内容正文:
专题21 电功率的计算(原卷版)
重难点1 电功的计算公式
重难点2 电功率的计算
重难点3 电功率动态范围计算
重难点4 电功率动态最值的计算
电功率的计算解题方法与技巧
1、电功率定义式(必考)
P=
2、变形公式:求功:W=Pt;求做功时间:
3、推导公式:
计算式。根据W=UIt,得:P=UI(任何电路)
推导式。①根据P=UI、U=IR,得:(常用于纯电阻串联电路)
②根据P=UI、I=,得:(常用于纯电阻并联电路)
2、U-I、P-R、U-R等图象能够提供电路中电压、电流、电阻和功率等物理量之间的关系,解答相关试题应注意:
(1)明确图象的描述对象。
(2)弄清图象中的一些特殊点对应的电路状态。
(3)善于根据题干的提示从图象中获取相关信息。
重难点1 电功的计算公式
【重难点分析】
1、与电能表有关的电功(能)的计算公式
(1)长时间消耗的电能:W=W2-W1(W1、W2是电能表在不同时间时的电能表计算器的示数)
(2)短时间内电能表转过n转:(N是电能表标的Nr/kW·h或Nimp/kW·h)
2、电功大小的影响式——电流做功的多少跟电流的大小、电压的高低、通电时间的长短都有关系,加在用电器上的电压越高、通过的电流越大、通电时间越长,电流做功越多,即:W=UIt。
3、推导式——利用导体的电压、电流、电阻关系推导电功的计算公式:
(1)将U=It带入W=UIt中,可以推导出:W=I2Rt;
(2)将带入W=UIt中,可以推导出:;
4、各个公式适用范围
计算公式
适用范围
W=UIt
普适式
任何电路都适用
W=I2Rt
适用式
适用适用于纯电阻电路
适用式
适用于纯电阻电路
【重难点训练】
1.(2024•鸠江区一模)如图甲所示,闭合开关S,在将滑动变阻器R的滑片P由A端移动到B端的过程中,定值电阻R0的电功率P和电流I的关系图像如图乙所示。假设电源电压保持不变。求:
(1)电源电压和R0的阻值。
(2)当滑动变阻器的滑片P在A端时,滑动变阻器在1min内消耗的电能。
2.(2024•芜湖模拟)如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为12V,闭合开关S后,当滑片P从最右端滑到最左端的过程中,小灯泡的I﹣U关系图像,如图乙所示。不计温度对滑动变阻器阻值的影响。求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻为多少Ω;
(2)当滑片P移至最右端时,闭合开关S,通电2min滑动变阻器消耗的电能为多少J?
3.(2024•天津模拟)如图所示,电路中的R1阻值为30Ω,当开关S闭合时,电流表示数为0.1A,电路中的总电流为0.4A。求:
(1)电源电压;
(2)通电1s,电流通过R2做的功。
4.(2024•东海县一模)如图所示的电路中,电源电压18V不变,滑动变阻器R1最大阻值为100Ω,闭合开关S后,电流表的示数为0.5A,电压表示数为13V,求:
(1)定值电阻R2为多少Ω?
(2)当滑动变阻器R1接入电路的电阻为80Ω时,1min内电路消耗的电能为多少J?
(3)若电压表量程为0~15V,电流表量程为0~0.6A,为了不烧坏电表,滑动变阻器R1接入电路的阻值变化范围为多大?
5.(2024•广东一模)学校物理社团想要设计出能同时测量身高和体重的电路。他们先设计甲图来实现体重的测量,已知电源电压为18V,R是压敏电阻,其阻值随压力变化情况如表所示,小明同学站上去后,电流表示数为0.9A,问:
F/N
300
400
500
600
700
R/Ω
28
24
20
16
12
(1)小明对R的压力是多少?
(2)小明在R上站立了5秒,这段时间内电路消耗多少电能?
(3)为了同步实现身高测量,成员们将电路升级为乙图,R0 是阻值为10Ω的长条状电阻丝,滑片P随着人身高的变化上下移动。小明测量时,OP段的电阻为4Ω,此时电压表示数是多少?
6.(2024•香坊区校级一模)电动汽车是绿色环保型交通工具,它的特征是效率高、噪声小、无废气排放、无油污.如图所示为淮安市某景区电动观光车,该车技术参数如表所示。
(1)观光车静止在水平地面上,空载时对地面的压强是多大?(g取10N/kg)
(2)观光车的电动机以额定功率工作0.5h,消耗多少电能?
(3)在题(2)条件下,观光车受到的牵引力为320N,运动路程为18km,在该过程中牵引力做多少功?电能转化为机械能的效率是多少?
空载质量
1080kg
空载时轮胎与水平地面的总接触面积
1000cm2
电动机的额定功率
4kW
7.(2024•和平区模拟)人工智能让我们的生活更加便捷,某酒店迎宾机器人能将客人从酒店门口带至前台。若这一过程中机器人做匀速直线运动,通过的路程为20m,所受阻力为自