2013电功率全面解析
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初中物理《电功率》电功率,这个概念是初中物理中一个非常重要的概念,它表示单位时间内消耗电能的多少。
在学习电功率之前,我们需要先了解电能和电功率的关系。
电能,顾名思义,就是电流所做的功,它等于电流、电压和时间的乘积。
而电功率则是单位时间内消耗的电能,它等于电流、电压和时间的比值。
在电功率的计算中,我们通常使用公式 P = IV,其中 P表示电功率,I表示电流,V表示电压。
在理解电功率的概念之后,我们就可以开始学习电功率的计算方法了。
我们需要知道如何使用万用表测量电流和电压。
然后,我们可以通过改变电流或电压的大小来观察电功率的变化。
通过实验,我们可以发现,当电流或电压增大时,电功率也会相应增大。
除了使用万用表测量电功率之外,我们还可以使用电能表来测量电功率。
电能表是一种专门用来测量电能的仪表,它能够直接读出电功率。
在使用电能表时,我们需要将电能表安装在电路中,并将电能表的读数与电路中的电流和电压进行比较,以便找出电路中的问题。
在学习电功率的过程中,我们还需要了解一些常见的用电设备和它们的电功率。
例如,一台电风扇的电功率为 50瓦,一台微波炉的电功率为 1000瓦等等。
通过了解这些用电设备和它们的电功率,我们可以更好地理解电功率的概念和应用。
电功率是初中物理中的一个重要概念,它表示单位时间内消耗电能的多少。
通过学习电功率的计算方法和常见的用电设备和它们的电功率,我们可以更好地理解电能和电功率的关系和应用。
初中物理电功率课件一、引言电功率是物理学中的一个重要概念,是表示消耗电能快慢的物理量。
在初中物理课程中,电功率的学习是学生对电能、电热等电力现象理解的关键部分。
本课件旨在帮助学生掌握电功率的基本概念和计算方法,并通过实验探究活动,提高学生的实践能力和科学素养。
二、教学目标1、理解电功率的概念和单位;2、掌握电功率的计算方法;3、通过实验探究活动,理解电功率与电能、电热的关系;4、培养学生的观察能力、实验操作能力和科学思维能力。
初中物理电功率知识总结篇一:初三物理电功率知识点汇总初三物理电功率知识点汇总知识网络重、难点聚焦(一)电功率1.三个物理量① 电能(W):国际单位制中的单位是焦耳(J),常用单位是千瓦时(kW·h)俗称度,1度=1kW·h=② 电功率(P):电流在单位时间内所做的功。
它是表示电流做功快慢的物理量。
国际单位制中单位是瓦特(W)常用单位是千瓦(kW)。
③ 电热(Q):电流通过导体产生的热。
国际单位制中单位是焦耳(J)。
2.两个重要实验① 测量小灯泡的电功率测量原理电路设计操作步骤注意事项:A.连接时,开关断开,防止因短路而损坏电源或灯泡。
B.闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑至滑动变阻器的最大阻值处,防止电路中的电流过大,将灯烧坏。
C.电源电压应高于灯泡的额定电压,防止无法调节到额定电压。
D.电压表的量程应大于灯泡的额定电压,电流表的量程应大于灯泡正常工作时的电流。
E.滑动变阻器允许通过的最大电流要大于灯泡正常工作时的电流,滑动变阻器的最大电阻值应与灯泡的电阻差不多,以使调节效果明显。
F.通过三次不同电压下(额定电压,1.2倍额定电压和低于额定电压)的测量,体会用电器的实际功率并不一定等于额定功率,而是取决于加在用电器两端的实际电压。
G.在做第二次实验时(实际电压不能超过额定电压的1.2倍)需要小心调节滑动变阻器,以免烧坏灯泡。
H.实验前,要检查电路并试触,实验结束后,要先断开开关,再整理器材。
② 探究影响电热大小的因素研究方法:控制变量法电路设计:根据煤油的温度变化来判断电流通过电阻丝产生电热的多少。
操作步骤:实验结论:3.一个定律——焦耳定律①内容:电流通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。
