2012年中考物理专题导航讲练系列――电功、电功率
例1． 某电热水瓶的铭牌如下表所示。若热水瓶内装满水，在额定电压下工作（外界大气压强为1个标准大气压）。求：
（1）保温时通过电热水瓶的电流是多少？
（2）加热时电热水瓶的电阻多大？
（3）若瓶内20℃的水加热10min正好烧开，则加热时电热水瓶的热效率是多少？
（4）请你尝试画出电热水瓶的内部电路图。
【思路点拨】此类题一般是电学综合题，熟练掌握电学基本公式并知道其适用范围。
例2. 图33甲和图33乙是利用热敏电阻来测量温度的原理图．电源电压均为20V且保持不变，定值电阻R0的阻值为30Ω．则：
(1)图33甲中电流表的示数为0．3A时，热敏电阻两端的电压和消耗的功率分别是多少？
(2)图33乙中电压表的量程为0—15V，热敏电阻R的阻值随温度的变化关系如图33丙所示，试求此电路能测量的最高温度．
【规律总结】
（1）首先画出符合题意的电路图（题中有图可省略）；
(2)分析电路的连接方式；
（3）对动态电路的不同情况进行不同分析；
（4）应用串并联电路的规律、欧姆定律、电学公式解题。
拓展演练
1. 有两个电路元件A和B,流过元件的电流与其两端电压的关系如图34（甲）所示．把它们串联在电路中，如图34（乙）所示．闭合开关S,这时电流表的示数为0. 4A,则电源电压和元件B的电功率分别是（ C ）
A. 2.0V 0.8 W
B. 2.5V 1.0W
C. 4.5V 1.0 W
D. 4.5V 1.8W
2. 小明用图35甲所示的电路，研究通过导体的电流与导体电阻的关系．电源电压恒为6V．实验过程中，他做了六次实验，每次改变电阻箱R'，的阻值后．通过调节滑动变阻器始终保持R'两端的电压不变，记下相应的电流值．根据记录的六组数据，他在方格纸上描出了电流I与电阻箱阻值R'的关系图线，如图35乙．
(1)记录第一组数据时，电阻箱R'的阻值为4Ω，此时电流表示数是多少?
(2)小明在实验过程中．控制电阻箱R'两端的电压是多大?
(3)记录第二组数据时，小明记下电流表的示数为0.4 A，此时电阻箱消耗的功率是多少?滑动变阻器接入电路中的电阻是多大?
(4)记录第四组数据时，电阻箱和滑动变阻器消耗的功率之比是多少?
电热水壶的铭牌
额定电压 220V
频率 50Hz
额定功率 880W
容积 2L
3. 随着生活水平的提高，家用电器在日常生活中已不可缺少。小明家所有家用电器正常工作时的总功率为2200W。其中电热水壶的铭牌如图所示，某一天小明在家里用电热水壶烧开水，电热水壶能正常工作。已知电热水壶的阻值不变。求：
(1)小明家所用熔断器的额定电流等于或稍大于多少安?
(2)这个电热水壶正常工作时的电阻为多少欧?
(3)这个电热水壶正常工作600秒所消耗的电能为多少焦?
(4)若电热水壶实际工作电压为110伏，电热水壶的实际功率多大？
4. 如图35是电饭锅的实物图，图36（甲）是它的内部电路图，图36（乙）是电路简图它有“高温烧煮”和“焖饭、保温”两挡，由温控开关自动控制．煮饭时，先要按下温控开关按钮；到达设定温度（饭已煮熟），按钮会自动弹起
（1）对照观察图36（甲）和（乙），温控开关按钮未按下时，“烧煮电路部分”与“保温电路部分”是_ _关系（选填“串联”或“并联”）；按下温控开关按钮．“烧煮电路部分”的电压为_ V，“保温电路部分”将_ （选填“工作”或“不工作”）；温控开关按钮弹起后，电路中的电流比原来 （选填“大”或“小”）。
（2）当温控开关按钮按下时，电饭锅电路的总功率为1100W。求：“烧煮电路部分”的电阻R1
（3）温控开关按钮弹起后，电饭锅电路的总功率为44W。求：①电路中的电流；②“保温电路部分”的电阻R2
（4）已知，只有当指示灯和限流器两端的电压与电源电压相差不大时，指示灯才会发光．请通过相关计算或分析，说明为什么温控开关按钮弹起时，红灯熄灭而黄灯亮。
拓展演练4
答案：
（1）串联 220 不工作 小
（2）当温控开关按钮按下时，电路中只有R1工作
（3）当温控开关按钮弹起时，R1与R2串联
（4）当温控开关按钮弹起时，R1与R2串联
因为
所以，红灯不亮黄灯亮。
例1
解答：(1)由P＝UI得I＝P1/U＝30W/220V＝0.14A
(2)由P＝U 2/R得R＝U 2/P2＝(220V)2/1200W＝40.33Ω
(3)瓶内水的质量m＝ρV＝1.0×103kg/m3×2×10-3m3＝2kg
瓶内水吸热Q＝C m ( t - t0 )＝4.2×103kg/m3×2kg×(100℃-20℃)＝6.72×105J
消耗的电能W＝P2t＝1200W×10×60s＝7.2×105J
热水瓶效率η＝Q/W＝6.72×105J/（7.2×105J）＝93.3%
（4）电热水瓶内部电路图：
【思路点拨】此类题是动态电路问题，不同的情况下电路中的电流、电功率等物理量要发生变化，因此在分析时针对不同的情况进行分析。
例2、答案：(1)由于电路为串联电路，则
U总=UR0+U热敏
UR0=IR=IR0=0.3A×30Ω=9V
U热敏=U总-UR0=20V-9V=11V
P热敏=UI=U热敏I=11V×0.3A=3.3W
（2）由题意可知R0两端电压最大为UR0max=15V,
看图可知热敏电阻R的阻值随温度升高而变小，则热敏电阻阻值最小，即两端电压最小时，电路所测温度最高。
U总=UR0max+U热敏
U热敏=U总-UR0max=20V-15V=5V
当R0两端电压最大时，电路中电流I=U/R=UR0max/R0=15V/30Ω=0.5A由此可得
R热敏=U/I=U热敏/I=5V/0.5A=10Ω
通过图表数据可知，此时所测温度为92℃
答案：（1）从图线可知，当R1’=4Ω时，I1=0.5A，即电流表的示数为0.5A
（2）在图线上任取一组电流和电阻值，根据公式U=IR都可求得R’两端的电压U’。如：取R’=4Ω时，I=0.5A U’＝IR=4Ω×0.5A＝2V
(3) 当电流表的示数为0.4 A时，从图线可知：R’=5Ω
电阻箱消耗的功率：P’=U’I2=2V×0.4A=0.8W
滑动变阻器连入电路的电阻：R滑=U滑/I2=(6V-2V)/0.4A=10Ω
(4)因为记录每组数据时: U’＝2V U滑＝4V I’=I滑
P/P滑=U’I’/U滑I滑=1：2
即：记录第四组数据时，电阻箱与滑动变阻器消耗的功率之比为1：2。
拓展演练2 解答：（1）由 I=P/U
得 I=2200W/220V=10A
所以熔断丝的额定电流应等于或稍大于10A
（2）由R=U2/P
得R=(220V)2/880W=55Ω
(3)由 W=Pt
得 W=880W×600s=5.28×105J
(4) 由P=U2/R
得 P实=(110V)2/55Ω=220W
答：略。
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