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物理功率之额定功率与实际功率专题
- 2019-01-17-

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如图所示,将标有“8V  8 W"的灯泡L1和“8V  16 W"的灯泡L2接在12V的电路中,闭合开关,不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法中正确的是



A.灯泡L1、L2都能正常发光

B.灯泡L1、L2一样亮

C.灯泡L2比灯泡L1亮

D.灯泡L1比灯泡L2亮


【答案】D



【难点中心】误以为用电器的实际功率就是额定功率,其实用电器的实际功率会随它两端的电压的改变而改变,处理这类问题时,一定要根据实际电压进行分析计算。


【考点难点突破】

【知识链节】

电灯泡上的“PZ22025”表示额定电压是220V,额定功率是25W。

(1)额定电压U额是用电器正常工作时的电压,也就是用电器上标着的电压值。

额定功率P额是用电器在额定电压下的功率,也就是用电器上标着的功率值。

 用电器上标出的电流是当用电器两端加上额定电压时通过它的电流。P额=U额I额。

额定功率是用电器的重要性能指标,在设计用电器时必须确定它的性能和工作条件。


(2)实际功率是用电器在非额定电压下实际消耗的功率,灯炮的亮度就由实际功率决定。由公式P=UI可知实际功率的大小随用电器两端电压的变化而变化。


(3)实际功率和额定功率的关系:

  ①U实=U额,则P实=P额,用电器正常工作;

  ②U实<U额,则P实<P额,用电器不能正常工作;

  ③U实>U额,则P实>P额,可能损坏用电器。


【技能方法】

①对某个用电器而言,其额定电压、额定功率的值只有一个,实际功率随电压变化而变化,实际电压、实际电功率的值有无数个。


②若用电器电阻R不变,根据,如果U减小为原来的,则P变为原来的。


③灯L1“220V100W”,灯L2“220V25W”,由可知,L1灯丝电阻小,L1灯丝粗短,L2灯丝细长。2.判断灯丝电阻口诀:“大(功率)粗短,小细长”(U额 相同)。两灯串联时,由,可知灯L2亮,两灯并联时,由可知灯L1亮。


项目

串联电路

并联电路

P实与R的关系


串联电路中电阻越大的用电器消耗的电功率越大


并联电路中电阻越小的用电器消耗的电功率越大

灯泡发光亮度


实际电压大的P实越大,因此实际电压大的灯泡较亮


通过电流大的P实越大,因此通过电流大的灯泡较亮


电阻大的P实越大,因此电阻大的灯泡较亮


电阻小的P实越大,因此电阻小的灯泡较亮

串接上滑动变阻器的小灯泡,变阻器阻值增大时分压也大,小灯泡实际电压减小,小灯泡发光较暗

并接上滑动变阻器的电灯,由于并联电路中各部分互不干扰,所以通过小灯泡所在支路的电流不变,小灯泡发光情况不变


【热身训练】

1.一只标有220V100W 的灯泡与一电阻串联后,接在220V的电源上,电阻消耗的功率为10W,则此时灯泡消耗的功率(    )

A.大于90W     B .等于90W      C.小于90W   D.等于9W


答案:C


解析:电源电压不变,给灯泡串联一个电阻后,电路总电阻变大,根据公式可知电路消耗的总功率减小,小于灯泡的额定功率100W,电阻消耗的功率为10W,所以灯泡消耗的功率小于。故答案为:C。  


2.将两只额定电压相同的小灯泡L1、L2串联在电路中,如图所示.闭合开关后,发现灯L1较亮,灯L2较暗,其原因是(  )

A.灯L1额定功率较大      B.灯L2两端电压较大

C.灯L1的电阻较大           D.通过灯L1的电流较大



答案:C

解析:在纯电阻的电路中,电功率P=UI=I2R,由于小灯泡L1、L2串联在电路中,小灯泡消耗的实际功率与电阻成正比,L1较亮,灯L2较暗,说明,灯L1的电阻较大。



3.两只“220V,40W”的灯泡串联在220V的电路中,实际总功率为(   )

A.10W       B.20W       C.40W       D.80W


答案:B



【冲关演练】

1.【北京市石景山区2015年中考一模】将灯L1、L2按图4中甲、乙方式分别接在电压恒为U的电路中,在甲、乙两电路中灯L1的功率分别为4W和9W,设灯丝的阻值不变。则下列结果中错误的是

 A.甲、乙两图中灯L1两端的电压之比是2:3

 B.L1、L2两灯电阻之比是2:1

 C.甲图中灯L1、L2的功率之比是2:1

 D.甲、乙两图电路消耗的总功率之比是3:2



答案:D

解析:甲图中的的功率,乙图中的功率,因为,故,故A正确,不合题意;由甲图知两电阻串联,所以,故B正确,不合题意;甲图中灯L1、L2的功率之比,故C正确,不合题意;甲电路消耗的总功率:,甲电路消耗的总功率:,故,故D错,答案选D。


2.【广东省中山市纪中三鑫2015届九年级4月联考】如图3所示,把一个标有“6V,6W”的小灯泡L与一个电阻R串联接入电路中,闭合开关发现灯L恰好正常发光,如果用甲“6V,3W”,乙“6V,9W”,丙“3V,3W”,丁“9V,9W”四灯分别替换灯L,则闭合开关后,可能烧坏的灯(灯两端实际电压超过额定电压即认为被烧坏)有(   )

