·预习点①电功率
1. 在物理学中用电功率表示$\boxed{1}$
2. 电功率等于电功与$\boxed{2}$
3. 电功率的公式:$\boxed{6}$
1. 在物理学中用电功率表示$\boxed{1}$
电流做功的快慢
。2. 电功率等于电功与$\boxed{2}$
完成这些电功所用的时间
之比。电功率的基本单位是$\boxed{3}$W
,常用单位还有$\boxed{4}$kW
。1 kW = $\boxed{5}$$10^3$
W。3. 电功率的公式:$\boxed{6}$
$P=\dfrac{W}{t}$
。答案
1. 电流做功的快慢
2. 完成这些电功所用的时间;电功率的基本单位是W;常用单位还有kW;1 kW = $10^3$ W
3. $P=\dfrac{W}{t}$
2. 完成这些电功所用的时间;电功率的基本单位是W;常用单位还有kW;1 kW = $10^3$ W
3. $P=\dfrac{W}{t}$
解析
【分析】本题考查电功率的基础概念,解题思路是回忆电功率的物理意义、定义、单位及公式这些核心知识点,对应每个问题逐一填空即可。
【解析】1. 物理学中用电功率表示电流做功的快慢;2. 电功率的定义是电功与完成这些电功所用时间的比值,其基本单位是瓦特(W),常用单位还有千瓦(kW),且1 kW = 10³ W;3. 根据定义可得电功率的公式为$P=\dfrac{W}{t}$。
【答案】1. 电流做功的快慢;2. 完成这些电功所用的时间;W;kW;10³;3. $P=\dfrac{W}{t}$
【知识点】电功率的概念、电功率的单位、电功率的公式
【点评】本题是电功率的基础预习题,聚焦核心入门概念,难度较低,适合预习阶段巩固基础知识。
【难度系数】0.9
【解析】1. 物理学中用电功率表示电流做功的快慢;2. 电功率的定义是电功与完成这些电功所用时间的比值,其基本单位是瓦特(W),常用单位还有千瓦(kW),且1 kW = 10³ W;3. 根据定义可得电功率的公式为$P=\dfrac{W}{t}$。
【答案】1. 电流做功的快慢;2. 完成这些电功所用的时间;W;kW;10³;3. $P=\dfrac{W}{t}$
【知识点】电功率的概念、电功率的单位、电功率的公式
【点评】本题是电功率的基础预习题,聚焦核心入门概念,难度较低,适合预习阶段巩固基础知识。
【难度系数】0.9
预习点②电功率的简单计算
1. 决定式:$P=\boxed{7}$
2. 推导式:$P=\dfrac{U^2}{R}=I^2R$(仅适用于纯电阻电路)。
1. 决定式:$P=\boxed{7}$
$UI$
(适用于所有电路)。2. 推导式:$P=\dfrac{U^2}{R}=I^2R$(仅适用于纯电阻电路)。
答案
1. $UI$
2. $P=\dfrac{U^2}{R}=I^2R$(仅适用于纯电阻电路)
2. $P=\dfrac{U^2}{R}=I^2R$(仅适用于纯电阻电路)
解析
【分析】
要解决这个问题,需明确电功率的决定式与推导式的适用范围:电功率的决定式是从功率定义及电功与电压、电流的关系推导而来,适用于所有电路;推导式结合欧姆定律得到,仅适用于纯电阻电路。题目要求填写适用于所有电路的决定式,需回忆对应公式。
【解析】
电功率的决定式直接反映电功率与电压、电流的关系,公式为$P=UI$,该公式不受电路类型限制,适用于所有电路;推导式$P=\dfrac{U^2}{R}=I^2R$是将欧姆定律代入决定式推导而来,仅适用于纯电阻电路。
【答案】
$UI$
【知识点】
电功率的计算;电功率的决定式
【点评】
本题考查电功率的基础概念,区分了决定式与推导式的适用范围,属于识记类基础题,难度较低。
【难度系数】
0.9
要解决这个问题,需明确电功率的决定式与推导式的适用范围:电功率的决定式是从功率定义及电功与电压、电流的关系推导而来,适用于所有电路;推导式结合欧姆定律得到,仅适用于纯电阻电路。题目要求填写适用于所有电路的决定式,需回忆对应公式。
