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[!--downpath--]【電力電力】電力電力
【教學結(jié)構(gòu)】
本章重點內(nèi)容及重點內(nèi)容理解：
1、電功和電功率估算：
(1)電力的估算非常全面。 要求精通歐姆定理、串并聯(lián)定律、電功率和電功公式，并能靈活變通和推理。 準確掌握電流表、電流表、變阻器、家用電器的連接和使用。 必須正確分析電路的串聯(lián)、并聯(lián)、開路、漏電、短路等情況。
(2)解決問題的過程需要技巧和方法。 熱問題求解的常用方法有逐步分析法和多項式法。 分步分析法的分析步驟和線路很多，多項式的設(shè)定方法也很多，所以要注意訓(xùn)練自己解決多個問題的能力。 例如，估算電功率練習時，需要靈活選擇估算公式：對于已知電功率，選擇P=w/t； 串聯(lián)電路選擇P=UI或P=I2R； 并聯(lián)電路選擇P=U2/R或P=UI； 對于相同的電阻值，選擇P=I2R或P=U2/R； 對于同一電源，選擇 P=UI 或 P=U2/R。
(3)電器的使用標志可見：①正常工作電壓：I量=p報價/u； ② 用戶內(nèi)阻R=U2金額/p報價； ③從符號中求出實際功率：若所用家電兩端的電流為額定電流，所用家電工作正常，則U=U，i=i，P=P報價； 家用電器使用時兩端的電流并非額定電流。 電器的電壓不是正常工作電壓。 其功率不等于額定功率。 但我們可以感覺到它的電阻是恒定的（忽略濕度的影響時）。 如果給定實際電壓，則P real = I2 real R，如果給定實際電流，則P real = U2 real / R，根據(jù)R不變，綜合得到P real = (U real / U ) 2P 。 由P=I2R：當I相等時，P與R成反比。由P=U2/R：當U相等時，P與R成正比。（P與R成反比或正比，并不矛盾，只是成比例的條件不同）。
(4)解決問題要注意畫圖，并在圖中標出已知數(shù)量和所需數(shù)量，以便直觀地解決問題。
2.光度耳定理的理解：
當電壓起作用時，只要有電壓通過電阻，電能就會在內(nèi)電阻上轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。 因此，焦耳定理Q=I2Rt適用于任何電路。 中學學習的只接電加熱器的電路（也叫純內(nèi)阻電路），因為電路中的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以電路中形成的熱量可以用Q=I2Rt來判斷，也可以用W=
和 W=I2Rt 進行估計（根據(jù) W=Q）。 如果電壓通過導(dǎo)體，則只有一部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，另一部分電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，因此電壓產(chǎn)生的熱量大于電壓所做的功。 即，Q<W。
3、伏安法測量小燈泡電功率的實驗與推論討論：
小燈泡電功率的伏安測量是一項重要的熱實驗。 伏安法測量內(nèi)阻時不僅應(yīng)注意的問題，還應(yīng)注意以下兩點：①當U=U量，P實數(shù)=P量時，燈正常發(fā)光； 使用燈泡發(fā)光時，盡量使燈泡正常發(fā)光，尤其要防止燈兩端電流過低，導(dǎo)致燈泡壽命縮短或燒壞。 ②燈泡的色溫由P決定，P=U·I，即燈泡的照度與燈泡兩端的電流和流過燈泡的電壓有關(guān)。 串聯(lián)電路中，電壓硬度相等，燈兩端電流越大，燈越亮。 串聯(lián)電路中的電壓分布與內(nèi)阻成反比，因此串聯(lián)電路中R越大的燈越亮。 在并聯(lián)電路中，如果兩路電流相等，則通過鎢絲的電壓越多，燈就越亮，并且并聯(lián)電路中的電流分布與內(nèi)阻成正比，因此并聯(lián)電路中R越小的燈越亮。
【解決問題要點】
例1、如圖1所示，滑動變阻器的最大阻值為12歐姆，電源電流保持恒定。當滑動變阻器的滑動片P位于A端且S、S1均閉合時，電壓表A的讀數(shù)
