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文檔簡介
2024-2025學(xué)年版塊16歐姆定律及電阻定律專題16-3特殊方法測電阻(含答案)初中物理尖子生自主招生培優(yōu)講義83講專題16-3特殊方法測電阻知識(shí)·解讀器材和目的電路圖實(shí)驗(yàn)步驟Rx表達(dá)式電源、開關(guān)、導(dǎo)線、電流表、定值電阻R0,測Rx的電阻思路指引說明:此方法要拆接電路1.如圖所示,先測出通過R0的電流為I0,即得出電源電壓U=U0=I0R02.再用電流表測出通過Rx的電流為Ix,則電源電壓U=Ux=IxRxRx=eq\f(I0R0,Ix)1.斷開開關(guān)S,測出電流為I0,即得出電源電壓U=U0=I0R02.閉合開關(guān)S,測出總電流為I,即通過Rx的電流為(I-I0),則電源電壓U=Ux=(I-I0)RxRx=eq\f(I0R0,I-I0)電源、開關(guān)、導(dǎo)線、電流表、已知最大阻值為R0的滑動(dòng)變阻器,測Rx的電阻1.將滑動(dòng)變阻器調(diào)到最小值,測出電流為I12.將滑動(dòng)變阻器調(diào)到最大值,測出電流為I2Rx=eq\f(I2R0,I1-I2)電源、開關(guān)、導(dǎo)線、電壓表、定值電阻R0,測Rx的電阻思路指引1.閉合開關(guān),測出電阻Rx的電壓Ux2.將電壓表拆下,接在R0兩端,測出R0兩端的電壓為U0Rx=eq\f(UxR0,U0)1.閉合開關(guān),電壓表測出總電壓U2.斷開開關(guān),電壓表測出Rx的電壓為Ux,即R0的電壓為(U-Ux)(說明:Ix=I0=eq\f(U-Ux,R0))Rx=eq\f(UxR0,U-Ux)電源、開關(guān)、導(dǎo)線、電壓表、已知最大阻值為R0的滑動(dòng)變阻器,測Rx的電阻1.將滑動(dòng)變阻器調(diào)到最小值,電壓表測出總電壓U2.將滑動(dòng)變阻器調(diào)到最大值,電壓表測出Rx的電壓為UxRx=eq\f(UxR0,U-Ux)典例·解讀類型一、特殊方法測電阻例1、某同學(xué)利用如圖甲所示的電路來測量一未知電阻Rx。(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,將甲圖中實(shí)物電路連接完整。(2)閉合開關(guān)后,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)到某一位置時(shí),電壓表的示數(shù)為1.2V,電流表的示數(shù)如圖乙所示,則I=__________A,Rx=____________Ω。(3)該同學(xué)又設(shè)計(jì)了如圖丙所示的測量電路,同樣可以測量未知電阻,其中R0是定值電阻,請?jiān)诳崭駜?nèi)把實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整。①__________,用電壓表測出電源的電壓為U;②__________,用電壓表測出待測電阻Rx兩端的電壓為U1;③請用測量值U和U1,已知量R0來表示Rx=____________?!尽敬鸢浮?1)如圖所示(2)0.34;(3)①閉合開關(guān)S、S1②閉合開關(guān)S、斷開S1;③.【解析】本題考查“伏安法”測電阻及測電阻的其他方法。(1)滑動(dòng)變阻器要“一上一下”各選一個(gè)接線柱接入電路中,本題中可將滑動(dòng)變阻器下方的任一接線柱與開關(guān)的右方接線柱相連即可。(2)由圖乙可知,電流表的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,則I=0.3A,則Rx===4Ω。(3)實(shí)驗(yàn)步驟:①閉合開關(guān)S、S1,用電壓表測出電源的電壓U;②閉合開關(guān)S、斷開S1,用電壓表測出待測電阻Rx兩端的電壓為U1;③因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以R0兩端的電壓U0=U-Ux=U-U1,因串聯(lián)電路中各處的電流相等,所以I==,即=,解得Rx=。類型二、涉及電表內(nèi)阻的問題例2、如圖所示是某同學(xué)用“伏安法”測量定值電阻R(阻值未知)實(shí)驗(yàn)電路圖。如果電流表的內(nèi)阻為RA,示數(shù)為I;電壓表的內(nèi)阻為RV,示數(shù)為U,則通過待測電阻R的電流為______,待測電阻R的阻值為______?!尽敬鸢浮縄-;.【解析】本題考查歐姆定律的應(yīng)用。