電功電功率典型例題物理電路電流電壓電阻歐姆定律電功率試題練習(xí)題及答案講解-在線瀏覽
2025-02-26 03:47本頁面
【正文】 路分析圖 2— 3— 11（ b）和（ c）． 先求出兩次電路（ b）和（ c）中電流比 I∶ I′ ∵ R1不變 II? ＝11UU? ＝1121UU＝ 12 43RR ＝2423IPIP?＝43PP 22II? ＝W41W2 （ 21 ）2＝12 由圖（ b） U＝ I（ R1＋ R3） 由圖（ c） U＝ I′（ R1＋ R2＋ R4） U 不變，將 R2＝ 2 R1和 R3＝ 2 R4代入 I（ R1＋ 2R4）＝ I′（ R1＋ 2R1＋ R4） 2（ R1＋ 2R4）＝（ 3R1＋ R4） 41RR ＝ 13 得 R1∶ R2∶ R4＝ 3∶ 6∶ 1 由圖（ c） R R R4串，且 U＝ U1′＋ U2′＋ U4＝ 10V U1′∶ U2′∶ U4＝ R1∶ R2∶ R4＝ 3∶ 6∶ 1 U4＝ 101 U＝ 101 10V＝ 1V R4＝424PU＝W41)V1( 2 ＝ 4Ω 第 15 頁 由圖（ b） R R3串 31PP ＝31RR ＝ 23 P1＝ 23 2W＝ 3W 答案 L1額定功率為 3W， R4為 4Ω 例 17 （北京市 1998 年中考試題） 如圖 2— 3— 12 所示，電路兩端電壓保持不變，當(dāng)只閉合開關(guān) S1時(shí)，通過電阻 R1的電流是 I1；當(dāng)只閉合開關(guān) S2時(shí)，通過電阻 R2的電流是 I2；電阻 R2消耗的功率是 20W， I1∶ I2＝ 3∶ 2，當(dāng)只閉合開關(guān) S3時(shí)，電阻 R3消耗的功率是 15W． 圖 2— 3— 12 求：（ 1）只閉合 S1時(shí)， R1消耗的功率；（ 2）只閉合 S3時(shí)， R1消耗的功率． 已知： I1∶ I2＝ 3∶ 2， P2＝ 20W， P3＝ 15W 求： P P1″ 精析 只閉合開關(guān) S1，只有 R1，如圖 2— 3— 13（ a）當(dāng)只閉合 S2時(shí)， R R2 串，如圖2— 3— 13（ b）；當(dāng)只閉合 S3時(shí)， R R2 、 R3串，如圖 2— 3— 13（ c）． （ a） （ b） （ c） 圖 2— 3— 13 解 圖（ a） U＝ I1R1 圖（ b） U＝ I2（ R1＋ R2） U 不變，21II ＝ 23 3R1＝ 2（ R1＋ R2） 21RR ＝ 12 第 16 頁 圖（ b） R R2串 21PP? ＝21RR ＝ 12 P1′＝ 2P2＝ 2 20W＝ 40W 如圖（ a）和（ b） 同一電阻 R1（ 2） W15W20 ＝322122321 )( )( RRR RRRR ? ?? 將 R1＝ 2R2代入 R32－ 6R2R3＋ 9R22＝ 0 （ R3－ 3 R2） 2＝ 0 R3＝ 3 R2，又∵ R1＝ 2 R2 ∴ 31RR ＝ 32 如圖（ c），串聯(lián)電路 31PP? ＝31RR ＝ 32 ∴ P1″＝ 32 15W＝ 10W 答案 圖（ a）中， R1功率為 90W，圖（ c）中， R1功率為 10W 例 18 （北京市東城區(qū)中考試題）小明設(shè)計(jì)了一個(gè)電加熱器，有加熱狀態(tài)和保溫狀態(tài)，如圖 2— 3— 14，發(fā)熱體 AB 是一根阻值 500Ω的電阻絲， C、 D 是電阻絲 AB 上的兩點(diǎn)， S′是一個(gè)溫度控制控制開關(guān)．