《電能與磁》全章復(fù)習(xí)與鞏固——電功率知識(shí)講解
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1、《電能與磁》全章復(fù)習(xí)與鞏固一一電功率(提高) 責(zé)編:武霞 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1從能的轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識(shí)電源和用電器的作用并能夠進(jìn)行電能的計(jì)算; 2、 理解電功率和電流、電壓之間的關(guān)系并能進(jìn)行電功率的計(jì)算。能區(qū)別實(shí)際功率和額定功率; 3、 串并聯(lián)電路電能電熱電功率的分配關(guān)系; 4、 知道在電流一定時(shí),導(dǎo)體消耗的電功率與導(dǎo)體的電阻成正比。 5、 掌握測(cè)量小燈泡電功率的方法。 6、 簡(jiǎn)單了解電熱的相關(guān)知識(shí),知道焦耳定律; 【知識(shí)網(wǎng)絡(luò)】 電功率 「定義 公式 單位 i測(cè)量 物理盍義 電功率器 額定功率和實(shí)際功率 電功 ,電流朗熱救應(yīng) 焦耳定律 電功和電熱的區(qū)別 【要點(diǎn)
2、梳理】 要點(diǎn)一、電功 1. 定義:電流所做的功叫做電功。 2. 計(jì)算:普遍適用公式 W=Ult=Pt(適用于所有電路),即電流通過(guò)導(dǎo)體做的電功等于導(dǎo)體兩端的電壓、 通過(guò)導(dǎo)體的電流和通電時(shí)間的乘積。電壓的單位用 V, 是J。 電流的單位用 A,時(shí)間的單位用s,電功的單位就 推導(dǎo)公式:W 12Rt U t (適用于純電阻電路) R 3. 單位:國(guó)際單位是焦耳,簡(jiǎn)稱焦,符號(hào) J , 1J 1V A s。常用的單位是度,即千瓦時(shí),符號(hào) kW- h, 1kW- h =3.6 x 106J 4. 電能表: (1) 作用:測(cè)量用電器在一段時(shí)間內(nèi)消耗的電能。 (2) 計(jì)算方法:
3、電能表的示數(shù)由四位整數(shù)和一位小數(shù)組成。電能表的計(jì)量器上前后兩次讀數(shù)之差,就 是這段時(shí)間內(nèi)用電的度數(shù)。但要注意電能表的示數(shù)的最后一位是小數(shù)。 (3) 重要參數(shù)的意義: “220V”:表示電能表應(yīng)該在 220V的電路中使用; “10 (20A)”:表示這個(gè)電能表的標(biāo)定電流為 10A,在短時(shí)間應(yīng)用時(shí)電流可超過(guò) 10A,但不能超 過(guò) 20A;
4、 “50Hz”:表示它在50赫的交流電路中使用; “600revs/kW ?h”:表示接在這個(gè)電能表上的用電器,每消耗 1千瓦時(shí)的電能,電能表上的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn) 過(guò)600轉(zhuǎn)。根據(jù)電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行計(jì)算 .如果電能表標(biāo)有“ 600revs/kW ? h” ,當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過(guò)n圈 時(shí),消耗的電能為 (4) 新型電能表:IC卡電能表;沒(méi)有鋁盤,靠?jī)?nèi)部的電子電路計(jì)算電能。 要點(diǎn)二、電功率 1. 定義:電流在單位時(shí)間內(nèi)所做的功,一個(gè)用電器電功率的大小等于它在 1s內(nèi)所消耗的電能。 2. 物理意義:電功率是表示電流做功快慢的物理量。電流做功越快,電功率就越大,電流做功越慢,電 功率就越小。
5、 3 .計(jì)算:普遍適用公式 P=UI=W/t 推導(dǎo)公式p=i 2r=U/r (適用于純電阻電路) 3 4 .單位: 瓦(W)、千瓦(kW) 1kW=10 W 5、 額定功率和實(shí)際功率: 額定功率:用電器在額定電壓下的功率。 (用電器在正常工作時(shí)的功率) 實(shí)際功率:用電器在實(shí)際電壓下的功率。 6. 測(cè)定小燈泡的電功率: (1) 實(shí)驗(yàn)原理: -門 (2 )實(shí)驗(yàn)器材:電源、電燈泡、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。 (3 )電路圖: K 1o1 5 B S (4 )實(shí)驗(yàn)步驟 ① 按電路圖連接好電路,斷開(kāi)開(kāi)關(guān),將滑動(dòng)變阻器的滑片置于阻值最大的位置