為2安培時，燈泡L正常發(fā)光； 當S1截止，滑塊滑動到b端時，
電流表 V 的讀數(shù)為 6 伏。
求： (1) 燈泡的額定電流L。
(2) 當S1截止、P在b端時，燈泡L的實際功率。
分析：對于熱估算，要注意對幾種狀態(tài)下的電路以及家用電器如何連接進行分析。 之后，我們應(yīng)該分別繪制圖表，并在圖表中標記出相應(yīng)的已知量和所需量。 通過圖解。
解決辦法：當滑動片位于a端且S、S1均閉合時，滑動變阻器接至最大內(nèi)阻，與燈管L并聯(lián)，如圖1-1所示。 此時燈L正常發(fā)光，燈的額定電流等于電源電流U=U。
... ①
當S1斷開，滑塊P在b端時，變阻器拉至最大電阻，與燈管L串聯(lián)，如圖1-2所示：
U=I′R串=
即U=
……②
求解①和②，得到U=12伏，RL=12歐姆。 PL=I′2RL=
=3W
答：有一點。
例2.在圖2所示電路中，內(nèi)阻R1、R2、R3的阻值
兩者均為 10k 歐姆，供電電流保持相同。 (1) 當S1和S2都閉合時
此時電壓表的讀數(shù)為0.6毫安，求：電源的電流與R2和R2的電流
R3消耗的功率的比率。 (2)當S1和S2都截止時，R3消耗
當S1和S2都閉合時，R3消耗的電功率與R3消耗的電功率之比。
分析：在分析電功率的比例關(guān)系時，在公式的選擇上必須密切關(guān)注常數(shù)的數(shù)學量。 常串聯(lián)選擇P=I2R； 常選用P=U2/R并聯(lián)，供電電流不變，應(yīng)將公式換算為富供電電流。
解決辦法：（1）當S1和S2閉合時，R1短接，R2和R3
并連接上電源，如圖2-1所示，然后
U=I3R3=6×10-4×104W=6V
……………………①
(2)當S1和S2斷開時，R1和R3串聯(lián)到電源上，
如圖2-2所示，則
P'3=I'2R3=
……②
取決于
必須
答： 稍微
例3、圖3中的三個燈泡，L1和L2分別標記為“6V3W”和“6V6W”，L3的額定電流未知，額定功率為4W。 尋找：
（1）L1、L2正常工作時電功電功率計算專題，其內(nèi)阻R1、R2分別是多少？
(2) 當開關(guān)S1斷開、S2閉合時，恰好有一個燈泡正常發(fā)光，
電壓表和電流表的讀數(shù)是多少？
(3)當開關(guān)S2斷開、S1閉合時，燈泡的實際電功率
是1瓦，此時電壓表上的讀數(shù)是多少？ L3的額定電流是多少？
解： (1) 由P=U2/R，R1=U21/P1=(6V)2/3W=12W電功電功率計算專題，
R2=
(2)當S1斷開、S2閉合時，L3短路，L1和L2串聯(lián)
電源。 因為U1:U2=IR1:IR2=R1:R2=2:1，所以正常光為L1
（如果L2正常發(fā)光，則L1的電流為12V，會燒壞）。 如圖3-1所示。
此時電壓表示數(shù)：I1=U/R1=6V/2W=0.5A；
電流表指示：U=I(R1+R2)=0.5A×(12W+6W)=9V。
(3)當S2斷開、S1閉合時，L1和L2短路，L3連接到電源兩端。
如圖3-2所示。 此時電壓表指示：I'=P3/U=1W/9V=0.11A；
L3的內(nèi)阻R3=U2/P3=(9V)2/1W=81W。因為
P3金額=
，所以
例4、電熱水鍋爐中有兩根電熱絲。 其中一臺單獨通電時，電熱水鍋爐15分鐘即可沸騰；
分析：解此題時要注意一些不變量和同量。 用電開水器加熱水時，同樣的水吸收相同的熱量，電開水器釋放的熱量也相同。 但電源電流和電熱絲內(nèi)阻保持不變，可表示為 Q =
分別求出R1=
R2=
，然后代入 Q put =
，可以導(dǎo)入
= 15 分鐘 + 30 分鐘 = 45 分鐘。
【課后思考】
1、鎢絲燒毀后，可繼續(xù)在搭接接頭上使用。 為什么搭接處首先燒壞？
2、為什么焦耳定理的表達式是Q=I2Rt而不是Q=UIt，Q=
？
【同步練習】
1、兩只燈都標有“”，串聯(lián)到家用電路中。 兩盞燈消耗的總功率為（）
A.40WB.80WC.20WD.10W
