中考物理总复习专题--电学计算
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1.如图所示。
灯泡R1的电阻为50Ω、额定功率为2.5W,滑动变阻器R2的最大电阻为200Ω,电源电压为10V 保持不变,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片。
不考虑灯泡电阻随温度变化因素,求:(1)灯泡R1消耗的最大功率是多少?(2)电压表的读数变化范围是多少?2.如图所示,电源电压恒为18V,小灯泡L标有“6V 3W”字样,滑动变阻器R标有“100Ω1A”字样,电压表使用的量程为0~15V,电流表使用的量程为0~0.6A,R0为一定电阻;当闭合开关S、S1,断开S2时,灯泡L恰好正常发光;不计温度对灯丝电阻的影响。
求:(1)小灯泡L的电阻;(2)闭合开关S、S1,断开S2时,通电1min,电流通过定值电阻R0所做的功;(3)当闭合开关S、S2,断开S1时,在保证电表不超量程、灯泡L两端的电压不超额定电压的情况下,滑动变阻器R功率的变化范围。
3.(1)如图甲,n 个相同的电阻R 并联,其总电阻可以用一个等效电阻R′表示(如图乙),请根据并联电路中电流、电压的规律和欧姆定律推证:R′=1/nR .(2)如图丙,A 、B 之间的电压U=220V .通过导线为远处的M 、N 之间的用电器供电,由于距离很远,导线AM 和BN 的电阻不可忽略,它们的总电阻用图中的r 表示,r=4Ω.若M 、N 之间并联10个阻值为R=400Ω的相同电阻,求通过导线AM 的电流大小.(3)试分析说明:在图丙的电路中,M 、N 之间并联的用电器越多,每一个用电器的实际功率越小.4.如图是家庭常用的电热水壶,其铭牌数据如表所示.若加热电阻的阻值不随温度变化而改变,且此时的 大气压为1标准大气压.则:(1)电热水壶正常工作时,其加热电阻的阻值是多少欧姆?(2)装满水后,壶中水的质量是多少千克?(1L=1×10-3m 3)(3)将一满壶20℃的水在1标准大气压下烧开,需要吸收多少热量?[C 水=4.2×103J/(kg•℃)](4)不考虑热量损失,烧开这壶水,需要多长时间?5.某物理兴趣小组的同学们为自己的房间设计了一种冬天取暖的电路模型。
2024年中考物理专题复习—电学计算:电表指针偏转问题一、要点解析1.电表量程有最小分度值电流表电压表大量程0~3A0~15V大量程的最小分度值0.1A0.5V小量程0~0.6A0~3V小量程的最小分度值0.02A0.1V2.注意事项(1)对于同一类型的电表,大量程是小量程的5倍。
(2)对于不同类型的电表,可以设偏转了n格,然后乘上每格所代表的最小分度值,再代入公式中求解。
(3)一定要对各种可能的情况进行分类讨论。
二、典例引领1.电压表与电压表偏转相同角度例1.在图(a)所示的电路中,电源电压为18V且保持不变,电阻R1的阻值为25Ω,滑动变阻器R2上标有“100Ω1A”字样。
闭合开关S后,电压表V1示数为12V。
①求:通过R1的电流I1;②求:此时变阻器连入电路的阻值R2;③若可改变电表的量程,移动滑动变阻器的滑片P,使两电表的指针偏离零刻度线的角度恰好相等,如图(b)所示,求:此时变阻器连入电路的阻值R2′。
解析:①11112V 0.48A 25U I R ===Ω,②211218V 2512.50.48AU R R R R I =-=-=-Ω=Ω③若两个都取大量程,则U 1=U 2=9V ,由U 1∶U 2=R 1∶R 2得R 1=R 2=25Ω,可行;若V 1小量程V 2大量程,则U 1∶U 2=R 1∶R 2=1∶5,R 2=5R 1=125Ω>100Ω,不可行;若V 1大量程V 2小量程,则U 1∶U 2=R 1∶R 2=5∶1,R 2=R 1/5=5Ω,可行。
