資源簡介 學(xué)科教師輔導(dǎo)講義學(xué)員編號:年級:九年級課時數(shù):3學(xué)員姓名:輔導(dǎo)科目:科學(xué)學(xué)科教師:授課主題C(專題名稱)電功與電功率綜合計算授課日期及時段教學(xué)內(nèi)容一、課前檢測1.如右圖所示,電源電壓恒為12V不變,RL、R1及滑動變阻器的最大阻值分別是10Ω、40Ω、50Ω,燈的額定電壓為12V,忽略溫度對燈絲電阻的影響,則下列說法正確的是()A.當(dāng)S閉合,S1斷開,滑片P在b端時,燈泡的功率為0.4JB.當(dāng)S閉合,S1斷開,滑片P在b端時,電流表的示數(shù)為0.2AC.當(dāng)S閉合,S1斷開,滑片P在a端時,燈每秒鐘消耗的電能為14.4WD.當(dāng)S、S1均閉合,滑片P在a端時,電路總功率為14.4W答案:B2.如右圖所示,電源電壓和燈L的電阻不變,燈L上標(biāo)有“6V3W”字樣。當(dāng)開關(guān)S閉合,滑片P移至a端時,電流表的示數(shù)為1.0A,燈L正常發(fā)光;當(dāng)開關(guān)S斷開,滑片P移至b端時,電源電壓U和燈L消耗的電功率P為A.6V1.5WB.6V0.75WC.3V1.5WD.3V0.75W答案:B3.兩定值電阻甲、乙中的電流與電壓關(guān)系如右圖所示,現(xiàn)將甲和乙并聯(lián)后接在電壓為6V的電源兩端,下列分析正確的是A.乙消耗的電功率為3.6WB.甲消耗的電功率為3.6WC.甲中的電流小于乙中的電流D.甲的電阻值小于乙的電阻值答案:A4.某同學(xué)利用如圖所示電路,測量額定電壓為2.5V小燈泡的額定功率,下列說法錯誤的是()A.閉合開關(guān)前,滑片P應(yīng)滑到B端B.閉合開關(guān)后,小燈泡不發(fā)光,一定是小燈泡燈絲斷了C.當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時,測出通過小燈泡的電流,可算出小燈泡的額定功率D.實(shí)驗(yàn)還可得知,小燈泡的實(shí)際功率越大,小燈泡越亮答案:B5.某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的雙向開關(guān)電路,電源電壓保持不變,燈Ll標(biāo)有“3V3W”字樣,燈L2標(biāo)有“9V4.5W”字樣.當(dāng)開關(guān)撥至2位置且滑片滑到A端時,燈L2恰好正常發(fā)光.下列說法正確的是(不計燈絲電阻隨溫度的變化)()A.電源電壓為12VB.L2正常發(fā)光時,電路中的電流為2AC.要使L1正常發(fā)光,滑動變阻器接入電路的阻值應(yīng)為6ΩD.當(dāng)燈L1、L2分別正常發(fā)光時,兩次電路的總功率之比為2:3答案:C二、題型突破題型一:用電器要正常工作問題例1:標(biāo)有“6V6W”、“3V3W”的燈L1和L2(假設(shè)燈絲電阻不變),若將它們并聯(lián)接在某電源上,兩燈都發(fā)光,下列說法正確的是()A.燈L1比燈L2亮B.燈L1、L2的實(shí)際功率之比為2﹕1C.電源電壓為3V時,燈L2正常發(fā)光D.電源電壓為9V時,燈L1、L2都正常發(fā)光答案:C例2:將一個標(biāo)有“3V、3W”字樣的燈泡接到9V的電源上,若要讓它正常工作,應(yīng)串聯(lián)一個Ω的電阻。答案:6題型二:功率變化問題例1:如圖所示的電路,電源電壓為3V且保持不變,滑動變阻器R1標(biāo)有“1A10Ω”的字樣。當(dāng)滑動變阻錯的滑片P在最右端時閉合開關(guān)S,通過燈泡L的電流為0.5A,移動滑動變阻器的滑片P,在電路安全工作的情況下,下列說法正確的是A.向左移動滑動變阻器的滑片P時燈泡變亮B.滑片P在最右端時通過干路中的電流是0.9AC.R1消耗的電功率范圍是1.5W-3WD.電路消耗的總功率范圍是2.4w~4.5w答案:D例2:如圖4所示電路,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)后,滑動變阻器滑片從左向右移動的過程中,下列說法正確的是A.電流表示數(shù)逐漸變大B.電壓表示數(shù)逐漸變小C.電燈的亮度逐漸增強(qiáng)D.電路總功率逐漸變大答案:B練習(xí)1:如圖所示的電路中,電源的電壓保持不變,R1為定值電阻,R2為滑動變阻器,閉合開關(guān)S,滑片P向右移動時,則( ) A.電流表A的示數(shù)變大B.電壓表V的示數(shù)不變 C.電路消耗的總功率增大D.R1消耗的電功率減小答案:D練習(xí)2:如圖所示電路,電阻R1=10Ω,閉合開關(guān)S,電流表A1的示數(shù)為0.3A,電流表A2的示數(shù)為0.5A.下列說法正確的是( )A.通過電阻R2的電流為0.5AB.電阻R2的阻值為15ΩC.電源電壓為4.5VD.電阻R1消耗的電功率為3W答案:B題型三、燈泡亮度問題例1:小明觀察到傍晚時候家里的白熾燈比較暗,而在早晨時較亮,他進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn):傍晚電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動比早晨還快一些,這是什么原因呢?A.傍晚時家里的同盞白熾燈的額定功率比早晨時的小B.傍晚時家里的同盞白熾燈電阻比早晨的大,實(shí)際功率小C.傍晚時家里的同盞白熾燈實(shí)際電壓比早晨的小D.