②表达式:。
4.三个基本公式及其推导公式① ②(所有电路),推导公式:(所有电路),推导公式:(纯电阻电路)(纯电阻电路)(纯电阻电路)③(所有电路),推导公式:5.两个比例(纯电阻电路)(1)串联电路(成正比)(2)并联电路(成反比)(二)安全用电1.家庭电路的电压火线和零线之间的电压是220V,火线和地线之间的电压是220V。
物理电功率知识点电功率是物理学中描述电流做功快慢的物理量,它表示单位时间内电能的转换或消耗。
以下是物理电功率的知识点总结:1. 电功率的定义:电功率是单位时间内电流做功的多少,其国际单位是瓦特(W),常用单位还有千瓦(kW)和毫瓦(mW)。
2. 电功率的计算公式:电功率P可以通过电压U、电流I和电阻R之间的关系来计算。
基本公式为P=UI,其中U是电压,I是电流。
3. 电功率与电阻的关系:在电压一定的情况下,电功率与电阻成反比。
即电阻越大,电功率越小;电阻越小,电功率越大。
4. 电功率的计算:在纯电阻电路中,电功率还可以通过P=I^2R或P=U^2/R来计算,其中I是电流,R是电阻。
5. 功率因数:在交流电路中,功率因数是电流与电压相位差的余弦值,它反映了电能的有效利用程度。
功率因数越接近1,电能的利用效率越高。
6. 电功率的测量:电功率可以通过电流表和电压表测量电流和电压,然后通过公式计算得出。
也可以使用功率表直接测量。
7. 电功率的应用:电功率在日常生活中有广泛的应用,如家用电器的功率标签、工业设备的功率控制等。
8. 电功率与能量的关系:电功率是电能转换速率的度量,电能可以通过电功率和时间的乘积来计算,即W=Pt,其中W是电能,P是电功率,t是时间。
9. 电功率的单位换算:1kW=1000W,1mW=0.001W,这些单位换算在计算和实际应用中非常重要。
10. 电功率的安全性:在使用电器时,需要注意电功率的大小,避免超过电路的承载能力,以防止过载和火灾等安全事故的发生。
通过以上知识点的总结,可以全面了解电功率的基本概念、计算方法、应用以及相关的安全知识。
电功率知识点总结电功率是描述电能转化速度的物理量,它是电流和电压的乘积。
在工程实践中,电功率是电能使用效率的重要指标。
本文将对电功率的定义、计算方法、单位及应用等方面进行总结。
一、定义和基本概念电功率是电能在单位时间内被转化或消耗的速率,用符号P表示。
根据欧姆定律,电阻为R的电路中通过的电流为I,电压为U,根据功率公式P=UI,可以得到电功率与电流和电压的关系。
功率的单位是瓦特(W)。
为了更好地描述电功率,常用有功功率和无功功率的概念。
有功功率是指电能转化成其他形式能量(如热能、光能等)的功率,是真实的功率。
而无功功率是指电能在电路中来回交换而没有被转化的功率,通常表现为电能的来回流动,不做实际的能量转化。
有功功率和无功功率之和即为视在功率。
视在功率是描述电路总功率大小的一个参数。
二、电功率的计算方法电功率可以通过以下几种方法计算得到:1. 直流电路中的功率计算在直流电路中,电功率的计算相对简单,可以直接利用功率公式P=UI计算。
其中U为电压,I为电流。
2. 交流电路中的功率计算在交流电路中,电流和电压随时间变化,所以电功率计算需要考虑到电流和电压的相位差。
根据瞬时功率的定义,瞬时功率P(t)等于电压U(t)和电流I(t)的乘积。
然而,由于电流和电压的相位差,瞬时功率也随时间变化,因此需要用到复数的概念。
在交流电路中,有功功率和视在功率的计算公式分别为:有功功率P = UI * cos(θ)视在功率S = UI其中,cos(θ)为功率因数,表示电路中有多少功率被转化为有用的功耗。
三、电功率的单位电功率的单位是瓦特(W)。
瓦特是国际单位制(SI)中的功率单位,表示每秒转化的能量。
较小的电功率单位还包括千瓦(kW,1千瓦=1000瓦)和毫瓦(mW,1毫瓦=0.001瓦),较大的单位包括兆瓦(MW,1兆瓦=10^6瓦)和千兆瓦(GW,1千兆瓦=10^9瓦)。
