将滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中，滑动变阻器接入点路的电阻变小，
根据I=U/ R可知，电路中的电流变大；
根据U=IR可知，R1两端的电压变大，故①表示电压表V1、②表示电压表V2．
（2）当滑片位于左端时，R1与R2串联，
由（b）图象可知：R1两端的电压U1=4V，通过的电流I1=0.4A，
则R1=U1/I1=4V/0.4A=10Ω；
电源的电压U=U1+I1R2=4V+0.4A×R2--------①
当滑片位于右端时，R1、R、R2串联，
由（b）图可知，I2=0.2A，R两端的电压UR=3V，U1′=2V，
则电源的电压U=UR+U1′+I2R2=3V+2V+0.2A×R2--------②
由①②两式可得：U=6V．
（3）因V3测电源的电压与R1两端的电压之差，
所以，当U1=4V、I1=0.4A时，V3的示数为U-U1=6V-4V=2V；
当U1′=2V、I2=0.2A时，V3的示数为U-U1′=6V-2V=4V；
结合选项可知A符合，BCD不符合．
6、解析：由实验电路图可知，当滑片P在最右端时，电路中电流最小：
I最小=false
电热毯两端的最小电压为
U最小=I最小×Rx=falseU
当滑片P在最左端时，电路中电流最大：I最大=false
电热毯两端的最大电压为U最大=U
所以电压表示数变化范围为falseU～U
由于电路连接正确，只有当Rx>>R(电热毯的电阻值远大于滑动变阻器的最大电阻值)时，有falseU≈U，不论怎样调节滑动变阻器的滑片户的位置，电压表的示数将几乎不发生变化。
若不更换实验器材，要实现电压表示数在较大范围内变化，可采用如图所示的连接方式(2分)(这时?当滑片在最右端时，电压表示数为0，当滑片在最左端时，电压表示数为6伏，所以电压表的变化范围为0～6伏)

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