2.电流表与电压表偏转相同角度例2.在如图所示的电路中,电源电压为18V 且不变,电阻R 1的阻值为15Ω,滑动变阻器R 2上标有“50Ω 1.5A ”字样,所用电表为学校实验室常用电表。
闭合开关S 后,电流表的示数为0.4A 。
①求电阻R 1两端的电压U 1;②如果要使两电表的指针偏离零刻度线的角度相同,且电路能正常工作。
电学基础计算题一、计算题1.(2023·吉林·统考中考真题)在如图所示的电路中,R1的阻值是30Ω,闭合开关S,电流
表A
1
的示数是0.2A,电流表A的示数是0.5A。
求:(1)电源电压;(2)电阻R
2
的阻值。
【答案】(1)6V;(2)20Ω
【详解】解:由电路图知道,R
1与R2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测R1
支路的
电流。(1)因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由UIR知道,电源的电压U=I1R1=0.2A×30Ω=6V(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R
2
的电流
I2=I-I1=0.5A-0.2A=0.3A则电阻R
2
的阻值
22
6V=20Ω
0.3A
UR
I
答:(1)电源电压为6V;(2)电阻R
2
的阻值为20Ω。
2.(2023·甘肃金昌·统考中考真题)如图所示,电源电压为9V且保持不变。闭合开关后,电流表1A的示数为0.4A,电阻215R。求:(1)电流表2A的示数;(2)1分钟内,电阻2R上产生的热量。【答案】(1)1A;(2)324J
【详解】解:由电路图可知,1R、2R并联,电流表1A测1R支路的电流,电流表2A测干路电流。(1)因并联电路中各支路两端的电压相等,则流过电阻2R的电流为
22
9V0.6A
15
UI
R
电流表A
2
的示数为
120.4A0.6A1.0AIII总
(2)1分钟内,电阻2R上产生的热量为
29V0.6A60s324JQWUIt
答:(1)电流表2A的示数是1A;(2)1分钟内,电阻2R上产生的热量是324J。3.(2022·上海·统考中考真题)在如图所示的电路中,电阻R1的阻值为10Ω,电流表的示
数为1.2A。(1)求电源电压U;(2)若在电路中接入一个电阻R
2,使得接入前后电流表的示数变化了0.4A,求电阻R2
的
阻值。
【答案】(1)12V;(2)5Ω或30Ω
【详解】解:(1)电源电压11=1.2A10=12VUIRΩ
2024年中考物理专题复习—电学U-I 或I-U 图像分析与计算类型定值电阻U -I 或I -U图像滑动变阻器U -I 或I -U图像小灯泡U -I 或I -U 图像电路图像考点一:定值电阻U -I 图像或I -U 图像1.定值电阻I -U 图像(1)定值电阻的阻值:01V 2V 3V ===100.1A 0.2A 0.3AU R I ==Ω定(任意对应点)(2)U 电源=I max R 0定=0.3A ×10Ω=3V ①R =0—→I max —→U 电源=U 0(3)max max min 3V 1V=200.1AU R I ==Ω滑滑-②U 滑max =U 电源-U 定min2.定值电阻U -I 图像(1)定值电阻的阻值:03V 9V ==60.5A 1.5AU R I ==Ω定(任意对应点)(2)U 电源=I max R 0定=1.5A ×6Ω=9V ①R =0—→I max —→U 电源=U 0(3)max max min 9V V =120.5AU R I ==Ω滑滑-3②U 滑max =U 电源-U 定min典例引领例1.如图所示电路图,则电源电压是________V ,滑动变阻器的最大阻值是________Ω。