四、电功率的应用电功率作为电能使用效率的重要指标,广泛应用于各个领域。
【初中物理】初中物理电功率知识点详解【—电功率详解】下面是对物理中关于电功率知识点的内容讲解知识,希望可以很好的帮助同学们的学习。
电力一.电能1.电能的产生:其他形式的能量被转换成电能。
2.电能的利用:电能转化成其他形式的能。
3.电能单位:在国际单位制中,电能单位为焦耳,简称焦耳,符号为j;常用单位为千瓦时,符号为千瓦时。
两个单位之间的换算关系为1kW时=3.6×106j4.电能的测量:电能表。
5.电能表相关参数:220V——额定电压为220V;10(20)a——额定电流为10 a,允许电流在短时间内超过10 a,但不超过20 a;50Hz——用于频率为50Hz的交流电路;600revs/kW·H-电能表上的转台每转600圈将消耗1 kwh的电能。
二.电功(w)1.电功:电流所做的功称为电功。
2.能量转化:电流做功的过程实际上是电能转化成其他形式的能的过程。
3.电流做了多少功,消耗了多少电能,以及有多少电能被转换成其他形式的能量。
4.电功的单位:与电能的单位一样,都是焦(j)。
三、电力(P)1.物理意义:表示用电器消耗电能快慢的物理量(电流做功快慢的物理量)。
功率单位为瓦特,这是国际电力系统;通用单位为千瓦,符号为千瓦。
换算关系为:1kW=1000W。
3.定义:用电器在1s(单位时间)内消耗的电能多少。
四初中历史定义:P=w/Tw——消耗的电能多少(电流所做的功)——焦(j)或千瓦时(kw·h)T——所用时间——秒或小时相信上面对物理中电功率知识点的内容讲解学习,同学们已经能很好的掌握了吧,希望同学们在考试中取得优异成绩。
电功率一、电功率的理解灯1:3秒钟用去了15J电能灯2:3秒钟用去了9J电能哪个灯泡电流做功快?如何比较?1:通电时间相同,电流做功多的做功快灯3:用去10J电能花了2S灯4:用去10J电能花了5S哪个灯泡电流做功快?如何比较?2:电流做功相同,通电时间短的电流做功快灯5:4S钟用去了18J电能灯6:8S钟用去了28J电能哪个灯泡电流做功快?如何比较?3:比较在1秒内所消耗的电能,每秒消耗电能多的电流做功快。
在1秒内所消耗的电能如何求的?是用总电能除以总时间来求,既W/t,也就是电功率的计算方法,同时可以推出电功率的单位为J/s。
电功率定义:电功与时间之比电功率的物理意义:表示电流做功快慢电功率的大小只能表示消耗电能快慢,不能表示消耗电能多少电功率的符号:P电功率的单位:根据公式可推出单位为J/s,J/s的另外一个名称是瓦特(符号W,简称瓦),既1J/s=1 W 另外还有KW,1KW=1000W60W的物理意义是:用电器每秒消耗电能60J。
电功率的计算公式:P=W/t根据电功的计算公式还可推出:P=UI=I2R=U2/R例题:(1)有几位同学对电功率这个概念,有以下几种理解,你认为正确的是:A.电功率是表示电流通过用电器时做功多少的物理量;B.电功率是表示电流通过用电器时做功快慢的物理量;C.电功率大的用电器工作时消耗的电能一定多;D.电功率大的用电器工作时所用的时间一定少(2)如图所示,是甲乙两用电器并联在电路中时,每个用电器的电压------电流图像,根据图像比较它们消耗电功率的大小。
A.P甲﹥P乙B.P甲﹤P乙C.P甲=P乙D.不能确定(3) 现代家庭生活用到很多电器,下面是小明对一些常用的家用电器的电功率的估计值,其中最符合实际的是()A.液晶电视约100W B.电冰箱约1.3KWC.电吹风约50W D.电水壶约12KW家用电器的功率值做了解,空调约1000W,电冰箱月200W(或者根究以前掌握的家用电器的电压电流值,根据公式P=UI来计算)。
初中物理电功率知识点归纳总结电功率是物理学中的一个重要概念,它描述了电流通过电路时所做的功或消耗的能量。
在初中物理学习中,我们需要掌握电功率的定义、计算公式、单位以及与电流、电压的关系等知识点。