傍晚時家里的用電器總功率比早晨的小答案:C例2:對于L1、L2(額定電壓相同,電阻)兩個小燈泡連接到電路中誰更亮的問題,兩位同學(xué)產(chǎn)生了爭議:甲認(rèn)為:電功率與電阻成正比,因?yàn)檩^大,所以,燈泡更亮;乙認(rèn)為:電功率與電阻成反比,因?yàn)檩^小,所以,燈泡更亮.(1)你認(rèn)為甲乙兩位同學(xué)觀點(diǎn)各自成立的條件是什么?(2)請你畫出電路圖,分別對兩位同學(xué)的觀點(diǎn)做出正確的解釋(要有必要的文字說明、公式推證)。答案:(1)甲同學(xué)觀點(diǎn)成立的條件:①甲同學(xué)觀點(diǎn)成立的條件是:I1=I2(流過兩只小燈泡的電流相同)②乙同學(xué)觀點(diǎn)成立的條件是:U1=U2(加在小燈泡兩端的電壓相等)(2)方法一:①針對甲同學(xué)的觀點(diǎn),設(shè)計如圖A所示的電路推證如下:根據(jù)P=IUI=U/R可得:P1實(shí)=I1(I1R1)=I12R1P2實(shí)=I2(I2R2)=I22R∵R1﹥R2I1=I2∴P1實(shí)﹥P2實(shí)燈泡的實(shí)際功率越大燈泡越亮由此得出:通過兩只燈泡的電流相同時,電功率與電阻成正比,因R1較大,所以燈泡L1更亮。②針對的乙同學(xué)觀點(diǎn),設(shè)計如圖B所示的電路:推證如下:根據(jù)P=IUI=U/R可得:P1實(shí)=(U1/R1)U1=U12/R1P2實(shí)=(U2/R2)U2=U22/R2∵R1﹥R2U1=U2∴P1實(shí)﹤P2實(shí)由此得出:兩只燈泡兩端的電壓相同時,電功率與電阻成反比,因R1較大,所以燈泡泡R2更亮;題型四、電功率與串并聯(lián)電路問題例1:如圖所示,電源電壓保持不變,電阻R1:R2=1:2,當(dāng)開關(guān)S接觸a時,電流表的示數(shù)為0.3A,R2消耗的功率為P1;當(dāng)開關(guān)S接觸b時,R0消耗的功率是0.8w,R2消耗的功率為P2。且P1:P2=9:8,則R1=Ω,電源電壓U=V。答案:20,12例2:在圖所示電路中,電源電壓6V保持不變。只閉合開關(guān)S1,電流表示數(shù)為0.2A;再閉合開關(guān)S2,電流表示數(shù)變化了0.4A。則R2的阻值為Ω,S2閉合前后R1消耗的電功率相差W。答案:20;3.2練習(xí)1:如圖所示,電源電壓不變,小燈泡上標(biāo)有“6V3W”的字樣(小燈泡電阻不變),當(dāng)開關(guān)S1、S2、S3都閉合,滑動變阻器R2的滑片P滑到a時,小燈泡正常發(fā)光,電流表的示數(shù)為1.5A,則電源電壓為V,R1的電阻為Ω;當(dāng)S1、S3閉合,S2斷開,滑動變阻器滑片P滑到b端時,電壓表示數(shù)3V,電流表的示數(shù)為A。答案:6;6;0.25;題型五、發(fā)熱檔位問題例1:電熱飲水機(jī)有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)(由機(jī)內(nèi)溫控開關(guān)S0自動控制〕,從說明書上收集到如下數(shù)據(jù)及如圖10所示的電路原理圖當(dāng)溫控開關(guān)況斷開時,飲水機(jī)處于工作狀態(tài);電熱飲水機(jī)在加熱狀態(tài)下的工作電流為A。答案:保溫,2例2:一種有冷風(fēng)和熱風(fēng)兩個檔位的電吹風(fēng),其電路如圖所示,銘牌上的主要參數(shù)如下表。額定電壓U/V220電源頻率f/Hz50冷風(fēng)功率P1/W33熱風(fēng)功率P2/W1200(1)電吹風(fēng)正常工作時,通過電動機(jī)的電流是多少?(2)電熱絲正常工作時的電阻多大?(結(jié)果保留一位小數(shù))(3)電吹風(fēng)在熱風(fēng)檔正常工作1min,電吹風(fēng)消耗的電能是多少?答案:解:(1)流過電動機(jī)的電流(2)電熱絲正常工作時的功率P3=P2P1=1167W電熱絲正常工作時的電流電熱絲正常工作時的電阻電吹風(fēng)消耗的電能W=P2t=1200W×60s=7.2×104J題型六、與圖像結(jié)合問題例1:如圖13所示,電源電壓保持不變,小燈泡的額定電壓為12V。閉合開關(guān)S后,當(dāng)滑片P從最右端滑到最左端的過程中,小燈泡的I—U關(guān)系圖像如圖14所示。則小燈泡的額定功率為W,電源電壓為V,滑動變阻器的最大阻值為Ω。答案:24129例2:如圖甲所示電路,電源電壓恒為1.5V,閉合開關(guān)后,把滑動變阻器R2的滑片P從最右端向左移動.由于滑動變阻器某處發(fā)生斷路,滑片P向左移動一段距離后,電流表才有讀數(shù),此時電壓表的示數(shù)為1.35V.且電流表讀數(shù)I與滑片P移動的距離x的關(guān)系如圖乙所示.求:(1)當(dāng)電流表開始有讀數(shù)時,滑片P移動的距離x的值和R2接入電路的阻值;(2)電阻R1的阻值;(3)當(dāng)滑片P移到x等于10cm處時,R2消耗的電功率.答案:解:(1)由電路圖可知,兩電阻串聯(lián),電流表測電路中的電流,電壓表測滑動變阻器兩端的電壓;由圖乙當(dāng)電流表開始有讀數(shù)即I=0.15A時,滑片P移動的距離x=5cm;R2接入電路的阻值:R2=U2/I=1.35V/0.15A=9Ω.(2)R1兩端的電壓:U1=U-U2=1.5V-1.35V=0.15A,R1=U2/I=0.15V/0.15A=1Ω.(3)由乙圖可知,當(dāng)滑片P移到x等于10cm處時,電路中的電流I′=0.3A;R1兩端的電壓:U1′=I′R1=0.3A×1Ω=0.3V,R2兩端的電壓:U2′=U-U1′=1.5V-0.3V=1.2V,R2消耗的電功率:P2=U2′I′=1.2V×0.3A=0.36W.