解決問題的關(guān)鍵:燈泡的色溫是由燈泡的實(shí)際功率決定的,實(shí)際功率越大,燈泡越亮。
(1)燈泡正常發(fā)光時(shí),燈泡的實(shí)際電流等于其額定電流,燈泡的實(shí)際功率等于其額定功率,則額定功率較高的燈泡會(huì)點(diǎn)亮。
(2)當(dāng)燈泡不正常發(fā)光時(shí),有以下兩種情況(假設(shè)燈泡的阻值不變,則可以通過燈泡的額定電流和額定功率通過R=來估算燈泡的阻值) U2數(shù)量/P數(shù)量):
①若燈泡串聯(lián),則由P real = I2 real R 可知,電阻較大的燈泡亮。
②如果燈泡并聯(lián),由P=U2/R可知,內(nèi)阻較小的燈泡會(huì)點(diǎn)亮。
2. 電功率比估算
掌握串并聯(lián)電路中的幾個(gè)比例關(guān)系:
(1)當(dāng)兩個(gè)內(nèi)阻串聯(lián)時(shí),由公式P=I2R可知,兩個(gè)內(nèi)阻的功率比等于內(nèi)阻之比,即P1:P2=R1: R2。
(2)當(dāng)兩個(gè)內(nèi)阻并聯(lián)時(shí),由公式P=U2/R可知,兩個(gè)內(nèi)阻的功率比等于內(nèi)阻的比例比,即P1: P2=R2:R1。
(3)對(duì)于相同的電阻值,電壓變化前后的功率之比等于變化前后電流(電壓)的平方之比,即:
P1:P2=U21:U22=I21:I22。
3、解決動(dòng)態(tài)電路電力問題的思路
第一步:如果有實(shí)物圖,首先要根據(jù)實(shí)物圖畫出相應(yīng)的電路圖。
第二步:結(jié)合電路圖,明確電路的串并聯(lián)關(guān)系。
第三步:明確電路中電壓表和電流表的作用。
第四步:明確滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片連接時(shí)阻值的變化; 根據(jù)串并聯(lián)電路中U、I、R的關(guān)系定律、歐姆定理、電功率公式進(jìn)行分析解答。
4.IU圖像常見解題方法
(1)根據(jù)圖像的形狀,判斷是定值內(nèi)阻還是非定值內(nèi)阻的IU關(guān)系圖像。
(2)觀察圖像中的“積分點(diǎn)”,即圖像與坐標(biāo)網(wǎng)格“十字”的交點(diǎn)。 該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)就是對(duì)應(yīng)的電壓和電壓值。 借助R=U/I和P=UI可以分別計(jì)算電阻值和電功率。
(3)靈活利用串聯(lián)電路中電壓、電功率與內(nèi)阻成反比關(guān)系,并聯(lián)電路中電流與電功率和內(nèi)阻成正比關(guān)系。
(4)遇到極值問題時(shí),需要明確產(chǎn)生極值的原因,弄清楚什么條件下取最大值,什么條件下取最小值。
5. 極值和范圍問題
解決這類問題應(yīng)以不燒壞器件(“最小關(guān)心”)為原則,利用串聯(lián)或并聯(lián)電路的電壓、電壓、電阻特性、歐姆定律、電功率等熱定律來計(jì)算公式。 步驟如下:
(1)明確電路圖,確定電路的連接方法和水表的檢測(cè)對(duì)象。
(2)了解各電路器件允許的最大電壓和最大電流,以及電壓表和電流表所選擇的電阻值。
(3)當(dāng)滑動(dòng)變阻器的電阻值最大時(shí),兩端電流不能超過檢測(cè)它的電流表的電阻值或它允許的最大電流,然后根據(jù)電壓特性列出串聯(lián)和并聯(lián)電路、歐姆定律和電力。 公式估計(jì)。
(4)當(dāng)滑動(dòng)變阻器內(nèi)阻最小時(shí),電路中的電壓、電壓不能超過各器件允許的最大電壓、電流,也不能超過電壓表、電流表的電阻值,然后按串聯(lián)和并聯(lián)電路中的電流和電流特性、歐姆定律、電功率和其他熱定律都被列出和估計(jì)。
6.定值內(nèi)阻改變功率問題
(1)借助電壓變化或電流變化,結(jié)合歐姆定理,計(jì)算出定值內(nèi)阻的阻值,然后將定值內(nèi)阻前后兩次的電功率表示為借助公式P=I2R或P=U2/R即可得出定值內(nèi)阻變化的電功率。
(2) 借助推論公式△P=(U1+U2)△I或△P=(I1+I2)△U,直接估算定值內(nèi)阻變化的功率。 (這兩個(gè)公式的朋友可以自行推導(dǎo))
