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专题19 电功率(解析版)
一、单选题
1.关于电功、电功率,下列说法正确的是()
A. 电流通过导体做功越少,电功率越小
B. 电功是表示电流做功快慢的物理量
C. 电功率大的用电器一定比电功率小的用电器做的功多
D. 在相同时间内,电流通过导体做功越多,电功率越大
【答案】D
【解析】解:
AD、电功率是表示电流做功快慢的物理量,而电功是用电器中电流所做的功,
消耗多少电能就做多少功,若在相同时间内,电流通过导体做功越多(越小),
电功率越大(小),故A错误、D正确;
B、电功率是表示电流做功快慢的物理量,而电功的实质是电能与其他形式能量
的转换,故B错误;
C、根据W =Pt知,在不确定做功时间的情况下,电功率大的用电器不一定比电
功率小的用电器做的功多,故C错误。
故选:D。
电功是用电器中电流所做的功,消耗多少电能就做多少功;
电功率是表示电流做功快慢的物理量,定义是1秒内电流做功的多少。
电流做功的多少和电流做功的快慢不要混淆,掌握电功和电功率的概念是解决
本题的关键。
2.关于家里的用电器,下列数据最符合实际的是()
A. 白炽灯的正常工作电流约是0.1A
B. 遥控器的干电池电压约为220V
C. 空调制冷时的功率约为10W
D. 电扇正常工作1h耗电约为1kW·h
【答案】A
【解析】
【分析】
此题考查的是学生对一些常见物理量的估测能力,需要学生对生活中的常见物
理量单位、大小有所认识,此题就会得到正确答案。
做这种题目,要对一些常见的物理量要有一定的估测能力,根据生活常识和必
要的计算去判断题目的对错。
【解答】
P 40W
A.白炽灯的额定功率为40W,正常工作电流约为I= = ≈0.18A,0.1A相
U 220V
差不大,故A符合实际;B.遥控器的干电池电压约为1.5V,故B不符合实际;
C.空调制冷时的功率约为1000W,故C不符合实际;
D.电扇的额定功率为100W =0.1kW,正常工作1h耗电约为
W =Pt=0.1kW×1h=0.1kW·h,故D不符合实际。
故选A。
3.一标有“220V 25W”的白炽灯甲和一标有“36V 40W”的白炽灯乙,当它
们都正常工作时()
A. 甲灯较亮 B. 乙灯较亮 C. 两灯一样亮 D. 无法判断
【答案】B
【解析】解:由题意知,甲灯泡的额定功率都是25W,乙灯泡的额定功率为
40W,而灯泡亮度取决于灯泡的实际功率,灯泡实际功率越大,灯泡越亮,因
此当它们都正常工作时,乙灯较亮。
故选:B。
灯泡正常发光时的功率等于灯泡的额定功率,灯泡亮度取决于灯泡的实际功率,
灯泡实际功率越大,灯泡越亮。
知道灯泡正常发光时的实际功率等于额定功率,知道灯泡亮度取决于灯泡的实
际功率是正确解题的关键。
4.学校综合实践活动小组的同学收集了如图四种家庭常用电器的铭牌请你根据
铭牌中给出的信息判断。下列说法中正确的是()
A. 四种家用电器都必须在220V电压下才能正常工作
B. 四种家用电器额定频率相同,说明它们工作时的噪声都相同
C. ××牌空调机制冷和制热两种工作状态时的额定功率是相同的
D. ××牌电冰箱平均每小时消耗电能为0.5kW⋅h
【答案】C
【解析】解:A.额定电压下用电器正常工作,由铭牌知××牌彩电的工作电压是
170V~240V,故A错误;
B.四种家用电器额定频率相同,是指交流电的频率相同,与噪声的大小无关,
故B错误;
C.××牌空调机制冷和制热两种工作状态时的额定电压和额定电流相同,根据
P=UI可知制冷和制热两种工作状态时的额定功率是相同的,故C正确;
D.由××牌电冰箱“耗电量0.5kW⋅h/12h”可知,正常使用时平均12h消耗电能0.5kW⋅h,故D错误。
故选:C。
由用电器铭牌可知用电器的:额定频率、额定电压、额定功率、工作电流以及
电冰箱的耗电量,根据P=UI可知用电器电功率的大小。
本题主要考查学生对用电器铭牌上所标的信息的物理含义的了解和掌握,是一
道基础题。
5.额定电压均为6V的甲、乙两灯的I-U图线如图所示,下列说法正确的是()
A. 灯丝电阻均随电压增大而减小
B. 甲、乙两灯正常发光时的电阻之比为3:2