答:(1)當(dāng)電流表開始有讀數(shù)時,滑片P移動的距離x的值為5cm,R2接入電路的阻值為9Ω;(2)電阻R1的阻值為1Ω;(3)當(dāng)滑片P移到x等于10cm處時,R2消耗的電功率為0.36W.三、專題過關(guān)專題一:用電器要正常工作問題1.小明家電熱吹風(fēng)機(jī)的銘牌如表格(甲)所示,其工作原理如圖(乙)所示.由于使用了多年,吹風(fēng)機(jī)中的電熱絲明顯氧化導(dǎo)致其電阻發(fā)生了變化,電動機(jī)性能仍保持不變.為準(zhǔn)確測量氧化電熱絲的實(shí)際電阻值,小明在家中把該吹風(fēng)機(jī)單獨(dú)接入家庭電路并使其吹熱風(fēng),發(fā)現(xiàn)電能表的轉(zhuǎn)盤6min內(nèi)轉(zhuǎn)過132圈,電能表規(guī)格如圖(丙)所示.問:(1)氧化電熱絲的實(shí)際電阻值是多少?(2)為恢復(fù)電熱吹風(fēng)機(jī)的銘牌功率,應(yīng)與氧化電熱絲串聯(lián)還是并聯(lián)一段新電熱絲?(3)新電熱絲的阻值是多少?解:(1)氧化后吹熱風(fēng)時,6min內(nèi)消耗的電能:W==0.044KW,此時吹熱風(fēng)時電路的實(shí)際功率:P===0.44KW=440W,此時電熱絲的實(shí)際功率P熱′=P﹣P電動機(jī)=440W﹣40W=400W,氧化電熱絲的實(shí)際電阻值R′===121Ω.(2)吹風(fēng)機(jī)正常工作時,P熱=480W,電阻絲的阻值R===≈100.8Ω<121Ω;因并聯(lián)電路電阻越并越小、小于任何一個分電阻,串聯(lián)電路電阻越串越大、大于任何一個分電阻;所以為恢復(fù)電熱吹風(fēng)機(jī)的銘牌功率,應(yīng)與氧化電熱絲并聯(lián)一段新電熱絲.(3)因并聯(lián)電路中=+可得:=+,解得:R新=605Ω.答:(1)氧化電熱絲的實(shí)際電阻值為121Ω;(2)為恢復(fù)電熱吹風(fēng)機(jī)的銘牌功率,應(yīng)與氧化電熱絲并聯(lián)一段新電熱絲;(3)新電熱絲的阻值是605Ω.2.如圖所示,某同學(xué)把標(biāo)有“6V2W”和“6V3W”字樣的兩個小燈泡L1、L2串聯(lián)在電源電壓為10V的電路中進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn),下列結(jié)果中正確的是( )A.燈L1能正常發(fā)光B.燈L2能正常發(fā)光C.燈L1發(fā)光比燈L2暗D.燈L2的燈絲會被燒斷答案:A3.某小區(qū)最近一段時間由于樓道燈的供電系統(tǒng)電壓偏高,所用的路燈“220V40W”燈絲經(jīng)常熔斷,在電壓暫時無法改變的情況下,為了延長樓道燈的使用壽命,小明所采取的下列方法切實(shí)可行的是()A.換用一顆“220V60W”的燈泡替換原來的燈泡接入原電路中使用B.換用一顆“220V15W”的燈泡替換原來的燈泡接入原電路中使用C.換用兩顆“220V40W”的燈泡并聯(lián)后替換原來的燈泡接入原電路中使用D.換用兩顆“220V40W”的燈泡串聯(lián)后替換原來的燈泡接入原電路中使用答案:D4.小翔的爸爸出差帶回一個“快熱式電熱水器”,準(zhǔn)備安裝在家里的電路中,如圖是其標(biāo)牌上的部分內(nèi)容和電能表照片的截圖。則:(1)假如該熱水器正常工作,通過的電流為多大?(結(jié)果均可保留一位小數(shù))(2)如果該熱水器直接安裝到家里原來的電路中行嗎?寫出一種可能出現(xiàn)的問題?(3)若經(jīng)過專業(yè)人員的處理后,熱水器能夠在家里使用了。可是每次啟動熱水器時,與它相鄰的電燈都會變暗。小翔分析發(fā)現(xiàn),這是因?yàn)閷?dǎo)線有電阻會消耗電能,導(dǎo)致電器兩端的電壓降低。設(shè)他家導(dǎo)線電阻共為2Ω,當(dāng)只有熱水器工作時,求:①熱水器兩端的實(shí)際電壓。②在此情況下,電路1h共消耗多少電能?(熱水器的電阻變化忽略不計)答案:(1)通過的電流I0=P0/U0=8000W/220V≈36.4A。(2)不能直接連入原電路中。可能出現(xiàn)的問題有:(只需寫出一種)燒壞導(dǎo)線、燒壞熔絲、燒壞電能表、引起火災(zāi)或者空氣開關(guān)跳閘等。(3)①熱水器電阻R2=U02/P0=(220V)2/8000W≈6Ω,導(dǎo)線電阻R1=2Ω,工作電路如圖所示,此時電路電流I=U/(R1+R2)=220V/(2Ω+6Ω)=27.5A,實(shí)際電壓U2=IR2=27.5A×6Ω=165V。②電路1h共消耗電能W=UIt=220V×27.5A×3600s=2.178×107J≈6.1kW·h或者P=UI=220V×27.5A=6.05×103W=6.05kW,W=Pt=6.05kW×1h=6.05kW·h≈6.1kW·h專題二:功率變化問題1.如圖10所示電路中,電源電壓恒定,R為定值電阻,R為滑動變阻器。閉合開關(guān)S后,滑動變阻器滑片P自a向b移動的過程中,電壓表V1的示數(shù)____,電壓表V2的示數(shù)與電流表A的示數(shù)之比____,電路消耗的總功率____。(填“變大”、“變小”或“不變”)答案:變小變大變小2.小明同學(xué)家里的電熱飲水機(jī)有加熱和保溫兩種功能,可由機(jī)內(nèi)溫控開關(guān)S0進(jìn)行自動控制。小明從說明書上收集到如下表中的部分?jǐn)?shù)據(jù)和圖19所示的電路原理圖。