中考总复习 电学计算
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中考专题复习——电学计算题1. 如图10所示电路中,小灯泡L 标有“6V 6W ”字样,R 2=3Ω,当S 1、S 2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R 1的阻值(3)当S 1、S 2都断开时,小灯泡L 消耗的功率.解:(1)当S 1、S 2都闭合时,R 2短路,R 1与L 并联接入电源两端 ∵L 正常发光 ∴电源电压U =U L =6V (2) ∵P L =I L U L 。
∴I L =L L U P =VW 66=1A R 1=11I U =L I I U -1=A A V 12.16-=30Ω (3)当S 1、S 2都断开时,R 2与L 串联在此电路中R L =LLP U 2=W V 6)6(2=6Ω I L =I =R U =L R R U +2=Ω+Ω636V =32AP L =I L 2R L =2)32(A ×6Ω=2.67W2.如图19甲所示的电路中,电源电压为3Ⅴ,小灯泡上标有“2.5Ⅴ 0.25A”字样。
当滑动变阻器的滑片P 从最右端移到a 点时,小灯泡正常发光;再移动滑片到某点b 时,电压表的读数如图19乙所示(电源电压和小灯泡的电阻保持不变).请回答:(1)当滑片P 移到b 点时,电压表的读数为__ 2 V 。
小灯泡的电阻为 10 Ω。
b 点在a 点的__右____边(选填“左”或“右”)。
(2)滑片在b 处时,求滑动变阻器接人电路的阻值是多少? R =U/I=5Ω(3)滑片在b 处时,求滑动变阻器消耗的功率是多少? P=I 2R=0.2W3.某保温电热水壶电路如图21,S 是温控开关,R 1为加热器。
当开关S 接到a 时,电热水壶处于加热状态,此时通过电热水壶的电流是5A ;当水烧开时,开关S 自动切换到b ,电热水壶处于保温状态,此时电热水壶的电功率为165W 。
(不考虑温度对电阻阻值的影响),求: 图21 (1)加热电阻R 1的阻值是多大?(2)在保温状态下,通过电阻R 2的电流是多少?4.小明学习了电功率的知识后,想利用家里的电能表(如图21)和手表,测出一些家用电器的有关数据。
一、公式 定律二、串并联电路特点三、比例关系四、电学计算题解题策略电学计算题大致可分为两类:一类是电路不变化的题目,另一类是电路变化的题目,如变阻器滑片的移动、开关的断开闭合等,解题时要注意电路连接方式的变化。
解题的一般步骤:1、读懂题意:(1)搞清楚电路的连接情况,有时需要根据题意画出等效电路图。
(2)明确电流表、电压表测哪部分电路。
(3)分析题目要求解决的问题是什么,已知条件和已知量有哪些,包括一些隐含条件如:电源电压不变、定值电阻阻值不变。
2、仔细审题:综合运用电学公式定律、串并联电路特点、比例关系等,(1).分析电路由哪几部分组成,各部分物理量之间有什么关系。
(2). 从已知条件出发,分析题中各部分电路(包括总电路)已知了哪些量,进一步可知道哪些量,直到题中要求量。
例如:对于一个电阻,电流I 、电压U 、电阻R 、电功率P 四个量中知道其中两个就可以求出另外两个,如果还能知道时间t ,又能求出消耗的电能W 和产生的热量Q 。
再如:串联电路中知道通过一个元件的电流就知道了其它所有元件的电流; (3). 从要解决的问题出发,思考要求出这个量需要知道哪些量,直到题中已知量。
(4)综合分析已知量和要求量,选择合适的公式、方法。
电路变化的题目要注意分析变化前后电路连接情况的变化、电阻的变化,分析每部分电路哪些量发生了变化,哪些量没有变化。
3、确定解题方法:大部分题目可根据已知条件,运用电学公式定律、串并联电路特点、比例关系等逐步求解,也有一些需要利用等量关系来列方程或方程组求解。
解题要注意的问题:1、运用好三个渠道即通过电学公式定律、通过串并联电路特点、通过比例关系求解;两个隐含条件即电源电压不变、定值电阻阻值不变;一个桥梁即电阻或电阻之比。
2、要根据已知量和要求量来选择运用哪个公式或规律,选择的公式或列出的关系式、方程式中要尽可能多包含已知量和要求量。
3、要注意某些规律的前提条件,注意统一单位,注意公式中各量的对应关系。
2024年九年级中考物理专题复习:电学计算题1.如图所示电路,设电源电压不变,灯丝电阻不随温度变化。
当只闭合开关S1时,电流表的示数是I1。