6、; ② 閉合開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使燈泡在額定電壓下發(fā)光,觀察電流表和電壓表的示數(shù),記錄為 le、 Ue,記錄小燈泡的亮度; ③ 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器, 使燈泡兩端的電壓為額定電壓的 1.2倍,觀察電流表和電壓表的示數(shù), 記錄為丨1, U1,記錄小燈泡的亮度; ④ 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使燈泡兩端的電壓低于額定電壓,觀察電流表和電壓表的示數(shù),記錄為 丨2, U2, 記錄小燈泡的亮度; ⑤ 重復(fù)步驟4兩次,觀察電流表和電壓表的示數(shù),記錄為 丨3、U3,丨4、U4,記錄小燈泡的亮度; ⑥ 根據(jù)P=UI,算出小燈泡的額定功率 Pe和實(shí)際功率的電功率 P1……P4; ⑦ 分析數(shù)據(jù),整理器材。
7、(5) 實(shí)驗(yàn)結(jié)論: 小燈泡的實(shí)際功率越大,小燈泡越亮; 當(dāng)小燈泡的兩端的電壓等于額定電壓時(shí),小燈泡的實(shí)際功率等于額定功率,小燈泡正常發(fā)光; 當(dāng)小燈泡的兩端的電壓大于額定電壓時(shí),小燈泡的實(shí)際功率大于額定功率,小燈泡發(fā)光比正常情況 F亮; 當(dāng)小燈泡的兩端的電壓小于額定電壓時(shí),小燈泡的實(shí)際功率小于額定功率,小燈泡發(fā)光比正常情況 下暗。 (6)注意事項(xiàng): A連接時(shí),開(kāi)關(guān)斷開(kāi),防止因短路而損壞電源或燈泡。 B. 閉合開(kāi)關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)滑至滑動(dòng)變阻器的最大阻值處,防止電路中的電流過(guò)大,將 燈燒壞。 C. 電源電壓應(yīng)高于燈泡的額定電壓,防止無(wú)法調(diào)節(jié)到額定電壓。 D. 電壓表的量程應(yīng)
8、大于燈泡的額定電壓,電流表的量程應(yīng)大于燈泡正常工作時(shí)的電流。 E. 滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流要大于燈泡正常工作時(shí)的電流,滑動(dòng)變阻器的最大電阻值應(yīng)與 燈泡的電阻差不多,以使調(diào)節(jié)效果明顯。 F. 通過(guò)三次不同電壓下(額定電壓, 1.2倍額定電壓和低于額定電壓)的測(cè)量,體會(huì)用電器的實(shí)際 功率并不一定等于額定功率,而是取決于加在用電器兩端的實(shí)際電壓。 G在做第二次實(shí)驗(yàn)時(shí)(實(shí)際電壓不能超過(guò)額定電壓的 1.2倍)需要小心調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,以免燒 壞燈泡。 H實(shí)驗(yàn)前,要檢查電路并試觸,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,要先斷開(kāi)開(kāi)關(guān),再整理器材。 要點(diǎn)詮釋: 1、 實(shí)際功率隨電壓的變化而變化。 當(dāng)_ 時(shí),乙—-斜
9、 用電器正常工作 當(dāng)時(shí),’二* T護(hù) 用電器不能正常工作,有時(shí)會(huì)損壞用電器。 當(dāng)-'-2 ■" - 2:'時(shí),匚二-護(hù) 長(zhǎng)期使用會(huì)影響用電器的壽命。 2、 對(duì)某一用電器而言,額定電壓和額定功率只有一個(gè),而實(shí)際電壓和實(shí)際功率卻有無(wú)數(shù)個(gè)。燈泡 的亮度是由它的實(shí)際功率決定的。 3、 若不考慮溫度對(duì)用電器電阻的影響,則有 Y ,即電阻一定時(shí),實(shí)際電壓是額定電壓 % □丿 的n倍,則實(shí)際電流也是額定電流的 n倍,實(shí)際功率是額定功率的 n2倍。 要點(diǎn)三、焦耳定律 1、 電流的熱效應(yīng): 電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí),導(dǎo)體要發(fā)熱,這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。 2、 焦耳定律: 內(nèi)容:電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱
10、量,跟電流的二次方成正比,跟導(dǎo)體的電阻成正比,跟用電時(shí)間成 正比。
公式:Q=|2Rt (普遍適用)
U2
' (純電阻電路)
R
3、 電熱和電能的關(guān)系:
在純電阻電路中,電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能, Q=W/如電爐子。
在非純電阻電路中,電能只有部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,電熱小于電能,即 Q 11、V+V2、Q= Qi+Q、P=P+P2
要點(diǎn)詮釋:
電功率計(jì)算題的解題思路:
(1) 對(duì)于只有一種狀態(tài)(無(wú)開(kāi)關(guān)通斷或變阻器移動(dòng)等)的電路,首先要結(jié)合題目給出的條件對(duì)電 路圖進(jìn)行分析,弄清電路的連接方式,挖掘題目的隱含條件。例如燈泡正常發(fā)光,隱含燈泡兩端的電壓 等于燈泡的額定電壓,功率等于燈泡的額定功率,利用額定電壓和額定功率可以求出燈泡的電阻等。然 后可利用歐姆定律和串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)及電功、電功率計(jì)算式等采用分析法(從求解量到已知量)或 綜合法(從已知量到求解量)求解。一般串聯(lián)電路應(yīng)抓住電流相等這一橋梁,而并聯(lián)電路應(yīng)充分利用各 支路互不影響及各支路兩端的電壓相等的條件,還可以利用中間量 12、,列比例式求解。
(2) 對(duì)于有兩種或兩種以上狀態(tài)的電路綜合題,首先要針對(duì)每一種電路狀態(tài)用文字說(shuō)明并畫出相 應(yīng)的電路圖;然后利用電源電壓、定值電阻等不變的量或者電流關(guān)系、電壓關(guān)系等列出對(duì)應(yīng)的方程;最
后利用數(shù)學(xué)方法解出這些方程。列方程和解題時(shí)要嚴(yán)格做到“對(duì)應(yīng)” ,不但同一導(dǎo)體(或同一段電路)
上各物理量要"對(duì)應(yīng)”,而且要做到同一狀態(tài)下各物理量對(duì)應(yīng)。
【典型例題】
類型一、基礎(chǔ)知識(shí)
(2015?瀘州中考)
5月初,小明家中的電能表示數(shù)為
1 22 2名,電能表的部分
參數(shù)及6月初的示數(shù)如圖所示,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 電能表是測(cè)量用電器消耗電功率的儀表
13、
B. 小明家5月初至6月初消耗的電能是 1200kW?h
C. 小明家所有用電器同時(shí)工作,總功率不得超過(guò) 4.4kW
D. 若電能表轉(zhuǎn)盤在10min內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)300轉(zhuǎn),則用電器的總功率為 1kW
【答案】C
【解析】A、電能表是測(cè)量用電器消耗電能多少的儀表,故 A錯(cuò)誤;B、6月初的示數(shù)1342.8kW?h, 5月
初,小明家中的電能表示數(shù) 1222.8kW?h,故小明家5月初至6月初消耗的電能是 W=1342.8-1222.8=120kW ?h,故B錯(cuò)誤;C、據(jù)表盤的參數(shù)可知,此時(shí)總功率不得超過(guò) P=UI=220VX 20A=4400W=4.4kVV故C正確;
D、電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn) 14、 300轉(zhuǎn)消耗的電能為: W=(300/1200 ) kW?h=0.25kW?h,該電能表上用電器的總功率:
P=W/t=0.25kW?h/ (1/6)h=1.5kW,故 D錯(cuò)誤。故選 G
【總結(jié)升華】本題考查對(duì)電能表參數(shù)的理解,關(guān)鍵是理解電能表各參數(shù)的物理意義。
B. 這個(gè)電熨斗每秒鐘完成 500J/S的功
C. 這個(gè)電熨斗1秒鐘內(nèi)消耗的電能是 500J
D. 這個(gè)電熨斗1秒鐘內(nèi)完成500W的功
【答案】C
【解析】根據(jù)功率的物理意義,功率是 500W表示1秒內(nèi)做功(或消耗電能) 500J,故選Co
【總結(jié)升華】本題考查了功率的物理意義
舉一反三:
【變式】下列說(shuō) 15、法中錯(cuò)誤的是( )
A. 電功率是表示電流做功快慢的物理量
B. kW, W都是電功率的單位
C. 消耗電能多的用電器功率大
D. 電流做功的過(guò)程就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過(guò)程
【答案】C
3. (2016?雞西模擬)(多選)把標(biāo)有“ 36V 15W ”和“ 36V 5W”的甲、乙兩燈串聯(lián)在電壓是 36V
的電路中,則( )
A. 因?yàn)榧谉纛~定功率較大,所以甲燈較亮
B. 通過(guò)它們的電流相等,但實(shí)際功率不同,所以二者亮度不同
C. 因?yàn)榧谉舻碾娮栎^小,所以甲燈較亮
D. 因?yàn)橐覠魧?shí)際功率較大,所以乙燈較亮
【思路點(diǎn)撥】 根據(jù)燈泡的銘牌可知額定電壓和額定功率,根據(jù) R= 16、U/P可知燈泡電阻,利用串聯(lián)分壓可以
求出兩電阻兩端的電壓,再和燈泡的額定電壓去比較,就可判斷出燈泡是否會(huì)被燒壞。
【答案】BD
【解析】
由p £可得:兩燈泡的電阻
沁 86.4 ,
15W
U2
FL
(36V) 259.2 ;因?yàn)榧住⒁覂蔁襞荽?lián),
5W
所以通過(guò)它們的電流相等,由
2
P=I R可知,
故乙燈泡的電阻大,燈泡的實(shí)際功率大,燈泡較亮。故選 BD0
【總結(jié)升華】 本題考查了串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和電功率公式的靈活應(yīng)用,關(guān)鍵是知道燈泡的亮暗取決于 實(shí)際功率的大小和燈泡銘牌含義的理解與掌握。
舉一反三:
【變式】電燈甲、乙額定電壓相等,串聯(lián)后接 17、在某電路中,甲燈比乙燈亮,則下列說(shuō)法正確的是
A. 甲燈的額定功率和實(shí)際功率都大
B. 乙甲燈的額定功率和實(shí)際功率都大
C. 甲燈的額定功率小,實(shí)際功率大
D. 乙燈的額定功率小,實(shí)際功率大
【答案】C
【解析】對(duì)于同一類型燈泡,比燈泡亮度,其實(shí)比的是實(shí)際功率,因?yàn)閮蔁舸?lián)在電路中,由 P i2r可知,誰(shuí)的電阻大,誰(shuí)的實(shí)際功率就大,誰(shuí)就亮,所以甲燈的實(shí)際功率大,其電阻也大。由題可知,兩
U
燈泡額定電壓相同,由 P 可知,當(dāng)額定電壓相同時(shí),誰(shuí)的電阻大,誰(shuí)的額定功率小,所以甲的額
R
定功率小。C選項(xiàng)正確。
4、一個(gè)額定電壓為 2.5V的小燈泡,正常發(fā)光時(shí)通過(guò)燈絲的電流為 18、 0.2A,求
(1) 小燈泡的額定功率;
(2) 小燈泡正常發(fā)光時(shí)的燈絲電阻;
(3) 小燈泡正常發(fā)光時(shí),通電 1min小燈泡消耗多少電能?
【答案與解析】
(1)小燈泡在額定電壓下正常發(fā)光時(shí)的功率即為小燈泡的額定功率。所以由題知:
P額=卩額? I 額=2.5V X 0.2A=0.5W。
U 額= 2.5
12.5
(2)由歐姆定律I
R可得R半,所以小燈泡正常發(fā)光時(shí)的燈絲電阻為:
I 額 0.2A
(3)電燈1s內(nèi)消耗的電能叫小燈泡的電功率,由
W可知,通電
t
1min小燈泡消耗的電能為:
W 弘t 0.5W 60s 30J。
【總 19、結(jié)升華】一切額定的條件都只有在題中出現(xiàn)“正常工作”時(shí)才能使用,否則只能用來(lái)求額定的電 流、電功率、電壓。還可以用來(lái)求電阻。
舉一反三:
【變式】把一個(gè)標(biāo)有“ 220V 100W'的照明燈泡接到 110V的電路上,忽略溫度對(duì)燈絲電阻的影響,則 此燈泡的實(shí)際功率為多少?