額定電壓220V頻率50Hz額定加熱功率920W請解答如下問題:(計算結(jié)果若不能整除,保留一位小數(shù))(1)這個電熱飲水機(jī)正常工作時,在加熱狀態(tài)下的總電流大約是多大?(2)若電阻R2的阻值為1210Ω,則電阻R1的阻值為多少?(3)在傍晚用電高峰期,供電電壓可能會下降。當(dāng)實(shí)際電壓只有198V時,這個電熱飲水機(jī)加熱的實(shí)際功率是多大?答案:解:⑴由 P=UI 可得正常加熱狀態(tài)下的電流:I=P/U=920W/220V≈4.2A ⑵當(dāng)開關(guān)S閉合、S0斷開時,電熱飲水機(jī)只有R2工作,處于保溫狀態(tài)。由 P=UI I=U/R 可得電阻R2消耗的功率:P2=U2/R2=(220V)2/1210Ω=40W當(dāng)開關(guān)S、S0閉合時,電熱飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)。此時R1消耗的電功率為:P1=P總-P2=920W-40W=880W則有:R1=U2/P1=(220V)2/880W=55Ω⑶方法一:電熱飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)時的總電阻為:R總=U2/P總=(220V)2/920W=1210/23Ω≈52.6Ω實(shí)際加熱功率:P實(shí)=U實(shí)2/R總=(198V)2/(1210/23)Ω=745.2W[或P實(shí)=U實(shí)2/R總=(198V)2/52.6Ω≈745.3W]方法二:電路電阻不變,可得:R總=U2/P總=U實(shí)2/P實(shí)實(shí)際加熱功率:P實(shí)=P額×U實(shí)2/U2=920×(198/220)2=745.2W方法三:實(shí)際加熱功率:P實(shí)=P1實(shí)+P2實(shí)=U實(shí)2/R1+U實(shí)2/R2=(198V)2/55Ω+(198V)2/1210Ω=745.2W3.如果加在某定值電阻兩端的電壓從6V升高到10V,通過該電阻的電流變化了0.1A,則該電阻的電功率變化了( ?。〢.1.6WB.4.0WC.0.4WD.3.4W答案:定值電阻,。4.將標(biāo)有“220V100W”的燈泡接在電壓為110V的電路中,燈泡的實(shí)際功率是(不考慮溫度對電阻的影響)()A.100WB.50WC.25W D.20W答案:C5.小林家住農(nóng)村,他家的廁所離房子有一段距離,為了方便和節(jié)能,他用“220V,40W”的燈泡,阻值為1210Ω的電阻和開關(guān)Sl、S2設(shè)計了一個電路,電路圖如圖所示.天黑后,Sl處于閉合狀態(tài),當(dāng)無人上廁所時,開關(guān)S2斷開,燈光較暗,但能起到指示作用,此時燈泡消耗的電功率為 W;當(dāng)有人上廁所時,閉合開關(guān)S2,燈泡正常發(fā)光,起到照明作用,此時燈泡消耗的電功率為 W.答案:66.10;40解析:燈泡的電阻RL===1210Ω,此時電路電流I===A,此時燈泡消耗的電功率為P=I2RL=×1210Ω=10W,燈泡正常發(fā)光時消耗的電功率等于額定功率為40W.專題三、燈泡亮度問題1.把標(biāo)有“220V60W”的甲燈和標(biāo)有“220V100W”的乙燈串聯(lián)后接在220V的電路中,則:A.因?yàn)榧谉舻碾娮栎^大,所以甲燈較亮B.因?yàn)橥ㄟ^它們的電流相等,所以一樣亮C.因?yàn)橐覠纛~定功率較大,所以乙燈較亮D.因?yàn)橐覠魧?shí)際功率較大,所以乙燈較亮答案:A2.兩盞白熾燈,甲標(biāo)有“PZ220V40W”,乙標(biāo)有“PZ220V25W”,比較它們的亮度,下列說法正確的是()A.甲一定比乙亮B.乙一定比甲亮C.都正常工作時,甲比乙亮D.都正常工作時,乙比甲亮答案:C專題四、電功率與串并聯(lián)電路問題1.在如圖所示的電路中,設(shè)電源電壓不變,燈泡L上標(biāo)有“6V,3W”字樣,當(dāng)K1閉合,單刀雙擲開關(guān)K2接a時,燈泡L正常發(fā)光;當(dāng)K1斷開,單刀雙擲開關(guān)K2接b時,電壓表示數(shù)為3V。(設(shè)燈絲的電阻不變)求:(1)電源電壓是多少V?(2)電阻R的阻值是多少Ω?(3)K1斷開,K2接b時,該燈泡L在1分鐘內(nèi)消耗的電能為多少J?2.如圖所示,燈L上標(biāo)有“6V3W”字樣(不考慮溫度對燈泡電阻的影響),電阻R1=20Ω。求:(1)燈泡的電阻;(2)當(dāng)開關(guān)S1閉合,S2、S3都斷開時,燈L正常發(fā)光,電源電壓;(3)開關(guān)S1、S2、S3都閉合,且滑片P在b端時,電流表的示數(shù)為2.4A,滑動變阻器R2的最大阻值;(4)當(dāng)開關(guān)S1斷開,S2、S3都閉合,且滑片P在a、b間中點(diǎn)時,在1min內(nèi)滑動變阻器產(chǎn)生的熱量。答案:(1)當(dāng)燈泡正常發(fā)光時,燈泡兩端電壓UL=6V,燈泡的功率PL=3W,根據(jù)可得,燈泡的電阻。(2)當(dāng)開關(guān)S1閉合,S2、S3都斷開時,燈L和電阻R1串聯(lián)在電路中,燈L正常發(fā)光,電路中的電流I=IL=,電源電壓U=IR總=I(RL+R1)=0.5A×(12Ω+20Ω)=16V。