7、滑動(dòng)變阻器最大功率的問題
當(dāng)滑動(dòng)變阻器串聯(lián)已知內(nèi)阻時(shí),要求滑動(dòng)變阻器的最大功率。 訣竅在于,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值等于定值內(nèi)阻時(shí),滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大。 然而,這個(gè)推論不能直接用于解決問題的過程中。 我們可以將滑動(dòng)變阻器的電壓或電流或內(nèi)阻作為自變量,以滑動(dòng)變阻器的最大功率作為因變量,然后構(gòu)造解析公式,然后利用物理知識(shí)求解。
8、內(nèi)阻不純的問題
純內(nèi)阻電路將所有電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,如燉鍋、電熨斗等。非純內(nèi)阻電路的電能除了轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外,還必須轉(zhuǎn)化為其他形式的能量,如電機(jī)等; 純內(nèi)阻電路的所有估算公式,包括推理公式,都可以隨意使用。 對(duì)于非純內(nèi)阻電路,只能用W=UIt作電功率,P=UI作電功率,Q=I2Rt可作電加熱,P heat只能用電加熱功率=I2R; 純內(nèi)阻電路W=Q,非純內(nèi)阻電路W≥Q。
△專項(xiàng)訓(xùn)練
1.燈泡的色溫
1、某個(gè)房間只有一個(gè)標(biāo)有“”的燈泡,小明用一個(gè)一模一樣的燈泡將它們串聯(lián)起來。 在電源電流恒定的情況下,臥室的總色溫為()
A.
B.變暗
C.常數(shù)
D.難以確定
2、額定電流相同的兩只白熾燈A、B串聯(lián)在某電路中,A燈比B燈亮,下列說法正確的是( )
A、燈A的額定功率和實(shí)際功率大于燈B的額定功率和實(shí)際功率
B、燈的額定功率小,但實(shí)際功率大
C.A燈的額定功率和實(shí)際功率均小于B燈的額定功率和實(shí)際功率
D、燈的額定功率大,但實(shí)際功率小
3、按照?qǐng)DA、B所示兩種形式連接兩個(gè)燈泡A、B,可知RA=4Ω,RB=6Ω,供電電流相同。 下列分析正確的是()
?
A.在圖A中,光A比光B亮
B.在圖B中,光A比光B亮
C.圖A中的A燈比圖B中的A燈亮
D、圖A中的總功率大于圖B中的總功率
4、有兩個(gè)小燈泡L1和L2分別標(biāo)有“6V3W”和“9V3W”,不考慮濕度對(duì)鎢絲內(nèi)阻的影響,下列說法正確的是()
A。 正常工作時(shí)L1和L2電壓相同
B. 當(dāng)L1和L2串聯(lián)同時(shí)使用時(shí),兩燈同樣亮
C。 L1和L2并聯(lián)使用時(shí),兩燈消耗的功率相同
D.將L1串聯(lián)12Ω內(nèi)阻,接至電源電流為12V的電路,L1也能正常發(fā)光
5、如圖所示電路,電源電流為12V且保持不變,燈泡L上標(biāo)注“12V2W”,當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí),燈泡L的實(shí)際功率為____W,當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí),燈泡L的實(shí)際功率為____W關(guān)閉時(shí),燈泡L的色溫將____(可選“變亮”、“變暗”或“不變”)。
?
2、電功率比
6. 在圖中所示電路中,電源電流保持恒定。 合上開關(guān)S,接通滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片,使電流表V1的讀數(shù)與電流表V2的讀數(shù)之比為2:1,此時(shí)R2的功率為P1; 再次連接滑動(dòng)片,使電流表V1的讀數(shù)與電流表V2的顯示數(shù)字之比為1:2,此時(shí)R2的功率為P2,則P1:P2為()
?
A。 1:4
B. 1:2
C。 1:1
D. 4:1
7、額定電流均為6V的燈A、B的IU圖如圖所示。 下列說法正確的是( )
?