当只闭合开关S2时,电流表的示数是I2。
当开关S1、S2都闭合时,灯L正常发光,电流表的示数为I3。
当开关S1、S2都断开时,电流表的示数是I4,电压表V1、V2示数之比为3∶1,此时R L消耗的电功率为0.5W;已知I1∶I2=3∶1,求:(1)电阻R1∶R2;(2)电流I3∶I4;(3)电路总功率的最大值P m。
2.如图甲是饮水机简化的电路图。
它有“加热”和“保温”两挡,其中R1为发热电阻,R2为定值电阻。
如表是该饮水机的相关技术参数。
图乙是实验室电能表的示意图。
已知饮水机在保温挡和加热挡工作时,发热电阻R1的电功率之比为1∶121。
[已知c水=4.2×103J/(kg•∶),ρ水=1.0×103kg/m3,不考虑温度对电阻的影响]求:(1)储水罐注满水时,水温升高50∶,需要吸收多少热量?(2)电阻R2的阻值是多少?(3)在测试时将其他用电器都关闭,只将饮水机置于加热挡工作,发现电能表的转盘在3min 内转了50转,则此时实验室电路的实际电压是多少?额定电压220V加热挡额定功率605W额定频率50Hz储水罐容积0.8L3.南宁轨道交通的开通运营,大大方便了市民的出行。
某学校组织同学们收集到地铁机车在某段运行区间内的相关数据如表:根据表中信息,回答下列问题。
(1)该区间内,地铁机车以60km/h的速度运行30km,需要多长时间?(2)该区间内,地铁机车运行30km消耗多少电能?4.某型号电烤箱的加热和保温两个挡位的简化电路如图所示,已知该电烤箱的保温挡位的电功率为440W,加热挡位的电功率为1100W,R1、R2为电阻不变的电热丝。
(1)当图中开关S 、S1时(选填“闭合”或“断开”),电路处于保温状态;(2)R1的阻值;(3)当开关S、S1均闭合时电烤箱工作20min产生的热量;(4)若电阻丝R2烧断,请通过计算说明能否用2根“220V 330W”的电热丝并联代替R2,让电烤箱恢复正常工作。
中考物理电学计算电学计算是物理学中重要的一部分,主要涉及到电流、电压、电阻、功率等方面的计算。
它是电路分析的基础,也是理解电路工作原理和解决电路问题的关键。
一、电流的计算电流是电荷通过导体的速率,通常用单位时间内通过导体横截面的电荷量表示。
电流的计算公式为:I=Q/t其中,I表示电流,Q表示通过导体横截面的电荷量,t表示时间。
例如,电路中的电子流动速度为1mm/s,通过导体横截面的电荷量为2C,求电流。
解:根据电流的定义,电流等于单位时间内通过导体横截面的电荷量,所以有:I=Q/t=2C/1s=2A所以该电路中的电流为2A。
二、电压的计算电压是单位电荷在电场中具有的电势能,也可以理解为两点之间的电势差。
电压的计算公式为:U=W/Q其中,U表示电压,W表示两点之间的电势差,Q表示单位电荷所具有的电荷量。
例如,电路中两点之间的电势差为10V,单位电荷所具有的电荷量为1C,求电压。
解:根据电压的定义,电压等于两点之间的电势差,所以有:U=W/Q=10V/1C=10V/C所以该电路中的电压为10V/C。
三、电阻的计算电阻是电流流过导体时所遇到的阻碍,也可以理解为导体对电流的阻碍程度。
电阻的计算公式为:R=U/I其中,R表示电阻,U表示电压,I表示电流。
例如,电路中的电压为10V,电流为2A,求电阻。
解:根据电阻的定义,电阻等于电压与电流的比值,所以有:R=U/I=10V/2A=5Ω所以该电路中的电阻为5Ω。
四、功率的计算功率是单位时间内所做的功,也可以理解为单位时间内所消耗的能量。
功率的计算公式为:P=W/t其中,P表示功率,W表示所做的功,t表示时间。
例如,电器在2h内消耗了50J的能量,求功率。
解:根据功率的定义,功率等于单位时间内所消耗的能量,所以有:P=W/t=50J/2h=25J/h所以该电器的功率为25J/h。
以上是电学计算的基本知识点和相关公式,通过对电流、电压、电阻、功率等方面的计算,可以更好地理解和分析电路的工作原理,解决电路问题。
浙教版科学中考复习:电学电学是浙教版科学中考中的重要内容,对于学生来说,掌握好电学知识不仅有助于应对考试,更能为今后的学习和生活打下坚实的基础。
接下来,让我们一起系统地复习一下这部分知识。
一、电荷与电流电荷是电学的基础概念。
自然界中存在两种电荷:正电荷和负电荷。
同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
电流的形成是由于电荷的定向移动。