(3)開關(guān)S1、S2、S3都閉合,且滑片P在b端時,燈L被短路,電阻R1和滑動變阻器R2并聯(lián)在電路中,并且滑動變阻器R2接入電路的阻值最大,流過電阻R1的電流為I1=U/R1=16V/20Ω=0.8A;流過變阻器R2的電流為I2=I-I1=2.4A-0.8A=1.6A,所以滑動變阻器R2的最大阻值為R2=U/I2=16V/1.6A=10Ω。(4)當(dāng)開關(guān)S1斷開,S2、S3都閉合,且滑片P在a、b間中點(diǎn)時,燈L被短路,滑動變阻器接入電路的電阻R2`=R2/2=5Ω,在1min內(nèi)滑動變阻器產(chǎn)生的熱量為Q=.3.在如圖所示的電路中,電流表的量程為0~0.6A,電壓表的最程為0~3V,R3=4Ω。求(畫出相應(yīng)的等效電路圖):(1)只閉合開關(guān)S1時,電路消耗的功率為4W,則電源電壓U= (2)只閉合開關(guān)S2時,燈泡R,1正常發(fā)光,R3消耗的功率為0.64W,則燈泡的電阻R1= (寫出該小題的解題思路后再求解)(3)只閉合開S3時,在不損壞電流表、電壓表和燈泡的情況下,則變阻器R2的取值范圍是多少 答案:(1)等效電路如圖1所示,電源電壓U=4V。(2)等效電路如圖2所示,燈泡的電阻R1=6Ω。(3)等效電路如圖3所示,變阻器R2的取值范圍是4~18Ω。解析:(1)只閉合開關(guān)Sl時,等效電路如圖1所示,根據(jù)P=U2/R可知,電源電壓U=(2)只閉合開關(guān)S2時,等效電路如圖2所示。根據(jù)P=I2R可知,電路電流I=I3=。解法1:電路總電阻為R總=U/I=4V/0.4A=10Ω,燈泡的電阻R1=R總-R3=6Ω。解法2:電阻R3兩端的電壓U3=I3R3=0.4A×4Ω=1.6V,燈泡兩端的電壓U1=U-U3=4V-1.6V=2.4V,燈泡的電阻R1=U1/I=2.4V/0.4A=6Ω。(3)只閉合開關(guān)S3時,等效電路如圖3所示。①當(dāng)滑片左移時,在不損壞電流表和電燈的情況下有:IA≤0.6A,I1≤0.4A,所以I≤0.4A,電路總電阻R總=U/I≥4V/0.4A=10Ω,所以R2=R總-R1≥10Ω-6Ω=4Ω。②當(dāng)滑片右移時,在不損壞電壓表的情況下有:U2≤3V,≥4V-3V=1V,電路電流I=I1=≥1V/6Ω=,滑動變阻器R2的電阻R2=U2/I≤3V/=18Ω。∴變阻器R2的阻值范圍是4~18Ω。4.如圖所示電路,電源電壓為6V,R1=10Ω,R2=20Ω,R3=5Ω,當(dāng)閉合開關(guān)S1后,下列說法不正確的是()A.閉合開關(guān)S2、S3,通過R2的電流是0.24AB.?dāng)嚅_S2、S3,電路消耗的功率是2.4WC.?dāng)嚅_S2、閉合S3,R1兩端的電壓是6VD.在相等的時間內(nèi),閉合S2、S3時和斷開S2、S3時,電流通過R1產(chǎn)生的熱量之比是9:4答案:A專題五、發(fā)熱檔位問題1.崇左市努力調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),增加農(nóng)民收入,農(nóng)村家庭電氣化普及程度越來越高。小芳家里的某品牌電烤箱銘牌及其內(nèi)部簡化電路如圖所示,R1和R2均為電熱絲。求:(1)若某種食物需要用該電烤箱高溫檔烘烤1000s,則該電烤箱消耗的電能是多少?(2分)(2)電路中R1的阻值是多少?(3分)(3)該電烤箱在低溫?fù)跽9ぷ鲿r,電路中的電流和R1的功率分別是多少?(4分)答案:(1)1.1×106J(2)44Ω(3)2A;176W解析:根據(jù)電功率公式可知,當(dāng)電壓一定時,電阻越小,功率越大,所以本題中,當(dāng)S1、S2均閉合時,只有電熱絲R1接入電路,電路的阻值最小,熱功率最大,此時對應(yīng)著高溫?fù)酰划?dāng)S1閉合,S2斷開時,電熱絲R1和R2串聯(lián)在電路中,電路的電阻最大,熱功率最小,此時對應(yīng)著低溫?fù)?。?)根據(jù)該品牌電烤箱銘牌可知,其高溫?fù)醯碾姽β蕿?100W,該電烤箱在高溫?fù)跽9ぷ?000s所消耗的電能W=P高t=1100W×1000s=1.1×106J(2)當(dāng)S1、S2均閉合時,只有電熱絲R1接入電路,電路的阻值最小,熱功率最大,此時對應(yīng)著高溫?fù)?,由P高=UI,得流過R1的電流為I=,由歐姆定律知,R1的阻值為R1===44Ω。(3)當(dāng)S1閉合,S2斷開時,電熱絲R1和R2串聯(lián)在電路中,電路的電阻最大,熱功率最小,此時對應(yīng)著低溫?fù)酢TO(shè)此時電路中的電流為I/,由P低=UI/,得I/=,所以電烤箱在低溫?fù)跽9ぷ鲿r,R1的功率為P1=(I/)2R1=(2A)2×44Ω=176W。2.小華家買了一個家用電吹風(fēng),如圖甲所示。其中電動機(jī)通電后可以送風(fēng),電熱絲通電后可以發(fā)熱。其簡化電路如圖乙所示,主要技術(shù)參數(shù)如右表。請回答如下問題:(1)當(dāng)開關(guān)旋至 、 觸點(diǎn)時,電吹風(fēng)處于吹熱風(fēng)狀態(tài)。(2)當(dāng)電吹風(fēng)吹冷風(fēng)狀態(tài)時,正常工作5min消耗的電能是多少焦?(3)當(dāng)實(shí)際電壓為220V時,電吹風(fēng)電熱絲的實(shí)際功率為多大?(4)為了使電吹風(fēng)吹出的熱風(fēng)溫度更高些,你可以采用爰措施?(可用文字可作圖說明) 。答案:(1)A;B(2)2.4×104J(3)1000W(4)并聯(lián)一根電阻絲(改進(jìn)后能達(dá)到減小電阻的目的均給分)3.