【解析】
电功率的决定式直接反映电功率与电压、电流的关系,公式为$P=UI$,该公式不受电路类型限制,适用于所有电路;推导式$P=\dfrac{U^2}{R}=I^2R$是将欧姆定律代入决定式推导而来,仅适用于纯电阻电路。
【答案】
$UI$
【知识点】
电功率的计算;电功率的决定式
【点评】
本题考查电功率的基础概念,区分了决定式与推导式的适用范围,属于识记类基础题,难度较低。
【难度系数】
0.9
1.教室里日光灯正常工作时的电流约为0.2
A
;教室里空调正常工作时的电功率约为1kW
。(均填写物理量合适的单位)答案
1. A kW
解析
【分析】首先回忆常见家用电器的物理量参数:日光灯属于小功率用电器,正常工作电流较小,结合数值0.2,合适的电流单位是安培(A);空调是大功率用电器,正常工作电功率较大,结合数值1,合适的电功率单位是千瓦(kW),据此选择对应单位。
【解析】根据生活中常见用电器的参数,日光灯正常工作电流约为0.2A,空调正常工作电功率约为1kW,因此依次填写单位A、kW。
【答案】A;kW
【知识点】电流的单位;电功率的单位
【点评】本题考查生活中常见用电器的物理量单位填写,结合实际用电器的参数即可解答,属于基础题。
【难度系数】0.7
【解析】根据生活中常见用电器的参数,日光灯正常工作电流约为0.2A,空调正常工作电功率约为1kW,因此依次填写单位A、kW。
【答案】A;kW
【知识点】电流的单位;电功率的单位
【点评】本题考查生活中常见用电器的物理量单位填写,结合实际用电器的参数即可解答,属于基础题。
【难度系数】0.7
2.通过某定值电阻R的电流由0.3 A增大到0.5 A时,R两端的电压变化了2 V,则该定值电阻的阻值为
10
Ω,R消耗的功率变化了1.6
W。答案
2. 10 1.6
解析
【分析】
要解决这道题,需利用定值电阻阻值不变的特点,结合欧姆定律通过电压变化与电流变化的关系求出电阻,再根据电功率公式计算功率变化量。具体步骤:1. 根据欧姆定律写出两次电流对应的电压表达式,利用电压变化量与电流变化量的关系求电阻;2. 分别计算两次的电功率,再求功率变化量。
【解析】
解:定值电阻的阻值$ R $不变,根据欧姆定律$ U = IR $,可得:
初始电压$ U_1 = I_1 R $,后来电压$ U_2 = I_2 R $。
电压变化量$ \Delta U = U_2 - U_1 = I_2 R - I_1 R = R(I_2 - I_1) $。
已知$ \Delta U = 2\ \mathrm{V} $,$ I_1 = 0.3\ \mathrm{A} $,$ I_2 = 0.5\ \mathrm{A} $,则电流变化量$ \Delta I = I_2 - I_1 = 0.5\ \mathrm{A} - 0.3\ \mathrm{A} = 0.2\ \mathrm{A} $。
代入得电阻$ R = \frac{\Delta U}{\Delta I} = \frac{2\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}} = 10\ \Omega $。
接下来计算功率变化量:
初始功率$ P_1 = I_1^2 R = (0.3\ \mathrm{A})^2 × 10\ \Omega = 0.9\ \mathrm{W} $,
后来功率$ P_2 = I_2^2 R = (0.5\ \mathrm{A})^2 × 10\ \Omega = 2.5\ \mathrm{W} $,
功率变化量$ \Delta P = P_2 - P_1 = 2.5\ \mathrm{W} - 0.9\ \mathrm{W} = 1.6\ \mathrm{W} $。
【答案】
10;1.6
【知识点】
欧姆定律;电功率计算
【点评】
本题考查欧姆定律和电功率的基础应用,核心是利用定值电阻不变的特性,通过电压与电流的变化关系推导电阻,再计算功率变化,属于初中物理基础题,需掌握相关公式的灵活运用。