(1)定值电阻的阻值:13V==100.3AU R I =Ω(2)U 电源=I max R 1=0.3A ×10Ω=3V (R =0—→I max —→U 电源=U 0)(3)1min 2max 2max min min 3V 1V=200.1AU U U R I I -===Ω电源-答案:3V ;20Ω。
变式1.如图甲所示电路,电源电压不变,闭合开关后,滑片P 由b 端滑到a 端,电压表示数U 与电流表示数I 的变化如图乙所示。
则可判断电源电压是________V ,变阻器的最大阻值是________Ω。
甲乙答案:12V ;min max max min min 12V V=160.5AR P P U U U R I I -===Ω电源-4变式2.如图甲所示,电源电压不变,闭合开关时,滑动变阻器的滑片P 由b 端滑到a 端,电压表示数U 与电流表示数I 的变化如图乙所示,下列说法不正确的是()甲乙A.电源电压是9VB.定值电阻R 的阻值是6ΩC.滑动变阻器的阻值范围是0~18ΩD.若定值电阻R 出现接触不良时,电流表示数为0,电压表示数为9V 解析:(1)定值电阻的阻值:3V==60.5AU R I =Ω(2)U 电源=I max R 1=1.5A ×6Ω=9V (3)min max max min min 9V V=120.5AR P P U U UR I I -===Ω电源-3答案:C 。
电学计算题进阶【答案】(1)12Ω【详解】解:(1)不考虑温度对灯丝电阻的影响,由第1页,共55页【答案】(1)0.4A~2A;(2)【详解】解:(1)由图可知,闭合开关R1的简单电路,电路的总电阻最小,由欧姆定律可知,电路中的电流最大为第3页,共55页【答案】(1)0.3A ;(2)0~0.2kg ;(3)16.2W【详解】解:(1)由图甲可知,两电阻串联,电流表测电路中的电流。
由图乙可知,压力为零时,压敏电阻的阻值为100Ω,由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知,此时电路中的电流0=100U U I R R R ==+总第5页,共55页【答案】(1)5A ;(2)7.5×105J ;(3)3×104Pa【详解】解:由图甲可知,定值电阻R 0与压敏电阻R 串联,电压表测(1)舱体不漏气时,通过R 0的电流000200V 5A 40U I R ===Ω(2)由图乙可知,舱体内气压为1.0×105Pa 时,压敏电阻R 的阻值为路的电阻特点可知,电路中的总电阻R =R +R =10Ω+40Ω=50Ω【答案】(1)6V ;(2)0.45W ;(3)1200N【详解】解:(1)由图甲可知,闭合开关S ,定值电阻可知当体重计空载时,R =45Ω,I =0.12A ,则电源电压为()(00.12A 45Ω+5ΩU I R R =+=⨯(2)由题图乙可知,当体重计示数为600N 时,压敏电阻的阻值电流为第7页,共55页【答案】(1)800Ω;(2)0.011A ;(3)0.144W【详解】解:(1)如图甲,两个电阻串联,当所测温度达到或超过此时电路中的电流为10mA ;由图乙可知,此时热敏电阻R T 的阻值为R T 两端的电压为T T 0.01A 400Ω4VR U IR ==⨯=【答案】(1)40Ω;(2)0.8W ;(3)200N【详解】解:(1)由题图甲可知,当推力为0时,电阻R 的阻值为(2)用300N 的力推电阻时,电阻R 的阻值为10Ω,电路中的电流6V 0.2A 10+20U I R ===ΩΩ总第9页,共55页【答案】(1)8×106Pa ;(2)1V ;(3)0.03W【详解】解:(1)由p gh ρ=液可知,潜水器下潜至800m 强33=1.010kg/m 10N/kg p gh ρ=⨯⨯⨯海第11页,共55页【答案】(1)1.8W ;(2)1N ;(3)可行,此时R 0的阻值为40Ω【详解】解:(1)当R 与R 0阻值相等,电路中的总电阻为0=20++20=40R R R =ΩΩΩ总电路中的电流为12V ==0.3A 40ΩU I R =总R 消耗的电功率为【答案】(1)0.1A ;(2)10m ;(3)40m【详解】解:(1)由图乙可知,该电路为0R 和p R 的串联电路,电压表测0R 两端的电压;深度表在水面上时,即0m h =时,由图丙可知,此时40p R =Ω,由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知电路中的电流为6V 0.1A U U I ===≈【答案】(1)6Ω;(2)1.8V;(3)0.36W第13页,共55页【答案】(1)12Ω,180J【详解】解:(1)由图可知,电阻电流表测量电路中的电流,当电压表示数为电流的规律可知电阻R【答案】(1)0.48A;(【详解】解:(1)根据灯泡规格,可求灯泡正常发光时的电流为第15页,共55页【答案】(1)0.5A,24Ω;(【详解】解:(1)小灯泡正常发光的电流第17页,共55页【答案】(1)1.5A;(2)9W;【详解】解:(1)由题意可知,电源电压恒为电器,则R1两端电压为6V,【答案】(1)0.4A,550Ω【详解】解:(1)只闭合电压为220V,流过R1的电流为第19页,共55页【答案】(1)110W;(2)2.5A;(【详解】解:(1)由电路图可知,开关路,此时吹冷风,通过电动机的电流为率为【答案】(1)2.5A;【详解】解:(1)如图所示,当旋转触片接触点时电路中的电流为第21页,共55页【答案】(1)0.5A ;(2)1210W ;(3)悦悦同学猜想正确【详解】解:(1)由P UI =可知,电饭煲处于保温档时的额定电流110W ===0.5A 220VP I U 保温保温(2)电饭煲处于保温档时,电阻开关S 1闭合,S 2断开,电阻则电阻R 1和R 2之和第23页,共55页【答案】(1)4.4A ,50Ω;(2)170Ω【详解】解:(1)当开关1S 和2S 均闭合时,R 2短路了,电路中只有时煎饼锅的工作电流为968W 4.4A 220VP I U ===【答案】(1)5Ω;(2)1500J/【详解】解:(1)由U P=第25页,共55页【答案】(1)3V;(2)()5 4.5V15LUL+⨯=+测;5cm~15cm;(3)15Ω【详解】解:(1)开关闭合时,R0与R1串联,P在起始位置A时I A=I1=I0=0.3A由UIR=知道,定值电阻R0两端电压【答案】(1)8V;10Ω;(2)30Ω,1.6W【详解】解:(1)由图甲可知,开关闭合,R1和R电压表V2测的是R2的两端电压,电流表测的是电路电流。
中考物理专题复习《电学计算》测试卷(附参考答案) 学校:___________班级:___________姓名:___________考号:___________一.计算题(共12小题)1.如图所示电路图,电源电压保持不变,灯L1的电阻是20Ω,灯L2的电阻是10Ω,闭合开关S,电流表A1的示数是0.3A,不考虑温度对灯丝电阻的影响。
求:(1)电源电压;(2)通过灯R2的电流;(3)电流表A的示数。
2.如图所示的电路中,电源电压为18V且保持不变,电阻R2为15Ω.闭合开关S,电流表A1的示数为1.8A。
求:(1)电流表A2的示数I2。
(2)R1的阻值。
(3)电路总电阻R。