如圖是某家用電熱器內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)圖,其中R1、R2為加熱電阻絲(R1>R2)。下列關(guān)于電阻絲的四種連接方式,可使電熱器提供不同的發(fā)熱功率,其中大小說法正確的是()A.甲的連接方式發(fā)熱功率最小B.乙的連接方式發(fā)熱功率最小C.丙的連接方式發(fā)熱功率最大D.丁的連接方式發(fā)熱功率最大答案:BD專題六、與圖像結(jié)合問題1.標(biāo)有“6V3W”的小燈泡,通過它的電流與電壓的關(guān)系如圖所示。若把它與一只阻值為8Ω的電阻并聯(lián)接在電壓為4V的電路中,則整個電路消耗的功率為()A.3WB.3.3WC.3.6WD.5W答案:C2.小明的媽媽為了改善早餐的營養(yǎng),買了一臺全自動豆?jié){機(jī),如圖甲所示。圖乙所示是豆?jié){機(jī)的主要結(jié)構(gòu):中間部位是一個帶動刀頭的電動機(jī),用來將原料進(jìn)行粉碎打漿;外部是一個金屬圓環(huán)形狀的電熱管,負(fù)責(zé)對液體加熱煮沸。下表是這個豆?jié){機(jī)的主要技術(shù)參數(shù);圖丙所示是豆?jié){機(jī)正常工作做一次豆?jié){的過程中電熱管和電動機(jī)交替工作的“P-t”圖像。請解答下列問題:(1)豆?jié){機(jī)正常工作時的最大電流是多大?(2)豆?jié){機(jī)正常工作做一次豆?jié){,總共消耗的電能是多少?(3)在一次豆?jié){機(jī)工作的時候,小明將家里的其他用電器都關(guān)閉,他觀察到豆?jié){機(jī)的電熱管工作時,家里標(biāo)有“1200r/kW·h”字樣的電能表轉(zhuǎn)盤在1min內(nèi)轉(zhuǎn)過了20轉(zhuǎn)。此時電路的實(shí)際電壓是多大?答案:(1)I1=P1/U=1210W/220V=5.5A。(2)W=P1t1+P2t2=1210W×9×60s+120W×2×60s=667800J(3)豆?jié){機(jī)1min內(nèi)實(shí)際消耗的電能W實(shí)=(20/1200)kW·h=(1/60)kW·h=6×104J,豆?jié){機(jī)的實(shí)際功率:P實(shí)=W實(shí)/t=6×104J/60s=1000W。由P=UI,I=U/R可得電熱管電阻:R=U2/P=(220V)2/1210W=40Ω,電路實(shí)際電壓:U實(shí)==200V。3.如圖甲所示,電源電壓恒為9伏,滑動變阻器的最大阻值為100歐,電流在0.1安~0.4安之間時電子元件均能正常工作。若通過此電子元件的電流與其兩端電壓的關(guān)系如圖乙所示,則下列判斷正確的是()A.電子元件工作時,電阻保持不變B.電子元件處于正常工作狀態(tài)時,電路消耗的最小功率為3.6瓦C.當(dāng)P在中點(diǎn)時,電子元件與滑動變阻器的電壓之比為1:1D.為使電子元件處于正常工作狀態(tài),滑動變阻器的阻值范圍應(yīng)控制在12.5歐~70歐答案:D4.有兩個電路元件A和B,流過元件的電流與其兩端電壓的關(guān)系如圖(甲)所示,把它們串聯(lián)在電路中,如圖(乙)所示。閉合開關(guān)S,這時電路中的電流為0.2A,則電源電壓和元件B的電功率分別是()A.3V,0.4WB.3V,0.8WC.2V,0.4WD.2V,0.8W答案:A四、課后作業(yè)1、(多選)兩只電爐,其電阻值分別為R1和R2(R1>R2)。將兩只電爐串聯(lián)后接入電壓為U的電源上,兩只電爐消耗的功率分別為P1和P2,電路消耗的總功率為P;將兩只電爐并聯(lián)后,仍接入電壓為U的電源上,兩只電爐消耗的功率分別為和電路消耗的總功率為。則()A.P1>P2,<B.P1+P2<+C.P1+P2=PD.答案:ABC2、小燈泡L上標(biāo)有“2.5V”字樣,它的電阻隨它兩端電壓變化的圖像如圖甲所示。將小燈泡L和電阻R0接入圖乙所示的電路中,電源電壓為6V,且保持不變。當(dāng)開關(guān)S閉合時,小燈泡L恰好能正常發(fā)光。下列說法不正確的是()A.開關(guān)S斷開時,小燈泡L的電阻為0ΩB.開關(guān)S閉合時,小燈泡L的電阻為10ΩC.小燈泡L的額定功率為0.625WD.電阻R0的阻值為14Ω答案:A3、如圖電路,電源電壓和小燈泡電阻不變,小燈泡L標(biāo)有“6V3W”字樣,滑動變阻器阻值變化范圍為0~12Ω。(1)當(dāng)開關(guān)S1、S2、S3都閉合,小燈泡L正常發(fā)光,電流表的示數(shù)為0.8A,求R1的阻值和通電10min電流通過R1做的功;(2)當(dāng)S1閉合,S2、S3斷開,求小燈泡功率的變化范圍。答案:(1)當(dāng)開關(guān)S1、S2、S3都閉合,滑動變阻器被短路,燈泡L與電阻R1并聯(lián)在電源兩端,電流表測量干路電流,因?yàn)樾襞軱正常發(fā)光,所以燈泡兩端電壓等于6V,電阻R1兩端電壓和電源電壓都是6V,根據(jù)P=UI可求得,流過燈泡的電流為I燈=P/U=3W/6V=0.5A,已知電流表示數(shù)即為干路電流,即I=0.8A,所以流過電阻R1的電流I1=I-I燈=0.3A,所以電阻R1的阻值R1=U1/I1=6V/0.3A=20Ω;通電10min電流通過R1做的功為W=U1I1t=6V×0.3A×10×60s=1080J。(2)根據(jù)P=U2/R可得,燈泡電阻R燈=U額2/P額=(6V)2/3W=12Ω。