【难度系数】
0.7
要解决这道题,需利用定值电阻阻值不变的特点,结合欧姆定律通过电压变化与电流变化的关系求出电阻,再根据电功率公式计算功率变化量。具体步骤:1. 根据欧姆定律写出两次电流对应的电压表达式,利用电压变化量与电流变化量的关系求电阻;2. 分别计算两次的电功率,再求功率变化量。
【解析】
解:定值电阻的阻值$ R $不变,根据欧姆定律$ U = IR $,可得:
初始电压$ U_1 = I_1 R $,后来电压$ U_2 = I_2 R $。
电压变化量$ \Delta U = U_2 - U_1 = I_2 R - I_1 R = R(I_2 - I_1) $。
已知$ \Delta U = 2\ \mathrm{V} $,$ I_1 = 0.3\ \mathrm{A} $,$ I_2 = 0.5\ \mathrm{A} $,则电流变化量$ \Delta I = I_2 - I_1 = 0.5\ \mathrm{A} - 0.3\ \mathrm{A} = 0.2\ \mathrm{A} $。
代入得电阻$ R = \frac{\Delta U}{\Delta I} = \frac{2\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}} = 10\ \Omega $。
接下来计算功率变化量:
初始功率$ P_1 = I_1^2 R = (0.3\ \mathrm{A})^2 × 10\ \Omega = 0.9\ \mathrm{W} $,
后来功率$ P_2 = I_2^2 R = (0.5\ \mathrm{A})^2 × 10\ \Omega = 2.5\ \mathrm{W} $,
功率变化量$ \Delta P = P_2 - P_1 = 2.5\ \mathrm{W} - 0.9\ \mathrm{W} = 1.6\ \mathrm{W} $。
【答案】
10;1.6
【知识点】
欧姆定律;电功率计算
【点评】
本题考查欧姆定律和电功率的基础应用,核心是利用定值电阻不变的特性,通过电压与电流的变化关系推导电阻,再计算功率变化,属于初中物理基础题,需掌握相关公式的灵活运用。
【难度系数】
0.7
1.下列关于电功率的说法正确的是 (
A.电流做功越多,电功率越大
B.通电时间越短,电功率越大
C.用电器的电功率越大,通电时间越长,消耗的电能就越多
D.电流做同样的功,用的时间越长,电功率越大
C
)。A.电流做功越多,电功率越大
B.通电时间越短,电功率越大
C.用电器的电功率越大,通电时间越长,消耗的电能就越多
D.电流做同样的功,用的时间越长,电功率越大
答案
1. C
解析
【分析】要判断关于电功率的说法是否正确,需紧扣电功率的定义(表示电流做功快慢的物理量)及公式$ P=\frac{W}{t} $($ W $为电功,$ t $为通电时间),分析每个选项是否符合公式逻辑,避免仅单一因素判断的错误。
【解析】首先明确:电功率是描述电流做功快慢的物理量,公式为$ P=\frac{W}{t} $,电功公式为$ W=Pt $。逐一分析选项:
A选项:电功率由电功和通电时间共同决定,仅电流做功多,未说明通电时间,无法确定电功率大小,错误。
B选项:仅通电时间短,未说明电流做功多少,无法确定电功率大小,错误。
C选项:根据电功公式$ W=Pt $,当用电器电功率$ P $越大,通电时间$ t $越长时,消耗的电能(电功)$ W $就越多,正确。
D选项:由$ P=\frac{W}{t} $,电流做同样的功$ W $,所用时间$ t $越长,电功率$ P $越小,错误。
【答案】C
【知识点】电功率的概念、电功与电功率的关系
【点评】本题考查电功率的核心概念及电功与电功率的联系,属于基础题型,需准确理解“电功率是功与时间的比值”这一本质,避免混淆单一因素对电功率的影响。
【难度系数】0.6