本文将对初中物理电功率的相关知识进行归纳总结。
一、电功率的定义和公式电功率表示单位时间内消耗的电能或者做的功。
在直流电路中,电功率的定义为单位时间内电路中电能的消耗,可用公式表示为:P = V × I其中,P 表示电功率,V 表示电压,I 表示电流。
二、电功率的单位电功率的单位是瓦特(W),其中 1 瓦特表示每秒消耗 1 焦耳的能量。
在实际问题中,也常使用千瓦特(kW)或兆瓦特(MW)作为大单位。
三、电功率与电流的关系电功率与电流的关系可以通过电功率公式推导得出。
由电功率公式可知:P = V × I当电压恒定时,电流越大,电功率就越大;当电流恒定时,电压越大,电功率也越大。
这表明电功率与电流是正相关的,且与电压也是正相关的。
四、电功率的计算1. 已知电压和电流当已知电压和电流的数值时,可以直接使用电功率公式进行计算。
例如:一个电流为 2 安培的电路中,电压为 5 伏,求电功率。
解:根据电功率公式 P = V × I,代入数值得:P = 5 × 2 = 10 瓦特所以,该电路的电功率为 10 瓦特。
2. 通过电阻计算在电路中,如果已知电阻、电流,可以通过 Ohm 定律计算电压,然后再计算电功率。
例如:一个电阻为3 欧姆,电流为4 安培的电路,求电功率。
解:根据 Ohm 定律 U = R × I,代入数值得:U = 3 × 4 = 12 伏特然后,根据电功率公式 P = V × I,代入数值得:P = 12 × 4 = 48 瓦特所以,该电路的电功率为 48 瓦特。
五、电功率在日常生活中的应用电功率在日常生活中应用广泛,以下是一些例子:1. 家庭用电:我们常常使用电功率来评估家用电器的能耗,例如冰箱、电视机、洗衣机等。
电功率理论解析
引言
本文旨在解析电功率的理论概念和相关原理。
电功率是描述电路状态和性能的重要指标,对于电力系统的设计和运行具有重要的意义。
电功率的定义
电功率是指单位时间内电能转化或传输的速率。
根据定义可以得出以下公式:
P = VI * cosθ
其中,P代表电功率,V代表电压,I代表电流,θ代表电压和电流之间的相位角。
电功率的分类
根据电功率的特性,可以将其分为有功功率、无功功率和视在功率。
有功功率
有功功率是指电路中实际完成功率转换的部分。
它代表了电能
被有效地利用的程度。
无功功率
无功功率是指电路中未完成功率转换的部分。
它代表了电能在
电路中的支持、传输和贮存的情况。
视在功率
视在功率是有功功率和无功功率的总和。
它代表了电路中总共
传输的功率。
电功率的计算
电功率的计算可以通过以下公式进行:
P = VI * cosθ
其中,P代表电功率,V代表电压,I代表电流,θ代表电压和
电流之间的相位角。
通过测量电压和电流的数值,以及求得相位角,可以计算出电功率的数值。
电功率的影响因素
电功率受到多种因素的影响,包括电压、电流、相位角、电路阻抗等。
这些因素的变化都会对电功率有所影响。
结论
电功率是描述电路状态和性能的重要指标,对于电力系统的设计和运行具有重要的意义。
了解电功率的定义、分类、计算和影响因素,有助于我们更好地理解和应用电力学知识。
《电功率》精讲精析 一、电功率 1.物理意义:反映电流做功快慢,用符号P 表示,单位瓦特(W )或千瓦(kW ),它们之间的换算关系:1kW=103W 。
2.定义:电功与时间之比,数值上等于电流单位时间内所做的功。
用电器功率大,说明用电器消耗电能快,但不一定消耗电能多。
3.四个电功率公式的适用范围①定义式:P =W t,适用于各种形式的能量转化过程。
②计算式:P =W t =UIt t =UI ,只适用于电功率的测量或电路中电功率的计算。
③推导式:P =2U R和P =I 2R ,仅适用于纯电阻电路(把电能完全转化为内能的电路)。
4.串、并联电路电功率特点①无论是串联电路还是并联电路,电路实际消耗的总功率都等于各个用电器消耗的实际功率之和,即P 总=P 1+P 2。