當(dāng)S1閉合,S2、S3斷開,燈泡與滑動變阻器串聯(lián)在電路中,當(dāng)滑動變阻器滑到最左端時,滑動變阻器接入電路的阻值為0,電路電阻最小,電流最大,小燈泡的功率最大,Pmax=P額=3W;當(dāng)滑動變阻器滑到最右端時,滑動變阻器接入電路的阻值最大為12Ω,電路電阻也最大為Rmax=24Ω,電流最小Imin=U/Rmax=6V/24Ω=0.25A,小燈泡的功率最小Pmin=Imin2R燈=(0.25A)2×12Ω=0.75W;綜上可知,小燈泡的功率范圍是0.75W~3W。4、PTC是一種新型的半導(dǎo)體陶瓷材料,它的發(fā)熱效率較高,PTC有一個人為設(shè)定的溫度。當(dāng)它的溫度低于設(shè)定溫度時,其電阻值會隨它的溫度升高而變?。划?dāng)它的溫度高于設(shè)定溫度時,其電阻值隨它的溫度升高而變大。如左圖所示的陶瓷電熱水壺就使用了這種材料。它的工作電路如中圖所示,R0是定值電阻,其阻值不受溫度的影響。RT是PTC的電阻,它的電阻值與溫度的關(guān)系如右圖所示。該電熱水壺在RT設(shè)定溫度狀態(tài)工作時,電路消耗的總功率1100W。(1)R0的阻值為多少 (2)當(dāng)RT的溫度為130℃時,電路中RT的實(shí)際功率為多少 答案:(1)當(dāng)在設(shè)定溫度狀態(tài)工作時,連入電路的電阻RT=34Ω,R0、RT串聯(lián),由P=得電路總電阻=44Ω,R0的阻值:R0=R總-RT=44Ω-34Ω=10Ω。(2)當(dāng)RT的溫度為130℃時,由圖像可知,此時RT的阻值為100Ω,電路中的總電阻:,電路中的電流:,RT兩端的電壓:,RT的實(shí)際功率:。答:R0的阻值為10Ω,當(dāng)RT的溫度為130℃時,其實(shí)際電功率為400W。5、家庭室內(nèi)裝修要用到某種液體乙烯材料和三混粉,工人師傅使用加熱與攪拌為一體的用電器,下圖是該用電器的工作原理圖。先在室溫下把液體乙烯材料放入容器中,溫控旋轉(zhuǎn)開關(guān)接ab開始加熱,發(fā)光二極管正常發(fā)光,當(dāng)液體溫度達(dá)到70℃;溫控旋轉(zhuǎn)開關(guān)自動接cd,發(fā)光二極管熄滅,電動機(jī)起動,再倒入三混粉在容器中保溫攪拌,攪拌均勻后,涂抹到墻壁上使之更加平滑牢固。旋轉(zhuǎn)開關(guān)接ab時電路消耗功率為1522W,旋轉(zhuǎn)開關(guān)接cd時電路消耗功率為1200W,電動機(jī)正常工作的功率為1100W,發(fā)光二極管L規(guī)格為“2V0.2W”,R1是加熱電熱絲,R2是保溫電熱絲,R0為保護(hù)發(fā)光二極管正常工作的限流電阻。(忽略溫度對電阻的影響)(1)用電器正常工作時,求保溫電熱絲R0的電阻值。(2)液體乙烯材料質(zhì)量為6kg,初溫為20℃,求溫控旋轉(zhuǎn)開關(guān)接ab開始加熱到剛接cd時,液體乙烯材料吸收了多少熱量【C液=1.8×103J/(kg℃)】(3)溫控旋轉(zhuǎn)開關(guān)接ab開始加熱到剛接cd時,電路正常工作了6分40秒,該過程中加熱電熱絲產(chǎn)生的熱量為多少 答案:(1)保溫電熱絲消耗的功率:P保=Pcd-P動=1200W-1100W=100W,保溫電熱絲阻值:R2=U2/P保=(220V)2/100W=484Ω。(2)液體乙烯材料吸收熱量:Q=C液mΔt=1.8×103J/(kg0C)×6kg×(700C-200C)=5.4×105J(3)發(fā)光二極管正常工作的電流:IL=PL/UL=0.2W/2V=0.1A,發(fā)光二極管支路消耗的功率:P支=U×IL=220V×0.1A=22W,加熱電熱絲消耗的功率:P加=Pab-P支=1522W-22W=1500W,加熱電熱絲產(chǎn)生的熱量:Q加=W加=P加t=1500W×400s=6×105J。6、如圖所示,電源兩端電壓U保持不變。當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開,滑動變阻器接入電路中的電阻為RA時,電壓表的示數(shù)為U1,電流表的示數(shù)為I1,電阻R1的電功率為P1,電阻RA的電功率為PA;當(dāng)開關(guān)S1、S2都閉合,滑動變阻器接入電路中的電阻為RB時,電壓表的示數(shù)U2為2V,電流表的示數(shù)為I2,電阻RB的電功率為PB;當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開,滑動變阻器滑片P位于最右端時,電阻R2的電功率為8W。已知:R1:R2=2:1,P1:PB=1:10,U1:U2=3:2。求:(1)電源兩端的電壓U;(2)電阻R2的阻值;(3)電阻RA的電功率PA。解析:當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開,滑動變阻器接入電路中的電阻為RA時,等效電路如圖甲所示;當(dāng)開關(guān)S1、S2都閉合,滑動變阻器接入電路中的電阻為RB時,等效電路乙所示;當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開,滑動變阻器滑片P位于最右端時,等效電路如圖丙所示。答案:(1)已知:U1∶U2=3∶2,R1∶R2=2∶1,由圖甲、乙得:U1=I1(R1+R2),U2=I2R2,解得:=,已知:P1∶PB=1∶10,由圖甲、乙得:P1=I12R1,PB=I22RB,解得:R1=RB,由電源兩端電壓U不變I1(R1+R2+RA)=I2(R2+RB),解得:RA=9R2,由圖乙得:=,U2=2V,解得:U=12V。(2)由圖丙得:=,解得:U2=4V,P2=8W,R2===2。(3)由U1∶U2=3∶2,解得:U1=3V,UA=U-U1=9V,RA=9R2=18,PA==4.5W。