資源簡介

學科教師輔導講義
學員編號：
年
級：
九年級
課
時
數(shù)：3學員姓名：
輔導科目：
科學
學科教師：
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
教學內(nèi)容
一、課前檢測1.由電功率公式P=I2R可知，導體中的電流一定時，導體的電功率P與導體的電阻R之間的關(guān)系圖象是（　?。?br/>A
B
C
D答案：C圖甲是研究電流與電壓關(guān)系的電路圖．開關(guān)S閉合后．將滑動變阻器的滑片P從a
端移至b端，電流表和電壓表的示數(shù)變化關(guān)系如圖乙所示．實驗時，電源電壓3V保持不變，結(jié)合圖象可知，當滑片P位于b端時，定值電阻R0的電功率是_______W
P=UI=3V×0.6A=1.8W．故答案為：1.8．小華準備參加玩具賽車比賽，他運用如圖所示的電路來挑選一只能量轉(zhuǎn)化率較高的電動機。（圖中是電動機，電流表，開關(guān)，電源串聯(lián)成的一條通路）設(shè)電池電源電壓恒定不變，他先用手捏住電動機的轉(zhuǎn)軸，使其不轉(zhuǎn)動，閉合開關(guān)后，讀出電流表讀數(shù)為2A；然后放手，當電動機正常轉(zhuǎn)動時，又讀出電流表讀數(shù)是0.6A，則該玩具電動機正常轉(zhuǎn)動時電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率為多少？
解：設(shè)電源電壓為U
當電動機轉(zhuǎn)軸不轉(zhuǎn)時,電動機可認為是純電阻電器,電動機的電阻就是U/2
當電動機正常旋轉(zhuǎn)后,電動機作功轉(zhuǎn)化為機械能和內(nèi)能兩部分,總功率為P=UI=U×0.6
電動機發(fā)熱功率為Q=I2×R=0.62×U/2=0.18U效率就是(0.6U-0.18U)/0.6U=70%4.小明家買了一臺電烤箱，有低、中、高三個檔位的發(fā)熱功率，圖是其內(nèi)部簡化電路圖，開關(guān)S1可分別與觸點a、b接觸，且R1、R2均為發(fā)熱電阻．則當電烤箱處于低檔位時，開關(guān)S1、S2的狀態(tài)應該是（　?。╅_關(guān)S1置于觸點b，S2斷開開關(guān)S1置于觸點b，S2閉合C．開關(guān)S1置于觸點a，S2閉合D．開關(guān)S1置于觸點a，S2斷開答案：A二、題型突破1．電動機類型公式W=UIt是普遍適用的公式，而W=I2Rt ，W=U2t/R
適用在電能完全轉(zhuǎn)化成熱能的情
況。如果電路中還包含有電動機、電解槽等用電器，這時電能除部分轉(zhuǎn)化為熱能外，還要轉(zhuǎn)化為機械能、化學能等，這時電功只能用W=UIt
計算，而不能用W=
I2Rt ，W=U2t/R【知識點一、電動機的機械效率的物理意義】即所轉(zhuǎn)化的機械能所占消耗的總電能之比，一般也用百分數(shù)表示。電動機的效率為η＝E/W總（其中E是電動機消耗電能轉(zhuǎn)化成的機械能，W總是電動機消耗的電能總和）
電動機消耗的總電能為W=UIt產(chǎn)生的內(nèi)能為Q=I
2
Rt
有效的機械能為E=W—Q （4）電動機的效率為η＝E/W總=UIt—I2Rt/UIt【知識點二、電動機的機械功率】
機械功率＝總功率－發(fā)熱功率（即：PE=
UI—I
2
R）
該電動機的總功率是：P=UI該電動機的發(fā)熱功率是：P=I2R
電動機的機械功率是：PE=UI—I2R【思維點撥】利用電動機軸不轉(zhuǎn)動，求出電動機的線圈的電阻（設(shè)電源電壓為U總）R=U/I例1．一個電動機的線圈電阻是4.4Ω，當把它接在220V電壓下工作10min。已知：通過線圈的電流是5A,這時電動機做功____J，
