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[!--downpath--]類型一、電功率的概念
例1(2016·大連模擬)幾位同事對電功率的概念有如下理解,您認為哪一種理解是正確的?
A.電功率是一個數學量,表示電壓通過家用電器時所做功的多少
B.電功率是表示電壓通過家用電器做功速度的數學量
C、高耗電量的家用電器工作時必然消耗大量的電能
D.使用大功率的家用電器工作時間更短
【思考】電力是表示電壓做功速度的數學量,而不是表示電壓做功大小的化學量。 做功的大小不僅與功率有關,還與做功時間的長短有關,由這兩個量決定。
【答案】B
【分析】電功率是指單位時間內電壓所做的功的多少。 它是一個化學量,表示電壓做功的速度。 因此,A錯誤,B正確; 因為電功率是由功和時間共同決定的,所以C和D都是錯誤的。 所以選B。
【總結升華】題目主要考察對電力概念的理解。 電功率是表示電壓做功速度的化學量,表示單位時間內電壓所做的功。 了解電功率的定義和化學意義是解決問題的關鍵。
舉一反三:
[變奏](2015·承德模擬)幾位同事對電力的概念有以下幾種理解,您認為哪一種理解是正確的?
A.電功率是一個數學量,表示電壓通過家用電器時所做功的多少
B.電功率是表示電壓通過家用電器做功速度的數學量
C、高耗電量的家用電器工作時必然消耗大量的電能
D.使用大功率的家用電器工作時間更短
【答案】B
類型2.電力估算
實施例2 如圖1所示,電源電流保持不變,小燈泡的額定電流為12V。 開關S閉合后,當滑塊P從最右端滑動到最上端時,小燈泡的IU關系圖如圖2所示。則小燈泡的額定功率為
W,電源電流為V,滑動變阻器的最大電阻為Ω。
【思考】這道題需要朋友有審題能力和看圖能力。 另外,必須注意的是,小燈泡的內阻是可變的,所以在求解滑動變阻器的內阻時找到對應點,計算出此時小燈泡的內阻。 抵抗是解決問題的關鍵
【答案】24; 12; 9
【分析】由圖可知,當燈泡兩端電流為U=12V時,通過其的電壓為I=2A,因此燈泡的額定功率為P=U=I=12V×2A=24W ; 當滑動到頂部時,滑動變阻器的阻值為0,此時燈泡兩端的電流等于電源電流,所以電源電流為U=U=12V ; 當滑動件位于最右端時,所有滑動變阻器均接入電路。 由圖可知,此時燈泡兩端電流UL=3V,電路電壓I=1A,所以滑動變阻器兩端電流為:UR=U-UL=12V- 3V=9V,則滑動變阻器的最大阻值為:
。
【總結升華】解決問題時,需要注意的是燈泡的內阻是隨著兩端電流的變化而變化的,所以在求解滑動變阻器的最大阻值時,不要依賴于串聯電路中導體兩端的電流與其電阻成反比。
舉一反三:
[變化] 有一種可調節色溫的小吊燈,其電路圖如圖A所示。電源電流為15V。 通過燈泡L的電壓與兩端電流的關系如圖B所示。燈泡L的額定電流為12V。 則燈泡L的額定功率為W; 調節滑動變阻器R,使燈泡L的功率為3.6W,此時滑動變阻器R接入電路的阻值為Ω。
【答案】9.6; 15
例3(2015·承德模擬) 將標有“”的燈L1和“12V6W”的燈L2串聯到電源電流為12V的電路中。 以下哪項陳述是正確的? ()
A、兩個燈都不能正常發光,但L1燈更亮
B、兩個燈都不能正常發光,但L2燈更亮
C.兩個燈都能正常發光
D、將電源電流加大至24V,兩燈可正常發光
【答案】B
【分析】(1)∵串聯電路的內阻變得越來越大,大于任何一個內阻。 根據I=U/R,當兩個燈泡接在12V電源上時,燈的電流大于額定電流。 因此,兩個燈泡都不能正常發光,故C不正確;
∵R=U2/P,且兩個燈泡的額定電流相等,L1燈泡的額定功率小于L2的額定功率,
∴L1燈泡內阻大于L2內阻,
∵串聯電路兩端電壓相等,
∴根據P=I2R,可見L2燈泡的實際功率較高,光線較亮,故A不正確,B正確;
(2) ∵I=P/U,
∴ 兩個燈泡正常點亮時電壓不相等。
∵串聯電路兩端電壓相等,
∴當電源電流增大到24V時,兩個燈泡都不可能正常點亮,故D不正確。
所以選B。
【總結升華】本題考察串聯電路的特點以及歐姆定理和電功率公式的靈活應用。 關鍵是要知道燈泡正常點亮時的電壓等于額定電壓,燈泡的亮度取決于實際功率。
舉一反三:
【變化】將標有“6V6W”的燈泡L1和“6V3W”L2并聯到6V電源上,則實際功率較大的燈為
(“L1”和“L2”可選),電路中支路電壓為A。
【答案】L1; 1.5
【分析】(1)兩燈并聯在6V電源兩端電功率p等于什么,實際電流等于額定電流,因此實際功率等于額定功率,因此燈泡L1更亮;
(2) 通過兩個燈的電壓為:
所以支路電壓為:
例4 圖中電路中,電源電流恒定為6V,內阻R1的阻值為20Ω。 當S2斷開,S1、S3閉合時,電壓表讀數為0.45A。 求:(1)內阻R2的阻值; (2) 當S1、S3斷開,S2閉合時,電路消耗的總電功率是多少?