因?yàn)镽與電壓表并聯(lián),電壓表的示數(shù)為U,所以根據(jù)歐姆定律,通過電壓表的電流IV=,通過待測電阻的電流IR=I-IV=I-;待測電阻R===。培優(yōu)·訓(xùn)練1、小明用圖1-甲所示的電路測量額定電壓為2.5V的小燈泡電阻,圖1-乙是小明連接的實(shí)驗(yàn)電路。圖1(1)小明將電路連接正確后,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)變阻器的滑片,使小燈泡剛好正常發(fā)光,此時(shí)電流表的示數(shù)如圖1-丙所示,電流表的讀數(shù)是A,小燈泡的阻值是Ω(小數(shù)點(diǎn)后保留一位);(2)當(dāng)電壓值改變的時(shí)候,小燈泡的阻值(選填“變化”或“不變”);(3)小明又想測某未知電阻Rx的阻值,設(shè)計(jì)了如圖1-丁所示電路(R0為已知阻值的定值電阻),并設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)步驟,請幫他把缺少的步驟補(bǔ)全,并寫出Rx的表達(dá)式。實(shí)驗(yàn)步驟:A.按照設(shè)計(jì)的電路圖連接電路(如圖1-丁);B.?dāng)嚅_S2、閉合S1記錄電流表示數(shù)為I1;C.;表達(dá)式:Rx=(用已知和測量的物理量的符號(hào)表示)。2、在測量未知電阻Rx(阻值約為150Ω)的實(shí)驗(yàn)中,提供的實(shí)驗(yàn)器材有:電源(電壓3V)、滑動(dòng)變阻器R(0~50Ω)、電阻箱R0(0~9999Ω)、電流表(0~0.6A)、電壓表(0~3V)、開關(guān)及導(dǎo)線若干。圖2(1)小華同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖2-甲所示的電路,根據(jù)實(shí)驗(yàn)器材數(shù)據(jù)可粗略估算通過電流表的電流大小,則最大電流是A,最小電流是A,你認(rèn)為小華(選填“能”或“不能”)準(zhǔn)確測出Rx阻值。(2)小明同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖2-乙所示的電路進(jìn)行測量,正確連接電路后,小明先將開關(guān)S撥至,調(diào)節(jié)變阻器的滑片至某一位置,記下此時(shí)電壓表的示數(shù)U1;再將開關(guān)S撥至另一位置,調(diào)節(jié),使電壓表的示數(shù)恰好為U1,記下電阻箱的示數(shù)為R′,則未知電阻Rx的測量值為。3、如圖3-甲所示是測量定值電阻Rx阻值的實(shí)驗(yàn)電路,器材可以滿足實(shí)驗(yàn)要求。圖3(1)同學(xué)們按照電路圖正確連接電路后,閉合開關(guān),改變電阻Rx兩端的電壓進(jìn)行了三次測量,其中第二次實(shí)驗(yàn)中電流表的示數(shù)如圖3-乙所示,請將表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整。實(shí)驗(yàn)次數(shù)123電壓U/V1.01.61.8電流I/A0.320.56電阻Rx/Ω3.133.21電阻的平均值Rx/Ω(2)同學(xué)們又設(shè)計(jì)了兩種測量方案如圖4所示,方案中定值電阻的阻值為R0。圖4①方案一:閉合開關(guān)S,如果電壓表V1和V2的讀數(shù)分別為U1和U2,則電阻Rx的阻值表達(dá)式為Rx=。②方案二:電路中Rx≠R0,將S接到a,讀出電流表的示數(shù)I1;再將S接到b,讀出電流表的示數(shù)I2;由I1R0=I2Rx可得Rx=eq\f(I1,I2)R0。請判斷結(jié)果是否正確并簡要說明理由:________________________。4、在物理實(shí)驗(yàn)中常用到等效替代法。例如將一個(gè)10Ω的電阻替換某電路中串聯(lián)的兩個(gè)5Ω的電阻,在其他條件不變的情況下,該電路中電流不變,說明一個(gè)10Ω的電阻與兩個(gè)串聯(lián)5Ω的電阻對(duì)電流的阻礙作用是等效的,所以可以用一個(gè)10Ω的電阻替代兩個(gè)串聯(lián)5Ω的電阻。小明利用等效替代的思想來測量待測電阻Rx的阻值,如圖5-甲所示。圖5(1)下面是小明的實(shí)驗(yàn)過程:①按照電路圖連接好電路,并將電阻箱R0的阻值調(diào)到最大;②閉合開關(guān)S1前,滑片P置于(選填“a”或“b”)端。③閉合開關(guān)S1;④閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑片P,使電流表指針指在適當(dāng)?shù)奈恢?,記下此時(shí)電流表的示數(shù)I。