②电功率与电阻关系对于串联电路, 12P P =12U U =12R R ;对于并联电路, 12P P =12I I =21R R 。
例1 一位电视台记者在讲到某工厂上半年节电5000kW •h 的时候,手举一只理发 用的电吹风说:“这只电吹风是500W 的,也就是0.5kW ,这个厂节省的电力可以开动10000个这样的电吹风。
”这位记者弄混了两个重要的电学概念,这两个概念是( )A .电能和电流B .电流和电压C .电压和电阻D .电能和电功率解析 某工厂上半年共节电5000kW•h ,即节省的电能是5000kW•h ;这只电吹风是 500W 的,500W 是指电吹风的电功率,10000个这样的吹风机总功率为5000kW ,二者不能直接划等号,根据t =可知,正确说法是这个厂节省的电能可以使10000个这样的吹风机工作1小时。
答案 D 。
二、千瓦时的来历1.由电功率的定义式P =W t变形后可得到W =Pt ,如果P 和t 的单位分别是千瓦和小时,那么它们相乘后就得到电能的另一个单位——千瓦时(度)。
2.千瓦时是电功的单位,千瓦是电功率的单位,不可混淆。
电功和电功率全面解析本章的电功、电功率、焦耳定律和电功率的综合计算是中考电学知识的重点考点,通过复习,明确电流做功的特点实际上是电能转化为其他形式的能的过程。
如电流通过各种用电器使之产生转动、发热、发光、发声等现象。
学会用电能表和秒表测某一用电器的实际功率。
电功率的计算是本章难点,因此必须掌握解题要领。
焦耳定律是一个实验定律,生活中利用发热现象工作的电器很多,这里的计算也是需要重点掌握的内容。
一、电功和电功率(1)电功和电功率所描述的物理概念不同:电功是描述电流做功多少的物理量,而电功率是描述电流做功快慢的物理量。
电功率不仅跟电流做功的多少有关,还跟做功的时间有关。
(2)电功和电功率的计算公式不同:电功的基本计算公式是,由此可以看出,电流做功多少跟电压、电流强度和通电时间三个因素有关,是由它们三者的乘积来决定大小的。
电功率的基本公式是,它表明电功率跟电压、电流两个因素有关,其大小由它们的乘积决定。
(3)电功和电功率的单位不同:电功的单位是J和kW·h,而电功率的单位是W和kW。
(4)电功和电功率的测量方法不同:电功用电能表来直接测量的,而电功率有两种测量方法,第一种方法是用伏安法间接进行测量,即测出用电器两端的电压及通过的电流,然后根据求出电功率。
第二种方法是用电能表和秒表间接测量,即测出某一段时间用电器所做的功,然后根据可得用电器电功率。
(5)电功和电功率的联系密切,利用公式可得出。
二、额定功率和实际功率一个用电器的电功率是随着它两端电压的改变而改变的,一个用电器不是随便接入任何一个电路都能正常工作。
设计用电器时,需要确定它在正常工作时的条件(如电压、电流、电功率)。
通常在用电器的铭牌上标出。
正常工作时的电压叫额定电压,在额定电压下的电功率叫额定功率。
一个用电器一但生产出来,其额定电压和额定功率是确定的。
实际功率是用电器在实际工作时的电功率,是不确定的,如果用电器两端的实际电压等于它的额定电压,那么实际功率就等于额定功率,这是用电器正常工作;如果用电器两端的实际电压小于它的额定电压,那么实际功率就小于它的额定功率,这时用电器不能正常工作;如果用电器两端的电压大于额定电压,那么实际功率就大于额定功率,用电器不仅不能正常工作,严重时还会烧坏用电器。
为此,在使用用电器时,应保证用电器两端的电压等于它的额定电压,这样才能使用电器更好地发挥作用。
三、理解焦耳定律焦耳定律是在大量实验的基础上总结得出的,它定量地描述了电能向内能转化的规律。
用公式表示,它适用于任何电路。
当电流所做的功全部用来产生热量时,焦耳定律可以根据电功的公式和欧姆定律导出:。
这里的条件是电流所做的功全部用于产生热量,而电流做功全部转化成热的情况也只对纯电阻电路才成立。
所以上述导出公式只适用于纯电阻电路。