線圈產(chǎn)生的熱量是_____J。
解析：電動機為非純電阻電路，求電流所做的功只能用W=UIt=220V×5A×600s=6.6×105J；求電流產(chǎn)生的熱量只能用Q=I2Rt=(5A)2×4.4Ω×600s=6.6×104J。例2．某電動機線圈電阻為1Ω，接在220V的直流電壓下，工作電流為1A，則電動機消耗的電功率為_____W；發(fā)熱損耗的電功率為____
W；轉(zhuǎn)化為機械能的功率為____W。
解析：電動機消耗的電功率為總功率P總=UI=220V×1A=
220W；
發(fā)熱損耗的電功率P熱=I2R=(1A）2×1Ω=1W；
轉(zhuǎn)化為機械能的功率為P機=
P總–P熱
=220W-1W
=
219W
2.發(fā)熱檔位問題根據(jù)公式P＝U
2/R可知，電路電阻最大時，功率最?。娮枳畲缶褪莾呻娮璐?lián)．電阻最小就是兩電阻并聯(lián)，例1．小明家買了一臺電烤箱，發(fā)熱功率有高、中、低三個檔位．小明根據(jù)電烤箱的工作情況，跟同學們在實驗室組成模擬電烤箱的實驗電路如圖所示．電源輸出電壓穩(wěn)定為6V，兩個發(fā)熱電阻分別為R1=10Ω，R2=20Ω．單刀雙擲開關(guān)S2可分別與觸點a、b接通．請你參與小明他們的研究，分析和解答以下問題：（1）兩個開關(guān)分別處于什么狀態(tài)時，模擬電烤箱電路處于“低”檔位？為什么？
（2）模擬電烤箱電路處于“中”檔位工作時，消耗的電功率是多少？模擬電烤箱電路處于“高”檔位工作時，通電10min，電流產(chǎn)生多少熱量？
解：（1）當開關(guān)S1斷開，S2接a時，電路處于“低”檔位．
此時電阻R1和R2串聯(lián)，接入電路的電阻最大，當電壓不變時．根據(jù)P＝U
2/R可知，此時電功率最小．
答：當開關(guān)S1斷開，S2接a時，電路處于“低”檔位．
（2）當開關(guān)S1閉合，S2接a時，只有電阻R2接入電路，電路處于“中”檔位．此時電功率P中=P2=
U
2/R＝6V×6V
/
20Ω=1.8W．答：消耗的電功率是1.8W．
（3）當開關(guān)S1閉合，S2接b時，兩個電阻并聯(lián)接入電路，此時電路處于“高”檔位．P高=P1+P2=
U
2/R
1+P2=6V×6V
/
10Ω+1.8W＝5.4W．通電10分鐘產(chǎn)生熱量Q=W=P高t=5.4W×600s=3240J．
答：電流產(chǎn)生3240J的熱量．例2．小明家買了一臺電烤箱，有低、中、高三個檔位的發(fā)熱功率．如圖是其內(nèi)部簡化電路圖，其中開關(guān)S1可分別與觸點a、b接觸．已知：R1=48.4Ω，R2=96.8Ω，電源電壓保持不變．請分析和解答以下問題：
（1）當開關(guān)S1置于b端、S2斷開時，電烤箱處于什么檔位？簡述理由．
（2）電烤箱在中檔位工作時，消耗的電功率是多少？
（3）電烤箱在高檔位工作時，對食物加熱10min，消耗的電能為多少？分析：（1）電烤箱的電壓一定，由P=
U
2/R可知電阻越大，功率越小；
（2）利用開關(guān)的閉合情況判斷出此時電路的連接方式，分析出電烤箱處于什么檔位；
（3）由電烤箱在中檔位工作時的要求判斷出此時開關(guān)的通斷狀態(tài)；
由P=UI和I=
U
/R可得到P=
U
2/R，由此計算出電烤箱在中檔位工作時的發(fā)熱功率；
（3）電烤箱在高檔位工作時的電阻最小，即兩電阻并聯(lián)時正好在高檔位工作，利用W=
U