⑤先斷開開關(guān),再閉合開關(guān)__________________________,保持的電阻不變,調(diào)節(jié)。使電流表的示數(shù)仍為I,此時(shí)電阻箱的阻值等于待測電阻Rx的阻值。(2)在此實(shí)驗(yàn)中,若將電流表改用電壓表,其他器材不變,請?jiān)谔摼€框內(nèi)(圖5-乙)畫出用等效替代法測量Rx電阻的實(shí)驗(yàn)電路圖。(要求所設(shè)計(jì)的電路在連接后,只能通過開關(guān)改變電路連接情況)。5.(2017天水)在測電阻的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)的器材有:干電池3節(jié),電流表、電壓表各一個(gè),開關(guān)2個(gè),滑動(dòng)變阻器1個(gè),待測電阻2個(gè),導(dǎo)線若干。圖6圖7(1)如圖6-甲所示是實(shí)驗(yàn)的電路圖。小麗按照電路圖連接電路時(shí),開關(guān)應(yīng)。①閉合開關(guān)S后,小麗發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表的指針均不動(dòng)。她斷開開關(guān)S,檢查線路連接無誤后,把電壓表與b點(diǎn)相連的那根導(dǎo)線改接到c點(diǎn),再次閉合開關(guān)S時(shí),發(fā)現(xiàn)電流表的指針仍不動(dòng),但電壓表的指針有明顯的偏轉(zhuǎn)。若電路中只有一處故障,則故障是。②排除故障后,正確連接電路,閉合開關(guān)S,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P,當(dāng)電壓表的示數(shù)為1.6V時(shí),電流表的示數(shù)如圖6-乙所示,則電路中的電流為A,Rx。(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)某小組同學(xué)利用一只電流表和最大阻值為R0的滑動(dòng)變阻器完成對(duì)未知電阻Ry的測量。如圖7所示是他們按照設(shè)計(jì)連接的部分實(shí)驗(yàn)電路。①請你依據(jù)下面的實(shí)驗(yàn)步驟,用筆畫線代替導(dǎo)線,將實(shí)驗(yàn)電路連接完整。(只添加一條導(dǎo)線)實(shí)驗(yàn)步驟:A.開關(guān)S和S1都斷開,將變阻器的滑片P移到阻值最大處,觀察到電流表無示數(shù);B.保持滑片P位置不動(dòng),只閉合開關(guān)S時(shí),讀取電流表的示數(shù)為I1;C.再閉合開關(guān)S1時(shí),讀取電流表的示數(shù)為I2(I2>I1)。②請你用I1、I2和R0表示Ry,則Ry=______________________________________。專題16-3特殊方法測電阻知識(shí)·解讀器材和目的電路圖實(shí)驗(yàn)步驟Rx表達(dá)式電源、開關(guān)、導(dǎo)線、電流表、定值電阻R0,測Rx的電阻思路指引說明:此方法要拆接電路1.如圖所示,先測出通過R0的電流為I0,即得出電源電壓U=U0=I0R02.再用電流表測出通過Rx的電流為Ix,則電源電壓U=Ux=IxRxRx=eq\f(I0R0,Ix)1.斷開開關(guān)S,測出電流為I0,即得出電源電壓U=U0=I0R02.閉合開關(guān)S,測出總電流為I,即通過Rx的電流為(I-I0),則電源電壓U=Ux=(I-I0)RxRx=eq\f(I0R0,I-I0)電源、開關(guān)、導(dǎo)線、電流表、已知最大阻值為R0的滑動(dòng)變阻器,測Rx的電阻1.將滑動(dòng)變阻器調(diào)到最小值,測出電流為I12.將滑動(dòng)變阻器調(diào)到最大值,測出電流為I2Rx=eq\f(I2R0,I1-I2)電源、開關(guān)、導(dǎo)線、電壓表、定值電阻R0,測Rx的電阻思路指引1.閉合開關(guān),測出電阻Rx的電壓Ux2.將電壓表拆下,接在R0兩端,測出R0兩端的電壓為U0Rx=eq\f(UxR0,U0)1.閉合開關(guān),電壓表測出總電壓U2.斷開開關(guān),電壓表測出Rx的電壓為Ux,即R0的電壓為(U-Ux)(說明:Ix=I0=eq\f(U-Ux,R0))Rx=eq\f(UxR0,U-Ux)電源、開關(guān)、導(dǎo)線、電壓表、已知最大阻值為R0的滑動(dòng)變阻器,測Rx的電阻1.將滑動(dòng)變阻器調(diào)到最小值,電壓表測出總電壓U2.