A.甲丙         B.乙丁        C.丙          D.乙丙



答案:A

解析:标有“6V,6W”的小灯泡L正常发光时,电阻,

甲“6V,3W”,正常发光时,电阻;

乙“6V,9W”,正常发光时,电阻;

丙“3V,3W”,正常发光时,电阻;

丁“9V,9W”,正常发光时,电阻;

“6V,6W”的小灯泡L与一个电阻R串联接入电路中,闭合开关发现灯L恰好正常发光,此时电路中的电流;

如果用甲“6V,3W”,替换灯L,甲灯电阻大于L的电阻,分得的电压应大于灯L两端的电压,即大于6V,大于灯泡甲的额定电压,灯甲将被烧坏;

如果用乙6V,9W,替换灯L,乙灯电阻小于L的电阻,分得的电压应小于灯L两端的电压,即小于6V,小于灯泡乙的额定电压,灯乙不会被烧坏;

如果用丙“3V,3W”,此时电路中的电流,大于灯丙正常发光时的电流,故灯丙可能被烧毁;

如果用丙“9V,9W”,此时电路中的电流,小于灯定正常发光时的电流,故灯丁不会被烧毁。


3.如图3所示,把一个标有“6V,6W”的小灯泡L与一个电阻R串联接入电路中,闭合开关发现灯L恰好正常发光,如果用甲“6V,3W”,乙“6V,9W”,丙“3V,3W”,丁“9V,9W”四灯分别替换灯L,则闭合开关后,可能烧坏的灯(灯两端实际电压超过额定电压即认为被烧坏)有(   )


A.甲丙         B.乙丁        

C.丙          D.乙丙


答案:A




二、2015中考考题

1.【四川省广安市2015年中考物理试题】将标有“8V4W”、“16V16W”字样的两盏白炽灯串联到16V的电源上,比较两盏灯的实际功率,结果是(      )

A.“16V16W”的功率大    B. 一样大

C.“8V 4W”的功率大     D.不能确定哪个功率大


【答案】B

【解析】将标有“8V4W”、“16V16W”字样的两盏白炽灯串联时电流相同,利用公式P=I2R,谁的电阻大,谁的实际功率就大。根据R=U2/P,得出第一盏灯的电阻为16Ω,第二盏灯的电阻为16Ω,,看见两盏灯电阻相同,串联电流相同,电阻相同,因此串联时,两盏灯的实际功率一样大,选B。



2.【广东梅州2015年初中毕业生学业考试】小林做作业时,电灯突然变暗,其原因可能是

A.电灯的实际电压变大      B.电灯的额定电压变小

C.电灯的实际功率变小      D.电灯的额定功率变小


【答案】C

【解析】通过测量灯泡的额定功率实验,我们知道,灯泡的亮暗与灯泡的实际功率有关,当电灯突然变暗,C电灯的实际功率变小,正确。


3.【黑龙江哈尔滨2015年初中升学考试综合试卷】L1灯规格为“6V3W”,L2灯规格为“3V3W”,忽略灯丝电阻变化,则下列说法正确的是(   )

A.L1与L2灯丝电阻之比为2:l

B.两灯串联,当电路中电流为0.5A时,L2灯两端电压为3V

C.两灯并联,当一个灯正常发光时,通过另一个灯的电流为1A

D.两灯并联在3V电压下,L1灯与L2灯消耗的实际功率之比为1:4


【答案】D




4.【江苏连云港2015年中考】现有“6V3W”的灯泡L1和“6V6W”的灯泡L2,将他们接入电路中,不考虑灯丝电阻的变化。下列关于两只灯泡的说法正确的是(  )

A.串联后接到12V电源的两端,两灯均能正常发光

B.串联工作时,L1和L2两端的电压之比为1:2

C.并联工作时,L1和L2中的电流之比为2:1

D.并联工作时,L1和L2的功率之比为1:2


【答案】D

【解析】

由小灯泡额定电压、额定功率可知,灯泡L1的电阻R1=U2/P=12ῼ,额定电流I1=0.5A,灯泡L2的电阻R2=U2/P=6ῼ,额定电流I2=1A。两灯泡串联工作时,L1和L2两端的电压之比U1:U2=R1:R2=2:1,L1两端的电压U1=8V,高于其额定电压,不能正常工作,故A、B错误。两灯泡并联工作时,L1和L2两端的电流之比I1:I2=R2:R1=1:2,L1和L2的功率之比P1:P2=I1:I2=1:2,故C错误,D正确,答案为D。


5.【黑龙江齐齐哈尔2015年】把标有“6V6W”的小灯泡L1和标有“6V3W”的小灯泡L2串联后接在电源电压为6V的电路中(不考虑灯丝电阻的变化),下列说法正确的是                 (      )

A.因为通过它们的电流相等,所以一样亮

B.因为灯L2电阻较大,实际功率较大,所以灯L2较亮

C.因为灯L1额定功率较大,所以灯L1较亮

D.因为灯L1实际功率较大,所以灯L1较亮


【答案】B

【解析】

试题分析:灯泡L1的额定电流和灯丝电阻分别为:I1=,R1=;

灯泡L2的额定电流和灯丝电阻分别为:I2=,R2=;

灯泡L1和灯泡L2串联后电流I实相等,根据公式P实=I实2R实可知,因为灯L2电阻较大,实际功率较大,所以灯L2较亮。故符合题意的选项是B。