金属导体中,自由电子的定向移动形成电流。
电流的方向规定为正电荷定向移动的方向。
在电源外部,电流从电源的正极流向负极;在电源内部,电流从负极流向正极。
电流的大小用电流强度来表示,简称电流,符号是 I,单位是安培(A)。
电流表是测量电流大小的仪器,使用时必须串联在电路中,并且要让电流从正接线柱流入,从负接线柱流出。
二、电压电压是使电路中形成电流的原因。
电源是提供电压的装置。
电压的单位是伏特(V)。
电压表要并联在电路中,测量时同样要注意正负极的连接。
串联电路中,电源电压等于各用电器两端电压之和;并联电路中,各支路两端电压相等,都等于电源电压。
三、电阻电阻表示导体对电流阻碍作用的大小,符号是 R,单位是欧姆(Ω)。
影响电阻大小的因素有导体的材料、长度、横截面积和温度。
同种材料、横截面积相同的导体,长度越长,电阻越大;同种材料、长度相同的导体,横截面积越大,电阻越小。
滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻大小的。
在电路中,滑动变阻器要与被控制的用电器串联。
四、欧姆定律欧姆定律是电学中的重要定律,内容是:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
表达式为 I = U / R 。
利用欧姆定律可以进行相关的计算,解决电路中的问题。
但要注意,欧姆定律只适用于纯电阻电路。
五、串并联电路的特点串联电路中,电流处处相等,总电压等于各部分电路电压之和,总电阻等于各串联电阻之和。
并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,各支路两端电压相等,总电阻的倒数等于各并联电阻倒数之和。
初中电学公式大全电学是物理学的一个重要分支,研究电荷、电场、电流、电压等与电有关的现象和规律。
在初中电学的学习中,我们会遇到许多与电有关的公式,这些公式可以帮助我们计算电路中的各种参数。
下面是初中电学常用的一些公式大全。
1.电量公式:Q=n×e其中,Q代表电量,n代表电荷数目,e代表元电荷的大小(e=1.6×10^-19C)。
2.电流公式:I=Q/t其中,I代表电流,Q代表通过某一点的电量,t代表通过该点的时间。
3.电阻公式:R=ρ×L/A其中,R代表电阻,ρ代表电阻率,L代表导体长度,A代表导体的横截面积。
4.电压公式:V=I×R其中,V代表电压,I代表电流,R代表电阻。
5.电功公式:W=V×Q其中,W代表电功,V代表电压,Q代表电量。
6.欧姆定律:U=I×R其中,U代表电压,I代表电流,R代表电阻。
7.等效电阻公式(串联):R=R1+R2+R3+...在串联电路中,总电阻等于各电阻之和。
8.等效电阻公式(并联):1/R=1/R1+1/R2+1/R3+...在并联电路中,总电阻的倒数等于各电阻倒数之和。
9.功率公式:P=V×I其中,P代表功率,V代表电压,I代表电流。
10.电能公式:E=P×t其中,E代表电能,P代表功率,t代表时间。
11.等效电容公式(串联):1/C=1/C1+1/C2+1/C3+...在串联电路中,总电容的倒数等于各电容倒数之和。
12.等效电容公式(并联):C=C1+C2+C3+...在并联电路中,总电容等于各电容之和。
13.高斯定理:Φ=E×S=(Q/ε₀)×S其中,Φ代表电通量,E代表电场强度,S代表电场强度的面积,Q代表电场强度穿过的面积。
14.库伦定律:F=(k×Q1×Q2)/r^2其中,F代表电力,k代表库仑常量(k≈9×10^9N·m²/C²),Q1和Q2代表两个电荷的大小,r代表两个电荷之间的距离。
第50讲中考必考的电学计算题型在中考电学计算题中,常见的题型有三个:电阻计算、电流计算和电压计算。
下面将详细介绍这三个题型以及解题思路。
一、电阻计算电阻计算是中考电学计算题中最基础的题型之一、电阻的计算公式是R=V/I,其中R表示电阻,V表示电压,I表示电流。
在给定电压和电流的情况下,可以通过这个公式计算出电阻的值。
二、电流计算电流计算是中考电学计算题中比较常见的题型之一、电流的计算公式是I=V/R,其中I表示电流,V表示电压,R表示电阻。
在给定电压和电阻的情况下,可以通过这个公式计算出电流的值。
三、电压计算电压计算是中考电学计算题中比较复杂的题型之一、电压的计算公式是V=IR,其中V表示电压,I表示电流,R表示电阻。
在给定电流和电阻的情况下,可以通过这个公式计算出电压的值。
