内容正文:
第十七章 电流做功与电功率
专项训练 12 电功率之图像问题
方法指导
电功率的图像问题一般都是某导体的I-U图像问题。
(1)定值电阻的I-U图像:在一条过原点的直线中任取
一点,找到对应的U、I值,求出定值电阻的阻值R。
(2)阻值变化的电阻的I-U图像:图像为一条过原点的
曲线时,电阻阻值是变化的,只能结合图像并根据给定的I(或
U)值找到对应的U(或I)值。
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类型1 定值电阻的I-U图像
1. 下图是某一电阻的I-U图像,下列说法错误的是( D )
A. 该电阻是定值电阻
B. 该电阻的阻值为5 Ω
C. 当该电阻两端的电压为2 V时,其电功率为0.8 W
D. 当通过该电阻的电流为0.2 A时,其电功率为0.4 W
D
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2. 电阻R1、R2的I-U图像如图甲所示,则R1∶R2= 。
将电阻R1、R2接入电源电压不变的电路中,如图乙所示。当只
闭合开关S时,电路消耗的总功率为P1;当开关S和S1都闭合
时,电路消耗的总功率为P2,则P1∶P2= 。
2∶1
2∶3
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类型2 小灯泡的I-U图像
3. 甲、乙两灯的I-U关系图像如图所示,若将两灯并联在5 V
的电源上,则两灯消耗的总功率是 ( B )
A. 4.5 W B. 7 W
C. 7.5 W D. 8 W
B
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4. 如图所示,A、B分别为额定电压为8 V的小灯泡L和定值电
阻R的电流随电压变化的关系图像。
(1)小灯泡L正常工作1 min,消耗的电能为 J。
(2)将小灯泡L和定值电阻R串联接入8 V的电路中,小灯泡L
的实际功率为 W。
240
0.6
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(3)将小灯泡L和定值电阻R并联接入电路,当干路电流为0.6
A时,小灯泡L的实际功率为 W。
1.6
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3
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5
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变式 灯L1、L2分别标有“3 V 0.75 W”和“3 V 1.5 W”的
字样,通过灯L1、L2的电流随其两端电压变化的图像如图所
示。若将灯L1、L2并联接在3 V电源的两端,则电路消耗的总功
率为 W;若将灯L1、L2串联,要使灯L1正常发光,则
电源电压应为 V;若将灯L1与滑动变阻器串联接在6 V电
源的两端,调节滑片,当滑动变阻器连入电路的阻值为
Ω时,灯L1正常发光。
2.25
4
12
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5. (2023·黑龙江龙东地区中考)如图甲所示的电路中,
电源电压不变,小灯泡L的额定电压为24 V。闭合开关S,当把滑动变阻器的滑片P移到最左端时,小灯泡L恰好正常发光。图乙为
通过小灯泡L的电流与其两端电压的关系图像,当小灯泡L正常
发光时灯丝的电阻为 Ω。调节滑动变阻器R,当其连入
电路的阻值为 Ω时,小灯泡L的实际功率为3.6 W。
60
40
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变式 兴趣小组设计了如图甲所示的电路进行实验探究,电
源为电压可调的学生电源,小灯泡L标有“6 V 1.2 W”的字样,小组同学根据记录的电流表和电压表的示数,绘出了如图乙所示的I-U关系图像。当电压表的示数为6 V时,通过电阻R的电
流为 A;调节电源电压,当电路消耗的总功率为1.35
W时,小灯泡L的实际功率为 W。
0.3
0.9
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类型3 滑动变阻器的图像
6. 如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电
源电压不变。闭合开关S后,滑动变阻器R2的滑片P从最左端移
动到最右端的过程中,电流表的示数I与电压表的示数U的变化
关系如图乙所示,则滑动变阻器R2的最大阻值为 Ω,电
路的最大总功率为 W。
【补充设问】 电路的最小总功率为 W。
20
3.6
1.2
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7. (人文关怀)体重超标已影响了部分中学生的身心健
康,为了动态监测学生的体重情况,班级科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计,其电路如图甲所示。已知电源电压恒定,定值电阻R0=5 Ω,R为压敏电阻,其阻值与所受到的压力关系如图乙所示,电流表的量程为0~0.6 A,踏板所受重力不计。
(1)闭合开关S,当体重计空载时,电路中的电流为0.12 A,
电源电压为多少?
(2)当体重计示数为600 N时,定值电阻
R0消耗的电功率为多少?
(3)此体重计所能测量的最大体重为多少?
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解: (1)由题图甲可知,闭合开关S,定值电阻R0与压敏电
阻R串联。由题图乙可知,当体重计空载时,R=45 Ω,此时电
路中的电流I=0.12 A,则电源电压
U=I(R+R0)=0.12 A×(45 Ω+5 Ω)=6 V
(2)由题图乙可知,当体重计示数为600 N时,压敏电阻的阻
值R'=15 Ω,此时电路中的电流
I'===0.3 A
定值电阻R0消耗的电功率P=I'2R0=(0.3 A)2×5 Ω=0.45 W
解: (1)由题图甲可知,闭合开关S,定值电阻R0与压敏电
阻R串联。由题图乙可知,当体重计空载时,R=45 Ω,此时电
路中的电流I=0.12 A,则电源电压
U=I(R+R0)=0.12 A×(45 Ω+5 Ω)=6 V
(2)由题图乙可知,当体重计示数为600 N时,压敏电阻的阻
值R'=15 Ω,此时电路中的电流
I'===0.3 A
定值电阻R0消耗的电功率P=I'2R0=(0.3 A)2×5 Ω=0.45 W
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(3)已知电流表的量程为0~0.6 A,当电路中的电流最大Imax
=0.6 A时,体重计测量的体重最大,此时压敏电阻的阻值R''
=-R0=-5 Ω=5 Ω
由题图乙可知,此体重计所能测量的最大体重为1 200 N。
(3)已知电流表的量程为0~0.6 A,当电路中的电流最大
Imax
=0.6 A时,体重计测量的体重最大,此时压敏电阻的阻值
R''=-R0=-5 Ω=5 Ω
由题图乙可知,此体重计所能测量的最大体重为1 200 N。
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