初中應用物理知識競賽題分類解析
專題十八
電功率一．選擇題
1.（2010上海初中物理競賽題）如圖24-13所示，額定電壓為110伏的a、b兩盞電燈，額定功率分別為100瓦和25瓦。把它們接到220伏的電路上，欲使它們都能正常發光且電路消耗的電能最少，正確的電路是
1.【答案】.c
【解析】：利用串聯併聯電路知識分析可知，電路abc都可以使額定電壓為110伏的a、b兩盞電燈正常發光，電路消耗的電能最少的是電路c。
2.（2011上海第25界初中物理競賽）甲、乙兩燈為鎢絲白熾燈，將它們併聯在照明電路裡都能正常發光，且甲燈比乙燈亮，那麼
a．甲燈的額定功率一定比乙燈大
b．甲燈消耗的電能一定比乙燈多
c．甲燈的電阻比乙燈大
d．甲燈兩端的電壓比乙燈兩端的電壓大
2.【答案】：.a
【解析】：根據兩燈併聯在照明電路裡都能正常發光，且甲燈比乙燈亮，說明甲燈的額定功率一定比乙燈大，兩燈電壓相同，甲燈的電阻比乙燈小，選項a正確cd錯誤。燈消耗的電能與時間相關，選項b錯誤。
3.（2010上海初中物理競賽題）將某燈泡接到電壓不變的電源兩端，燈泡的電功率為40瓦。如果將燈泡和某電阻r串聯後再接到上述電源的兩端，電阻的電功率為3.
6瓦，不考慮燈泡的電阻隨溫度而發生變化，且燈泡的電阻小於r，則此時燈泡的電功率為
a．14.4瓦。 b．32.4瓦。 c．0.4瓦。 d．0.9瓦。
3.【答案】c
【解析】：設電源電壓為u，燈泡電阻r0，將某燈泡接到電壓不變的電源兩端，有[}}', 'altimg': 'f950a516e6b91724d2173c9c59f48535.
png', 'w': '26', 'h': '51'}]=40w；
將燈泡和某電阻r串聯後再接到上述電源的兩端，電路電流i=[+r}', 'altimg': '02b90b6373727170b5c55df5b609af9a.png', 'w':
'55', 'h': '46'}]；電阻的電功率i2r=3.6w；燈泡的電功率為p=i2r0.
聯立解得p=0.4w，選項c正確。
4. （2010上海初中物理競賽題）將某燈泡接到電壓不變的電源兩端，燈泡的電功率為40瓦。如果將燈泡和某電阻r串聯後再接到上述電源的兩端，電阻的電功率為3.
6瓦，不考慮燈泡的電阻隨溫度而發生變化，且燈泡的電阻小於r，則此時燈泡的電功率為
a．14.4瓦。 b．32.4瓦。 c．0.4瓦。 d．0.9瓦。
4.答案：c
解析：設電源電壓為u，燈泡電阻r0，將某燈泡接到電壓不變的電源兩端，有[}}', 'altimg': 'f950a516e6b91724d2173c9c59f48535.
png', 'w': '26', 'h': '51'}]=40w；
將燈泡和某電阻r串聯後再接到上述電源的兩端，電路電流i=[+r}', 'altimg': '02b90b6373727170b5c55df5b609af9a.png', 'w':
'55', 'h': '46'}]；電阻的電功率i2r=3.6w；燈泡的電功率為p=i2r0.
聯立解得p=0.4w，選項c正確。
5. （2008上海初中物理競賽複賽）8.如圖所示，電源電壓u=8v保持不變，小燈泡上標有「6v，4w」字樣，電阻r2=30ω。
閉合電鍵後，若滑動變阻器r1的滑動片p在離b端1/4處時，小燈泡的實際功率為1w。為了使電鍵閉合後，滑動片左右移動時，燈泡兩端電壓不超過額定電壓，變阻器r1的阻值（有電流部分）的變化範圍是（ ）
a.0ω~40ω b.3.4ω~40ω c.7.5ω~30ω d.10ω~30ω
5.答案：b解析：
燈泡電阻rd=u2/p=9ω，額定電流i=p/u=4/6=2/3a.。要使燈泡兩端電壓不超過額定電壓6v，併聯部分電壓不小於2v，電阻不小於3ω。。當滑動片左移動時電阻減小，由r2r1/(r2+r1)=3解得r1=3.