3.如图所示,闭合开关,当滑片P移动到最左端A处时,电压表示数为6V,电流表示数为0.6A:当滑片P移动到最右端B处时,电压表示数为2V.电源电压保持恒定,求:(1)电源的电压;(2)R的阻值;(3)滑动变阻器的最大阻值。
4.如图所示的电路,电源电压保持不变,R1=30Ω,R2=10Ω.当闭合开关S1、S,断开S2时,电流表的示数为0.4A。
(1)求电源电压;(2)当闭合开关S2、S,断开S1时,求电流表的示数;(3)当闭合开关S1、S2、S时,求电流表的示数。
5.如图所示电路中,小灯泡L标有正常工作参数“6V1A”字样,R2=3Ω,当S1、S2都闭合时,电流表示数为1.2A,这时小灯泡L正常发光,求:(1)电源电压U;(2)电阻R1的阻值;6.某型号油量表工作原理如图甲所示,电源电压恒为24V,R0=20Ω,油量表实际上是量程为0~0.6A的电流表,R1为压敏电阻,其阻值随所受压力F变化的图象如图乙所示。
(1)由乙图可知:压敏电阻R1随压力F的增大而,当油箱中的汽油用完时,R1的电阻为Ω。
(2)油箱装满汽油时,油量表示数为最大值(即电流表满偏),求R1的阻值。
(3)当油箱中的汽油用完时,电路中的电流为多少?7.如图甲是某电子秤的原理示意图,R1为定值电阻,托盘下方的电阻R2为压敏电阻,其电阻大小与托盘内所放物体质量m大小的关系图如图乙所示。
【中考物理】2023届北京市区域高频考点一模复习专题分层—电学计算专题1.如图所示的电路中,电源电开保持不变。
电阻R 1的阻值为10Ω,只闭合开关S 1,电流表A 1的示数为0.3A。
求:(1)电源电压。
(2)再闭合开关S 2,电流表A 2的示数变化了0.1A,电阻R 2的阻值。
2.如图所示的电路中,电源电压U 不变,r 、R 1和R 2均为定值电阻,其中r =1Ω,R 1=14Ω,S 1为单刀单掷开关,S 2为单刀双掷开关。
闭合S 1,将S 2掷于1端,电压表V 的示数U 1=2.8V;将S 2切换到2端,电压表V 的示数U 2=2.7V。
求:(1)电源电压U 的大小;(2)电阻R 2的阻值。
3.如图是某晾衣机的工作电路图,电源电压U =220V,其中R 是发热电阻。
当开关S 1闭合、S 2断开时,晾衣机开启风干功能,其额定功率P 1=44W;当开关S 1、S 2均闭合时,晾衣机开启烘干功能,通过R 的电流I 2=1A。
求:(1)使用风干功能时通过电动机的电流;(2)使用烘干功能时电阻R 在1min 内产生的热量;(3)使用烘干功能1h 消耗的电能。
4.如图是某电蒸锅的内部简化电路图,R 1、R 2均为发热电阻,R 1的阻值为484Ω,加热档功率为1200W。
用此电蒸锅对质量为1.2kg 的水加热使其温度升高75℃,需要的时间为375s,已知c 水=4.2×103J/(kg •℃)。
求:(1)保温档的功率;(2)电阻R 2的阻值;(3)电蒸锅的加热效率。
5.如图所示,小灯泡标有“6V 3W”字样(设灯丝电阻不受温度影响),R 1为定值电阻,R 2为滑动变阻器,其最大阻值为40Ω。
求:(1)小灯泡正常发光时的电阻;(2)当开关S 、S 1、S 2都闭合时,小灯泡恰好正常发光,电流表示数为0.6A,电路工作50s,求R 1的阻值和电流通过R 1产生的热量。
6.随着汽车的普及,车载电饭煲开始得到应用,人们能够在车内随时随地做饭而不受场地的限制,更好满足了旅游个性化要求。