將滑動(dòng)變阻器調(diào)到最大值,電壓表測出Rx的電壓為UxRx=eq\f(UxR0,U-Ux)典例·解讀類型一、特殊方法測電阻例1、某同學(xué)利用如圖甲所示的電路來測量一未知電阻Rx。(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,將甲圖中實(shí)物電路連接完整。(2)閉合開關(guān)后,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)到某一位置時(shí),電壓表的示數(shù)為1.2V,電流表的示數(shù)如圖乙所示,則I=__________A,Rx=____________Ω。(3)該同學(xué)又設(shè)計(jì)了如圖丙所示的測量電路,同樣可以測量未知電阻,其中R0是定值電阻,請?jiān)诳崭駜?nèi)把實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整。①__________,用電壓表測出電源的電壓為U;②__________,用電壓表測出待測電阻Rx兩端的電壓為U1;③請用測量值U和U1,已知量R0來表示Rx=____________?!尽敬鸢浮?1)如圖所示(2)0.34;(3)①閉合開關(guān)S、S1②閉合開關(guān)S、斷開S1;③.【解析】本題考查“伏安法”測電阻及測電阻的其他方法。(1)滑動(dòng)變阻器要“一上一下”各選一個(gè)接線柱接入電路中,本題中可將滑動(dòng)變阻器下方的任一接線柱與開關(guān)的右方接線柱相連即可。(2)由圖乙可知,電流表的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,則I=0.3A,則Rx===4Ω。(3)實(shí)驗(yàn)步驟:①閉合開關(guān)S、S1,用電壓表測出電源的電壓U;②閉合開關(guān)S、斷開S1,用電壓表測出待測電阻Rx兩端的電壓為U1;③因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以R0兩端的電壓U0=U-Ux=U-U1,因串聯(lián)電路中各處的電流相等,所以I==,即=,解得Rx=。類型二、涉及電表內(nèi)阻的問題例2、如圖所示是某同學(xué)用“伏安法”測量定值電阻R(阻值未知)實(shí)驗(yàn)電路圖。如果電流表的內(nèi)阻為RA,示數(shù)為I;電壓表的內(nèi)阻為RV,示數(shù)為U,則通過待測電阻R的電流為______,待測電阻R的阻值為______?!尽敬鸢浮縄-;.【解析】本題考查歐姆定律的應(yīng)用。因?yàn)镽與電壓表并聯(lián),電壓表的示數(shù)為U,所以根據(jù)歐姆定律,通過電壓表的電流IV=,通過待測電阻的電流IR=I-IV=I-;待測電阻R===。培優(yōu)·訓(xùn)練1、小明用圖1-甲所示的電路測量額定電壓為2.5V的小燈泡電阻,圖1-乙是小明連接的實(shí)驗(yàn)電路。圖1(1)小明將電路連接正確后,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)變阻器的滑片,使小燈泡剛好正常發(fā)光,此時(shí)電流表的示數(shù)如圖1-丙所示,電流表的讀數(shù)是A,小燈泡的阻值是Ω(小數(shù)點(diǎn)后保留一位);(2)當(dāng)電壓值改變的時(shí)候,小燈泡的阻值(選填“變化”或“不變”);(3)小明又想測某未知電阻Rx的阻值,設(shè)計(jì)了如圖1-丁所示電路(R0為已知阻值的定值電阻),并設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)步驟,請幫他把缺少的步驟補(bǔ)全,并寫出Rx的表達(dá)式。實(shí)驗(yàn)步驟:A.按照設(shè)計(jì)的電路圖連接電路(如圖1-丁);B.?dāng)嚅_S2、閉合S1記錄電流表示數(shù)為I1;C.;表達(dá)式:Rx=(用已知和測量的物理量的符號(hào)表示)。2、在測量未知電阻Rx(阻值約為150Ω)的實(shí)驗(yàn)中,提供的實(shí)驗(yàn)器材有:電源(電壓3V)、滑動(dòng)變阻器R(0~50Ω)、電阻箱R0(0~9999Ω)、電流表(0~0.6A)、電壓表(0~3V)、開關(guān)及導(dǎo)線若干。圖2(1)小華同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖2-甲所示的電路,根據(jù)實(shí)驗(yàn)器材數(shù)據(jù)可粗略估算通過電流表的電流大小,則最大電流是A,最小電流是A,你認(rèn)為小華(選填“能”或“不能”)準(zhǔn)確測出Rx阻值。