C. 甲、乙两灯并联在3V的电源上时,功率之比为2:3
D. 甲、乙两灯串联在8V的电源上时,功率之比为1:3
【答案】D
【解析】解:A.由图象可知,甲、乙两灯泡两端的电压分别为3V、6V时,通
过甲的电流依次为0.5A、0.6A,通过乙的电流依次为0.3A、0.4A,
U U
由I= 的变形式R= 可知,甲灯泡的电阻依次为6Ω、10Ω,乙灯泡的电阻依
R I
次为10Ω、15Ω,所以,甲、乙两灯的电阻均随电压增大而增大,故A错误;
B、两灯的额定电压均为6V,根据A的计算结果可知,电压为6V时,甲灯泡的
电阻为10Ω,乙灯泡的电阻为15Ω,它们的阻值之比为2:3,故B错误;
C、甲、乙两灯并联时,两灯的电压相等,都为3V,从图像上可知电压为3V时,
I =0.5A,I =0.4A,所以P :P =(U I ):(U I )=5:4,故C错误;
甲 乙 甲 乙 甲 乙
D、甲、乙两灯串联时,有两灯的电流相等,电压相加等于8V;从图像上可知
I=0.4A时,U =2V,U =6V,U +U =8V,即甲、乙两灯串联在8V的电
甲 乙 甲 乙
源上时,两灯的电流均为0.4A,U =2V,U =6V,此时P ':P '=(U I):
甲 乙 甲 乙 甲
(U I)=1:3,故D正确。
乙
故选:D。
(1)根据图象读出几组电流和电压对应的值,根据欧姆定律求出对应的电阻,然
后得出两灯泡电阻与两端的电压关系;(2)根据图像计算两灯正常发光时的电阻即可求出比值;
(3)甲、乙两灯并联时,两灯的电压相等,都为3V,在图像上分别找出电压为
3V时,两灯的电流,利用P=UI,分别计算两灯的功率即可求出比值;
(4)甲、乙两灯串联时,两灯的电流相等,电压相加等于8V;在图像上分别找
出电流相等,电压相加等于8V时,两灯的电压,利用P=UI,分别计算两灯的
功率即可求出比值。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,从图象中获取有
用的信息是关键。
6.甲、乙两只小灯泡分别标有“6V 9W”和“4V 4W”的字样。忽略温度对灯
丝电阻的影响,且保证电路安全,下列说法中正确的是()
A. 两灯并联时,干路中的最大电流为2.5A
B. 两灯串联时,电源电压最大为10V
C. 两灯并联时一样亮
D. 两灯串联时,甲灯较亮
【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,会确定串联电
路的最大电流和并联电路的最大电压是关键。
知道两灯泡的额定电压和额定功率,根据P=UI求出两灯的额定电流,再根据欧
姆定律求出两灯泡的电阻;
(1)两灯泡并联时,根据并联电路的电压特点和两灯均不坏确定电源的最大电压,
根据欧姆定律求出两支路的电流,利用并联电路的电流特点求出干路中允许最
U2
大电流,根据P= 比较功率大小(灯泡亮度);
R
(2)两灯泡串联时,根据串联电路的电流特点和两灯均不坏可知,电路中的最大
电流为两灯泡额定电流中较小的,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路两端允
许最大电压,根据P=UI=I2R比较功率大小(灯泡亮度)。
【解答】
由P=UI可得,甲、乙两灯泡的额定电流分别为:
P 9W P 4W
I = 1 = =1.5A,I = 2 = =1A,
1 U 6V 2 U 4V
1 2
U
由I= 可得,两灯泡的电阻分别为:
R
U 6V U 4V
R = 1= =4Ω,R = 2= =4Ω;
1 I 1.5A 2 I 1A
1 2
A.两灯泡并联时,因并联电路中各支路两端的电压相等,且两灯均不坏,所以,电源的最大电压:U'=U =4V,
2
此时乙正常发光,通过乙的电流为1A,
U' 4V
此时通过甲的电流I '= = =1A,
1 R 4Ω
1
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路中允许最大电流:
I'=I +I '=1A+1A=2A,故A错误;
2 1
B.两灯泡串联时,因串联电路中各处的电流相等,且两灯均不坏,所以,电路