2t/R計算此時消耗的電能．解：（1）當開關(guān)S1置于b端、S2斷開時，由圖可知兩電阻串聯(lián)，此時總電阻最大為R1與R2的和，由發(fā)熱功率公式P=U
2/R可知電阻越大，功率越小，因此電烤箱處于低檔位；
（2）如果電烤箱在中檔位工作，必須開關(guān)S1置于b端、S2閉合，此時電路中只接入R1；
此時的發(fā)熱功率為：P=U
2/R=(220V)2/48.4Ω=1000W；
（3）如果電烤箱在高檔位工作，必須開關(guān)S1置于a端、S2閉合，此時R1與R2并聯(lián)；
電路總電阻：R總=48.4Ω×96.8Ω/48.4Ω+96.8Ω≈32.3Ω；
加熱10min，消耗的電能為：W=U
2t/R=(220V)2/32.3Ω×60s×10≈8.99071×105J；
答：（1）當開關(guān)S1置于b端、S2斷開時，是低檔位；
（2）中檔位工作時發(fā)熱功率為1000W；
（3）高檔位工作時，對食物加熱10min，消耗的電能為8.99071×105J．練習1.利民電器廠設(shè)計了一種具有高、中、低溫三檔的家用電火鍋，其發(fā)熱體電阻絲如圖所示．A、B、C為三個接線柱，B是電阻絲中點的接線柱．相信你一定能幫助該廠完成以下工作．
（1）說明各檔位的連接方法（文字表述或畫圖連接均可）．
（2）如果要求低溫檔發(fā)熱功率為200W，那么高溫和中溫兩檔的發(fā)熱功率分別應是多大？解：（1）低溫檔的實際電功率最小，連入電路的電阻最大．將A、C直接接入電源．中溫檔：中溫檔的實際電功率比低溫檔的實際電功率大，中溫檔連入電路的電阻比低溫檔連入電路的電阻小．將A、B或B、C接入電源．高溫檔：高溫檔的實際電功率最大，連入電路的電阻最小．將A、C連接在一起后，A與B接入電源（或?qū)、C連接在一起后，B與C接入電源）．
各檔位的連接方法如圖所示：
（說明：高溫檔將A、C連接在一起后，也可以將B與C接在電源上）
（2）設(shè)A、C間的電阻為R，已知該火鍋的低溫功率：P低=
U
2/R
=200W，則該火鍋的中溫功率：P中=2U
2/R
=2P低=400W，該火鍋的高溫功率：P高=4U
2/R
=4P低=800W．答：高溫和中溫兩檔的發(fā)熱功率分別應是800W和400W．練習2.小星同學為實驗室設(shè)計了一個多檔位電加熱器，其工作原理圖如圖所示．其中R1、R2、R3為發(fā)熱電阻，三個燈泡為上述發(fā)熱電阻相應的工作指示燈，其所消耗的電功率可忽略不計．小星設(shè)想通過開關(guān)的組合，使電加熱器能有多檔功率．當只S1閉合時，測得功率為200W；當只S2閉合時，測得功率為100W；小星設(shè)計此電熱器最大發(fā)熱功率為800W，則（　?。?br/>A．當只S3斷開時，功率為500W
B．此電熱器一共可有六檔不同的功率
C．三個發(fā)熱電阻的阻值之比為5：10：2
D．此電熱器可能有一檔的功率為400W答案：C3．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標有“1A
10Ω”的字樣。當滑動變阻錯的滑片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．如圖所示的電路，電源電壓為6V且保持不變，滑動變阻器R1標有“1A 20Ω”的字樣．當滑動變阻器的滑片P在最右端時，閉合開關(guān)S，通過電阻R2的電流為0.5A，此時通過干路中的電流是 A；移動滑動變阻器的滑片P，在電路安全工作的情況下，R1消耗的電功率范圍是 W．解：（1）因為R1與R2并聯(lián)，所以U1=U2=U=6V通過R1的電流I1=U1/R1=6V/20Ω=0.3A；通過干路中的電流I=I1+I2=0.5A+0.3A=0.8A．