微專題17-10  其他類型知識(shí)·解讀一、非純電阻電路電功率與電熱計(jì)算1、純電阻電路和非純電阻電路 純電阻電路非純電阻電路元件特點(diǎn)電路中只有電阻元件電路中除電阻外，還包括能把電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的用電器電流、電壓、電阻三者的關(guān)系遵循歐姆定律I＝不遵循歐姆定律，U>IR或I<能量轉(zhuǎn)化形式電流做功，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能：W＝Q＝UIt＝I2Rt＝t電流做功，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和其他形式的能量：電功W＝UIt，電熱Q＝I2Rt，W＝Q＋W其他元件舉例電阻、電爐絲、白熾燈電動(dòng)機(jī)、電解槽2、電功與電熱的區(qū)別與聯(lián)系(1)純電阻電路：W＝Q＝UIt＝I2Rt＝t；P電＝P熱＝UI＝I2R＝。(2)非純電阻電路：電功W＝UIt，電熱 Q＝I2Rt，W＞Q；電功率P電＝UI，熱功率P熱＝I2R，P電＞P熱。3、友情提醒(1)在非純電阻電路中，只能用W＝UIt，P＝UI計(jì)算電功和電功率；Q＝I2Rt及P熱＝I2R計(jì)算電熱和熱功率。(2)對(duì)于含有電動(dòng)機(jī)的電路，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)是非純電阻電路，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)是純電阻電路。二、變值電阻與定值電阻串聯(lián)的功率最值問(wèn)題1、變值電阻的功率： ，而 根據(jù)基本不等式，令y= =≥2R0,當(dāng)時(shí)，具有最小值，則功率P具有最大值。∴結(jié)論：當(dāng)R0=R時(shí)，變值電阻R0的功率具有最大值2、P出與R的關(guān)系如圖所示。（R為變值電阻，r為定值電阻，P出為R的輸出功率）（1）當(dāng)R＝r時(shí)，R輸出功率最大Pm＝，此時(shí)效率η＝×100%＝50%。（2）當(dāng)R<r時(shí)，隨R的增大輸出功率越來(lái)越大。（3）當(dāng)R>r時(shí)，隨R的增大輸出功率越來(lái)越小。（4）當(dāng)P出<Pm時(shí)，每個(gè)輸出功率對(duì)應(yīng)兩個(gè)可能的外電阻R1、R2，且R1·R2＝r2。三、燈泡亮度問(wèn)題1、當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)：U實(shí)＝U額→P實(shí)＝P額→額定功率越大，燈泡月亮。2、當(dāng)燈泡非正常發(fā)光時(shí)（額定電壓相同）：（1）兩燈泡串聯(lián)：I1=I2,根據(jù)P=I2R,電阻越大的燈泡越亮；（2）兩燈泡并聯(lián)：u1=u2,根據(jù)P=u2/R,電阻越大的燈泡越亮；典例·解讀類型一、非純電阻電路電功率與電熱計(jì)算例1、（多選）關(guān)于三個(gè)公式P＝UI、P＝I2R、P＝的適用范圍，以下說(shuō)法正確的是(　　)A、第一個(gè)公式普遍適用于求電功率，后兩式普遍適用于求電熱功率B、在純電阻電路中，三個(gè)公式既可適用于求電功率，又可適用于求電熱功率C、在非純電阻電路中，第一個(gè)公式可適用于求電功率，第二個(gè)公式可用于求電熱功率，第三個(gè)公式?jīng)]有意義D、由U＝IR可知，三個(gè)公式?jīng)]有任何區(qū)別，它們表達(dá)相同的意義，所示P即是電功率例2、規(guī)格為“220 V　36 W”的排氣扇，線圈電阻為40 Ω，求：(1)接上220 V的電壓后，排氣扇轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率和發(fā)熱的功率；(2)如果接上電源后，扇葉被卡住，不能轉(zhuǎn)動(dòng)，求電動(dòng)機(jī)消耗的功率和發(fā)熱的功率。 類型二、變值電阻與定值電阻串聯(lián)的功率最值問(wèn)題例3、如圖，R0是定值電阻，電源電壓保持不變，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為R時(shí)，其消耗的功率是30W；當(dāng)接入電路的阻值為3R時(shí)，其消耗的功率不可能是（  ）A、10W         B、20W        C、30W          D、80W例4、如圖所示，電源電壓不變，定值電阻R阻值為18Ω。有四只白熾燈泡、、、，它們的規(guī)格分別為“3V，2W”、“6V，2W”、“12V，2W”、“24V，2W”。