(2)小明同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖2-乙所示的電路進(jìn)行測量,正確連接電路后,小明先將開關(guān)S撥至,調(diào)節(jié)變阻器的滑片至某一位置,記下此時(shí)電壓表的示數(shù)U1;再將開關(guān)S撥至另一位置,調(diào)節(jié),使電壓表的示數(shù)恰好為U1,記下電阻箱的示數(shù)為R′,則未知電阻Rx的測量值為。3、如圖3-甲所示是測量定值電阻Rx阻值的實(shí)驗(yàn)電路,器材可以滿足實(shí)驗(yàn)要求。圖3(1)同學(xué)們按照電路圖正確連接電路后,閉合開關(guān),改變電阻Rx兩端的電壓進(jìn)行了三次測量,其中第二次實(shí)驗(yàn)中電流表的示數(shù)如圖3-乙所示,請將表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整。實(shí)驗(yàn)次數(shù)123電壓U/V1.01.61.8電流I/A0.320.56電阻Rx/Ω3.133.21電阻的平均值Rx/Ω(2)同學(xué)們又設(shè)計(jì)了兩種測量方案如圖4所示,方案中定值電阻的阻值為R0。圖4①方案一:閉合開關(guān)S,如果電壓表V1和V2的讀數(shù)分別為U1和U2,則電阻Rx的阻值表達(dá)式為Rx=。②方案二:電路中Rx≠R0,將S接到a,讀出電流表的示數(shù)I1;再將S接到b,讀出電流表的示數(shù)I2;由I1R0=I2Rx可得Rx=eq\f(I1,I2)R0。請判斷結(jié)果是否正確并簡要說明理由:________________________。4、在物理實(shí)驗(yàn)中常用到等效替代法。例如將一個(gè)10Ω的電阻替換某電路中串聯(lián)的兩個(gè)5Ω的電阻,在其他條件不變的情況下,該電路中電流不變,說明一個(gè)10Ω的電阻與兩個(gè)串聯(lián)5Ω的電阻對(duì)電流的阻礙作用是等效的,所以可以用一個(gè)10Ω的電阻替代兩個(gè)串聯(lián)5Ω的電阻。小明利用等效替代的思想來測量待測電阻Rx的阻值,如圖5-甲所示。圖5(1)下面是小明的實(shí)驗(yàn)過程:①按照電路圖連接好電路,并將電阻箱R0的阻值調(diào)到最大;②閉合開關(guān)S1前,滑片P置于(選填“a”或“b”)端。③閉合開關(guān)S1;④閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑片P,使電流表指針指在適當(dāng)?shù)奈恢茫浵麓藭r(shí)電流表的示數(shù)I。⑤先斷開開關(guān),再閉合開關(guān)__________________________,保持的電阻不變,調(diào)節(jié)。使電流表的示數(shù)仍為I,此時(shí)電阻箱的阻值等于待測電阻Rx的阻值。(2)在此實(shí)驗(yàn)中,若將電流表改用電壓表,其他器材不變,請?jiān)谔摼€框內(nèi)(圖5-乙)畫出用等效替代法測量Rx電阻的實(shí)驗(yàn)電路圖。(要求所設(shè)計(jì)的電路在連接后,只能通過開關(guān)改變電路連接情況)。5.(2017天水)在測電阻的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)的器材有:干電池3節(jié),電流表、電壓表各一個(gè),開關(guān)2個(gè),滑動(dòng)變阻器1個(gè),待測電阻2個(gè),導(dǎo)線若干。圖6圖7(1)如圖6-甲所示是實(shí)驗(yàn)的電路圖。小麗按照電路圖連接電路時(shí),開關(guān)應(yīng)。①閉合開關(guān)S后,小麗發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表的指針均不動(dòng)。她斷開開關(guān)S,檢查線路連接無誤后,把電壓表與b點(diǎn)相連的那根導(dǎo)線改接到c點(diǎn),再次閉合開關(guān)S時(shí),發(fā)現(xiàn)電流表的指針仍不動(dòng),但電壓表的指針有明顯的偏轉(zhuǎn)。若電路中只有一處故障,則故障是。②排除故障后,正確連接電路,閉合開關(guān)S,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P,當(dāng)電壓表的示數(shù)為1.6V時(shí),電流表的示數(shù)如圖6-乙所示,則電路中的電流為A,Rx=。