（2）由題意知，滑動變阻器允許通過的電流為1A，所以R1消耗的最大電功率P1max=U1Imax=6V×1A=6W；當滑片接入電路的電阻最大時，此時消耗的功率最小，P1最小=U1I1=6V×0.3A=1.8W；故滑動變阻器的阻值范圍是1.8W～6W．故答案為：0.8；1.8W～6W．練習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標有“1A 10Ω”的字樣．當滑動變阻器的滑片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0.9A
C．R1消耗的電功率范圍是1.5W-3W
D．電路消耗的總功率范圍是2.4W～4.5W．答案：D練習2.如圖所示的電路，電源電壓為6伏且保持不變．滑動變阻器R2標有“2A 10 “的字樣．滑動變阻器滑片P在最右端時，閉合電鍵S，通過電阻R1的電流為0.5安．求：（1）電阻R1的阻值；
（2）通過干路中的電流；
（3）移動滑動變阻器滑片P，在電路安全工作的情況下，R2消耗的電功率范圍．解：（1）因為R1與R2并聯(lián)，所以U1=U2=U=6V電阻R1的阻值為：R1=U1/I1=6V/0.5A=12Ω；答：電阻R1的阻值為12Ω．
（2）當滑片在最右端時，R2的阻值最大，為10Ω．所以干路中的電流為：I=I1+U/R2=0.5A+6V/10Ω=1.1A答：通過干路中的電流為1.1A．
（3）由題意知，滑動變阻器允許通過的電流為2A．所以滑動變阻器允許的最小阻值為：R最小=U/I最大=6V/2A=3Ω當滑片在最右端時，電阻值最大，此時消耗的功率最小．P最小=U2/R最大=（6V）2/10Ω=3.6W當滑動變阻器的阻值為3Ω時，其功率最大．P最大=
U2/R最小=（6V）2/3Ω=12W答：滑動變阻器的阻值范圍是3.6W～12W圖像類題目下列四個圖象中，最能正確地表示家庭常用的白熾燈泡在不同電壓下消耗的電功率P與電壓平方U2之間的函數(shù)關(guān)系是（　?。?br/>A
B
C
D答案：C2.如圖1所示的電路中，電源兩端的電壓10V恒定不變，已知定值電阻R1消耗的電功率P1隨其兩端的電壓U1變化的圖象如圖2所示．請根據(jù)圖象判斷：當電阻R1消耗的電功率P1為4W時，R2兩端的電壓U2為 V，在滑片P移動的過程中，R2消耗的電功率P2與它兩端的電壓U2關(guān)系式為 答案：8
,
P2=U2(10V U2)3.如圖所示，直線A為電源的U-I圖象，直線B為電阻R的U-I圖象，用該電源與電阻R組成閉合電路時，則該電源電動勢為 V，電源內(nèi)阻為 Ω，電阻R上消耗的電功率為
W
答案：9（或8.8～9.2）；
1.5（1.47～1.53）；
12（11.9～12.1）如圖所示，直線A為電源的U-I圖象，直線B為電阻R的U-I圖象，用該電源與電阻R組成閉合電路時，下列說法中正確的是（　?。?br/>A．電阻R的阻值為3Ω
B．電源的內(nèi)阻為1.5Ω
C．電源兩端的電壓為6V
D．電源消耗的總功率為24W
答案：ABC三、專題過關(guān)1．電動機類型1．電動機是一種使用廣泛的動力機械，從能量轉(zhuǎn)化的角度看．它主要是把電能轉(zhuǎn)化為機械能，還有一部分能量在線圈中以熱量的形式散失掉?，F(xiàn)有一臺電動機，當電動機兩端加220V電壓時，通過電動機線圈的電流為50A。問：每分鐘該電動機消耗的電能是多少？已知電流通過導體時產(chǎn)生的熱量Q=
I2
R
t（其中I、R和t分別表示通過導體的電流、導體的電阻和通電時間），若該電動機線圈的電阻是0.4Ω，則線圈每分鐘產(chǎn)生的熱量是多少 （3）這臺電動機每分鐘所做的機械功是多少