【答】(1)40Ω(2)0.6W
【分析】(1)S2斷開、S1、S3閉合時的等效電路圖如圖A所示。
內阻R1兩端的電壓:
內阻R2兩端的電壓:
根據歐姆定律:
因此內阻R2的阻值為40Ω。 (2) S1、S3斷開、S2閉合時的等效電路圖如圖B所示。
電路消耗的總功率:
電路消耗的總電功率為0.6W。
【總結與升華】本題考察歐姆定理和電功率的估計。 關鍵是公式及其變體的靈活運用。 難點在于變化電路和等效電路圖的分析。 問題的綜合性比較強。
舉一反三:
【變化】圖中所示電路中,電源電流6V保持不變。 僅閉合開關S1,電壓表示為0.2A; 然后閉合開關S2,電壓表示變化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
類型 3. 測量小燈泡的電功率
實施例5 研究組測量“小燈泡電功率”的實驗中,電源由三節安祥電池串聯組成,小燈泡額定電流為2.5V,電阻約為10Ω 。
(1) 請使用描邊線代替導線來完成圖 1A 中的物理電路。
(2)某次實驗時,電流表示如圖1B所示,燈泡兩端電流為V; 如果燈泡要正常發光,應將其連接到滑動變阻器(選擇“A”或“B”)滑塊。
(3)朋友小靜連接幻燈片P,記下多組相應電流表和電壓表的指示,并繪制IU圖像如圖1C所示。 根據圖像信息,可以估算出小燈泡的額定電功率為W。
(4)同事實驗中電流表和電流表指針的偏轉如圖2所示,出現的問題是。
(5)實驗中,小張發現,當小燈泡兩端電流增大時,其色溫急劇下降,檢測到的小燈泡內阻也相應減小。 對于這一變化的合理解釋是。
A。 導體的電阻與導體兩端的電流有關; B、根據歐姆定律,當電壓一定時,導體的電阻與電流成反比; C、當電流增大時,通過小燈泡的電壓保持不變,內阻變小; D、電流增大時,小燈泡色溫變暗,溫度變低,內阻變小。
【答】(1)電路圖如圖所示:
(從電流表負極到電壓表0.6A量程也可以)(2)2.2; B (3) 0.5 (4) 電壓表電阻值太大 (5) D
【分析】(1)已知燈泡的額定電流為2.5V,鎢絲內阻約為10Ω,因此正常點亮時通過燈泡的電壓為
因此,電壓表的電阻值為0~0.6A,電壓表應與被測燈泡串聯;
(2)根據圖B,電流表電阻為3V,最小分度值為0.1V,電流指示為2.2V,電流指示大于燈泡的額定電流。 為了使燈泡正常發光,應在B端子上連接一個滑動變阻器。 滑塊,減小燈泡兩端的電流,直至電流表示等于燈泡的額定電流2.5V;
(3) 從圖C所示的IU圖像可以看出,燈泡的額定電流U=2.5V,對應的電壓I=0.2A,則燈泡的額定功率為P=UI= 2.5V×0.2A=0.5W;
(4)從圖中可以看出,電壓表指針偏轉過小,量程選擇過大,應改用阻值較小的電壓表;
(5)溫度影響導體內阻的大小。 對于大多數導體來說,溫度越高,內阻越大; 當小燈泡兩端的電流增大時電功率p等于什么,其色溫急劇下降,實際電功率減小,溫度升高,因此被測小燈泡的內阻也相應減小。
【總結與升華】本實驗題考察了物理連接圖、電壓表讀數、電流表指針異常偏轉、電阻與溫度的關系、滑動變阻器的調整、燈泡額定功率的計算。 這是熱實驗中的常見測試。 內容:讀水表時,首先確定水表的電阻值和最小分度值,然后根據指針所指的水表刻度線進行讀數。 抄表時視線應與水表刻度線垂直; 根據標題給出的信息IU圖片,找到燈泡額定電流對應的電壓是回答最后一個問題的關鍵。