初中物理计算题分类复习一、串、并联电路计算:1、在图1所示的电路中,当S 1闭合,S2、S 3断开时,电压表的示数为6 V,当S 1、S 3断开, S 2闭合时, 电压表的示数为3 V.求:(1)电源电压是多少? (2)当S 1、S 3闭合, S 2断开时, 电压表的示数为多少?2、图2所示,用电压表分别测量L 1两端的电压U 1、L 2两端的电压U 2以及L 1、L 2串联的总电压U ,请根据表盘读数回答下列问题: ⑴ L 1两端的电压U 1是多大? ⑵ L 2两端的电压U 2是多大? ⑶ L 1、L 2串联的总电压U 是多大?⑷ 电源电压是多大?二、欧姆定律计算: 3、如图3所示,R 1=10,R 2=15 ,电流表示数是1A ,求:(1)R 1中电流I 1和R 2中I 2各是多大?(2)电压表的示数是多大?4、如图4所示电路中,当电源电压为4 V 时,电压表的示数为1 V ;当电源电压增至12 V 时,电流表的示数为0.5 A 。
求电阻R 1、R 2的阻值。
三、电功、电功率、焦耳定律计算:5、如图5所示电路,电源电压为4.5V ,R1阻值为5Ω,滑动变阻器R2最大阻值为20Ω,电流表量程为0~0.6A ,电压表量程为0~3V 。
求: (1)滑动变阻器允许接入电路的阻值范围; (2)正常工作时整个电路消耗的最大功率。
6、某电热水瓶的铭牌如下表所示。
若热水瓶内装满水,在额定电压下工作7、(外界大气压强为1个标准大气压)。
求:(1)保温时通过电热水瓶的电流是多少?(2)加热时电热水瓶的电阻多大? (3)若瓶内20℃的水加热10min 正好烧开,则加热时电热水瓶的热效率是多少?(4)请你尝试画出电热水瓶的内部电路图。
型号DSP —19B 电源220V 50Hz功率加热时 1200W保温时 30W容量2L图1图2图3图57、某校同学在研究用电器的电功率时连接了如图6所示的电路,电路中电员两端电压保持不变。
初中物理计算题分类复习一、串、并联电路计算:1、在图1所示的电路中,当S1闭合,S2、S3断开时,电压表的示数为 6 V,当S1、S3断开, S2闭合时, 电压表的示数为 3 V.求:(1)电源电压是多少? (2)当S1、S3闭合, S2断开时, 电压表的示数为多少?2、图2所示,用电压表分别测量L1两端的电压U1、L2两端的电压U2以及L1、L2串联的总电压U,请根据表盘读数回答下列问题:⑴L1两端的电压U1是多大?⑵L2两端的电压U2是多大?⑶L1、L2串联的总电压U是多大?⑷电源电压是多大?二、欧姆定律计算:3、如图3所示,R1=10 ,R2=15 ,电流表示数是1A,求:(1)R1中电流I1和R2中I2各是多大?(2)电压表的示数是多大?4、如图4所示电路中,当电源电压为 4 V时,电压表的示数为 1 V;当电源电压增至12 V时,电流表的示数为0.5 A。
求电阻R1、R2的阻值。
三、电功、电功率、焦耳定律计算:5、如图5所示电路,电源电压为4.5V,R1阻值为5Ω,滑动变阻器R2最大阻值为20Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。
求:(1)滑动变阻器允许接入电路的阻值围;(2)正常工作时整个电路消耗的最大功率。
型号DSP—19B电源220V 50Hz功率加热时1200W 保温时30W图1图2图3图56、某电热水瓶的铭牌如下表所示。
若热水瓶装满水,在额定电压下工作7、(外界大气压强为1个标准大气压)。
求:(1)保温时通过电热水瓶的电流是多少?(2)加热时电热水瓶的电阻多大?(3)若瓶20℃的水加热10min 正好烧开,则加热时电热水瓶的热效率是多少?(4)请你尝试画出电热水瓶的部电路图。
7、某校同学在研究用电器的电功率时连接了如图6所示的电路,电路中电员两端电压保持不变。
当闭合开关S 1滑动变阻器的滑片P 移动到a 时,闭合开关S 2、S 3与断开S 2、S 3,电流表的变化围为0.4A ~0.1A ,电压表的变化围为6V ~4V ;当断开开关S 2和S 3,滑动变阻器的滑片P 移动到距a 点1/2时小灯泡L 正常发光。