當(dāng)把它們分別接在電路中的M、N兩端時(shí)，實(shí)際功率最大的是（   ）A、             B、           C、           D、類型三、燈泡亮度問(wèn)題例5、一只標(biāo)有“10 V　5 W”的甲燈和一只標(biāo)有“6 V　1.8 W”的乙燈串聯(lián)接入電路，兩燈均能發(fā)光，則關(guān)于兩燈實(shí)際亮度的說(shuō)法正確的是（不計(jì)溫度對(duì)燈絲電阻的影響）（　?。?/span>A、甲燈較亮      B、乙燈較亮      C、兩燈亮度相同       D、以上三種情況均有可能例6、在如圖所示的電路中，燈泡L1、L2上分別標(biāo)有“220 V　15 W”和“220 V　60 W”字樣，兩燈都發(fā)光時(shí)，若L1比L2亮，應(yīng)閉合的開(kāi)關(guān)為______；若L2比L1亮，應(yīng)閉合的開(kāi)關(guān)為______。 培優(yōu)·訓(xùn)練一、選擇題1、（多選）如圖所示，R1＝20 Ω，電動(dòng)機(jī)M繞組R2＝10 Ω，當(dāng)開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，電流表示數(shù)為0.5 A；當(dāng)開(kāi)關(guān)合上時(shí)，若電壓U不變，電流表的示數(shù)I及電路消耗的功率P應(yīng)是(　　) A、I＝1.5 A　    B、I<1.5 A        C、P＝15 W       D、P<15 W2、小亮家有一臺(tái)電風(fēng)扇，內(nèi)阻為20 Ω，額定電壓為220 V，額定功率為66 W，將它接上220 V電源后，發(fā)現(xiàn)因扇葉被東西卡住不能轉(zhuǎn)動(dòng)。則此時(shí)電風(fēng)扇消耗的功率為(　　)A．66 W          B．2 420 W         C．11 W        D．不確定3、（多選）一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的線圈電阻與一只電爐的電阻相同，都通過(guò)相同的電流，在相同的時(shí)間內(nèi)(　　)A．電爐放熱和電動(dòng)機(jī)放熱相等               B．電爐兩端電壓小于電動(dòng)機(jī)兩端電壓C．電爐兩端電壓等于電動(dòng)機(jī)兩端電壓         D．電動(dòng)機(jī)消耗的電功率大于電爐的電功率4、有一內(nèi)電阻為4.4 Ω的電解槽和一盞標(biāo)有“110 V 60 W”的燈泡串聯(lián)后接在電壓為220 V的直流電路兩端，燈泡正常發(fā)光，則(　　)A．電解槽消耗的電功率為120 W          B．電解槽的發(fā)熱功率為60 WC．電解槽消耗的電功率為60 W           D．電路消耗的總功率為60 W5、（多選）日常生活用的電吹風(fēng)中有電動(dòng)機(jī)和電熱絲，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)風(fēng)葉轉(zhuǎn)動(dòng)，電熱絲給空氣加熱，得到熱風(fēng)可將頭發(fā)吹干。設(shè)電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為R1，它與電熱絲的電阻R2相串聯(lián)，接到直流電源上，電吹風(fēng)兩端電壓為U，通過(guò)的電流為I，消耗的電功率為P，則以下選項(xiàng)正確的是(　　)A．IU＞P         B．IU＝P        C．P>I2(R1＋R2)      D．P＝I2(R1＋R2)6、如圖，電源電壓恒為4.5V，?的量程為“0～0.6A”，?的量程為“0～3V“，燈泡上標(biāo)有“2.5V 1.25W”（不考慮燈絲電阻變化），滑動(dòng)變阻器R的規(guī)格為“20Ω 1A”。閉合開(kāi)關(guān)，在保證電路安全的情況下，移動(dòng)滑片P的過(guò)程中（  ）A、?的示數(shù)最大為0.6AB、燈泡消耗的最小功率為0.12WC、電路消耗的最大總功率為2.7WD、滑動(dòng)變阻器接入電路的最小電阻為4Ω7、如圖所示電路，電源電壓不變，小燈泡標(biāo)有“6V 3W“字樣，閉合開(kāi)關(guān)后，當(dāng)滑片P移至某一位置時(shí)，小燈泡恰好正常發(fā)光，此時(shí)滑動(dòng)變阻器消耗的功率為P1；當(dāng)滑片P移至某一端點(diǎn)時(shí)，電流表示數(shù)為0.3A，電壓表示數(shù)變化了3V，此時(shí)滑動(dòng)變阻器消耗的功率為P2， 且P1：P2＝5：6．