當(dāng)開關(guān) S′閉合，開關(guān) S 接通 C 點(diǎn)時(shí)，電阻絲每分鐘放出的熱量是 Q1；當(dāng) S′閉合， S 接通 D 點(diǎn)時(shí)，電阻絲每分鐘放出的熱量是 Q2；當(dāng) S′斷開時(shí)，電阻絲每分鐘放出的熱量是 Q3，此時(shí)測(cè)得 C、 D 兩點(diǎn)間的電壓是 33V． 第 17 頁 圖 2— 3— 14 （ 1）按大小排列出 Q Q2和 Q3的順序是 : ________ ＞ ________ ＞ ________． （ 2） 將上述熱量由大到小的順序排列，其比值是 20∶ 10∶ 3，求電源電壓 U 和電熱器處于保溫狀態(tài)時(shí)，每分鐘放出的熱量． 精析 對(duì)于聯(lián)系實(shí)際的問題，首先把它和所學(xué)的物理知識(shí)對(duì)應(yīng)起來，本題用到的是焦耳定律的知識(shí)． 從圖中看出，不論使用哪一段電阻絲，電壓均為 U．電熱絲放熱公式： Q＝ RU2 t． （ 1）可以將 AB 段電阻分成三部分： 第一次， S′閉合， S 接 C，使用的是電阻絲 CB 段，電阻為 RCB，電阻絲 1min 放熱Q1＝CBRU2 t 第一次， S′閉合， S 接 D，使用的是電阻絲 DB 段，電阻為 RDB，電阻絲 1min 放熱Q2＝DBRU2 t 第三次， S′斷開，電阻絲 1min 放熱 Q3＝ABRU2 t ∵ RDB＜ RCB＜ RAB ∴ Q1＞ Q2＞＞ Q3 開關(guān)位于 D，是加熱狀態(tài)，斷開 S′，電阻為 RAB，是保溫狀態(tài)． （ 2）已知 RAB＝ 500Ω UCD＝ 33V， Q2∶ Q1∶ Q3＝ 20∶ 10∶ 3t 一定， 32 ＝ABDBRURU22＝DBABRP ＝ 320 ∴ RDB＝ 203 RAB＝ 203 500Ω＝ 75Ω t 一定， U 一定， 31 ＝CBABRR ＝ 310 第 18 頁 ∴ RCB＝ 103 RAB＝ 103 500Ω＝ 150Ω RCD＝ 150Ω－ 75Ω＝ 75Ω I＝CDCDRU ＝ ?75V33 ＝ ． U＝ IRAB＝ 500Ω＝ 220V 保溫時(shí)，電阻為 RAB， t＝ 1 min＝ 60s Q3＝ABRU2 t＝ ?500)V220( 2 60s＝ 5808J 答案 （ 1） Q2＞ Q1＞ Q3，電源 電壓 220V，保溫： Q3＝ 5808J 例 19 （北京市海濱區(qū)中考試題）圖 2— 3— 15 是一個(gè)電熱毯示意電路圖． R0是電熱毯中的電阻絲， R 是與電熱毯與電阻絲串聯(lián)的電阻．電熱毯上標(biāo)有“ 220V 100W”字樣， S是控制電熱毯處于加熱狀態(tài)或保溫狀態(tài)的開關(guān)． 圖 2— 3— 15 （ 1）用學(xué)過的公式推理說明開關(guān) S 斷開時(shí)，電熱毯是處于加熱狀態(tài)還是保溫狀態(tài)？ （ 2）若要求在保溫時(shí)電流通過電阻絲 R0每分鐘有 60J 的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電阻 R 的阻值是多大？ 解 （ 1）根據(jù)公式 P＝ I2R R0一定， t 一定時(shí)，電熱 毯功率大時(shí)，處于加熱狀態(tài)． S 閉合時(shí)， R0發(fā)熱功率：
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