解析：（1）消耗的電能W總=UIt=220V×50A×60s=6.6×105J
產(chǎn)生的熱量Q熱=
I2R
t=(50A)2×0.4Ω×60s=6×104J
所做的機械功W機=W總-Q熱=6.6×105J－6×104J=6×105J小華準備參加玩具賽車比賽，他運用如圖所示的電路來挑選一只能量轉(zhuǎn)換效率較高的電動機，設(shè)電池的電壓為6V恒定不變，他先用手捏住電動機的轉(zhuǎn)軸，使其不轉(zhuǎn)動，閉合開關(guān)后讀出電流表的讀數(shù)為2A，則電動機線圈電阻為 ，電動機的功率為 ；然后放手，當電動機正常轉(zhuǎn)動時，又讀出電流表的讀數(shù)為0
6A，則該玩具電動機正常轉(zhuǎn)動時1min產(chǎn)生的熱量為 ，將電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率為 ．
答案：3Ω，12W，64.8J，70%．3.你肯定見過，風扇通電后的轉(zhuǎn)速是由慢逐漸變快的，那么你猜在這個過程中，通過風扇內(nèi)電動機的電流會不會變化呢？如果轉(zhuǎn)動中的風扇因為受到阻礙而停止，通過風扇內(nèi)電動機的電流又會如何變化呢？會帶來什么后果呢？如圖1，把一個玩具電動機、一個小燈泡和電池串聯(lián)起來，接通電路后，電動機便開始由慢到快轉(zhuǎn)動起來，這時我們會發(fā)現(xiàn)剛通電時，電動機轉(zhuǎn)速還較慢，燈泡最亮，而隨著電動機轉(zhuǎn)速變快，燈泡則逐漸變暗了．且當電動機轉(zhuǎn)得最快時，燈泡也最暗，怎么樣，你一定覺得很新奇有趣吧？那么現(xiàn)在讓我們一起來動動腦筋，請你根據(jù)上述現(xiàn)象分析回答下列問題：
（1）在圖1所示的電路中，如果用手指捏住玩具電動機的轉(zhuǎn)軸使其轉(zhuǎn)動變慢最后完全停下來，燈泡的亮度將 ，通過電動機的電流將 ．（填“變大”、“變小”或“不變”）
（2）家用電風扇的主要部分就是電動機，如果轉(zhuǎn)動中的電風扇受到外物阻礙，（如有衣服被吸到扇葉上）而無法轉(zhuǎn)動，可能會導致火災的發(fā)生，請你簡要分析其中的原因．
（3）小李有一輛玩具電動汽車，由于故障無法行駛，于是小李將玩具中的電機拆下后接入如圖2所示的電路中．電源的電壓不變，閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)電動機的轉(zhuǎn)軸不轉(zhuǎn)動，此時電流表的示數(shù)為2A；然后小李斷開開關(guān)維修電動機，當電動機正常轉(zhuǎn)動時又讀出電流表的讀數(shù)為0.2A．則該玩具電動機正常轉(zhuǎn)動時將電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率為
答案：（1）變亮；變大；
（2）如果轉(zhuǎn)動中的電風扇受到外物阻礙，而無法轉(zhuǎn)動風扇，停轉(zhuǎn)后，由于電動機接入電路的是線圈，線圈的電阻不變，所以電流會增大，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt知，相同時間內(nèi)產(chǎn)生的電熱會大幅度增加，進而引發(fā)火災；（3）90%．2.發(fā)熱檔位問題1.某電器廠欲設(shè)計一種低、中、高溫三檔的家用電飯鍋，要求高溫檔的發(fā)熱功率為1000W；其發(fā)熱體電熱絲如下圖虛線框內(nèi)所示，A、B、C為電熱絲的三個接線柱，B連接電熱絲的中點．（電源電壓保持不變）．如果你是設(shè)計人員，那么：
（1）請在下圖中按要求分別畫出各檔位工作時的連接方式；