【解析】首先明确:电功率是描述电流做功快慢的物理量,公式为$ P=\frac{W}{t} $,电功公式为$ W=Pt $。逐一分析选项:
A选项:电功率由电功和通电时间共同决定,仅电流做功多,未说明通电时间,无法确定电功率大小,错误。
B选项:仅通电时间短,未说明电流做功多少,无法确定电功率大小,错误。
C选项:根据电功公式$ W=Pt $,当用电器电功率$ P $越大,通电时间$ t $越长时,消耗的电能(电功)$ W $就越多,正确。
D选项:由$ P=\frac{W}{t} $,电流做同样的功$ W $,所用时间$ t $越长,电功率$ P $越小,错误。
【答案】C
【知识点】电功率的概念、电功与电功率的关系
【点评】本题考查电功率的核心概念及电功与电功率的联系,属于基础题型,需准确理解“电功率是功与时间的比值”这一本质,避免混淆单一因素对电功率的影响。
【难度系数】0.6
2. 下列各单位中,不是电功率单位的是(
A.伏·安
B.焦/秒
C.千瓦时
D.瓦
C
)。A.伏·安
B.焦/秒
C.千瓦时
D.瓦
答案
2. C
解析
【分析】
本题考查电功率的单位,解题思路是:先明确电功率的相关公式与单位,再逐一分析每个选项对应的物理量,找出不属于电功率单位的选项。电功率可通过公式推导单位,也可结合定义判断,需区分电功率单位和电能单位。
【解析】
选项A:根据电功率公式$P=UI$,电压单位为伏特(V),电流单位为安培(A),因此伏·安(V·A)是电功率的单位,不符合题意;
选项B:根据电功率定义式$P=\frac{W}{t}$,电能单位为焦耳(J),时间单位为秒(s),因此焦/秒(J/s)是电功率的单位,不符合题意;
选项C:千瓦时(kW·h)是电能(电功)的单位,由公式$W=Pt$,功率用千瓦(kW)、时间用小时(h),相乘得到电能单位,不是电功率单位,符合题意;
选项D:瓦特(W)是电功率的国际单位,不符合题意。
【答案】
C
【知识点】
电功率单位、电能单位
【点评】
本题为基础题,核心是区分电功率与电能的单位,通过公式推导即可判断,难度较低,适合巩固基础概念。
【难度系数】
0.7
本题考查电功率的单位,解题思路是:先明确电功率的相关公式与单位,再逐一分析每个选项对应的物理量,找出不属于电功率单位的选项。电功率可通过公式推导单位,也可结合定义判断,需区分电功率单位和电能单位。
【解析】
选项A:根据电功率公式$P=UI$,电压单位为伏特(V),电流单位为安培(A),因此伏·安(V·A)是电功率的单位,不符合题意;
选项B:根据电功率定义式$P=\frac{W}{t}$,电能单位为焦耳(J),时间单位为秒(s),因此焦/秒(J/s)是电功率的单位,不符合题意;
选项C:千瓦时(kW·h)是电能(电功)的单位,由公式$W=Pt$,功率用千瓦(kW)、时间用小时(h),相乘得到电能单位,不是电功率单位,符合题意;
选项D:瓦特(W)是电功率的国际单位,不符合题意。
【答案】
C
【知识点】
电功率单位、电能单位
【点评】
本题为基础题,核心是区分电功率与电能的单位,通过公式推导即可判断,难度较低,适合巩固基础概念。
【难度系数】
0.7
3.亮亮了解到某个家用电器连续工作1 h,消耗的电能约为1.2 kW·h,这个用电器可能是(
A.家用空调
B.台式计算机
C.液晶电视机
D.计算器
A
)。A.家用空调
B.台式计算机
C.液晶电视机
D.计算器
答案
3. A
解析
【分析】要判断该用电器的类型,需先根据已知的电能和工作时间计算其电功率,再结合常见家用电器的额定功率范围对比分析,从而确定正确选项。
【解析】根据电功率公式 $ P = \frac{W}{t} $,已知用电器1h消耗电能 $ W = 1.2\ \mathrm{kW·h} $,工作时间 $ t = 1\ \mathrm{h} $,则该用电器的功率为:$ P = \frac{1.2\ \mathrm{kW·h}}{1\ \mathrm{h}} = 1.2\ \mathrm{kW} = 1200\ \mathrm{W} $。
