近十年全国初中应用物理知识竞赛试题分类汇编专题十八电功率 

（2）为安全起见，需在电路中安装一总开关，该开关最好应安装在图中A、B、C、D、E中的_________点处.

（3）如果 R1＝R2＝48.4 Ω，则电热器在旋钮开关旋到位置T时的电功率为 _________W；当旋钮开关旋到位置M时，通电1 min产生的热量是_________J. 3．答案：（1） P 0 （2）C （3）1000 3×104

解析：正常情况下，供电线路的零线与大地接通，所以零线和地线之间的电压为0V。电路中安装的总开关必须能够切断火线，所以安装在C点。. 如果 R1＝R2＝48.4 Ω，则电热器在旋钮开关旋

U2到位置T时，电热器电路中只有电阻R2，电功率为P==1000W。当旋钮开关旋到位置M时，

R2U2电热器电路中电阻R1与R2串联，电功率为P==500W。通电1 min产生的热量是Q=Pt=500

R1+R2×60J=3×104J。

4．（2006全国初中应用物理知识竞赛河南预赛）自从爱迪生1879年发明电灯以来，在一百多年中经过人们的不断改进，如今白炽灯己成为我们生活中最常用的照明工具。根据你对白炽灯的了解，请提出一个与电功率知识有关的实际问题，并根据你所学过的物理知识做出简要回答。例如：断丝的灯泡再“搭上”为什么会比以前更亮？简答：“搭上”灯丝后，灯丝变短，电阻变小，在电压一定时，由P=U2/R可知电灯的实际功率增大，所以灯泡比原来更亮。

问题：_____________________________________________________________。 简答：_____________________________________________________________。 4. 答案：问题1：为什么灯丝较粗的灯泡额定功率较大？

简答：普通白炽灯泡的额定电压相同，额定功率不同时，灯丝的电阻不同。根据决定电阻大小的因素可知，越粗的灯丝在长度相同的情况，电阻会越小，由P=U2/R可知功率就会越大。 问题2：灯泡用过较长一段时间后，为什么亮度会减弱？

简答：灯泡用的时间越久，灯丝会因升华现象而变细，根据决定电阻大小的因素可知，其电阻会变大，由P=U2/R可知功率就会越小，故亮度会变暗。 三．综合运用题

1.（2009全国初中应用物理知识竞赛复赛题）小兰家的全自动家用豆浆机的部分技术数据如下表所示。 额定电压 额定频率 加干豆量

220V 50Hz 75g

电机功率 加热功率 加 水 量

180W 800W 1200mL

制作豆浆的程序大致如下：(水温为20℃) 工作程序

工作时间与状

态

加热→

打浆→ 电热

煮浆→ 电机

防溢延煮→ 电热

断电报警

机器

电热器间

器开始加带动刀片器继续断加热，(每加发出声光热，8min高速打浆，加热，直热l min，停报警，提示后，水温打浆共4至豆浆20s)使豆浆反豆浆已做达到打浆次，每次打第一次复煮沸，充分好 设定温15s，间隔沸腾，耗煮熟。共度。

15s。

时2min。 6min40s结束。

小兰在用该豆浆机制作豆浆之前关闭了她家所有的用电器开关，然后在豆浆机开始制作豆浆的同时，开始记录她家电能表(如图3所示)的转盘转过的圈数，出声光报警时为止，数得电能表的转盘转过了74圈。请回

（1）．煮好一锅这样的豆浆需要消耗多少电能? （2）．根据第1问的计算结果，计算制作一锅这样豆浆家电能表的转盘应转过多少圈?