下列判斷正確的是（ ）A、滑動(dòng)變阻器的最大阻值為10ΩB、電路允許消耗的最大功率為4.5WC、小燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑片P位于滑動(dòng)變阻器中點(diǎn)位置D、滑動(dòng)變阻器消耗的功率由P1變?yōu)镻2的過(guò)程中，小燈泡消耗的功率變化了0.6W8、在如圖所示電路中，電源電壓保持不變，閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng)時(shí)，四個(gè)電表的示數(shù)都發(fā)生了變化，電表的示數(shù)分別用I、U1、U2和U3表示，電表示數(shù)變化量的大小分別用△I、△U1、△U2和△U3表示，電阻R1、R2、R3消耗的電功率分別用P1、P2、P3表示，下列選項(xiàng)正確的是（ ）A、U1/I不變，△U1/△I變小B、U2/I變大，△U2/△I不變C、U3/I不變，△U3/△I不變D、P1變大，P2變小，P3變大9、a、b兩個(gè)燈炮分別標(biāo)有“36V、36W”“36V、72W”的字樣，把它們接在72V的電路中，為了使兩個(gè)燈泡都正常發(fā)光且消耗電功率最小的連接方式是（  ）A、       B、       C、     D、10、小勤在做“調(diào)節(jié)燈泡亮度”的電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，電路如圖所示。電源電壓恒為4.5V，電壓表量程“0～3V”，滑動(dòng)變阻器規(guī)格“50Ω 1A”，燈泡L標(biāo)有“2.5V 1.25W”字樣（ 忽略燈絲電阻變化）。在不損壞電路元件的情況下，下列判斷正確的是（  ）A、燈泡兩端的最大電壓是1.5VB、該電路中電源的最大功率是1.25WC、電路中電流變化的范圍是0.3A～0.5AD、滑動(dòng)變阻器阻值變化的范圍是2.5Ω～10Ω二、填空題1、甲燈標(biāo)有“36 V　7.2 W”字樣，乙燈標(biāo)有“12 V　1.2 W”字樣。將它們串聯(lián)后接在電源上，其中一個(gè)燈泡能正常發(fā)光，正常發(fā)光的是燈泡_______，電源電壓是_______V，另一盞燈的實(shí)際功率是_______W。（不考慮溫度對(duì)燈絲電阻的影響）2、將“36 V　27 W”的甲燈泡和“36 V　18 W”的乙燈泡并聯(lián)在電路中，電源電壓為24 V，甲燈泡的實(shí)際功率為______W，乙燈泡的實(shí)際功率為______W，______燈泡更亮一些。（忽略溫度對(duì)燈絲電阻的影響） 三、計(jì)算題1、如圖所示，燈L上標(biāo)有200 W，電動(dòng)機(jī)上標(biāo)有2 000 W，在A、B兩端加上220 V的電壓時(shí)，燈和電動(dòng)機(jī)均正常工作，求電燈正常工作時(shí)的電阻。          2、如圖所示的電路中，電源電壓為60 V，內(nèi)阻不計(jì)，電阻R＝2 Ω，電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻R0＝1.6 Ω，電壓表的示數(shù)為50 V，電動(dòng)機(jī)正常工作，求電動(dòng)機(jī)的輸出功率。 
微專題17-10  其他類型例1、【答案】BC.【解析】首先要明確，歐姆定律U＝IR只適用于純電阻電路，因此三個(gè)公式在純電阻電路中沒(méi)有區(qū)別，但在非純電阻電路中它們互不相同。其次，P＝UI表示電功率，而P＝I2R表示電熱功率。因此，在純電阻電路中，UI＝I2R，消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為熱能；而在非純電阻電路中，UI>I2R，即消耗的電能只有部分轉(zhuǎn)化為熱能。例2、【答案】(1)35W；1W；(2)1210 W；1210 W.【解析】(1)發(fā)熱功率為P熱＝I2R。  (2)機(jī)械能的功率為：P機(jī)＝P電－P熱。(3)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可理解為純電阻。        (1)排氣扇在220 V的電壓下正常工作時(shí)的電流為：I＝＝ A≈0.16 A，發(fā)熱功率為：P熱＝I2R＝(0.16)2×40 W≈1 W。轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率為：P機(jī)＝P－P熱＝36 W－1 W＝35 W。(2)扇葉被卡住不能轉(zhuǎn)動(dòng)后， 電動(dòng)機(jī)成為純電阻電路，電流做功全部轉(zhuǎn)化為熱能，此時(shí)電動(dòng)機(jī)中電流為I′＝＝ A＝5.5 A，電動(dòng)機(jī)消耗的功率即電功率等于熱功率：P電′＝P熱′＝UI′＝220×5.5 W＝1 210 W。例3、【答案】A.【解析】有圖可知，定值電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)。由題意可得：當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為R時(shí)，其消耗的功率：；則 ．