对各选项分析:
A. 家用空调的额定功率约为1000~2000W,与计算结果相符;
B. 台式计算机的额定功率约为200W左右,远小于1200W;
C. 液晶电视机的额定功率约为100~200W,不符合;
D. 计算器的功率仅为几毫瓦,可忽略不计,不符合。
因此答案选A。
【答案】A
【知识点】电功率计算、常见用电器功率
【点评】本题结合电能与时间计算电功率,考查对常见家用电器功率的认知,属于基础题,需掌握电功率公式及常见用电器的功率范围。
【难度系数】0.3
【解析】根据电功率公式 $ P = \frac{W}{t} $,已知用电器1h消耗电能 $ W = 1.2\ \mathrm{kW·h} $,工作时间 $ t = 1\ \mathrm{h} $,则该用电器的功率为:$ P = \frac{1.2\ \mathrm{kW·h}}{1\ \mathrm{h}} = 1.2\ \mathrm{kW} = 1200\ \mathrm{W} $。
对各选项分析:
A. 家用空调的额定功率约为1000~2000W,与计算结果相符;
B. 台式计算机的额定功率约为200W左右,远小于1200W;
C. 液晶电视机的额定功率约为100~200W,不符合;
D. 计算器的功率仅为几毫瓦,可忽略不计,不符合。
因此答案选A。
【答案】A
【知识点】电功率计算、常见用电器功率
【点评】本题结合电能与时间计算电功率,考查对常见家用电器功率的认知,属于基础题,需掌握电功率公式及常见用电器的功率范围。
【难度系数】0.3
4.某用电器正常工作10 min,消耗电能$1.8× 10^6$ J,该用电器的电功率为
3 000
W,表示的物理意义是电流通过该用电器每秒做功3 000 J
。答案
4. 3 000 电流通过该用电器每秒做功3 000 J
解析
【分析】要计算用电器的电功率,需利用电功率公式$ P = \frac{W}{t} $,注意时间单位需转换为秒(与电能单位焦耳对应);电功率的物理意义是表示电流做功的快慢,即单位时间内电流做的功,据此可得出对应的物理意义。
【解析】解:先统一时间单位:$ t = 10\ \mathrm{min} = 10 × 60\ \mathrm{s} = 600\ \mathrm{s} $。根据电功率公式$ P = \frac{W}{t} $,代入消耗的电能$ W = 1.8 × 10^6\ \mathrm{J} $,可得:$ P = \frac{1.8 × 10^6\ \mathrm{J}}{600\ \mathrm{s}} = 3000\ \mathrm{W} $。电功率的物理意义是:电流通过该用电器每秒做功3000 J。
【答案】3000;电流通过该用电器每秒做功3000 J
【知识点】电功率计算、电功率物理意义
【点评】本题考查电功率的基本计算及物理意义,属于基础题型,解题关键是正确转换时间单位并熟练运用电功率公式,难度较低,适合巩固基础。
【难度系数】0.8
【解析】解:先统一时间单位:$ t = 10\ \mathrm{min} = 10 × 60\ \mathrm{s} = 600\ \mathrm{s} $。根据电功率公式$ P = \frac{W}{t} $,代入消耗的电能$ W = 1.8 × 10^6\ \mathrm{J} $,可得:$ P = \frac{1.8 × 10^6\ \mathrm{J}}{600\ \mathrm{s}} = 3000\ \mathrm{W} $。电功率的物理意义是:电流通过该用电器每秒做功3000 J。
【答案】3000;电流通过该用电器每秒做功3000 J
【知识点】电功率计算、电功率物理意义
【点评】本题考查电功率的基本计算及物理意义,属于基础题型,解题关键是正确转换时间单位并熟练运用电功率公式,难度较低,适合巩固基础。
【难度系数】0.8
5. 某液晶电视机正常工作时的功率是200 W,它正常工作1 h消耗的电能是(