A、燈A、B的內(nèi)阻均隨電流減小而減小
B. 燈A、B額定功率之比為4:1
C。 當(dāng)A、B兩燈分別接在電流為2V的電源兩端時(shí),內(nèi)阻之比為3:2
D. 當(dāng)兩燈串A、B分別接在電流為8V的電源兩端時(shí),實(shí)際功率比為1:3
8、如圖所示電路中,L1、L2是兩個(gè)恒阻燈泡,A、B是實(shí)驗(yàn)室常用的電壓表或電流表連接的位置。 有些阻值不同的水表分別接在A、B位置,只閉合開關(guān)S1,兩個(gè)燈都亮,兩個(gè)水表表針的偏轉(zhuǎn)角度相同。 關(guān)閉開關(guān)S1,將另一個(gè)水表分別接到A、B位置,合上開關(guān)S1、S2,兩個(gè)燈都會(huì)亮起,那么此時(shí)兩個(gè)燈的比例為____,則水表的比例為____。燈泡L1至L2的電功率為____。
?
9、電熱水器的工作原理如圖所示(已知兩根內(nèi)電阻絲的阻值相等,供電電流不變),有加熱和制熱兩種工作狀態(tài)保存。 當(dāng)開關(guān)S1接通b,S2斷開時(shí),處于____狀態(tài),此時(shí)電路電源為P1; 當(dāng)開關(guān)S1接通,S2閉合時(shí),處于____狀態(tài),此時(shí)電路電源為P2,則P1:P2=____。
?
10、如圖A所示,電源電流恒定,已知固定內(nèi)阻R0為10Ω。 當(dāng)開關(guān)S閉合,滑動(dòng)變阻器的滑塊P從最上端滑動(dòng)到最右端時(shí),電壓表示數(shù)I與連接電路的滑動(dòng)變阻器的電阻R之間的關(guān)系如圖B所示,則圖B中的坐標(biāo)值I1=____A; 當(dāng)電壓表示數(shù)I=0.2A時(shí),R0與R消耗的電功率之比為____。
?
3、動(dòng)態(tài)電路的電力問題
11、如圖所示,電源電流恒定,內(nèi)阻R為固定內(nèi)阻。 以下哪項(xiàng)陳述是正確的?
?
①為降低電路消耗的總功率,可在R上并聯(lián)一個(gè)較大的電阻; ②為了稍微增加電路消耗的總功率,可以在R上并聯(lián)一個(gè)較大的電阻; ③如果給R并聯(lián)一個(gè)等效內(nèi)阻,則該電路在相同時(shí)間內(nèi)消耗的電能為原來的1/2; ④若標(biāo)有“6V2W”的燈泡與R串接,該燈泡剛好可以正常點(diǎn)亮,如果更換為“6V3W”的燈泡與R串聯(lián),則該燈泡實(shí)際消耗的功率必須大于3W。
A。 ①②
B. ②④
C。 ①③
D. ③④
12. 如圖所示,電源電流保持恒定。 當(dāng)開關(guān)S1和S2閉合時(shí),燈L常亮,當(dāng)開關(guān)S2斷開時(shí)( )
?
A、電壓指示數(shù)字變小,燈L仍正常發(fā)光
B、電壓指示數(shù)字變大,燈L變亮
C.電流表示數(shù)不變,電路總功率變大
D.電流表示數(shù)變大,燈管L的實(shí)際功率變小
13、如圖,R1為固定內(nèi)阻,R2為滑動(dòng)變阻器,電源電流恒定。 當(dāng)開關(guān)閉合,滑動(dòng)變阻器的滑塊連接到b端時(shí),下列判斷正確的是()
?
A、電壓表讀數(shù)變大
B.電流表V1的讀數(shù)不變,V2的讀數(shù)變大
C。 R1和R2消耗的電功率之和保持不變
D.電流表V1指示的減少量等于V2指示的減少量
14、如圖所示,電源電流保持恒定,熱敏電阻內(nèi)阻Rt的阻值隨著溫度的降低而減小。 當(dāng)氣溫升高時(shí)關(guān)閉開關(guān)()
?
A.電流表示數(shù)越多,電路消耗的總功率越大
B.電流表示數(shù)越多,電路消耗的總功率越小
C.電流表示數(shù)變小,電路消耗的總功率變小
D.電流表示數(shù)變小,電路消耗的總功率變大
15、如圖所示,要使R1和R2組成并聯(lián)電路,應(yīng)閉合開關(guān)____。 若此時(shí)電壓表A1和A2的讀數(shù)之比為2:5,則R1和R2的內(nèi)阻之比為____,則R1和R2消耗的電功率之比為____。
?
16、如圖所示,電源電流為6V,R為“30Ω0.25A”滑動(dòng)變阻器,R1為“10Ω0.3A”內(nèi)阻,R2為“20Ω0.4A”內(nèi)阻,電流表阻值為0~3V。
?