4ω。當滑動片右移動時電阻增大，移動到b點時電阻最大。設滑動變阻器r1的總電阻為r，若滑動變阻器r1的滑動片p在離b端1/4處時，變阻器r1有電流部分的阻值為3r/4，小燈泡的實際功率為1w，說明小燈泡的實際電壓為3v，實際電流為1/3a，併聯部分電壓為5v，併聯部分電阻為5v÷1/3a=15ω。
由[3r/4}+3r/4}', 'altimg': '3de8d75945f738d2fb515a3395b20b2d.png', 'w':
'90', 'h': '49'}])=15解得r=40ω。所以變阻器r1的阻值（有電流部分）的變化範圍是3.
4ω~40ω。
6.. （2010上海初中物理競賽題）如圖24-13所示，額定電壓為110伏的a、b兩盞電燈，額定功率分別為100瓦和25瓦。把它們接到220伏的電路上，欲使它們都能正常發光且電路消耗的電能最少，正確的電路是
6.答案：c解析：利用串聯併聯電路知識分析可知，電路abc都可以使額定電壓為110伏的a、b兩盞電燈正常發光，電路消耗的電能最少的是電路c。
7.（2010上海初中物理競賽題）將某燈泡接到電壓不變的電源兩端，燈泡的電功率為40瓦。如果將燈泡和某電阻r串聯後再接到上述電源的兩端，電阻的電功率為3.
6瓦，不考慮燈泡的電阻隨溫度而發生變化，且燈泡的電阻小於r，則此時燈泡的電功率為
a．14.4瓦。 b．32.4瓦。 c．0.4瓦。 d．0.9瓦。
7.答案：c解析：
設電源電壓為u，燈泡電阻r0，將某燈泡接到電壓不變的電源兩端，有[}}', 'altimg': 'f950a516e6b91724d2173c9c59f48535.png', 'w':
'26', 'h': '51'}]=40w；
將燈泡和某電阻r串聯後再接到上述電源的兩端，電路電流i=[+r}', 'altimg': '02b90b6373727170b5c55df5b609af9a.png', 'w':
'55', 'h': '46'}]；電阻的電功率i2r=3.6w；燈泡的電功率為p=i2r0.
聯立解得p=0.4w，選項c正確。
8（2008河南初中物理競賽題）燈l1標有「8v、16w」的字樣，燈l2標有「12v、36w」的字樣，兩燈串聯後接在電壓為u的電路中，要保證兩燈不損壞，電壓u的最大值為( )
a．8v b．12v c．1 6v d．20v
【解析】：「8v、16w」的燈l1額定電流i1=p/u=16/8a=2a，電阻r=u/i=4ω；「12v、36w」的燈l2額定電流i2=p/u =36/12a=3a，電阻r=u/i=4ω；兩燈串聯後接在電壓為u的電路中，要保證兩燈不損壞，電流最大值為2a，允許加的電壓u的最大值為u=2a×(4ω+4ω)=16v, 選項 c正確。
【答案】：c
【名師點評】可由用電器的銘牌得到用電器額定電壓和額定功率，根據p=ui確定用電器額定電流，再由額定電壓和額定電流確定純電阻用電器的工作電阻。
9（2011上海第25界初中物理競賽）在如圖所示的電路中，電源電壓保持不變。閉合電鍵s，當滑片p置於滑動變阻器的中點時，電壓表的示數為4伏；當滑片置於滑動變阻器的b端時，電壓表的示數變化了2伏，此後15秒內定值電阻r1產生的熱量為60焦。下列結果正確的是
a．電源電壓為10伏
b．r1的阻值為18歐
c．滑動變阻器r的最大阻值為9歐
d．r1先後兩次消耗的電功率之比4:3