當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為3R時(shí)，消耗的功率為：.故選A．例4、【答案】B.【解析】根據(jù)得，?？煞謩e計(jì)算出各個(gè)燈泡的阻值：R1=4.5Ω；R2=18Ω； R3=72Ω； R4=288Ω根據(jù)變值電阻與定值電阻串聯(lián)的功率最值問(wèn)題的結(jié)論，只需選擇電阻值與定值電阻相同的即可（若無(wú)相同，則選擇電阻最接近的）。故選B。例5、【答案】C.【解析】R甲＝＝＝20 Ω，R乙＝＝＝20 Ω，R甲＝R乙，又I甲＝I乙，由公式P＝I2R可知，P實(shí)甲＝P實(shí)乙。故選C。例6、【答案】S2；　S1、S3.【解析】兩燈泡的額定電壓相等，額定功率關(guān)系為P1＜P2，由公式P＝的變形式R＝可知，R1＞R2。因燈泡的亮暗取決于實(shí)際功率的大小，所以，L1比L2亮?xí)r，L1的實(shí)際功率較大，由P＝I2R可知，兩燈泡應(yīng)串聯(lián)在電路中，即閉合開(kāi)關(guān)S2；當(dāng)L2比L1亮?xí)r，由P＝可知，兩燈泡應(yīng)并聯(lián)在電路中，即閉合開(kāi)關(guān)S1、S3。培優(yōu)·訓(xùn)練一、選擇題1、BD解析：當(dāng)開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，U＝I1R1＝10 V。開(kāi)關(guān)合上時(shí)，U>I2R2，所以流過(guò)電動(dòng)機(jī)電流I2<＝1 A，而I1＝0.5 A，故I<1.5 A，B對(duì)。P1＝IR1＝5 W，P2<UI2＝10 W，即P2<10 W，故P<15 W，D對(duì)。2、B解析：當(dāng)扇葉被東西卡住不能轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電路為純電阻電路，所以電風(fēng)扇消耗的功率也就是熱功率。P＝＝2 420 W。B對(duì)，A、C、D錯(cuò)。3、ABD解析：由Q熱＝I2Rt知A對(duì)；電爐為純電阻用電器，UIt＝I2Rt，U＝IR，電動(dòng)機(jī)為非純電阻用電器，U′I′t>I′2Rt，U′>I′R，C錯(cuò)，B、D對(duì)。4、C解析：燈泡能正常發(fā)光，說(shuō)明電解槽和燈泡均分得110 V電壓，且干路電流I＝I燈＝，則電解槽消耗的功率P＝P燈＝60 W，C對(duì)A錯(cuò)；電解槽的發(fā)熱功率P熱＝I2R＝1.3 W，B錯(cuò)；整個(gè)電路消耗的功率P總＝220 V×＝120 W，D錯(cuò)。5、BC解析：根據(jù)題意可知，通過(guò)電吹風(fēng)的電流為I，它兩端的電壓為U，所以它消耗的電功率P＝UI，B項(xiàng)正確，A項(xiàng)錯(cuò)；電吹風(fēng)內(nèi)部有兩部分電阻，一是電熱絲的電阻，二是電動(dòng)機(jī)線圈的電阻，所以熱功率為I2(R1＋R2)，因?yàn)殡姽€有一部分轉(zhuǎn)化為電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能，所以P＞I2(R1＋R2)。C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤。6、D7、B8、B9、B10、C二、填空題1、乙；　30；　1.8[解析] 根據(jù)電功率公式P＝UI變形可得兩燈泡的額定電流分別為：I甲＝＝＝0.2 A，I乙＝＝＝0.1 A；因?yàn)榇?lián)電路中各處的電流相等，所以兩燈泡串聯(lián)時(shí)，電路中的最大電流為I＝I乙＝0.1 A，即燈泡乙正常發(fā)光；由I＝變形可得甲燈泡的電阻：R甲＝＝＝180 Ω，此時(shí)甲燈泡的實(shí)際功率：P甲′＝I2R甲＝(0.1 A)2×180 Ω＝1.8 W。乙燈泡的電阻：R乙＝＝＝120 Ω，電源電壓為U＝I(R甲＋R乙)＝0.1 A×(180 Ω＋120 Ω)＝30 V。2、12；　8；　甲三、計(jì)算題1、2 Ω解析：設(shè)A、B間的總電流為I，A、B間的總電壓U＝220 V，A、B間消耗的總功率P＝200 W＋2 000 W＝2 200 W。因?yàn)?/span>P＝UI，所以I＝＝ A＝10 A。由IL＝I，PL＝IR，所以R＝＝ Ω＝2 Ω。2、210 W解析：電壓表的示數(shù)為電動(dòng)機(jī)兩端的電壓，電源電壓已知，可得UR＝U源－U機(jī)＝(60－50) V＝10 V，     由歐姆定律：I＝＝5 A，對(duì)電動(dòng)機(jī)由能量關(guān)系有P電＝P熱＋P出，所以P出＝P電－P熱＝UI－I2R0＝(50×5－52×1.6) W＝210 W。      

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