A.$0.2\ \mathrm{kW} · \mathrm{h}$
B.$5\ \mathrm{kW} · \mathrm{h}$
C.$0.005\ \mathrm{kW} · \mathrm{h}$
D.$200\ \mathrm{kW} · \mathrm{h}$
A
)。A.$0.2\ \mathrm{kW} · \mathrm{h}$
B.$5\ \mathrm{kW} · \mathrm{h}$
C.$0.005\ \mathrm{kW} · \mathrm{h}$
D.$200\ \mathrm{kW} · \mathrm{h}$
答案
5. A
解析
【分析】要计算电视机正常工作1小时消耗的电能,需利用电功公式$ W = Pt $,关键是统一功率和时间的单位:将功率单位从瓦(W)换算为千瓦(kW),时间用小时(h),即可直接得到电能单位千瓦时($ \mathrm{kW·h} $),再匹配选项得出答案。
【解析】已知电视机正常工作功率$ P = 200\ \mathrm{W} $,换算为千瓦:$ 200\ \mathrm{W} = 0.2\ \mathrm{kW} $;正常工作时间$ t = 1\ \mathrm{h} $。根据电功公式$ W = Pt $,代入数据得:$ W = 0.2\ \mathrm{kW} × 1\ \mathrm{h} = 0.2\ \mathrm{kW·h} $,对应选项A。
【答案】A
【知识点】电能计算、单位换算
【点评】本题是电功计算的基础题,核心考察电功公式的应用及单位换算,难度较低,适合巩固基础知识点。
【难度系数】0.9
【解析】已知电视机正常工作功率$ P = 200\ \mathrm{W} $,换算为千瓦:$ 200\ \mathrm{W} = 0.2\ \mathrm{kW} $;正常工作时间$ t = 1\ \mathrm{h} $。根据电功公式$ W = Pt $,代入数据得:$ W = 0.2\ \mathrm{kW} × 1\ \mathrm{h} = 0.2\ \mathrm{kW·h} $,对应选项A。
【答案】A
【知识点】电能计算、单位换算
【点评】本题是电功计算的基础题,核心考察电功公式的应用及单位换算,难度较低,适合巩固基础知识点。
【难度系数】0.9
6.两个小灯泡,甲标有“10 V 10 W”字样,乙标有“6 V 3 W”字样,为保证电路安全,把它们串联在电路中,电路两端允许加的最大电压为
11
V;若将它们并联在电路中,电路的总功率最大为6.6
W(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。答案
6. 11 6.6
解析
【分析】
要解决这道题,需分串联、并联两种情况分析:
1. 串联时,电路电流处处相等,为保证安全,电流不能超过两灯泡额定电流的最小值,因此先计算两灯的额定电流,确定串联的最大电流;再算出两灯的电阻,总电阻为两电阻之和,根据U=IR即可求出串联电路允许加的最大电压。
2. 并联时,各支路电压相等,为保证安全,电压不能超过两灯泡额定电压的最小值,确定并联的最大电压;再根据P=U²/R分别计算两灯的实际功率,相加得到总功率。
【解析】
步骤1:计算两灯泡的额定电流和电阻
根据公式 $ I = \frac{P}{U} $、$ R = \frac{U}{I} $:
甲灯:额定电流 $ I_甲 = \frac{P_甲}{U_甲} = \frac{10W}{10V} = 1A $,电阻 $ R_甲 = \frac{U_甲}{I_甲} = \frac{10V}{1A} = 10Ω $
乙灯:额定电流 $ I_乙 = \frac{P_乙}{U_乙} = \frac{3W}{6V} = 0.5A $,电阻 $ R_乙 = \frac{U_乙}{I_乙} = \frac{6V}{0.5A} = 12Ω $
步骤2:求串联电路允许加的最大电压