（3）．第（2）问中计算的结果与小兰实际记录的圈数不相符，请说出你对产生这一偏差的猜想。 1.解析：（1）．煮好一锅这样的豆浆需要消耗电能： W=W1+W2=P1t1+P2t2 = 800×（8×60＋2×60＋400×

3.6?106060?20当豆浆机发答：

的过程中她

相符吗?如

）J＋180×4×15 J =730800J 。

（2）．电能表应当转过的圈数：n=730800?360圈=73圈 6(3)．不相符。

猜想：①某些电器在关闭开关后，仍处于待机状态，消耗电能；②家庭电路电压偏低，豆浆机实际功率偏小；③在制作豆浆过程中，豆浆机向环境散热；④电能表存在误差；⑤小兰记录存在误差；⑥导线发热消耗电能。

2.（2011全国初中应用物理知识竞赛河南预赛）节能是这个时代的主旋律。小强要测量一盏节能灯的额定功率，他利用如图甲所示的照明电路，将标有“220V60W”的白炽灯L1和标有“220V4W-40W”的节能灯L2正确接入电路中，当开关S1和S2都闭合时，两盏灯都正常发光，且在2000s内，标有1800r/kWh的电能表转了71转。试问：

（1） 节能灯的发光功率是多少？

（2） 当开关S1和S2都断开时，小明将图乙所示的电路插入照明电路的插座内。超导限流器是一

种短路故障电流限制装置，它的电阻R随电流I变化关系如图丙所示，L为用电器。为使用电器短路后电路仍能保持稳定状态，超导电阻R应满足什么条件？

（3） 在R满足一定条件时，有人把超导限流器称为“不断电保险丝”，请你说明理由。 2. 解：（1）电能表转了71转消耗电能E=（71÷1800）kWh=（71÷1800）×3600×103J，两盏灯的总发光功率为E/t=（71÷1800）×3600×103J÷2000s=71W。节能灯的发光功率是71W-60W=11W。 （2）由图丙可知，当电流小于20A时，超导限流器电阻为零；当电流大等于20A时，超导限流器电阻R=U/I=11Ω。

即超导电阻R应满足用电器短路后电路中电流达到20A时超导电阻R突变为11Ω。

（3）当电路电流小于某一电流值(20A)时,限流器电阻为0,电路正常工作；当电路短路时，限流器电阻为一定值，电路电流减小，处于稳定状态。电路中仍有电流，电路没有被切断。

3.（2007第17届全国初中应用物理知识竞赛）表1中提供的是明湖中学使用的一台数学投影仪的有关数据，请根据其中的数据，通过计算回答：

1、这台投影仪的耗电总功率是多大？

2、如果投影仪的光源采用串联电阻降压的话，所有电阻的阻值应该多大？该电阻消耗的功率为多大？

3、这台投影仪的光源采用上述串联电阻降压的方法可行吗？为什么？

4、如果上述方法不可行，请你提出一种可以使投影仪正常工作的方案。（要求定性说明即可） 表1

电源工作电压 220V 电源频率 50Hz 光源电压 24V 光源电流 10.0A 鼓风机电压 220V 鼓风机电流 0.1A

3、解：（1）．因为光源消耗的功率为：P光源=U光源I光源=24V×10A=240W。

鼓风机消耗的功率为：P风机=U风机I风机 =220V×0.1A=22W。

所以这台投影仪消耗的总功率为：P=P光源+ P风机=240W+22W =262W。

（2）．若光源采用串联电阻降压，这时所选用的电阴R应分担的电压为：

UR=U电源- U光源=220V-24V=196V。

通过所选用的电阻R的电流为：IR= I光源=10A。 所选用电阻的阻值应为：R= UR/IR=196V/10A=19.6Ω。

所选用电阻消耗的功率为：PR=I2RR=（10A）2×19.6Ω=1960W。

（3）．因为所选用电阻消耗的功率为1960W，远大于投影仪正常工作时所消耗的功率；同时电阻上消耗的1960W，将产生大量热量，实际使用中很难有效的解决散热问题，因此容易烧毁投影仪。所以，这台投影仪的光源不宜采用串联电阻降压。

（4）．可采用变压器变压的方法将电源工作电压220V降低为24V供光源使用。 4.．（2008第18届全国初中应用物理知识竞赛）如个电热器的工作原理图，电热器内有两个阻值分别为R2=120Ω的电热丝；旋转开关内有一块绝缘圆盘，缘依次有0，1，2，—— 9共10个金属触点；可以动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，转动开关旋钮的触点连接。如旋钮上的箭头指向图中位置D时，2、3触点接通，同时另一端将7、8触点接通。用这可以实现电热器有多挡位工作的要求。请回答：