解题思路:1.首先,分析题目中给出的信息,确定需要计算的未知量是什么。
2.然后,根据给出的已知量和公式,选择合适的公式计算未知量的值。
3.最后,按照计算公式进行计算,注意单位的转换和保留有效数字的规则。
举例1:电阻计算已知一台电视机的电压为220V,电流为2A,求电视机的电阻。
解题步骤:1.根据已知的电压和电流,利用电阻计算公式R=V/I,代入数值得到电阻R=220V/2A=110Ω。
举例2:电流计算一台电灯的电阻为80Ω,电压为220V,求电灯的电流。
解题步骤:1.根据已知的电压和电阻,利用电流计算公式I=V/R,代入数值得到电流I=220V/80Ω=2.75A。
举例3:电压计算一个电路中的电流为3A,电阻为100Ω,求该电路的电压。
解题步骤:1.根据已知的电流和电阻,利用电压计算公式V=IR,代入数值得到电压V=3A*100Ω=300V。
通过以上例题可见,掌握电阻、电流和电压的计算方法,并能运用公式来解答题目,是中考电学计算题的核心。
同时,需要注意单位的转换和有效数字的规则,保持计算过程的准确性。
【例1】(多选)如图所示的电路中,开关S 闭合后,电流表A 1和A 2的示数分别为0.6A 和0.5A 。
分析R 1、R 2、R 3的大小可能是( )A .R 1=R 2=R 3B .R 1>R 2>R 3C .R 1<R 2<R 3D .R 1=R 2>R 3【例2】(多选)如图所示电路,电源电压保持不变。
当开关S 1、S 3闭合,S 2断开时,电路的功率为48W 。
若此时把开关S 2也闭合时,电路的功率增加了216W ,电流表A 1、A 2的示数之比是2∶1。
则下列说法正确的是( )A .电阻R 1与R 2阻值之比为1∶2B .电阻R 1与R 3的电功率之比为1∶3C .电路中的开关都闭合与只闭合S 3时,电流表A 两次的示数之比为11∶1D .开关都闭合时电流表A 2、A 3的示数之比是2∶3【例3】(多选)如图所示,只闭合开关S 3,灯L 1的功率为4W ,只闭合开关S 1和S 2时灯L 1的功率为9W 。
设灯丝电阻不变。
下列说法正确的是( )A .只闭合S 3和只闭合S 1和S 2时,灯L 1两端的电压之比是2∶3B .L 1、L 2两灯灯丝电阻之比是2∶1C .只闭合S 3灯L 1的功率为P 1,只闭合S 1和S 2灯L 2的功率为P 2,则P 1∶P 2=2∶1D .只闭合S 3和只闭合S 1和S 2时,电路消耗的总功率之比是3∶2电学综合计算(二)【例4】如图所示的电路中,电源电压为20V保持不变。
当开关S闭合,滑动变阻器的滑片滑至最左端时,电流表示数为1.25A;当开关S断开,滑动变阻器接入电路中的电阻为其最大阻值的14时,电压表的示数为10V。
若电压表量程为0-15V,断开开关S,电阻R1的最小功率是W。
【例5】(2008无锡)在学校举行的物理创新大赛上,小明和小红所在的科技小组分别设计了一种测量托盘所受压力的压力测量仪,如图甲、乙所示。
两装置中所用的器材与规格完全相同,压力表是由电压表改装而成,R1为定值电阻,阻值为10Ω,R2为滑动变阻器,规格为“10Ω1A”。
初中物理电学计算公式电学计算是物理学课程中非常重要的一部分,不仅是学生理解和应用电学知识的基础,更广泛地应用于现代科学和工业领域。
下面我们将为大家介绍一些常见的电学计算公式,帮助大家更好地掌握电学知识。
1. 电阻的计算公式电阻是电学中一个非常重要的概念。
电阻的单位为欧姆,符号为Ω。
电阻通常用来描述电路中电流流过的障碍程度。
电阻的计算公式如下:R=V/I其中,R代表电阻,V代表电压,I代表电流。
该公式表明电阻与电压成正比,与电流成反比。
因此,当电压增加时,电流也会增加,电阻也会增加。
当电流增加时,电压也会增加,但电阻会减小。
2. 电功率的计算公式电功率是描述电器耗电能力的指标。
电功率的单位为瓦特,符号为W。
电功率的计算公式如下:P=V×I=RI²=V²/R其中,P代表电功率,V代表电压,I代表电流,R代表电阻。
该公式表明电功率与电压和电流的乘积成正比,与电阻和电流平方成正比,与电压平方和电阻成反比。
因此,当电压和电流都增加时,电功率也会增加。
3. 电量的计算公式电量是描述电流通过电路的能量大小的指标。
电量的单位为库仑,符号为C。
电量的计算公式如下:Q=It其中,Q代表电量,I代表电流,t代表时间。
该公式表明电量与电流和时间的乘积成正比。