(其他解法正確的,均可相應(yīng)得分)壓軸難題1.如圖所示,電源的輸出電壓恒定不變,現(xiàn)將一個燈泡L接在離電源很近的AB兩點(diǎn)時,燈泡L消耗的功率為25W,若將燈泡L接在離電源較遠(yuǎn)的CD兩點(diǎn)時,燈泡L消耗的功率為16W。則輸電導(dǎo)線AC、BD上消耗的功率為()A.1WB.2WC.4WD.9W答案:C2.在圖24所示的電路中,電源兩端的電壓不變。閉合開關(guān)S,當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻為RA時,電壓表示數(shù)為4V,電流表示數(shù)為I1,電阻R1與滑動變阻器消耗的電功率之和為P1;當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻為RB時,電壓表示數(shù)為8V,電流表示數(shù)為I2,電阻R1與滑動變阻器消耗的電功率之和為P2。已知:P1=P2,電阻R1:R2=1:5。求:(1)電阻RA與RB的比值;(2)電源兩端的電壓U。(6分)答案:閉合開關(guān)S,當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻為RA時,等效電路如圖3甲所示;當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻為RB時,等效電路如圖3乙所示?! 。?)由圖3甲、乙得:=,=∵∴∵,∴∴∵電源兩端電壓不變,∴∴將②式代入①式解得:(2)由圖3甲得:,解得:說明:其他解法,只要正確,可參照本標(biāo)準(zhǔn)酌情給分。3.如圖是一個暗箱,盒內(nèi)有一個電壓為18伏電池組、二個電阻和若干根導(dǎo)線組成的電路。盒內(nèi)電路分別跟盒外A、B、C、D四個接線端,若用電流表測量各接線端之間的電流,結(jié)果發(fā)現(xiàn):當(dāng)把電流表接在AC兩端時,它的示數(shù)為0.6安;當(dāng)把電流表接在AB兩端時,它的示數(shù)為0.9安;當(dāng)把電流表接在CD、BC、BD兩端時,它的示數(shù)為0。根據(jù)上述測量結(jié)果,完成下列要求:(1)在圖上畫出能表示盒內(nèi)電路連接情況的電路圖,并求出兩個電阻的阻值;(2)如果AB在之間連接一個小燈泡L,則5分鐘內(nèi)電流通過燈泡做的功是1215焦,則此燈泡連接到AC之間時,燈泡L消耗的電功率是多少;(3)如果在AC之間連接一個最大阻值為20歐的滑動變阻器,移動滑動變阻器滑片使變阻器上消耗的電功率為最大,求此時變阻器接入電路的電阻值和最大電功率。答案:解:(1)RAC=根據(jù)題意電路連接圖如右(2)AB接L,如圖即得AC接L,則(3)當(dāng)Rp=20Ω時,功率最大P/=2.592瓦4.現(xiàn)有電源一個(電壓不變),電壓表、電流表、定值電阻和開關(guān)各一個導(dǎo)線若干,兩小燈炮L1(額定電壓為1.2伏)和L2(額定電壓為6伏)?,F(xiàn)在利用這些儀器組成電路:若組成如圖甲電路,電壓表讀數(shù)為5.4伏,L1實(shí)際功率為其額定功率的1/4,若組成如圖乙電路,L2兩端電壓為3伏,若組成如圖丙電路,電流表讀數(shù)為0.6安。忽略燈泡的電阻隨溫度的變化,求L2的額定功率。答案:設(shè)電源電壓為U,圖甲中兩端電壓為U1,電流為I1;圖乙中兩端電壓為U2,電流為I2由p=U2/R得甲圖;由甲、乙兩圖可得:,得:由丙圖得:得:,5.如圖所示,把兩個相同的電燈,分別接成甲、乙兩種電路,甲電路總電壓為8伏,乙電路總電壓為16伏,調(diào)節(jié)變阻器使兩燈都正常發(fā)光。此時,兩電路消耗的總功率分別為P甲、P乙,則下列關(guān)系中正確的是A.P甲>P乙B.P甲<P乙C.P甲=P乙D.無法確定答案:C6.如圖所示,開關(guān)S斷開時,電燈正常發(fā)光,消耗的功率為;若把電源電壓提高到原來的兩倍,同時閉合開關(guān)S,使電燈的功率變?yōu)?,則電流表示數(shù)為原來的A.2倍B.4倍C.倍D.倍答案:C7.將一盞燈L接到某電源上,它的功率為40瓦;如果將該燈和電阻R串聯(lián)后接到原電路中,則電阻只消耗的電功率為3.6瓦,設(shè)電源電壓不變,燈的電阻不隨溫度而改變,且燈的電阻大于R,此時燈的電功率是( ?。〢、30.4瓦B、32.4瓦C、36瓦D、30.6瓦答案:B8.一幢居民樓里住著生活水平各不相同的居民,停電時測得A、B間的電阻為R;供電后,測得A、B間電壓為U,進(jìn)線電流為I,如圖所示,則計算該幢居民樓用電的總功率可以用的公式是A.P=I2RB.P=U2/RC.P=UI D.前三式均可以答案:C9.如圖所示電路,已知電源電壓為U并保持不變,阻值為R0的定值電阻,滑動變阻器的最大電阻為R,變阻器的總匝數(shù)為N。則:(1)變阻器允許通過的最大電流不得小于多少?(2)要使變阻器滑片P移動過程中電路的電流最小變化值不大于電路電流的,則變阻器的匝數(shù)N不得小于多少?答案:(1)變阻器允許通過的最大電流應(yīng)大于(2)設(shè)變阻器連入電路的電阻為,則電路中的電流為,電流最小變化值對應(yīng)于滑片P移過1匝,若變阻器滑片向右移過1匝,變阻器每匝的電阻為,則電路中的電流為=當(dāng)時,有最大值,而得五、專題總結(jié)題圖19圖1圖2圖33AR3AP第9題圖PAGE 展開更多...... 收起↑ 資源預(yù)覽 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