例如在电动机工作的电路中,加在电动机两端的电压是U,通过的电流是I,电动机的线圈也有一定的电阻R,此时电流做的功,而电流做的功并没有全部转化为热,绝大部分转化为机械能了,通过线圈电阻R的电流仍使线圈发热,产生的热量为,但此时,而是Q<W,此时W=Q+机械能。
初中阶段所研究的电路仅限于纯电阻电路,如电灯、电炉、电烙铁等电路。
故W=Q成立。
所以我们用公式来计算的结果都一样,在不同情况下选用不同的公式进行计算问题会更简单。
【典型例题透视】例1. 关于电热和电功,以下说法正确的是()A. 电流在电路中所做的功一定等于电热B. 电流在电路中所做的功一定大于电热C. 在电路中包含有电动机时,电流做的功将转化为机械能、内能,此时,电功必大于电热D. 在电路中仅有电阻时,电功等于电热答案:C、D透视:电流通过电路做功的过程,实际上就是电能转化为其他形式的能的过程。
电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能。
这种能的转化同样遵循能的转化和守恒定律。
若电流通过电动机做功时,则电能转化为机械能和内能;若电流通过的电路只有电阻(即纯电阻电路),电流做的功就全部转化为内能(如电炉等)。
例2. 照明电路的电压是220V,如果在某电灯并联接入一个大电炉,发现灯的亮度变暗,其原因是()A. 干路上的电流减小了B. 电炉从灯那里分出了部分电流C. 干路中的电流变大,干路上导线分担电压增多D. 干路上消耗的电压不变,但电灯两端的电压变小了答案:C透视:这里所说的大电炉意指该电炉的功率很大,依分式知,功率越大的电炉其电阻越小。
当这个电炉与电灯并联后其总阻值比原来电灯的电阻值要小,根据欧姆定律知,干路中的电流必增大,且由于电炉功率大,干路电流值明显增大,所以线路的分担电压(r为线路电阻)明显增大。
由于干路两端电压维持220V不变,故电灯两端的电压必下降,从而使灯的亮度变暗。
例3. 有两个定值电阻和,将它们并联到电源上,它们消耗的电功率分别为和,如果把它们串联起来再接到同一电源上,它们消耗的总功率应为多大?解:设电源电压为U,当与并联时,每个电阻两端的电压均为U,所以和消耗的电功率和分别为:则可以求得定值电阻和的阻值为:将与串联起来接在电压U两端时,它们消耗的总功率为:将定值电阻阻值代入上式得:答案:消耗的总电功率透视:此题为中考中以各种题型出现,变化形式多样,同学们要灵活掌握。
例4. 如图1所示电路,灯L上标有“12V 9W”字样,当开关S和都闭合,变阻器的滑片P移到a端时,灯恰好正常发光,电流表示数是1.25A,求:(1)变阻器的最大阻值是多少?(2)当开关S闭合,断开,变阻器的滑片P移到b端时,灯消耗的功率是多少?图1解:(1)当开关都闭合时,P在a端,灯泡L与变阻器并联,灯正常发光通过的电流因为灯L与变阻器直接并联到电源两端,所以变阻器最大值:(2)当开关S闭合,断开,滑片P滑到的b端时,灯L与串联。
灯的电阻:串联后总电阻:电路中的实际电流:灯的实际功率:答案:(1)变阻器的最大阻24Ω;(2)当S闭合断开P在b端时,灯消耗的功率1.44W。
透视:电功率综合应用问题把欧姆定律、串、并联电路的知识及初中阶段电学仪器的全部应用和电功、电功率知识融合在一起,通过对这部分问题的训练、学习,同学们的物理思想、逻辑分析能力、表达能力及应用数学讨论物理问题的能力都会有一个大的飞跃。
解决电功率综合问题的方法:(1)弄清电路的连接方法,必要时画等效电路图。
(2)弄清引起电路结构变化的原因是开关的断开、闭合,还是滑动变阻器滑动引起变化。
(3)弄清电压表、电流表测的是哪部分电路的电压和电流。
(4)列方程式,抓住电路中的不变量(如电源电压不变)或利用串、并联的特点列式求解。
该题是开关和滑动变阻器引起的电路结构变化的题型,首先要弄清闭合了哪些开关,滑动变阻器滑片P在什么位置,电路发生了怎样的变化,然后根据题中已知量列方程求解。