【答案與解析】由額定條件可知
恥卷二竺空“X
張 100爐
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臥 484Q 法 頭頭 4S4C1
類型二、綜合應(yīng)用
5. 在圖所示的電路中,電源電壓保持不變,開(kāi)關(guān) S閉合后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片 P的位置,當(dāng)燈泡
L恰好正常發(fā)光時(shí),電流表 A的示數(shù)為0.5A,電壓表V的示數(shù)為2V,則關(guān)于該 20、 電路,下述判斷正確的是( )
A. 電源電壓是2V
B. 燈泡的額定功率是 1W
C. 若滑片再向右滑動(dòng),燈泡有可能被燒毀
【思路點(diǎn)撥】 分析電路可知,燈泡 L與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),電流表測(cè)的是電路中的電流,電壓表并聯(lián)在燈 L兩端,測(cè)的是燈 L兩端的電壓。然后根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、功率的公式即可進(jìn)行判斷或計(jì) 算。
【答案】B
【解析】分析電路可得:滑動(dòng)變阻器和燈泡 L串聯(lián),電壓表測(cè)燈泡兩端電壓 U=2V,所以電源電壓肯定
大于2V,所以A錯(cuò),燈泡的額定功率 Pl=ULI=2V X 0.5A=1W,所以B正確。若滑片再向右滑動(dòng),其阻值變 大,電路中電流變小,所以燈泡不會(huì)被燒 21、壞,由 U=IR可得燈泡兩端電壓變小,即電壓表示數(shù)變小, C、
D錯(cuò)誤。
【總結(jié)升華】 該題考查了變化電路的分析、歐姆定律的應(yīng)用及功率的計(jì)算,其前提是先搞清楚電路的連 接情況,尤其容易出錯(cuò)的是,學(xué)生會(huì)誤認(rèn)為電壓表測(cè)的是滑動(dòng)變阻器兩端電壓。
舉一反三:
【變式】如圖所示,電源電壓 4.5V保持不變,燈L上標(biāo)有“ 2.5V 1.25W”字樣,
0.6 ) A,電壓表的量程為(0?3) V,滑動(dòng)變阻器的最大阻值是 20 Q。當(dāng)開(kāi)關(guān)
閉合后,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片 P,在保證電路安全的情況下,則下述判斷正確
的是
A. 電流表的最大示數(shù)為 0.6A
B. 電壓表的最小示數(shù)為 0V
C 22、. 滑動(dòng)變阻器消耗的功率可能為 2W
D. 燈L消耗的最小功率 0.45W
【答案】D
【解析】A.燈泡的額定電流:|額 電 旦儀 0.5A,所以電路中的最大電流只能為 0.5A,如果為
U 額 2.5V
0.6A則會(huì)燒壞燈泡,所以電流表的最大示數(shù)為 0.5A,故選項(xiàng)A是錯(cuò)誤的;
B. 如果電壓表的最小示數(shù)為 0V,則此時(shí)燈泡兩端的電壓為 4.5V,超過(guò)了燈泡的額定電壓,燈泡會(huì)燒壞,
所以選項(xiàng)B是錯(cuò)誤的;
C. 當(dāng)Rp增大,電壓表示數(shù)增大,則在電壓表 3V時(shí),滑動(dòng)變阻器 Rp取最大值,同時(shí)燈 L消耗的功率最
?。划?dāng)Rp減小,電流表示數(shù)增大,同時(shí)注意通過(guò)燈 L上標(biāo)有“ 2.5 23、V 1.25W”字樣,可得燈正常發(fā)光電
流為0.5A,也是不能超過(guò)的,則在電流表示數(shù)為 0.5A時(shí),Rp取最小值;Rp的最大電流0.5A,電壓最
大3V,且不是同時(shí)出現(xiàn),通過(guò) P=UI,可知功率不可能為 2W C錯(cuò)誤。
D. 當(dāng)滑動(dòng)變阻器兩端電壓為 3V時(shí),此時(shí)燈泡兩端的電壓是最小的為 1.5V,燈泡消耗的功率是最小的,
燈泡的電阻Rl
2
(2.5V)
1.25W
5 ,燈泡的最小功率:
PL最小
U L最小
(1.5V)2
5
0.45W,所以
選項(xiàng)D是正確的。
(2012?南充)小華同學(xué)做“測(cè)量小燈泡額定功率”的實(shí)驗(yàn),選用額定電壓是
2.5V的小燈泡
24、
(1)如圖是他實(shí)驗(yàn)的電路,但連接不完整,請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)絲幫他完成電路的連接;
(2 )小華正確連接電路后, 閉合開(kāi)關(guān),發(fā)現(xiàn)燈不亮,但電壓表有較大讀數(shù), 則故障原因可能是
(3)排除故障后,小華調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電壓表的讀數(shù)為 V 時(shí),小燈泡正常發(fā)光,此時(shí),電流
表的讀數(shù)如圖所示,則小燈泡的額定功率是 W 。
【答案】(1)如圖所示:
圖甲
(2 )燈泡斷路
(3) 2.5 ; 0.75
【解析】(1)由已知實(shí)物圖可知,電壓表連接不完整,燈泡額定電壓是 2.5V,則電壓表應(yīng)選 3V量程,
電壓表并聯(lián)在燈泡兩端。
(2) 燈不亮,可能是燈泡斷路,或燈泡短 25、路,或燈泡之外電路存在斷路,或電路電阻太大,電路電流 太小,小燈泡的實(shí)際功率太小,不足以引起燈泡發(fā)光;電壓表有較大示數(shù),則燈泡不可能短路,說(shuō)明電 壓表與電源兩極相連,電壓表并聯(lián)電路之外不存在斷路,如果電路電流太小,則燈泡兩端電壓較小,電 壓表示數(shù)較小,電壓表不可能有較大示數(shù);綜合分析可知:電路故障是:燈泡斷路;
(3) 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器當(dāng)電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓 2.5V時(shí),燈泡正常發(fā)光;電流表的量程是 0.6A ,
最小分度值是 0.02A,電流表示數(shù)是 0.3A ;燈泡的額定功率 P=UI=2.5VX 0.3A=0.75W
【總結(jié)升華】本題考查了連接實(shí)物圖、電路故障分析、電流表讀數(shù)、 26、求燈泡的額定功率,連接實(shí)物圖時(shí),
注意電壓表量程的選擇;分析電路故障時(shí),考慮問(wèn)題要全面,分析各種可能的故障原因,然后綜合分析 得出結(jié)論;對(duì)電表讀數(shù)時(shí),應(yīng)先確定電表的量程與最小分度值,然后根據(jù)指針位置讀出電表的示數(shù),讀 數(shù)時(shí),視線應(yīng)與刻度線垂直。
舉一反三:
【變式】如圖所示是測(cè)額定電壓為 2.5V的小燈泡A的額定功率的電路連接圖。
(1)請(qǐng)用鉛筆畫線 代替導(dǎo)線,補(bǔ)充完整圖甲中的實(shí)驗(yàn)電路;
(2) 若小燈泡A正常發(fā)光時(shí)電流表的示數(shù)如圖乙所示,小燈泡 A的額定 功率是 W 。
(3) 上一個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,小華手上還有一個(gè)標(biāo)有" 2.5V 0. ■ W字樣的 小燈泡B,燈泡上“■”部分字跡 27、模糊無(wú)法辨認(rèn)。小華想用前面的實(shí)驗(yàn)電
路繼續(xù)測(cè)出燈泡 B的額定功率(電路和滑動(dòng)變阻器還保持在第 2小題的狀
圖乙
態(tài))。他將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)后把小燈泡 A拆下,再將小燈泡 B裝上,此時(shí)如果 想使燈泡B正常發(fā)光,閉合開(kāi)關(guān)后應(yīng)將滑片 P向 端移動(dòng)。(選填“A”或“ B')
(4) 在此實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,小華發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)變阻器的滑片 P分別位于A、B兩端時(shí),電壓表的示數(shù)分別為 2.9V