(1) 當(dāng)S1、S2閉合,S3斷開時(shí),調(diào)節(jié)R,使電路所接電阻為10Ω。 此時(shí)電路消耗的電功率為____W。
(2)斷開S1,閉合S2、S3,調(diào)節(jié)R,使電流表讀數(shù)為1V,則R接入電路的阻值為____Ω。
(3)閉合所有開關(guān),在保證電路安全的前提下,內(nèi)阻R2消耗的電功率范圍為____。
17、圖A所示為新型電飯鍋的簡(jiǎn)化電路圖,R0為固定阻值15Ω,其阻值不受濕度影響。 RT為熱敏電阻阻值,其阻值隨溫度變化如圖B所示。從圖中可以看出,當(dāng)RT的溫度從30℃上升到130℃時(shí),總功率的變化規(guī)律電路是____; 當(dāng)RT的溫度達(dá)到100℃時(shí),RT的功率為____W。
?
4. I—U圖像
18、如圖所示,是通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得的白熾燈L1(“”)和L2(“”)的伏安特性圖。 現(xiàn)在將兩個(gè)燈L1和L2串聯(lián)到220V電源上。 由圖可知L1和L2的實(shí)際功率比約為( )
?
A。 1:1
B. 1:2
C。 3:5
D. 3:8
19、圖A所示電路中,R1為定值內(nèi)阻,R2為滑動(dòng)變阻器,電源電流為3V,保持不變。 開關(guān)S閉合后,滑塊P從端子b連接到端子a。 電流表示數(shù)U與電壓表示數(shù)I的關(guān)系形象如圖B所示。下列判斷錯(cuò)誤的是()
?
A。 R1的內(nèi)阻為5Ω
B. 滑動(dòng)變阻器最大內(nèi)阻10Ω
C。 電路最大消耗總功率為1.8W
D. 電路消耗的最小總功率為1W
20、圖A所示電路的電源電流為3V,燈泡的額定電流為2.5V。 圖 B 顯示了燈泡的 IU 圖像。 閉合開關(guān)S后,下列判斷正確的是()
?
A、當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑塊P向左滑動(dòng)時(shí),燈泡變暗
B. 當(dāng)電壓表示為0.4A時(shí),燈泡內(nèi)阻為25Ω
C。 當(dāng)電流表示為2.5V時(shí),燈泡的功率為1.25W
D. 燈泡正常發(fā)光時(shí)電路中電功率的規(guī)律,滑動(dòng)變阻器電功率為0.25W
21。 圖A所示電路中,電源電流恒定為16V,R0為定值內(nèi)阻,R為滑動(dòng)變阻器。 開關(guān)S閉合后,滑板P滑動(dòng)過程中,電流表的變化與電壓表示關(guān)系如圖B所示。根據(jù)圖像信息,該電路的最大總功率為____W,且滑動(dòng)變阻器的最大電阻為____Ω。
?
22。 如圖A所示,將額定電流為2.5V的小燈泡接入電源電流為4.5V的電路中,合上開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片P,記錄相應(yīng)的電流表和電壓指示并畫出如圖B所示的IU圖中電路中電功率的規(guī)律,小燈泡的額定功率為____W,小燈泡正常發(fā)光時(shí),與電路相連的滑動(dòng)變阻器的內(nèi)阻為____Ω。
?
23。 燈泡的額定電流為36V,通過它的電壓與兩端電流的關(guān)系曲線如圖A所示。
?
(1) 要將多個(gè)這種尺寸的燈泡串聯(lián)到 220V 電??路中,至少必須串聯(lián) ____ 個(gè)燈泡。
(2)將燈泡接入電路,如圖B所示?;瑒?dòng)變阻器上標(biāo)有“80Ω1A”。 當(dāng)開關(guān)S閉合,滑塊P位于中點(diǎn)c時(shí),燈泡消耗的電功率為12W,供電電流為____V。
24。 如圖A所示,電源兩端電流保持不變。 L是標(biāo)有“6V3.6W”的小燈泡。 通過它的電壓與兩端電流的關(guān)系如圖B所示。R0是固定內(nèi)阻。 當(dāng)開關(guān)S、S1、S2全部閉合,滑動(dòng)變阻器的滑塊位于a端時(shí),小燈泡剛好正常點(diǎn)亮,此時(shí)R0消耗的功率為P1; 當(dāng)片滑到中間點(diǎn)時(shí),電壓表讀數(shù)為0.5A; 當(dāng)S和S2閉合時(shí),S1斷開,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片滑到b端時(shí),R0消耗的功率為P2,且P1:P2=9:4。求:
?