（2）分別計算出中、低兩檔的發(fā)熱功率．解：（1）低溫檔的實際電功率最小，連入電路的電阻最大，將A、C直接接入電源；
中溫檔：中溫檔的實際電功率比低溫檔的實際電功率大，中溫檔連入電路的電阻比低溫檔連入電路的電阻小，將A、B或B、C接入電源；高溫檔：高溫檔的實際電功率最大，連入電路的電阻最小．將A、C連接在一起后，A與B接入電源（或?qū)、C連接在一起后，B與C接入電源）；連接方法如圖所示：
（2）設(shè)AC間或BC間的電阻為R，電飯鍋處于高溫檔時，電路中的電阻為R/2由P=
U
2/R可得，
P高=
2U
2/R=1000W，即U
2/R
=500W，電飯鍋處于中溫檔時，P中=
U
2/R
=500W，電飯鍋處于低溫檔時，
P低=1/2×U
2/R=1/2×500W=250W．答：（1）各檔位工作時的連接方式如上圖所示；（2）中、低兩檔的發(fā)熱功率分別為500W、250W．2.小星同學為實驗室設(shè)計了一個多擋位電加熱器，其工作原理圖如圖所示．其中R1、R2、R3為發(fā)熱電阻．三個燈泡為上述發(fā)熱電阻相應的工作指示燈，其所消耗的電功率可忽略不計．小星設(shè)想通過開關(guān)的組合，使電加熱器能有200W、300W、…、900W共七擋功率．他設(shè)計了其中二個檔位的表格：表中的“√”表示對應的開關(guān)閉合，相應的指示燈亮：“×”表示對應的開關(guān)斷開，相應的指示燈熄滅；功率欄給出了相應狀態(tài)時電加熱器的功率值．檔位開關(guān)狀態(tài)功率S1S2S31√××200W2×√×300W按照他的設(shè)想，幫他計算電加熱器在第1檔位正常工作時的電流，在第2檔位正常工作5小時可以產(chǎn)生的熱量．（2）當功率為900W時，開關(guān)S1、S2、S3的狀態(tài)分別是什么？R3的阻值是多少？
（3）另外四個功率檔位的功率值分別是多少？（該問無需寫計算過程
）解：（1）第1檔位正常工作時的電流為I1=
P1
/U=200W/220V≈0.91A；第2檔位正常工作5小時產(chǎn)生的熱量為Q=W=P2t=300W×5×3600s=5.4×106J．（2）∵總功率等于各用電器功率之和，∴電加熱器的最大功率P7=900W時，開關(guān)S1、S2、S3都應閉合；R3的功率為P3=P7-P1-P2=900W-200W-300W=400W，R3的阻值為R3=U2/P3=（220V）2/400W=121Ω．
（3）由題意可知：P3=400W，P4=P1+P2=200W+300W=500W，P5=P1+P3=200W+400W=600W，P6=P2+P3=300W+400W=700W．
答：（1）電加熱器在第1檔位正常工作時的電流約為0.91A，在第2檔位正常工作5小時產(chǎn)生的熱量為5.4×106J．（2）當功率為900W時，開關(guān)S1、S2、S3都閉合；R3的阻值為121Ω．（3）另外四個功率檔位的功率值分別為400W、500W、600W、700W．3.在學習了電學知識后，同學們嘗試“設(shè)計電路和編制習題”，老師提供了以下器材：電源、兩個“12V
18W”的電阻和若干開關(guān)、足量導線。⑴李軍第一個完成設(shè)計，他設(shè)計的電路如圖所示．他編制的
試題是：“在如圖所示的電路中，閉合開關(guān)S1，通電5min產(chǎn)
生多少熱量 ”
請寫出計算過程。⑵王華思考一會兒，設(shè)計了能提供兩種功率工作的電路。編制的試題是：“在李軍設(shè)
計的電路基礎(chǔ)上再連一個開關(guān)，使電路能以兩種功率工作，其大、小功率之比是