2、燈管L1標注“6V3W”，燈管L2未標注，但測其內(nèi)阻為6歐姆。 現(xiàn)將燈L1、L2串聯(lián)在某電路中，燈L1、L2均能正常發(fā)光。 則電路兩端的電流和L2的額定功率分別為（）
A. 12 伏和 1.5 瓦 B. 12 伏和 3 瓦 C. 9 伏和 1.5 瓦 D. 9 伏和 3 瓦
3、對于額定功率相同的燈L1、L2，其額定電流U1>U2，下列說法正確的是（）
A、光線正常時，I1>I2B。 它們的內(nèi)阻R1<R2
C、串聯(lián)時，P1<P2D。 并聯(lián)時，P1<P2
4、在“測定小燈泡額定功率”的實驗中，同事的電路連接正確，開關(guān)閉合，燈泡發(fā)光，但測試時無論如何調(diào)節(jié)滑動變阻器，電流指示值都達不到燈泡的額定電流值。 可能是以下哪一個原因造成的？ ()
A.變阻器總阻值太大 B.電流表阻值太大
C.電源電流太低 D.燈泡鎢絲斷
5、一臺標有“”的電爐想接110伏電源，保持原有功率不變。 下列措施中，正確的是（）
A.剪掉一半電爐絲 B.將電爐絲剪成兩段等長然后并聯(lián)
C.與原電爐線串聯(lián)同一根電爐線
D、將同一根電爐線與原來的電爐線并聯(lián)
6、一盞燈L1接恒流電源，功耗40瓦，另一盞燈L2也接此電源，功耗60瓦。 如果L1和L2串聯(lián)然后連接到這個電源，則兩個燈消耗的總功率為（）
A.100瓦 B.50瓦 C.24瓦 D.20瓦
7、如圖4所示電路，電源電流U恒定，當連接電路的滑動變阻器RW內(nèi)阻為R時，燈L消耗的功率為PL，則燈L消耗的功率應(yīng)改為
PL,
連接電路的滑動變阻器的內(nèi)阻應(yīng)改為（）
A.2RB.R/2
C.R+RLD.2R+RL
8、燈泡L1標有“8V25W”，L2標有“8V2W”。 將這兩個燈泡串連接到電源。 合上開關(guān)S后，只有一個燈泡常亮，另一個燈很暗。 則電源電流為（）
A.16伏 B.12伏 C.10伏 D.8伏
9. 兩個內(nèi)阻的大小分別為“5W45W”和“”。 若它們并聯(lián)在電路中，則電路允許通過的最大電壓為（）
A. 4 安培 B. 4.5 安培 C. 5 安培 D. 5.5 安培
10、如圖5所示，電源電流沒有變化。 當S1閉合、S2斷開時，
電壓表的指示為I1，內(nèi)阻R1消耗的功率為P1，R1和R3消耗的功率
功率比為2：1。當S1斷開，S2閉合時，電壓表讀數(shù)為
I2，內(nèi)阻R2消耗的功率為P2，已知I1:I2=2:3 ()
A.R1:R3=2:1 B.R2:R3=1:1
C.P1:P2=8:9 D.P1:P2=4:9
11、如圖6，U=220伏，保持不變，定值內(nèi)阻
R2=1210 歐元。 當S閉合時，電烙鐵R1正常工作。 當S斷開時，
當S閉合時R1兩端的電壓下降
。 求：
(1)電烙鐵的額定功率。
(2) 當S截止時，R1和R2的總功率。
12、圖7所示電路，電源電流不變，R1=20歐姆，
當滑動變阻器R2的滑塊移動到最上端時，電壓表的讀數(shù)為
0.5A，如果滑塊P移至變阻器的中點，電壓表的讀數(shù)
為0.2A，求滑動變阻器的最大阻值以及滑動變阻器滑動到最大時的阻值
在右端，功率由滑動變阻器消耗。
13、圖8所示電路中，S為單刀雙擲開關(guān)，燈泡L1上標有“3V1.5W”字樣，L2內(nèi)阻為12歐姆，電源電流恒定為18伏。 當開關(guān)轉(zhuǎn)到a時，
當滑動變阻器R的滑塊位于變阻器中點時，L1常亮。
當開關(guān)撥到b位置，滑動變阻器的滑塊位于變阻器右端時，燈亮
氣泡L2消耗的電功率正是其額定功率
，求燈泡L2的數(shù)量
恒定電流和額定功率。
14、圖9所示電路中，電源電流恒定，R0為定值電阻。
當滑塊P由電阻控制時
當a點移動到b端時，電流表讀數(shù)減小
2伏，變阻器前后消耗的功率之比為4:3。 求：
(1)變阻器滑塊P位置變化前后電流表的顯示比例。
(2)變阻器滑塊P位于b端子時電流表的讀數(shù)。
(3)求電源電流。
15、圖10所示電路中，電源電流保持不變，內(nèi)阻R1為6歐姆。 當開關(guān)S和S1均閉合，滑動變阻器的滑動片在a端時，電壓表讀數(shù)為2安培，燈消耗的電功率為6瓦，燈正常。當僅S閉合，滑動變阻器的滑動片在b端時，變阻器消耗的電功率等于燈的額定功率