中的最大电流I=1A,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路两端允许最大电压:
U =I(R +R )=1A×(4Ω+4Ω)=8V,故B错误;
串 1 2
U2
C.两灯并联时,两灯泡的电阻相等,由P= 可知,两灯并联时一样亮,故C
R
正确;
D.两灯串联时,两灯泡的电阻相等,由P=UI=I2R可知,两灯串联时一样亮,
故D错误。
7.图甲是某型号热敏电阻R 的阻值随温度t变化的图像(已做近似处理)。图乙是
t
用R 做测温探头的某热敏电阻温度计的电路图,其中电源电压可在0.6V~1.2V
t
之间调节,R 为100Ω的定值电阻。该电路工作原理是:将R 放入待测温度处,
0 t
闭合开关,调节电源电压,使电路中电流保持2mA不变,可直接从温度计表盘
上得出待测温度。下列说法正确的是()
A. 温度计表盘上显示30℃时,电源电压为0.68 V
B. 该热敏电阻温度计的测温范围为2.5℃~40℃
C. 该电路R 允许接入的阻值范围为200Ω~520Ω
t
D. 该电路中R 工作时功率范围为1.2 mW~2.4 mW
t
【答案】B
【解析】解:由图乙可知,该电路为串联电路,电压表测量R 两端的电压;
t
A、由图甲知道,温度计表盘上显示30°C时,R =280Ω,由图乙知道,此时电
t
路总电阻:R =R +R =280Ω+100Ω=380Ω;根据题意,由欧姆定律知道,电
总 t 0源电压为:
U=I R =0.002A×380Ω=0.76V,故A错误;
总
BC、由图甲知道,热敏电阻R 的阻值随温度t变化的关系是:R =520-8t ①;
t t
U 0.6V
当电源电压为0.6 V时,电路的总电阻:R = 小= =300Ω,由串联电
总小 I 0.002A
路电阻的规律知道,该热敏电阻的阻值:R =R -R =300Ω-100Ω=200Ω,
t小 总小 0
把R =200Ω代入①,解得t=40℃;
t小
U 1.2V
当电源电压为1.2V时,R = 大= =600Ω,由串联电路电阻的规律知
总大 I 0.002A
道,该热敏电阻的阻值:R =R -R =600Ω-100Ω=500Ω,把R =500Ω代
t大 总大 0 t大
入①,解得t'=2.5℃;则该热敏电阻温度计的测温范围为2.5°C~40°C,该电
路R 允许接入的阻值范围为200Ω~500Ω,故B正确,C错误;
t
D、当R =200Ω时,该热敏电阻的阻值的功率为:
t小
P=I2R =(0.002A) 2×200Ω=0.8×10-3W =0.8mW;
t小
R =500Ω时,该热敏电阻的阻值的功率为:
t大
P'=I2R =(0.002A) 2×500Ω=2×10-3W =2mW;即该电路中R 工作时功率范
t大 t
围为0.8 mW~2mW,故D错误。
故选:B。
(1)根据图像分析R 电阻的大小,根据串联电路的电阻关系得出总电阻的大小,
t
根据欧姆定律分析电源电压的大小;
(2)(3)根据图甲得出热敏电阻R 的阻值随温度t变化的关系;根据电源电压的最
t
大值和最小值,利用欧姆定律求出电路的总电阻,根据串联电路的电阻关系求
出热敏电阻的阻值,然后带入关系式求出温度的变化范围;
(4)根据电功率公式P=I2R分析R 工作时功率的变化范围。
t
本题考查了欧姆定律的应用、电功率公式的应用,从图象中获取有用的信息是
关键,有一定的难度。
8.如图中,灯泡L 、L 分别标有“6V 3W”“6V 6W”字样,电源电压不变,
1 2
开关S闭合。①只闭合S ,灯泡L 、L发光;②只闭合S ,灯泡L 、L发光。灯泡
1 1 2 2
L在②中比在①中(设灯丝电阻不变)()
A. 电功率较大,亮度较亮
B. 电功率较小,亮度较暗C. 电功率相同,亮度相同
D. 电功率较大,亮度较暗
【答案】A
【解析】解:
U2
由P= 可得两灯的电阻分别为:
R
U2 (6V) 2 U2 (6V) 2
R = = =12Ω,R = = =6Ω,
1 P 3W 2 P 6W
1 2
比较可知R >R ;
1 2
在开关S闭合的前提下,①只闭合S ,灯泡L 、L串联接入电路,②只闭合S ,
1 1 2
灯泡L 、L串联接入电路,
2
因串联电路总电阻等于各部分电阻之和,且R >R ,所以R >R ,由欧姆定