___?！雹菑埫鹘?jīng)過認真思考后，再使用了第三個開關(guān)，設(shè)計了能提供三種功率工作的電路。請你在圖中的方框內(nèi)，畫出張明所設(shè)計的最終電路圖。答案：（1）電阻的阻值：R=U2／P=
(12V)2／18W=8Ω通過電阻的電流：I=U／R串=U／2R=12W(2×8Ω)=0.75A
電路通電5min產(chǎn)生的熱量：Q=IR串t=(0.75A)2×2×8Ω×60×5s=2.7×103J
（2）2∶1
（3）見下右圖
3．功率變化問題1.如圖所示的電路，電源電壓為6伏且保持不變．滑動變阻器R2標有“2A,20Ω”的字樣．滑動變阻器滑片P在最右端時，閉合電鍵S，電流表示數(shù)為0.2安．求：①滑動變阻器兩端的電壓；
②電阻R1的阻值；
③在電路安全工作的情況下，選擇合適的量程，移動滑動變阻器滑片P，R1消耗的最大電功率．解：①由題意知，滑動變阻器接入電路的阻值為滑動變阻器的最大阻值，滑動變阻器兩端的電壓U2=IR2=0.2A×20Ω=4V，答：滑動變阻器兩端的電壓是4V．②由串聯(lián)電路的特點知，電阻R1兩端的電壓U1=U-U2=6V-4V=2V，電阻電阻R1的電阻 R1=U1/I1=2V/0.2A=10Ω，答：電阻R1的阻值是10Ω．③當滑動變阻器滑片P在最左端即滑動變阻器接入電路的阻值為零時，電阻R1消耗的功率最大，R1消耗的最大電功率P=U2/R1（6V）2/10Ω==3.6W，答：R1消耗的最大電功率是3.6W．2.如圖所示的電路，電源電壓為6伏且保持不變．滑動變阻器R2標有“1.5A 20Ω”的字樣．滑動變阻器滑片P在最左端時，閉合電鍵S，通過電阻R1的電流為0.4安．求：①電阻R1的阻值．
②通過干路中的電流．
③移動滑動變阻器滑片P，在電路安全工作的情況下，電路消耗的總電功率范圍．答：①電阻R1的阻值為15Ω；②通過干路中的電流為0.7A；③移動滑動變阻器滑片P，在電路安全工作的情況下，電路消耗的總電功率范圍為4.2W～11.4W．3.如圖所示的電路中，電源電壓保持18V不變，定值電阻R1=6Ω，滑動變阻器R2上標有“50Ω 2A”字樣．閉合開關(guān)S，移動滑動變阻器滑片P到某位置時，電壓表V1示數(shù)為6V，求：（1）通過電阻R1的電流；
（2）電阻R1消耗的功率；
（3）在電路能安全工作的情況下，滑動變阻器R2可調(diào)節(jié)的阻值范圍．（電壓表V1和V2的量程均為0～15V）答：（1）通過電阻R1的電流為1A；（2）電阻R1消耗的功率為6W；（3）在電路能正常工作的情況下，滑動變阻器R2連入電路的阻值范圍為3Ω～30Ω．4.如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，滑動變阻器R2上標有“50Ω 2A”字樣．閉合電鍵S，移動滑片P到某位置時，電壓表V的示數(shù)為6伏，電壓表V1的示數(shù)如圖所示，電流表A的示數(shù)為0.2安．
求：（1）電阻R1的阻值．（2）通電10秒，電流通過電阻R1所做的功W1．（3）移動滑動變阻器滑片P，在電路安全工作的情況下，R1消耗的電功率范圍．答：（1）電阻R1的阻值是10Ω．（2）通電10秒，電流通過電阻R1所做的功是4J．（3）R1消耗的電功率范圍是0.1W～0.9W．四、課后作業(yè)1.小紅家買了一臺電熱器，有高、低兩個檔位的發(fā)熱功率，如圖是其電路示意圖．
（1）如果 R1=R2=60.5Ω，則電熱器在旋鈕開關(guān)接靜觸點“1”時處于 （選填“高”或“低”）檔位，電功率為 W，接靜觸點“2”時通電1min產(chǎn)生的熱量是 J．