广华初中361课堂教学教案 课题:电学计算(4课时) 学科:物理 年级:九年级 主备人:胡春香 授课教师: 内容:电学计算 课型:复习课 审核:赵万宝 授课时间:第 周
(一)电功(W) 1. 概念: 电流通过导体时可以做功。电流做功的过程就是电能转化为其他形式能量的过程。电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能量。 2. 公式: 电功的基本公式是:tIUW
根据欧姆定律,基本公式还可推导出公式RtIWtRUW22 由电功率的定义又推导出:tPW 3. 单位: 焦耳:SWSAVmNJ1111
千瓦时(度):JsWhkW6106.33600100011度 4. 电能表:(俗称电度表) 电能表是测量电功(电能)的仪表,它表盘上的单位是度。电能表的计数器上前后两次读数之差,就是这段时间内用电的度数。
(二)电功率(P) 1. 概念: 电流在单位时间内所做的功叫做电功率。它是反映电流做功快慢的物理量。 2. 公式:
由电功率的定义得tWP
由电功率的定义式和电功的基本公式)(tIUW可导出计算电功率的基本公式
RUPRIPIUP22, 3. 单位: 瓦特:AVsJW1/11 千瓦:WkW10001 4. 额定电压和额定功率: 用电器正常工作时的电压叫做额定电压,用电器在额定电压下的电功率叫做额定功率。这两个数值往往标明在用电器上,不同的用电器这两个数值一般不相同。 当用电器两端的电压等于用电器的额定电压时,其电功率等于它的额定功率,此时用电器正常工作。 当用电器两端的电压小于用电器的额定电压时,用电器的实际功率就小于它的额定功率,该用电器不能正常工作。 当用电器两端的电压大于用电器的额定电压时,用电器的实际功率就大于它的额定功率,该用电器也不能正常工作,并容易损坏。 决定用电器工作状况的是用电器的实际功率,它的大小将随着它两端的实际电压的改变而改变。
(三)实验——测定小灯泡的功率 根据实验要求,自己设计出电路,画出电路图,并连接实物元件组成实验电路。 调节滑动变阻器上的滑片P的位置,用电压表和电流表分别测出小灯泡的实际电压、额定电压和对应的实际电流、额定电流。 用公式IUP计算出小灯泡的实际功率和额定功率。 说明:在连接电路和测量中,要熟练掌握电压表、电流表、滑动变阻器的使用方法;会正确选择量程、接线柱;能准确读数。
(四)焦耳定律 电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正
比。这个规律叫焦耳定律。用公式可表示为:tRIQ2
(五)关于电功、电功率的计算 解题步骤: 1. 在分析题意的基础上画出不同情况下的等效电路图,并在该电路图上注明已知条件及要求的物理量; 2. 运用串、并联电路的特点及求电功率的公式(可直接使用导出式)列出方程或方程组; 3. 求解方程。 主要公式:
RUPRIP
IUP2
2
tRUWtRIW
tIUQUtPW2
2
)(22用只能在纯电阻电路中使用可在任何电路中使tRUtIUtPWQtRIQ
【典型例题】 [例1] 小华家的电热水壶因使用不当而烧坏,他打算自己更换一根电阻丝把壶修好,但不知道电阻丝的阻值,他找出电热水壶的包装盒,上面印有如下的表格: kettle——电热水壶 220V 50Hz
型号 功率 容量
SPS—1.0L 800W 900W 1.0L SPS—1.5L 1200W 1500W 1.5L 根据表格中的资料你能帮小华算出此壶电阻丝的阻值吗? 已知:VU220,WP900 求:?R
解:8.53900484002PUR [例2] 两只灯泡L1和L2分别标有“220V 40W”和“110V 100W”字样,若把它们串联在电路中,总功率最大不得超过多少瓦?若把它们并联在电路中,总功率最大不得超过多少瓦?