1 2 总1 总2
律可知I △R 。
1 2
故答案为:(1)断开;右;(2)R ;(3)0.625;(4)灯丝电阻随温度升高而增大;
2
(5)大于。22.在“测定小灯泡电功率”的实验中,选用器材如下:2节干电池、额定电压
为2.5V的小灯泡(额定功率小于1W)、电流表、电压表、滑动变阻器(20Ω1A),
开关和导线,图甲所示是小明没有连接完整的电路。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲所示的电路连接完整。
(2)正确连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于最______(选填
“左”或“右”)端。
(3)小明闭合开关后,移动滑片,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,
则该电路故障可能是______。
(4)小明排除故障后,通过正确操作,当灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所
示,小灯泡的额定功率为______W。
(5)完成上述实验后,小明又重新设计了电路(如图丙),测量另一个小灯泡的额
定功率,这个小灯泡正常工作的电流为I。请完成实验步骤(已知电源电压为U)。
①只闭合开关S ,移动滑动变阻器R 的滑片,使电流表示数为______;
1 2
②只闭合开关S ,保持滑动变阻器______的滑片位置不变,调节滑动变阻器
2
______,使电流表示数为I;再将滑动变阻器R 的滑片调到最______端,读出电
2
流表的示数为I ;
1
③则小灯泡的额定功率表达式为P =______。
额
U I2
【答案】右 小灯泡断路 0.65 I R R 左
2 1 I
1
【解析】解:(1)额定电压为2.5V的小灯泡,电压表选用小量程与灯并联,额定
P 1W
功率小于1W,根据P=UI,灯的额定电流小于:I= = =0.4A,故电流表
U 2.5V
选用小量程与灯串联,如下图所示:(2)正确连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于阻值最大处,即最右
端;
(3)电流表无示数,灯泡不亮,说明电路可能断路;电压表有示数,说明电压表
与电源两极之间是连通的,则与电压表并联的电路出现了断路,所以故障可能
是小灯泡断路;
(4)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值
为0.02A,读出电流值为0.26A,则
小灯泡的额定功率为:P =U I =2.5V ×0.26A=0.65W;
L L L
(5)分析实验的原理可以得出其具体的步骤为:
①只闭合开关S ,移动滑动变阻器R 的滑片,使电流表示数为I;
1 2
②只闭合开关S ,保持滑动变阻器R 的滑片位置不变,调节滑动变阻器R ,使
2 2 1
电流表示数为I;
再将滑动变阻器R 的滑片调到最左端,读出电流表的示数为I ;
2 1
U
③则小灯泡的电阻与变阻器R 此时的电阻相同,即R = ,
1 灯 I
1
U U I2
小灯泡的额定功率P =I2R =I2 ⋅ = 。
额 灯 I I
1 1
故答案为:(1)见上图;(2)右;(3)小灯泡断路;(4)0.65;(5)①I;②R ;R ;
2 1
U I2
左;③ 。
I
1
(1)根据灯的额定电压为2.5V确定电压表选用小量程与灯并联,额定功率小于
1W,根据P=UI求灯的额定电流取值范围,确定电流表选用小量程与灯串联;
(2)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于阻值最大处;
(3)电流表无示数,灯泡不亮,说明电路可能断路;电压表有示数,说明电压表
与电源两极之间是连通的,据此判断;
(4)根据电流表选用小量程确定分度值读数,根据P=UI求小灯泡的额定功率;
(5)实验设计利用了替代法,测出小灯泡的电阻,再通过电功率的变形公式
P=I2R可计算小灯泡的额定功率。