(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)某小組同學(xué)利用一只電流表和最大阻值為R0的滑動(dòng)變阻器完成對(duì)未知電阻Ry的測量。如圖7所示是他們按照設(shè)計(jì)連接的部分實(shí)驗(yàn)電路。①請你依據(jù)下面的實(shí)驗(yàn)步驟,用筆畫線代替導(dǎo)線,將實(shí)驗(yàn)電路連接完整。(只添加一條導(dǎo)線)實(shí)驗(yàn)步驟:A.開關(guān)S和S1都斷開,將變阻器的滑片P移到阻值最大處,觀察到電流表無示數(shù);B.保持滑片P位置不動(dòng),只閉合開關(guān)S時(shí),讀取電流表的示數(shù)為I1;C.再閉合開關(guān)S1時(shí),讀取電流表的示數(shù)為I2(I2>I1)。②請你用I1、I2和R0表示Ry,則Ry=______________________________________。專題16-3特殊方法測電阻例1、【【答案】(1)如圖所示(2)0.34;(3)①閉合開關(guān)S、S1②閉合開關(guān)S、斷開S1;③.【解析】本題考查“伏安法”測電阻及測電阻的其他方法。(1)滑動(dòng)變阻器要“一上一下”各選一個(gè)接線柱接入電路中,本題中可將滑動(dòng)變阻器下方的任一接線柱與開關(guān)的右方接線柱相連即可。(2)由圖乙可知,電流表的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,則I=0.3A,則Rx===4Ω。(3)實(shí)驗(yàn)步驟:①閉合開關(guān)S、S1,用電壓表測出電源的電壓U;②閉合開關(guān)S、斷開S1,用電壓表測出待測電阻Rx兩端的電壓為U1;③因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以R0兩端的電壓U0=U-Ux=U-U1,因串聯(lián)電路中各處的電流相等,所以I==,即=,解得Rx=。培優(yōu)·訓(xùn)練1、(1)0.38.3(2)變化(3)斷開S1、閉合S2記錄電流表示數(shù)為I2eq\f(I1R0,I2)2、(1)0.020.015不能(2)1電阻箱阻值R′3、(1)0.53.23.18(2)①eq\f(U2R0,U1)②該方案不正確,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值不為0時(shí),兩種情況下Rx和R0兩端的電壓不相等4、(1)②a④S3⑤S3S2滑動(dòng)變阻器R電阻箱的阻值R0(2)如圖1所示圖15、(1)斷開①bc之間斷路②0.325Ω(2)①如圖2所示②eq\f(I1R0,I2-I1)圖2專題17-1電功率常考基本題型知識(shí)·解讀一、電能1、概念:電能是能讓用電器工作的一種能源,電能轉(zhuǎn)化成其他形式能的過程就是電流做功的過程,電能的轉(zhuǎn)化過程中電流所做的功叫電功,用符號(hào)W表示,電流做了多少功,就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。2、單位:電能和電功的國際單位都是焦耳,簡稱焦,符號(hào)為J;常用單位是“度”,學(xué)名千瓦時(shí),符號(hào)是kW·h;1kW·h=3.6×106J。3、電功的計(jì)算:(1)計(jì)算公式:W=UIt=Pt(普適公式)。(2)推導(dǎo)公式:由歐姆定律可推導(dǎo)出W=I2Rt=eq\f(U2,R)t(只適用于純電阻電路)。4、電能的測量:測量工具——電能表(1)關(guān)于電能表的幾個(gè)重要參數(shù)的意義:=1\*GB3①“220V”表示電能表應(yīng)接在220V的電路中使用,即額定電壓為220V。=2\*GB3②“10(20)A”表示電能表的標(biāo)定電流是10A,在短時(shí)間內(nèi)允許通過的最大電流不能超過20A。=3\*GB3③“50Hz”表示電能表在50赫茲的交流電路中使用。=4\*GB3④“600r/kW·h”表示接在這個(gè)電能表上的用電器,每消耗1千瓦時(shí)的電能,電能表上的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過600轉(zhuǎn)。(2)電能表的讀數(shù):電能表計(jì)數(shù)器上前后兩次讀數(shù)之差,就是這段時(shí)間內(nèi)用電的度數(shù)。二、電功率1、概念:用電器在1s內(nèi)消耗的電能叫做電功率,用符號(hào)P表示;電功率是表示用電器消耗電能快慢的物理量。