串联时电流处处相等,为保证安全,电路最大电流取两灯额定电流的较小值,即 $ I_{串} = I_乙 = 0.5A $(超过该电流乙灯将损坏);
总电阻 $ R_{总} = R_甲 + R_乙 = 10Ω + 12Ω = 22Ω $;
根据 $ U = IR $,最大电压 $ U_{串} = I_{串} × R_{总} = 0.5A × 22Ω = 11V $。
步骤3:求并联电路的总最大功率
并联时各支路电压相等,为保证安全,电路最大电压取两灯额定电压的较小值,即 $ U_{并} = U_乙 = 6V $(超过该电压乙灯将损坏);
甲灯实际功率 $ P_甲' = \frac{U_{并}^2}{R_甲} = \frac{(6V)^2}{10Ω} = 3.6W $,乙灯实际功率等于额定功率 $ P_乙' = 3W $;
总功率 $ P_{总} = P_甲' + P_乙' = 3.6W + 3W = 6.6W $。
【答案】
11;6.6
【知识点】
电功率计算;串联电路特点;并联电路特点
【点评】
本题考查串并联电路规律与电功率的综合应用,核心是明确串并联电路中安全工作的临界条件(串联取最小额定电流,并联取最小额定电压),是电学基础题型,需熟练掌握相关公式和电路特点。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需分串联、并联两种情况分析:
1. 串联时,电路电流处处相等,为保证安全,电流不能超过两灯泡额定电流的最小值,因此先计算两灯的额定电流,确定串联的最大电流;再算出两灯的电阻,总电阻为两电阻之和,根据U=IR即可求出串联电路允许加的最大电压。
2. 并联时,各支路电压相等,为保证安全,电压不能超过两灯泡额定电压的最小值,确定并联的最大电压;再根据P=U²/R分别计算两灯的实际功率,相加得到总功率。
【解析】
步骤1:计算两灯泡的额定电流和电阻
根据公式 $ I = \frac{P}{U} $、$ R = \frac{U}{I} $:
甲灯:额定电流 $ I_甲 = \frac{P_甲}{U_甲} = \frac{10W}{10V} = 1A $,电阻 $ R_甲 = \frac{U_甲}{I_甲} = \frac{10V}{1A} = 10Ω $
乙灯:额定电流 $ I_乙 = \frac{P_乙}{U_乙} = \frac{3W}{6V} = 0.5A $,电阻 $ R_乙 = \frac{U_乙}{I_乙} = \frac{6V}{0.5A} = 12Ω $
步骤2:求串联电路允许加的最大电压
串联时电流处处相等,为保证安全,电路最大电流取两灯额定电流的较小值,即 $ I_{串} = I_乙 = 0.5A $(超过该电流乙灯将损坏);
总电阻 $ R_{总} = R_甲 + R_乙 = 10Ω + 12Ω = 22Ω $;
根据 $ U = IR $,最大电压 $ U_{串} = I_{串} × R_{总} = 0.5A × 22Ω = 11V $。
步骤3:求并联电路的总最大功率
并联时各支路电压相等,为保证安全,电路最大电压取两灯额定电压的较小值,即 $ U_{并} = U_乙 = 6V $(超过该电压乙灯将损坏);
甲灯实际功率 $ P_甲' = \frac{U_{并}^2}{R_甲} = \frac{(6V)^2}{10Ω} = 3.6W $,乙灯实际功率等于额定功率 $ P_乙' = 3W $;
总功率 $ P_{总} = P_甲' + P_乙' = 3.6W + 3W = 6.6W $。
【答案】
11;6.6
【知识点】
电功率计算;串联电路特点;并联电路特点
【点评】
本题考查串并联电路规律与电功率的综合应用,核心是明确串并联电路中安全工作的临界条件(串联取最小额定电流,并联取最小额定电压),是电学基础题型,需熟练掌握相关公式和电路特点。
【难度系数】
0.6
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