(1)小燈泡正常點(diǎn)亮?xí)r的內(nèi)阻。
(2)滑動(dòng)變阻器的最大電阻。
(3)定值內(nèi)阻R0的阻值。
5. 極值和范圍問題
25. 如圖所示,將標(biāo)有“6V3W”的小燈泡L與最大阻值100Ω的滑動(dòng)變阻器R連接在總電流恒定為18V的電路中,鎢絲內(nèi)阻不發(fā)生變化隨著溫度。 電壓表和電流表選擇的電阻值分別為“0~0.6A”和“0~15V”。 在保證電路安全的情況下,下列說法正確的是()
?
A。 燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電壓為0.2A
B. 當(dāng)電壓表指示為0.4A時(shí),電流表指示為4.8V
C。 為了保證電路的安全,滑動(dòng)變阻器允許的最大電阻為36Ω
D. 為了保證電路的安全,滑動(dòng)變阻器允許的最小電阻為24Ω
26. 如圖所示電路,電源電流恒定,燈泡L的尺寸為“6V1.2W”,滑動(dòng)變阻器R2的尺寸為“30Ω1A”,電壓表的阻值為0-0.6A,電流表的阻值為0-3V。 合上開關(guān)S1、S2,將滑塊P滑至a端,電壓指示為0.5A,燈泡正常點(diǎn)亮,則定值內(nèi)阻R1為_____Ω。 閉合開關(guān)S1,保證電路安全,并分析各種可能的情況。 整個(gè)電路的最小功率為(不考慮濕度對(duì)鎢絲內(nèi)阻的影響)。
?
27. 圖中所示電路中,電源電流為9V并保持不變,燈泡標(biāo)有“6V6W”,滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“15Ω1A”,電壓表大小為“0~0.6A”,而電流表的大小為“0~15V”。 求:(假設(shè)小燈泡內(nèi)阻保持不變)
?
(1) 燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓。
(2)當(dāng)電壓指示數(shù)為0.4A時(shí),電流表的讀數(shù)。
(3)為了保證電路的安全,滑動(dòng)變阻器接在電路中電阻最小的位置。
(4)電路消耗的總功率的變化范圍。 (預(yù)估結(jié)果四舍五入至小數(shù)點(diǎn)后一位)
6.定值內(nèi)阻改變功率問題
28、定值內(nèi)阻兩端電流由5V變?yōu)?V,通過其的電壓變化0.2A。 計(jì)算定值內(nèi)阻的阻值及其變化電功率。
29、通過定值內(nèi)阻的電壓從0.2A變化到0.3A,其兩端電流變化3V。 計(jì)算定值內(nèi)阻的阻值及其變化電功率。
七、滑動(dòng)變阻器最大功率問題
30、如圖所示,電源電流為6V,定值內(nèi)阻R0阻值為10Ω,滑動(dòng)變阻器R'最大阻值為20Ω,閉合開關(guān)S,接通滑動(dòng)片P滑動(dòng)變阻器從端子a到端子b。 在此過程中,求出滑動(dòng)變阻器的最大功率。
8、內(nèi)阻不純的問題
31、電機(jī)正常工作時(shí),線圈兩端電流為380V,線圈內(nèi)阻為2Ω,通過線圈的電壓為10A。 電機(jī)1秒內(nèi)產(chǎn)生的熱量為()
A.3800J
b.
C.200J
D.4000J
32、有一臺(tái)直流電機(jī),接入0.2V電流電路時(shí),電機(jī)不轉(zhuǎn),測(cè)得流過電機(jī)的電壓為0.4A; 若將電機(jī)接入2V電流電路,則電機(jī)正常工作,工作電壓為1A。 求(1)電機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率是多少? (2)如果機(jī)殼正常工作時(shí)定子突然卡住,電機(jī)的發(fā)熱功率是多少?
△參考答案:
1.B
2.B
3.B
4.D
5.2; 不變
6.C
7.D
8.4:5; 4:1
9、保溫加熱1:4
10.0.1; 2:1
11.B
12.A
13.D
14.C
15.S1、S3; 3:2; 2:3
16.1.2; 6; 0.45W~1.25W
17、先減后弱; 640
18.D
19.D
20.D
21.25.6;70
22.0.625;8
23.7; 44
24。
25.D
26.20; 0.9
27.
28.5Ω; 2.2W
29.30Ω; 1.5W
30.0.9W
31.C
32.(1)1.5W
(2)8W