2、電功率的計(jì)算:(1)計(jì)算公式:P=eq\f(W,t)=UI(普適公式)。(2)推導(dǎo)公式:由歐姆定律可推導(dǎo)出,P=eq\f(U2,R)=I2R(只適用于純電阻電路)。3、單位:電功率的國際單位是瓦特,簡稱瓦(W);常用單位還有千瓦(kW),1kW=103W。4、額定電壓、額定功率和實(shí)際功率(1)額定電壓:指用電器正常工作時(shí)的電壓,即用電器上標(biāo)著的電壓;家用電器的額定電壓通常是220V。(2)額定功率:用電器在額定電壓下工作時(shí)的電功率,即用電器上標(biāo)著的功率。(3)實(shí)際功率:用電器在非額定電壓下工作時(shí)實(shí)際消耗的電功率;實(shí)際功率隨實(shí)際電壓而變化,實(shí)際電壓越高,實(shí)際功率越大。5、串、并聯(lián)電路的電功率(1)串聯(lián)電路:①在串聯(lián)電路中,總功率等于各用電器實(shí)際功率之和,即P總=P1+P2+…+Pn。②在串聯(lián)電路中電功率分配與電阻成正比,即eq\f(P1,P2)=eq\f(R1,R2)。(2)并聯(lián)電路:①在并聯(lián)電路中,總功率等于各用電器實(shí)際功率之和,即P總=P1+P2+…+Pn。②在并聯(lián)電路中總功率分配與電阻成反比,即eq\f(P1,P2)=eq\f(R2,R1)。三、電流的熱效應(yīng)1、概念:電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成熱能的現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。2、根據(jù)電功率的公式P=UI和U=IR,可得P=I2R,它表示電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱能的快慢。這個(gè)公式表明:(1)在電流相同的條件下,電能轉(zhuǎn)化成熱能的功率與導(dǎo)體的電阻成正比;(2)在導(dǎo)體電阻相同的條件下,電能轉(zhuǎn)化成熱能的功率與電流的平方成正比。3、在純電阻電路中,電能全部轉(zhuǎn)化為熱能,由于導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量Q與電路消耗的電能W相等,因此計(jì)算電熱的功率可用如下導(dǎo)出公式P=eq\f(W,t),P=UI,P=eq\f(U2,R)。四、焦耳定律、電熱器1、內(nèi)容:電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比,跟導(dǎo)體的電阻成正比,跟通電時(shí)間成正比。2、公式:Q=I2Rt。3、電熱器是利用電流的熱效應(yīng)制成的加熱設(shè)備。發(fā)熱體是由電阻率大、熔點(diǎn)高的合金絲繞在絕緣材料上做成的。其優(yōu)點(diǎn):①清潔衛(wèi)生,②熱效率高,③方便調(diào)控,缺點(diǎn)是非加熱用電器工作時(shí)也產(chǎn)生熱量。典例·解讀類型一、區(qū)分額定功率和實(shí)際功率例1、甲、乙兩只普通照明燈泡的銘牌如圖所示,下列說法中正確的是()。A、兩燈均正常發(fā)光時(shí),乙燈消耗的電能較多B、兩燈均正常發(fā)光時(shí),甲燈的電阻小于乙燈的電阻C、兩燈串聯(lián)在220V的電路中,甲燈比乙燈亮D、將乙燈接入110V電路中,它的實(shí)際功率為50W【【答案】C.【解析】由題圖可知,U甲=U乙=220V,P甲=25W,P乙=100W。兩燈均正常發(fā)光時(shí),燈泡消耗的電能W=Pt,燈泡乙的功率較大,但消耗的電能不一定多,所以選項(xiàng)A錯(cuò)。兩燈均正常發(fā)光時(shí),由時(shí),由R=eq\f(U2,P),U甲=U乙,P甲<P乙,則R甲>R乙,所以選項(xiàng)B錯(cuò)。兩燈串聯(lián)在220V的電路中,電流相同,由P=I2R得,則甲燈的實(shí)際功率大于乙燈的實(shí)際功率,所以甲燈比乙燈亮,選項(xiàng)C正確。將乙燈接入110V電路中,若不考慮燈絲電阻變化,U實(shí)=eq\f(1,2)U乙,則P實(shí)=eq\f(1,4)P乙=25W,選項(xiàng)D錯(cuò)。易錯(cuò)概念辨析易錯(cuò)概念辨析正確區(qū)分額定功率和實(shí)際功率(1)一個(gè)用電器的電功率是隨著它兩端的電壓的改變而改變的。而且,一個(gè)用電器也不是隨便接入什么電路都能工作的。設(shè)計(jì)用電器時(shí),需要確定它在正常工作時(shí)的工作條件(如電壓、電流)、工作性能(如電功率),通常在用電器的銘牌上標(biāo)出。