最近十年初中應(yīng)用物理知識競賽題分類解析專題18電功率(編輯修改稿)
2025-05-01 02:26 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 知，越粗的燈絲在長度相同的情況，電阻會越小，由P=U2/R可知功率就會越大。 問題2：燈泡用過較長一段時間后，為什么亮度會減弱？簡答：燈泡用的時間越久，燈絲會因升華現(xiàn)象而變細，根據(jù)決定電阻大小的因素可知，其電阻會變大，由P=U2/R可知功率就會越小，故亮度會變暗。三．綜合運用題1.（2009全國初中應(yīng)用物理知識競賽復(fù)賽題）小蘭家的全自動家用豆?jié){機的部分技術(shù)數(shù)據(jù)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1200mL制作豆?jié){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(tài)電熱器開始加熱，8min后，水溫達到打漿設(shè)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(xù)加熱，直至豆?jié){第一次沸騰，耗時2min。電熱器間斷加熱，(每加熱l min，停20s)使豆?jié){反復(fù)煮沸，充分煮熟。共6min40s結(jié)束。機器發(fā)出聲光報警，提示豆?jié){已做好小蘭在用該豆?jié){機制作豆?jié){之前關(guān)閉了她家所有的用電器開關(guān)，然后在豆?jié){機開始制作豆?jié){的同時，開始記錄她家電能表(如圖3所示)的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過的圈數(shù)，當(dāng)豆?jié){機發(fā)出聲光報警時為止，數(shù)得電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過了74圈。請回答：（1）．煮好一鍋這樣的豆?jié){需要消耗多少電能?（2）．根據(jù)第1問的計算結(jié)果，計算制作一鍋這樣豆?jié){的過程中她家電能表的轉(zhuǎn)盤應(yīng)轉(zhuǎn)過多少圈?（3）．第（2）問中計算的結(jié)果與小蘭實際記錄的圈數(shù)相符嗎?如不相符，請說出你對產(chǎn)生這一偏差的猜想。：（1）．煮好一鍋這樣的豆?jié){需要消耗電能：W=W1+W2=P1t1+P2t2 = 800（860＋260＋400）J＋180415 J =730800J 。（2）．電能表應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)：n=圈=73圈(3)．不相符。猜想：①某些電器在關(guān)閉開關(guān)后，仍處于待機狀態(tài)，消耗電能；②家庭電路電壓偏低，豆?jié){機實際功率偏?。虎墼谥谱鞫?jié){過程中，豆?jié){機向環(huán)境散熱；④電能表存在誤差；⑤小蘭記錄存在誤差；⑥導(dǎo)線發(fā)熱消耗電能。2.（2011全國初中應(yīng)用物理知識競賽河南預(yù)賽）節(jié)能是這個時代的主旋律。小強要測量一盞節(jié)能燈的額定功率，他利用如圖甲所示的照明電路，將標(biāo)有“220V60W”的白熾燈L1和標(biāo)有“220V4W40W”的節(jié)能燈L2正確接入電路中，當(dāng)開關(guān)S1和S2都閉合時，兩盞燈都正常發(fā)光，且在2000s內(nèi)，標(biāo)有1800r/kWh的電能表轉(zhuǎn)了71轉(zhuǎn)。試問：（1） 節(jié)能燈的發(fā)光功率是多少？（2） 當(dāng)開關(guān)S1和S2都斷開時，小明將圖乙所示的電路插入照明電路的插座內(nèi)。超導(dǎo)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(guān)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(wěn)定狀態(tài)，超導(dǎo)電阻R應(yīng)滿足什么條件？（3） 在R滿足一定條件時，有人把超導(dǎo)限流器稱為“不斷電保險絲”，請你說明理由。2. 解：（1）電能表轉(zhuǎn)了71轉(zhuǎn)消耗電能E=（71247。1800）kWh=（71247。1800）3600103J，兩盞燈的總發(fā)光功率為E/t=（71247。1800）3600103J247。2000s=71W。節(jié)能燈的發(fā)光功率是71W60W=11W。（2）由圖丙可知，當(dāng)電流小于20A時，超導(dǎo)限流器電阻為零；當(dāng)電流大等于20A時，超導(dǎo)限流器電阻R=U/I=11Ω。即超導(dǎo)電阻R應(yīng)滿足用電器短路后電路中電流達到20A時超導(dǎo)電阻R突變?yōu)?1Ω。（3）當(dāng)電路電流小于某一電流值(20A)時,限流器電阻為0,電路正常工作；當(dāng)電路短路時，限流器電阻為一定值，電路電流減小，處于穩(wěn)定狀態(tài)。電路中仍有電流，電路沒有被切斷。3.（2007第17屆全國初中應(yīng)用物理知識競賽）表1中提供的是明湖中學(xué)使用的一臺數(shù)學(xué)投影儀的有關(guān)數(shù)據(jù)，請根據(jù)其中的數(shù)據(jù)，通過計算回答： 這臺投影儀的耗電總功率是多大？ 如果投影儀的光源采用串聯(lián)電阻降壓的話，所有電阻的阻值應(yīng)該多大？該電阻消耗的功率為多大？ 這臺投影儀的光源采用上述串聯(lián)電阻降壓的方法可行嗎？為什么？ 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 鼓風(fēng)機電壓 220V 鼓風(fēng)機電流 解：（1）．因為光源消耗的功率為：P光源=U光源I光源=24V10A=240W。鼓風(fēng)機消耗的功率為：P風(fēng)機=U風(fēng)機I風(fēng)機 =220V=22W。所以這臺投影儀消耗的總功率為：P=P光源+ P風(fēng)機=240W+22W =262W。（2）．若光源采用串聯(lián)電阻降壓，這時所選用的電陰R應(yīng)分擔(dān)的電壓為： UR=U電源 U光源=220V24V=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(yīng)為：R= UR/IR=196V/10A=。 所選用電阻消耗的功率為：PR=I2RR=（10A）2=1960W。 （3）．因為所選用電阻消耗的功率為1960W，遠大于投影儀正常工作時所消耗的功率；同時電阻上消耗的1960W，將產(chǎn)生大量熱量，實際使用中很難有效的解決散熱問題，因此容易燒毀投影儀。所以，這臺投影儀的光源不宜采用串聯(lián)電阻降壓。 （4）．可采用變壓器變壓的方法將電源工作電壓220V降低為24V供光源使用。圖4.．（2008第18屆全國初中應(yīng)用物理
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