本题是测量小灯泡的电功率,考查了实物电路的连接、实验操作、故障分析、电表的读数、电功率的计算,同时还考查了特殊方法测电功率,要理解等效替
代法在实验中的应用。
六、简答题
23.小明在实验室进行实验,把多个小灯泡串联在电路当中,发现串联的小灯泡
越多,小灯泡越暗,请你帮助他分析其中的原因。
【答案】答:串联的小灯泡越多,由R =R +R +…R 可知,电路的总电阻越
总 1 2 n
U
大,在电源电压一定时,根据I= 可知电路中的电流越小;由串联电路的分压
R
特点可知,每个小灯泡所分得的电压越小,根据电功率公式P=UI可知,每个小
灯泡的实际功率也就越小,所以小灯泡的亮度越暗。
【解析】在电源电压不变的情况下,串联的小灯泡越多,电路的总电阻越大,
由欧姆定律分析电流的变化;由串联电路的分压特点分析每个小灯泡分得的电
压如何变化,再根据P=UI分析其实际功率的变化;灯泡的亮度由实际功率决定,
据此可知小灯泡亮度的变化。
此题考查了串联电路的电阻、电压规律以及欧姆定律和电功率公式的应用,明
确灯泡的亮暗取决于其实际功率的大小是关键。
五、计算题
24.在综合实践活动中,小明设计了一种电热饮水机电路,如图甲所示,R 和R
1 2
均为电热丝,S 是自动控制开关,可实现“低挡”、“高挡”之间的转换,饮
2
水机工作时功率随时间的关系图象如图乙所示。求:
(1)30min内电路消耗的总电能;
(2)饮水机工作时,通过电阻R 的电流;
1
(3)电阻R 的阻值。
2
【答案】解:
1
(1)由图乙知,高档功率P =660W =0.66kW,t =10min= h;
高 1 6
20 1
低档功率P =220W =0.22kW,t =20min= h= h;
低 2 60 3
30min内电路消耗的总电能:
1 1
W =W +W =P t +P t =0.66kW× h+0.22kW× h
1 2 高 1 低 2 6 311 11
= kW⋅h= ×3.6×106J
60 60
=6.6×105J
U2
(2)由图甲可知,当S 、S 都闭合时,R 、R 并联,电路中电阻较小,由P=
1 2 1 2 R
可知,电功率较大,为“高档”;
U2
当S 闭合、S 断开时,电路中只有R ,电路中电阻较大,由P= 可知,电功率
1 2 1 R
较小,为“低档”;
由P=UI可得通过R 的电流:
1
P 220V
I = 低= =1A;
1 U 220Ω
(3)从“低档”到“高档”,只是并联了R ,电源电压不变,R 的功率不变,则
2 1
R 的功率:
2
P =P -P =660W -220W =440W,
2 高 低
U2
由P= 可得:
R
U2 (220V) 2
R = = =110Ω。
2 P 440W
2
答:(1)30min内电路消耗的总电能为6.6×105J;
(2)饮水机工作时,通过电阻R 的电流为1A;
1
(3)电阻R 的阻值110Ω。
2
【解析】(1)分析图乙,得出高档功率、低档功率,以及各自工作时间,利用
W =Pt求30min内电路消耗的总电能;
(2)分析图甲,得出当S 、S 都闭合时和当S 闭合、S 断开时的电路组成,得出
1 2 1 2
哪个是高档、哪个是低档;利用P=UI求通过R 的电流;
1
(3)从“低档”到“高档”,只是并联了R ,电源电压不变,R 的功率不变,可
2 1
U2
求R 的功率,再利用P= 求电阻R 的阻值。
2 R 2
本题考查了电能、电流和电阻的计算,分析电路图得出高、低档的电路组成是
关键,计算电能时注意灵活选择单位。
25.在如图所示电路中,电源电压6V恒定,电流表的量程为0~0.6A,电压表
的量程为0~3V,灯泡的规格分别为L “6V 1.8W”、L “6V 1.2W”,滑动
1 2变阻器R的规格为“50Ω 1.5A”,不计温度对灯丝电阻的影响.求:
(1)灯泡L 的电阻;
1
(2)滑动变阻器的滑片P放在a端时,闭合开关S 、S 、S 后,电流表的读数是多
1 2 3
少?
(3)闭合开关S 、S ,断开S 时,调节滑动变阻器器的滑片P,使灯泡L 的实际
1 2 3 1
功率为0.8W时,滑动变阻器消耗的电功率是多少?
(4)若两灯中只允许一盏灯工作,且要求电路元件安全使用,在滑片移动过程中,
整个电路至少消耗多少电功率?