已知:VU2201 WP401 VU1102 WP1002
求:串联时的最大总功率?总P 并联时的最大总功率?总P 分析:该题属“照顾弱者”一类典型题,即为了二者都不损坏,在串联时要使通过它们的电流等于二者中额定电流较小的;在并联时要使它们两端电压等于二者中额定电压较小的。
解:121040484001211PUR AUPI11222040111
121100121002222PUR AUPI1110110100222 串联时(如图1甲) ∵ 21II R1R
2I1=
2
11A
(甲)
U2=110V(乙)
R1
R2
图1 ∴ WRRIP44)1211210(1214)(2121总
并联时(如图1乙) ∵ 12UU ∴ WRUP101210121001221实 WPP10022实 ∴ WPPP1101001021实实总
[例3] 灯泡L与定值电阻R0并联接于12V电路中时,灯泡L正常发光,此时干路电流为1.8A。
当把它们串联接于另一电路时,灯泡L的功率为它额定功率的41,电阻R0的功率为0.9W。求灯的额定功率。 此题在串、并联两种状态下电路电压不同,这一类型题求解一般较难。如果巧用比例,可化难为易。 解:根据题意画出等效电路图如图2所示。
由甲图可得LLLPPIURR0,代入数据后LLLPPRR8.1120①
由乙图可得00PPRRLL,代入数据后0RRL6.340LLPPP② 由①②式联立求解得)(8.10舍去WPL,WPL2.7。 PLU=12VRL
R0
I=1.8A
(甲)
U′
(乙)
P′
L
1
4LP=
P0=0.9W
RL
R0
图2 [例4] 用一标有“220V 800W”的电热水壶烧开一壶水,在220V电压下使用时需要1h 4min。八一建军节快到了,李彤和刘宁听说学校附近的铁道兵施工工地喝开水困难,她们组织了班里部分同学去慰问,并带去了这把热水壶,当他们把220V电源接到工地上使用时,发现烧开同样一壶水却需要1h 40min,同学们正疑惑不解时,刘宁说一定是导线太长损耗了一部分功率。导线上损耗功率有多大呢?请你帮她们算一算。为了计算方便,与实际情况相比我们忽略了哪些因素? 此题计算繁锁,如果不讲究计算技巧,很容易出错。遇到这样的习题,在运算过程中应注意:若不到最终结果尽量不要近似计算,尽量保留分数形式,以便在后面的运算中约分、化简。这样不但简化运算,而且保证了最终结果的准确性。以下解析供同学参考。 解:根据题意画出两情况下的等效电路图如图3所示。 在220V电压下烧水时间ht1 min64min4 在工地烧水时间ht1
min100min40因为烧开同样一壶水所需热量相同即:QQ,tPtP ∴
WPttP80010064
由RUP2 ∵ R一定 ∴ P与2U成正比
∴ 54100648008001006422UUPPUU ∴ UUUUr5154 再由乙图串联正比关系:41UUPPrr ∴ WPPr128800100644141 在运算中我们忽略了电热水壶的电阻丝阻值随温度变化的因素。 U=220V(甲)
P=800WR
U=220V(乙)
P′
U′Ur
Pr=?
图3 [例5] 当一个电阻两端电压增加了U时,通过该电阻的电流增加了I(设电阻阻值不变),请证明该电阻功率的变化量IUP。 此题证明方法很多,一般都是公式推导证明,我们应善于用所学过的各种数学工具,例如坐标图象法论证,它比公式推导法更加简单、直观、明了。以下用两种方法论证,供同学们参考、对比。
证一:111112))((IUIIUUPPP
111111IUIUUIIUIU IUUIIU)(11
∵ 011UIIU ∴ IUP 证二:如图4所示 ∵ 3211122SSSIUIUP
而2SIU ∴ IUP(S1、S2、S3表示图4中相应的长方形面积)
OI2
U1UU2
3
△UI
△II1
21
图4 [例6] 有两盏灯泡“220V,40W”、“220V,60W”,但它们的铭牌模糊不清,请你用两种方法分辨它们。 解析:两灯泡的额定功率不同,虽然额定电压相同,但带来的不同点至少有以下几个方