因此,当电流增加或时间增加时,电量也会增加。
在电路中,电量通常用来计算电池的电荷和电容器中存储的电荷。
4. 电容的计算公式电容是电学中一种描述电路中储存电荷能力的指标。
电容的单位为法拉,符号为F。
电容的计算公式如下:C=Q/V其中,C代表电容,Q代表电荷,V代表电压。
该公式表明电容与电量成正比,与电压成反比。
因此,当电量增加时,电容也会增加。
在电路中,电容通常用来描述电容器的大小和存储电荷的能力。
总的来说,电学计算公式是物理学中不可或缺的一部分,具有广泛的应用价值。
通过学习这些公式,我们可以更好地理解和应用电学知识,进一步深化对电路和电器的理解。
总复习:电学计算(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:t I U W ⋅⋅=根据欧姆定律,基本公式还可推导出公式⎪⎩⎪⎨⎧==Rt I W t R U W 22由电功率的定义又推导出:t P W ⋅= 3. 单位:焦耳:S W S A V m N J ⋅=⋅⋅=⋅=1111千瓦时(度):J s W h kW 6106.33600100011⨯=⨯==⋅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tW P =由电功率的定义式和电功的基本公式)(t I U W ⋅⋅=可导出计算电功率的基本公式⎪⎩⎪⎨⎧==⋅=R U P R I P I U P 22, 3. 单位:瓦特:A V s J W ⋅==1/11 千瓦:W kW 10001= 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I U P ⋅=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:t R I Q ⋅⋅=2(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:⎪⎩⎪⎨⎧=⋅=⇒⋅=R U P R I P I U P 22⎪⎩⎪⎨⎧⋅=⋅⋅=⇒⋅⋅=⋅=⋅=t R U W tR I W t I U Q U t P W 22 ()⎪⎩⎪⎨⎧⋅=⋅⋅=⋅==⋅⋅=)(22用只能在纯电阻电路中使用可在任何电路中使t R U t I U t P W Q t R I Q【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 800W900W1.0L SPS —1.5L1200W 1500W1.5L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:V U 220=,W P 900= 求:?=R解:Ω≈==8.53900484002P U R [例2] 两只灯泡L 1和L 2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:V U 2201= W P 401= V U 1102= W P 1002=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:Ω===121040484001211P U R A U P I 11222040111=== Ω===121121002222P U R A P I 101002=== ∴ P =总W P P 10022==实 ∴ W P P P 1101001021=+=+='实实总[例3] 灯泡L 与定值电阻R 0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R 0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L L L P P I U R R -⋅=0,代入数据后ΛΛL LL P P R R -⨯=8.1120① 由乙图可得00P P R R L L '=,代入数据后=0R R L ΛΛ6.340L L PP P =②由①②式联立求解得)(8.10舍去W P L -=,W P L 2.7=。