例5. 某同学利用电源、电流表、电压表、开关,标有“50Ω2A”字样的滑动变阻器和若干导线测定小灯泡的额定功率。
其中灯泡上所标“0.3A”字样清晰可见,电压表0~15V挡损坏,小灯泡的额定功率估计为1.5W左右。
该同学实验步骤正确。
当闭合开关时,电压表和电流表的示数分别为2V和0.2A,接着他边思考边实验,直至灯正常发光,这时滑动变阻器的滑片恰好在中点上(即变阻器连入电路的电阻为25Ω)。
(1)画出灯正常发光的电路图,并简述判定灯正常发光的理由;(2)求出灯的额定功率。
答案:(1)由灯的额定功率大约是1.5W左右,额定电流0.3A,可估算出灯的额定电压大约是5V左右,而题目中已知电压表0~15V挡损坏,只能用0~3V挡,据此判断,灯正常发光时,其两端不应接有电压表,只能依据电流表示数为0.3A时,确定正常发光,此时电路图如图所示。
(2)根据实验规则,刚闭合开关时,滑动变阻器连入电路的电阻值应最大,由此可计算出此时滑动变阻器两端电压:电源电压:当灯正常发光时,滑动变阻器两端电压:灯额定电压:灯的额定功率:透视:本题目把实验过程与计算结合在一起,是近几年出现的新题型。
由于它已知条件隐蔽,综合性强,故形成难点。
解此类题目的关键是要结合实验现象和操作过程对题目进行全面分析,一旦整个实验过程清晰了,问题也就迎刃而解了。
例6. 如图3所示是一个电热毯的示意电路图,是电热毯中的电阻丝,R是与电热毯电阻丝串联的电阻,电热毯上标有“220V 100W”字样,S是控制电热毯处于加热状态或保温状态的开关。
(1)用学过的公式推理说明开关S断开时,电热毯是处于加热状态还是保温状态?(2)若要求在保温时电流通过电阻丝每分钟有60J的电能转化为内能,电阻R的阻值是多大?图3答案:(1)当开关S闭合时,电阻消耗的功率当开关S断开时,消耗的功率因为,所以所以S断开时,电热毯处于保温状态。
(2)电热毯的电阻丝阻值:保温状态时,根据可知电阻丝两端的电压为:所以R两端的电压为:根据可知通过R和的电流:所以电阻透视:本题与生活联系紧密。
例7. 某课外活动小组,找出了“10Ω1A”的滑动变阻器、“6V 3.6W”的灯泡、电压恒为12V的电源、开关、导线以及电阻为1Ω/cm的足够长的电阻丝(用“”表示),准备自制一个亮度可调的玩具台灯,要求开关闭合以后,将滑动变阻器的滑片从一端移动到另一端时,电灯逐渐变亮直至正常发光,他们利用上述器材,设计出如图所示的电路图,请你解决下列问题:(1)这样设计存在的问题是,当滑片移近a端时,发生_____________现象;(2)画出符合要求的电路图,并计算此电路中灯泡有耗的最小动率。
(假定灯丝电阻不变)图4答案:烧坏灯泡灯的电阻:因为P在a处,灯正常发光所以电路中的电流:连入电路中电阻丝的阻值:P在b处,电路中的电阻:图5电路中的各电流:电灯消耗的最小功率透视:本题考查了学生运用物理知识去分析问题、解决问题的能力,题目更加贴近生活,同时考查了学生的动手设计实验的能力,体现了从生活走向物理,从物理走向社会的新理论。
第1问中,要求学生必须对灯的额定电压和额定功率有正确的理解,同时滑动变阻器此时所起的作用是什么,滑片P逐渐移近a端时,灯L上所分的电压逐渐增加,因为电源电压12V比灯的额定电压时6V大得多,所以当滑片P移近a端,灯会被烧坏。
因此,为了保护电路中小灯泡在滑动变阻器的滑片滑至a端时不至烧坏,就必须在电路中串联一段电阻丝。
究竟电阻丝的阻值有多大,才能起到应有的作用如图所示。
通过分析、计算可知灯的电阻在a处,灯正常发光,可求出连入电路中电阻丝的阻值。
由于灯泡L,电阻丝,滑动变阻器三者串联,根据公式可知在:当灯泡电阻一定时,电流I最小时,灯泡消耗的功率为最小。
此时滑动变阻器接入电路中的阻值应为最大。
例8. 在如图6所示的电路中,电源电压和灯泡电阻不变,电阻,灯L标有“6V 12W”的字样,电流表量程为0~3A,电压表量程为0~15V,滑动变阻器上标有“2.5A”的字样。