图

图l 3是一R1=60Ω和在圆盘的边绕中心轴转可以将相邻金属滑片将个旋转开关

（1）这个电热器可有几个不同加热挡位?并指出每个加热档位旋转开关的箭头指向的位置； （2）将此电热器接人家庭电路中，电热器在正常工作时每个挡位的功率各是多大。 4.解：（1）有五个档位：A档：当旋纽上的箭头指向图中位置A或F时；B档：当旋纽上的箭头指向图中位置B或G时；C档：当旋纽上的箭头指向图中位置C或H时；D档：当旋纽上的箭头指向图中位置D或I时；E档：当旋纽上的箭头指向图中位置E或J时。

（2）A档：R1、R2并联连入电路，电路的总电阻最小，为最大功率档 P1=U2/R1+ U2/R2= 2202/60W+2202/120W =1210W。

B档：只有R1接入电路，为较大功率档P2=U2/R1=2202/60W=806.7W。 C档：R1、R2串联连入电路，电路的总电阻最大，为最小功率档， R= R1+R2=60Ω+120Ω=180Ω， P3=U2/R=2202/180W=268.9W。

D档：只有R2接入电路，为较小功率档，P4=U2/R2= 2202/120W =403.3W。 E档：空挡，接此档时功率为零。

5..（1998全国初中应用物理知识竞赛复赛）有两种灯泡，分别标有（110伏 60瓦）和（110伏25瓦），把它们接入家庭照明电路中。

（1）能不能各取一只串联使用？请说明原因。

（2）若把两种灯泡在同一电路中混合使用，并使它们都能正常发光，最少应各使用多少只，如

何连接？（3）这时总电功率是多少？

5.解：（1）不能各取一只串联使用。

U12(110伏)260瓦灯的电阻 R1=?P160瓦=2欧。

2U2(110伏)225瓦灯的电阻 R2==484欧 。 ?P225瓦串联后，设25瓦灯的电压为U2，根据串联分压，

R2UU2R2， U2= ，代入数据，?R?RUR1?R212解得：U2=155伏，超过了灯的额定电压。所以不能各取一只串联使用。

（2）设使用60瓦的灯m只，使用25瓦的灯n只，分别并联后再串联使用，各分压110伏时，才能正常发光，此时有：

R1R2?mn

n48412??2.4? 。 m201.75故使用5只60瓦的灯并联后，再与12只并联的25瓦的灯串联即可。 （3）此时总功率为W=W1+W2=5?60瓦+12?25瓦=600瓦。

6．（2012全国初中应用物理知识竞赛）在学校创新比赛中，小亮同学设计了一个多档位的电热水器。图10甲所示是他设计的电热水器的工作电路图，R1和R2是两根电热丝。他设计的旋转开关如图10乙所示，旋转开关内有依次有共10个金属触点（在1、2、3、4编号，编号相同中心轴转动的开关旋钮两端旋钮可以将相邻的触点连

一块绝缘圆盘，在圆盘的边缘“○”中标有图乙中用“○”表示，

的触点用导线连接）。可以绕各有一个金属滑片，转动开关接。例如，图10乙中，旋钮上

的箭头指向图中位置D，此时，金属滑片将1、2两触点接通，同时另一端也将3、4两触点接通。当旋钮上的箭头指向A、B、C、D不同位置时，可以实现四档加热功率。他设计的四档加热功率如下表所示：

温度档位 高温 中温2 中温1 低温 660 440 264 加热功率/W 1100 1．如果要实现旋转开关沿某个方向转动时，加热功率依次递减或递增，通过计算，分析说明电热丝R1和R2的阻值应该分别为多大?旋钮上的箭头指向A、B、C、D不同位置时，分别对应哪一档加热功率?

2．小亮根据计算结果，借助电池组、电压表和电流表分别截取了电阻大小符合要求的两根电热丝，并按电路图连接好。经检查无误后，小亮将电热器接入家庭电路，同时借助电能表和手表测