解析：設電源電壓為u，滑動變阻器r的最大阻值為r，閉合電鍵s，當滑片p置於滑動變阻器的中點時，電路總電阻為r1+r/2，電流i=u/( r1+r/2)，電壓表的示數為ir/2=4伏；當滑片置於滑動變阻器的b端時，電路總電阻為r1+r，電流i』=u/(r1+r)，電壓表的示數增大2伏，為i』r=6伏；此後15秒內定值電阻r1產生的熱量為i』 2r1t=60焦。聯立解得r1=r，u=12v，定值電阻r1兩端電壓為12v-6v=6v，根據15秒內定值電阻r1產生的熱量為60焦可得r1的阻值為9歐，滑動變阻器r的最大阻值為9歐，選項ab錯誤c正確；i/i』=4/3，r1先後兩次消耗的電功率之比16:
9，選項d錯誤。
【答案】c
【名師點評】此題需要根據題述過程列出多個方程聯立解得，難度較大。
二．填空題
1. （2013全國初中應用物理知識競賽預賽題）圖l8是測定小燈泡額定功率的實物連線圖，其中電源是三節新的乾電池，燈泡的額定電壓是3.8v，其燈絲電阻約為l0ω，滑動變阻器上標有「l0ω la」的字樣。
(1)請你用筆畫線代替導線將電路中未連線的部分連好，使它成為完整的實驗電路。
(2)小剛合理地連線好電路，並按正確的順序操作，但閉合開關後燈不亮，聰明的小剛猜想： a.可能是燈絲斷了
b.可能是電流錶斷路
c.可能是小燈泡短路
d.可能是滑動變阻器斷路
請你借助圖中的電流錶和電壓表驗證小剛的猜想，將電流錶、電壓表的示數填人上表。
(3)假如電壓表0—15v量程已損壞，小剛仍想測出小燈泡的額定功率，請你將小剛設計的電路圖畫在右邊的方框內。
（4)按小剛新設計的電路圖調節滑動變阻器，使電壓表示數達到 v時，小燈泡就正常發光.此時電流表示數如圖l9所示，則小燈泡的額定功率是 w。
23.答案：（1）如圖所示。
（2）a成立 0 4.5
d成立 0 0
（3）電路如圖所示。
（4）0.7 1.14
解析：按小剛新設計的電路圖調節滑動變阻器，使電壓表示數達到4.5v-3.
8v=0.7v時，小燈泡就正常發光.此時電流表示數如圖l9所示，為0.
30a，則小燈泡的額定功率是p=ui=3.8v×0.30a=1.
14w。
2．（2008河南初中物理競賽題）小昕準備參加玩具賽車比賽，他運用如圖所示的電路來挑選乙隻能量轉換效率較高的電動機。設電池的電壓恆定不變，他先用手捏住電動機的轉軸，使其不轉動，閉合開關後讀出電流錶的讀數為2a；然後放手，當電動機正常轉動時，又讀出電流錶的讀數為0.6a。
則該玩具電動機正常轉動時的效率為
答案：70%
解析：設電動機內阻為r，電源電壓為u，用手捏住電動機的轉軸，使其不轉動，閉合開關後u=i1r；電動機正常轉動時，ui2=p +i22r；由上述二式解得p=0.84r.。
該玩具電動機正常轉動時的效率為η=p / (p + i22r)×100%=70%。
3. （首屆全國中學生數理化學科能力競賽）如圖所示是某電熱器的工作原理圖， r1、r2是發熱電阻，虛線框為電熱器的金屬外殼.它用乙個旋轉開關可以實現電熱器多檔位工作的要求.
其中旋轉開關內有一塊絕緣圓盤，在圓盤的左邊緣依次有4個金屬觸點，右邊緣是一金屬板，可繞中心軸轉動的開關旋鈕兩端各有乙個金屬滑片，轉動開關旋鈕可以將左邊緣相鄰的兩個觸點與右邊緣的金屬板同時連通.如旋到圖中位置s時，金屬滑片將1、2兩觸點同時與右邊緣金屬板接通.若電源電壓為220 v，則由圖可知：
（1）圖中p、q兩個接頭中，_______與零線相連；正常情況下，零線和地線之間的電壓為_______v.
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初中應用物理知識競賽題分類解析
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