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MC1-1003-对于一个电阻负载,若将其两端的电压降低 n%,则:(“x^m”表示“x 的 m 次方”)

MC1-1003 考固定电阻负载的耗电功率与电压的平方关系。电压降低百分之 n 后,新电压为原来的(一百减 n)除以一百,耗电量则按这个分数的平方缩小,即减少到原来的[(一百减 n)除以一百]的平方。记住电压砍半功率剩四分之一,就能秒杀这类百分比题。

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【题目编号】MC1-1003

【题目】对于一个电阻负载,若将其两端的电压降低 n%,则:(“x^m”表示“x 的 m 次方”)

【答案】A

[A]耗电量减少到原来的[(100-n)/100]^2

[B]耗电量减少到原来的(100-n)/100

[C]耗电量比原来减少 n%

[D]耗电量比原来减少(n%)^2

考点速览

这道题考的是纯电阻负载的耗电功率与两端电压之间的定量关系。它落在基础电学里“电功率”这一块,直接对应欧姆定律与焦耳定律的组合应用。业余无线电爱好者调试电源、核算电台整机功耗、给设备选配变压器时,都要能判断“电压变了,功耗按几次方变”。题干的百分比表述是个小弯:电压不是降到某个绝对伏数,而是降低百分之 n,答案要的是耗电量变成原来的几分之几。

原理与依据

电阻性负载的耗电功率,用焦耳定律配合欧姆定律可以写成三个等价形式:功率等于电压乘电流、等于电流平方乘电阻、等于电压平方除以电阻。题目给的是“两端电压”这个量,最顺手的写法是第三个——功率等于电压的平方除以电阻值。因为电阻在题设里固定不变,所以功率与电压的平方成正比:电压缩到原来的几分之几,功率就缩到那个分数的平方。

电压降低百分之 n,意味着新电压等于原电压乘上(一百减 n)再除以一百。把这个分数记作一个小数因子,新功率就等于原功率乘上这个因子的平方。写成式子就是:耗电量(在相同通电时间里与功率成正比)减少到原来的[(一百减 n)除以一百]整体的平方。这里的“耗电量”指的是相同时间内消耗的电能,而电能等于功率乘时间,时间相同,所以耗电量的变化比例与功率的变化比例完全一致。

要特别强调:这个平方关系只在“电阻值固定不变”的前提下成立。如果负载不是纯电阻,或者电阻本身会随温度、电压变化(比如白炽灯的灯丝冷热电阻差好几倍),平方关系就不再严格。题目明确说是“电阻负载”,就是把这个前提钉死,让考生放心套用平方规律。

逐项辨析

选项 A 正确:耗电量减少到原来的[(一百减 n)除以一百]整体的平方。这是电压平方关系的直接结果,与推导完全吻合。

选项 B 错误:耗电量减少到原来的(一百减 n)除以一百。这是把功率误当成与电压一次方成正比,丢了平方。电压降一半,功率其实降到四分之一,而不是二分之一。

选项 C 错误:耗电量比原来减少百分之 n。这同样是一次的线性关系,等于说“电压降多少,耗电就降多少”,忽略了平方放大效应。

选项 D 错误:耗电量比原来减少(百分之 n)的平方。这里把“减少量”和“剩余量”搅在一起,而且减少的基数也用错了,正确表述是“减少到原来某个分数的平方”,而不是“减少百分之 n 的平方”。

易混淆点

最容易混的是“功率正比电压平方”和“功率正比电流平方”这两条路。对同一个电阻,电压和电流是同涨同跌的,所以无论从电压看还是从电流看,得到的结论一致。但命题点不同:给电压就用电压平方除以电阻,给电流就用电流平方乘电阻,别把两个式子交叉用错。另一个坑是“降到原来的”和“减少了”两个词的差别:前者是剩余比例,后者是减少量,中间差了“一减”这一步。

应试要点

抓住一句话:固定电阻下,功率随电压的平方变。电压降百分之 n,功耗降为原值的[(一百减 n)除以一百]的平方。电压砍半,功率只剩四分之一;电压降到七成,功率只剩零点四九,约一半。见到“电阻负载、电压百分比”的题,先想到平方,再排除所有一次方选项。

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