和2.6V。此時(shí)小華應(yīng)采取的措施是 。(選填序號(hào))
A. 斷開(kāi)開(kāi)關(guān),去掉一節(jié)干電池
B. 斷開(kāi)開(kāi)關(guān),增加一節(jié)新的干電池
C. 斷開(kāi)開(kāi)關(guān),將原滑動(dòng)變阻器更換為最大阻值更大的滑動(dòng)變阻器
D. 斷開(kāi)開(kāi)關(guān),將原滑動(dòng)變阻器 28、更換為最大阻值稍小的滑動(dòng)變阻器
【答案】(1 )如圖所示
(2) 1
(3) A
(4) C
7、如圖所示,電源電壓不變,燈泡標(biāo)有“ 3V 1.5W”且電阻不變,滑動(dòng)變阻 器的最大阻值為 R。閉合開(kāi)關(guān)S,滑動(dòng)變阻器的滑片 P從a端向b端滑動(dòng),當(dāng)滑片P
滑到某點(diǎn)c時(shí)(c點(diǎn)未標(biāo)出),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值為 電流表的示數(shù)
3
變化了 0.1A,燈泡此時(shí)剛好正常發(fā)光。求:⑴燈泡的電阻 R;⑵電源電壓;⑶在滑
片P從a端滑到某點(diǎn)c的過(guò)程中,滑動(dòng)變阻器功率的變化范圍。
【思路點(diǎn)撥】(1)根據(jù)題意,要先畫出等效電路圖,已知燈泡的額定電壓和額定功 率,且燈泡的電阻不變,所 29、以就可以根據(jù) l=P/U得出電路中的電流,再根據(jù) R=U/I
即可求出燈泡的電阻。
(2 )滑片位置不同時(shí),電路中的電流也不同,可以根據(jù)已知條件,將兩種狀態(tài)的電流計(jì)算出來(lái),再根 據(jù)電源電壓不變,列出等式,可求出滑動(dòng)變阻器全部接入電路時(shí)的電阻,根據(jù)歐姆定律的變形式即可求 出電源電壓。
(3)根據(jù)P=|2R分別求出滑片在a端和c點(diǎn)時(shí)滑動(dòng)變阻器的功率, 就可得出滑動(dòng)變阻器功率的變化范圍。 【答案與解析】
當(dāng)滑片P在a端時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為 R,等效電路為圖甲,當(dāng)滑片 P在c點(diǎn)時(shí),滑動(dòng)變阻
2
器接入電路的電阻為 R,燈泡正常發(fā)光,其兩端電壓為燈泡的額定電壓 UL=3V,燈泡的功 30、率也為額定功
3
率R=1.5W,等效電路為圖乙
11
I U -
圏甲
(1) 在圖乙中,由 P=UI可得:
Pl
l2 Ul
宜 0.5A
3V
所以燈泡的電阻rl
Ul
3V
0.5A
(2)因?yàn)?l2 I, 0.1A
所以h 0.4A
因?yàn)殡娫措妷翰蛔?,所以:h(R
Rl)
I2(|r Rl)
代值解得:R 9
所以電源電壓:U I,(R R) 0.4A
(9 6 )
6V
(3)滑片P在a端時(shí),滑動(dòng)變阻器的功率
:F 「R
(0.4A)2
9
1.44W
滑片P在c點(diǎn)時(shí),滑動(dòng)變阻器的功率 F2
i12?-r
(0.5A)2
6
1.5W
1.44W~1.5W
所以在滑片P從a端滑到某點(diǎn)c的過(guò)程中,滑動(dòng)變阻器功率的變化范圍
【總結(jié)升華】 根據(jù)電路的不同變化畫出等效電路圖,是解決本題的有效途徑之一,這是我們?cè)谄綍r(shí)的解 題當(dāng)中應(yīng)該加強(qiáng)的。同時(shí),本題應(yīng)用了歐姆定律、電功率的相關(guān)知識(shí),要求我們對(duì)電路的分析、公式的 運(yùn)用都要相當(dāng)熟練,而且一定要保證各個(gè)物理量的對(duì)應(yīng)性,是一道很有挑戰(zhàn)性的題目。
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