（2）小明想在電路中加一個“傾倒開關(guān)”，使電熱器被碰倒時能自動斷開電路，以免引起火災．該開關(guān)最好應安裝在示意圖中A、B、C、D、E中的 點處．故答案為：（1）低；400；48000；（2）C．2.在如圖所示的電路中，電源電壓保持不變．電路中滑動變阻器上標有“20Ω 2A”字樣，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～3V，電阻R1的阻值為4Ω．當滑片在滑動變阻器的最右端a點時，閉合電鍵，電壓表的示數(shù)為1.5V，求：（1）通過電阻R1的電流．（2）電源電壓．（3）為了保證電路能正常工作及各電表不致?lián)p壞，滑動變阻器的取值范圍．答：（1）通過電阻R1的電為0.375A．（2）電源電壓為9V．（3）滑動變阻器的取值范圍應為11～20歐．
3.如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)S后，滑動變阻器的滑片P由B端移動到A端時，測得電阻R1兩端的電壓與通過電阻R1的電流的變化關(guān)系如圖所示，則變阻器的最大阻值是 ，電壓表V2對應示數(shù)的變化范圍 ．
解：（1）由圖可知，當滑片P在A端，時電源電壓加在R1上，∴U=12V；當滑片P在A端時：R1=U1/I1＝12U/1.5A=8Ω；當P在B端時：R總=
U1/I2=12U/0.5A
=24Ω，滑動變阻器的最大阻值：R2=R總-Rl=24Ω-8Ω=16Ω；（2）當P在A端時：電壓表V2的示數(shù)為OV，由右圖可知，當P在B端時：U1′=4V，∴U2′=U-U1′=12V-4V=8V，∴電壓表V2示數(shù)的變化范圍為：0～8V．4.如圖所示，電源電壓為6V且保持不變，小燈泡L的規(guī)格為”3V 3W”，滑動變阻器的最大阻值為12Ω，電流表的量程為0～3A．當開關(guān)S1、S2都斷開時，小燈泡L恰能正常發(fā)光，R1的阻值為多大？在10s內(nèi)電流通過R1所產(chǎn)生的熱量是多少？（2）當開關(guān)S1、S2均閉合時，要使電流表安全使用，變阻器接入電路的阻值不得小于多少？R2的電功率的變化范圍是多少？答：（1）當開關(guān)S1、S2都斷開時，小燈泡L恰能正常發(fā)光，R1的阻值為3Ω．在10s內(nèi)電流通過R1所產(chǎn)生的熱量是30J．（2）當開關(guān)S1、S2均閉合時，要使電流表安全使用，變阻器接入電路的阻值不得小于6Ω．R2的電功率的變化范圍是3W-6W．5.在如圖所示電路中，電源電壓保持6V不變，定值電阻R1為10Ω，滑動變阻器R2的最大阻值為50Ω，電流表量程“0-0.6A”，電壓表量程“0-3V”，開關(guān)S閉合后，將滑動變阻器R2的滑片P自b端向左移動過程中，保證電表安全．電路總功率與電流的關(guān)系圖象是（　?。?br/>．
C．
A
B
C
DP最大=6V×0.3A=1.8W．故選D．小華組裝了一臺直流電動機模型，她將電動機模型接入如圖（a）所示的電路中，已知電源電壓U=3V，并保持不變，接通電路后，電動機沒轉(zhuǎn)動時，電流表讀2A；電動機正常轉(zhuǎn)動，電流表讀數(shù)I=0.8A，已知電動機正常工作時的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖（b）所示，摩擦不計，求：
（1）電動機正常轉(zhuǎn)動1min消耗的電能W和線圈產(chǎn)生的熱量Q．
（2）電動機輸出的機械功率P．
（3）電動機能量轉(zhuǎn)換效率η．
答：（1）電機正常運轉(zhuǎn)時消耗的電能為144J，線圈產(chǎn)生的熱量Q為57.6J．（2）電動機輸出的機械功率P為1.44W．（3）電動機能量轉(zhuǎn)換效率η為60%．五、專題總結(jié)題
PAGE

展開更多......

收起↑