【答案】解:(1)L 、L 的电阻分别为:
1 2
U 2 (6V) 2 U 2 (6V) 2
R = 1额 = =20Ω;R = 2额 = =30Ω;
1 P 1.8W 2 P 1.2W
1额 2额
(2)滑片P放在a端时,闭合开关S 、S 、S 后,电路为两灯泡并联,
1 2 3
U U 6V 6V
电流表测量干路电流I=I +I = + = + =0.5A;
1 2 R R 20Ω 30Ω
1 2
(3)闭合开关S 、S ,断开S 时,R与L 串联,因串联电路中各处的电流相等,
1 2 3 1
所以,由P=I2R可得,灯泡L 的实际功率为0.8W时电路中的电流:
1
√P ' √0.8W
I'= 1 = =0.2A,
R 20Ω
1
灯泡L 两端的电压:U =I'R =0.2A×20Ω=4V,
1 1 1
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,滑动变阻器两端的电压:U =U-U =6V -4V =2V,
R 1
滑动变阻器消耗的电功率:P =U I'=2V ×0.2A=0.4W;
R R
(4)因电源的电压大于电压表的最大示数,
所以,电压表示数U =3V时,灯泡两端的电压:U =U-U =6V -3V =3V,
R大 L R大
因灯泡L 的电阻大于灯泡L 的电阻,
2 1
所以,灯泡L 与滑动变阻器串联时,电路中的电流最小,电路的总功率越小,
2
U 3V
此时电路中的电流:I = L= =0.1A,
小 R 30Ω
2
则整个电路的最小电功率:P =U I =6V ×0.1A=0.6W。
小 小
答:(1)灯L 的电阻为20Ω;
1(2)滑动变阻器的滑片P放在a端时,闭合开关S 、S 、S 后,电流表的读数为
1 2 3
0.5A;
(3)若只闭合开关S 、S ,且要求电路元件安全使用,在滑片移动过程中整个电
1 2
路消耗的最小功率为0.4W;
(4)整个电路至少消耗的电功率是0.6W。
【解析】本题考查电阻的计算与电流的计算,还有电功率的计算,关键是对电
路的分析,难点是只闭合开关S 、S 时电路最小电流的确定。
1 2
U2
(1)根据铭牌已知额定电压和额定功率,利用R= 求出灯L 的电阻;
P 1
(2)滑片P放在a端时,闭合开关S 、S 、S 后,电路为两灯泡并联,电流表测干
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路电流,根据欧姆定律和并联电路电流特点求出电流表的示数;
(3)闭合开关S 、S ,断开S 时,R与L 串联,根据串联电路的电流特点和
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P=I2R求出电路中的电流,根据欧姆定律求出灯泡L 两端的电压,根据串联电
1
路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,根据P=UI求出滑动变阻器消耗的电
功率;
(4)电源的电压大于电压表的最大示数,根据串联电路的电压特点求出灯泡两端
的电压,根据欧姆定律可知灯泡的电阻最大时电路中的电流最小,电路的总功
率最小,根据欧姆定律求出电路中的最小电流,利用P=UI求出整个电路的最小
电功率。
26.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B与一个滑动变阻器(20Ω2A)串联接在6V电源两端,如图乙所示,调节
滑动变阻器,求B灯功率变化范围。
【答案】解:(1)由图像可知,A、B灯并联在6V电源两端时,通过A灯的电流
是1A,通过B灯的电流是0.5A,
故干路中的电流:I=I +I =1A+0.5A=1.5A,
A B电路消耗的电能:W =UIt=6V ×1.5A×60s=540J;
P 3W
(2)将A、B灯串联时,B灯正常发光,I =I = B = =0.5A,
A B U 6V
B
由图像可知,当通过A灯的电流是0.5A时,A灯两端的电压为2V,
U 2V
此时A灯的电阻:R = A = =4Ω;
A I 0.5A
A
(3)滑动变阻器的滑片移到电阻最小时,B灯的功率最大为:
P =U I =6V ×0.5=3W;
B B B
当滑片移到电阻最大时,B灯的功率最小,
由U =U '+U 可得:6V =U '+I' ×20Ω,
总 B 滑 B B
由图像可知,当I '=0.2A时,U '=2V,恰好满足上式,
B B
所以此时B灯的功率为:P '=U 'I '=2V ×0.2A=0.4W,
B B B
故B灯的功率的变化范围是0.4W -3W。
答:(1)1min内电路消耗的电能是540J;
(2)此时A灯的电阻为4Ω;
(3)B灯的功率的变化范围是0.4W -3W.
【解析】(1)根据W =UIt可知,只要计算A、B并联在6V电源两端时的总电流即
可求得电路消耗的电能;
(2)由于A、B灯串联,B灯正常发光,可以求出通过B的电流,根据图像可知A
的电压,从而可求得此时A的电阻;
(3)滑动变阻器的滑片移到电阻最小时,B灯的功率最大;当滑片移到电阻最大
时,B灯的功率最小;
熟练掌握串、并联电路电流、电压的规律是解题的关键之一;