。
求： (1) 燈的額定電流。
(2) 當滑塊P位于b端時，電路消耗的總功率是多少？
（假設(shè)內(nèi)阻值不隨溫度變化）
16、對于圖11所示的電路，電源電流為12歐姆，R1為8歐姆。 當僅開關(guān)S1閉合時，燈L正常發(fā)光； 僅S2、S3閉合時，燈L的功率為額定功率的25/36。 僅S3閉合時，R2的功率為0.48瓦，且R2<R1。 求：
(1)燈的額定功率L。
(2) 當僅S3閉合時，燈L的實際功率。
17.如圖12所示電路，電源電流恒定，當開關(guān)管S1
閉合，S2斷開，滑動變阻器RW的滑片P從A移動到
B處，電流表逐次指示的比例為2：1，內(nèi)阻R1逐次消耗
電功率比為1：4。 如果滑塊在B處保持不變，則斷開S1，
當S2閉合時，R2和RW的總功率為12瓦，然后滑動P
對于A處，R2的電功率為2瓦。 求此時RW的電功率。
18、對于圖13所示電路，電源電流保持不變且不小于
6伏，定值內(nèi)阻R1=15歐姆，滑動變阻器R2的最大阻值為
20歐元。 當開關(guān)S斷開時，滑動變阻器的滑塊P位于變阻器的b處
當接線端子時，電壓表的讀數(shù)為I； 當開關(guān)S閉合時，滑塊P移動到a端
，電壓表的指示為I'，且I:I'=1:5。 此時電路消耗的總功率為6瓦。 求此時內(nèi)阻R0的電功率。
19、圖14所示電路中，電源電流保持不變，滑動變阻器的內(nèi)阻Rab為12歐姆。 當開關(guān)S1閉合，S2斷開，滑塊P滑向b端，電流表顯示U1； 當開關(guān)S1和S2同時閉合，滑塊P滑到a端時，電壓表顯示2安培，此時R2的電功率
為12瓦，電流表的讀數(shù)為U2，但U2:U1=2:1，求：
(1)當開關(guān)S1、S2同時閉合，滑塊P滑至a端時，電流表顯示數(shù)字。
(2)內(nèi)阻R1的阻值。
20. 燈 A 標記為 6V，燈 B 標記為 2W。 燈A、B的內(nèi)阻分別為RA、RB，且RA>RB，且保持不變。 當按一定的連接形式接入電流為UA的電源時，兩燈常亮。 當從另一種連接形式連接到電流為UB的電源時，B燈常亮。 A燈的實際功率為額定功率的4/9。 求： (1) 燈 A 的額定功率。 (2) 燈 B 的額定電流。 (3) 兩燈的電阻。
【同步練習答案】
1.C2.C3.D4.C5.B6.C7.D8.B9.B10.BC
11、（1）電烙鐵額定功率P=40瓦（2）S斷時R1、R2總功率P=20瓦
12、滑動變阻器最大阻值R2=60歐姆； 當P在最右邊時，滑動變阻器消耗的功率為P2=0.94瓦
13、燈泡L2的額定電流U2=6伏； L2 P2的額定功率=3瓦
14、（1）滑動變阻器滑片P位置變化前后電流表顯示比Ua/Ub=2/3
(2) 滑塊 P 顯示 b 端電流 Ub=6 伏 (3) 電源電流 U=8 伏
15、（1）燈的額定電流U=6伏（2）P在b端時，電路消耗的總功率=3瓦
16. (1) 燈 L 的額定功率 PL = 3.6 瓦 (2) S3 關(guān)閉時燈 L 的實際功率 PL = 1.6 瓦
17. RW PW=4 瓦的電功率 18. R0 P0=3.6 瓦的電功率
19、（1）S1、S2同時閉合，當P滑向a端時，電流表U=12伏（2）R1=12歐姆
20. (1) A 燈額定功率 P = 3 瓦 (2) B 燈額定電流 U = 4 伏 (3) RA = 12 歐姆；
RB = 8 歐元。
【單位點評】
解決熱綜合問題時，首先要分析清楚電路處于多少種狀態(tài)，以及每種狀態(tài)下家用電器的連接情況。 需要充分利用電源電流恒定、鎢絲內(nèi)阻恒定、內(nèi)阻電阻恒定作為各狀態(tài)下電路連接的連接條件。 利用歐姆定理、串并聯(lián)定律以及電功率、電功率、焦耳定理的公式，以及標題給出的條件，枚舉比例表達式或聯(lián)立多項式，正確求解。
【電力電力】電力電力
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