[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h t 1= min 64min 4= 在工地烧水时间h t 1='min 100min 40=因为烧开同样一壶水所需热量相同即:Q Q =',t P t P ⋅='⋅' ∴W P t t P 80010064⨯=⋅'=' 由RU P 2= ∵ R 一定 ∴ P 与2U 成正比∴ 54100648008001006422='⇒=⨯='='U U P P UU ∴ ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=='U U U U r 5154再由乙图串联正比关系:41='='U U P P r r ∴ W P P r 128800100644141=⨯⨯='= 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。
[例6] 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面:电阻、实际功率等。
答案:至少有以下几种:① 目测比较灯丝粗细;粗的电阻小,为“220V ,60W ”;② 用万用表电阻档测量,电阻大为“220V ,40W ”;③ 用“伏安法”测定;④ 正常工作 比较亮度,亮度大的是“220V ,60W ”,任选两种。
拓展延伸:对于此类开放性题,紧抓住物理特征,电阻、实际功率的不同,方法可以由这两个物理比较去展开,如此则打开思路,方法多变。
[例7] 小刚用甲、乙两只小灯泡做如图5所示的串联、并联研究实验,发现两种不同的现象,并记录在表中。
(1)比较两次实验中,电路消耗的总功率的大小; (2)比较甲R 与乙R 的大小;(3)请分析一下这些现象产生的原因。
串联 并联 甲灯 亮 暗 乙灯暗亮甲乙甲乙图5解析:由于两电路中的总电压相同都等于电源电压,由U P 2=知,电阻大的功率小。
在串联电路中,由R I P 2=,电阻大灯泡亮一些;在并联电路中,由RU P 2=,电阻小的灯泡亮一些。
答案:(1)并联电路的总功率比串联电路的总功率大; (2)乙甲R R >;(3)在串联电路中,由R I P 2=知:甲的电阻大,甲的功率大,甲灯亮;在并联电路中,由RU P 2=,甲的电阻大,甲的功率小,甲灯暗。
方法提炼:题目只发现甲、乙两灯亮暗不同,解答本题的关键是灯泡的亮暗由灯泡的实际功率决定,根据串联电路和并联电路的功率公式特点,采用控制变量的方法进行判断。
[例8] 如图6所示,电源电压和灯泡电阻不变,当合上开关S 1,断开开关S 2和S 3时,电灯R 1正常发光,电压表示数为6V ;当合上开关S 1,S 2,断开S 3时,电流表示数为1A ;当合上S 3,断开S 1、S 2时,灯R 1的实际功率为其额定功率的1/9,R 2消耗的功率为0.6W ,求灯L 的额定功率和电阻R 3的阻值。
图6解析:由于电路变化大,所以在求解过程中,首先作出等效电路图,再根据电路特点,联系各量列方程求解。
答案:(1)当S 1闭合,S 2,S 3断开时,等效电路如图7所示,电压表示数为6V ,恰好是电源电压,同时灯泡正常发光,此时灯泡功率为额定功率,1212)6(R V R U P ==额 ①(2(322121U U R R =即22212221U U R R = ④ 将③式代入④式得:212203R R =,代入②式得:)203(6203211211R R R R +=⋅ 0406121=--R R解得Ω=101R 或Ω-=41R (舍去),故Ω=152R因为9156.06.0222=Ω⨯=⋅=W R W U ,故V U 32= 由图可知1313U U R R =,VV V V R 2326103--=Ω,解得Ω=53R W R P L 6.3612==额易错分析:求解电学综合题的思路很多,本题用常规按电路变化的顺序,列方程求解的方法,解本题的关键是按题目要求画出各种情况下对应的等效电路图,然后各个电路分步求解,思路明晰、清楚。
【模拟试题】(答题时间:60分钟) 一. 单项选择题1. 把同样长短和同样粗细的一根铜导线和一根镍铬合金导线串联在电路中,下列说法中正确的是( )A. 铜导线两端电压大,通过的电流大B. 镍铬合金两端电压大,通过的电流大C.D. 2. 如图1范围为10~7.2V A. Ω0,V 2.73. 如图2A. A 1C. A 34. A. C. 5. 在图3A. 电流表损坏 C. 灯L 2断路 D. 灯L 2短路VL1L2AS图3二. 实验题6. 两盏电灯L1和L2,L1的电阻比L2的电阻大;若将它们串联接入电路中时,加在灯两端的电压较大,在相等时间里,电流流过灯所做的功较多。