正常工作時(shí)的電壓叫做額定電壓,在額定電壓下的電功率叫做額定功率。(2)實(shí)際功率是用電器在實(shí)際工作時(shí)的功率,是不確定的。如果用電器兩端實(shí)際電壓等于它的額定電壓時(shí),則實(shí)際功率等于額定功率,這時(shí)用電器正常工作;如果用電器兩端的實(shí)際電壓小于它的額定電壓,則實(shí)際功率小于額定功率,這時(shí)用電器不能正常工作;如果用電器兩端的實(shí)際電壓大于它的額定電壓,則實(shí)際功率大于額定功率,用電器也不能正常工作,嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響用電器的使用壽命。為此,在使用用電器時(shí),應(yīng)盡量保證用電器兩端的電壓等于或接近其額定電壓,這樣才能使用電器更好地發(fā)揮作用。類型二、電能表參數(shù)識(shí)別例2、小明觀察家中的電能表(如圖),下列說法正確的是()A、此電能表應(yīng)該接在220V的電路中使用B、電能表的額定功率是220WC、小明家已經(jīng)消耗的電能為107JD、此電能表轉(zhuǎn)盤每小時(shí)轉(zhuǎn)過3000轉(zhuǎn)【【答案】A.【解析】本題考查對(duì)電能表技術(shù)參數(shù)的了解。此電能表的額定電壓是220V,它應(yīng)該接在220V的電路中使用,故A正確、B錯(cuò)誤;小明家已經(jīng)消耗的電能為107kW·h,故C錯(cuò)誤;“3000r/kW·h”表示每消耗1kW·h的電能,電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn),故D錯(cuò)誤。例3、某同學(xué)家的電子式電能表上個(gè)月月初、月末的表盤如圖所示。表盤上“1600imp/kW·h”表示每用電1kW·h指示燈閃爍1600次。根據(jù)表盤上的信息,回答下列問題:(1)該同學(xué)家上個(gè)月共用電多少千瓦時(shí)?(2)該同學(xué)家同時(shí)使用的用電器總功率不得超過多少?(3)若只讓一個(gè)標(biāo)有“220V484W”的電熱器工作3min,觀察到電能表的指示燈閃爍了32次,則該同學(xué)家的實(shí)際電壓是多大?(設(shè)電熱器的電阻不變)【【答案】(1)95kW·h;(2)2200W;(3)200V.【解析】(1)該同學(xué)家上個(gè)月共用電W=(12614.6-12519.6)kW·h=95kW·h(2)可以同時(shí)使用的用電器總功率最大為P=UI=220×10W=2200W(3)3min內(nèi)消耗的電能W=eq\f(32,1600)×3.6×106J=7.2×104J電熱器的實(shí)際功率P實(shí)=eq\f(W,t)=eq\f(7.2×104,180)W=400W電熱器的電阻R=eq\f(U\o\al(2,額),P額)=eq\f(2202,484)Ω=100Ω該同學(xué)家的實(shí)際電壓U實(shí)=eq\r(P實(shí)R)=eq\r(400×100)V=200V。類型三、公式W=Pt的單位換算問題例4、一度電可以()A、使80W的電視機(jī)正常工作25hB、使40W的日光燈正常工作60hC、使100W的電烙鐵正常工作10hD、使1000W的電飯鍋正常工作10h【【答案】C.【解析】方法一:三個(gè)物理量都使用國際單位:以選項(xiàng)A為例,W=1度電=1kW·h=3.6×106J,P=80W,則,故A不正確;方法二:三個(gè)物理量都使用常用單位:以選項(xiàng)A為例,W=1度電=1kW·h,P=80W=0.08KW,則,故A不正確.但顯然方法二在計(jì)算方面更為簡略,不易出錯(cuò)。因此,以下選項(xiàng)我們都選擇方法二來計(jì)算。B、一度電可以使40W的日光燈正常工作時(shí)間:tB=;C、一度電可以使100W的電烙鐵正常工作時(shí)間:tC=D、一度電可以使1000W的電飯鍋正常工作時(shí)間:tD=故選C.類型四、電池容量的計(jì)算例5、有一款手機(jī)用的鋰電池,上面標(biāo)明電壓為3.7V,容量為1000mA·h,給它充電時(shí),是電能轉(zhuǎn)化為_________能,充滿電后,大約存儲(chǔ)了___________J電能?!尽敬鸢浮炕?3320.【解析】本題考查能量的轉(zhuǎn)化和電功的計(jì)算。給手機(jī)充電時(shí),將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能;觀察電池容量“1000mA·h”,其單位為mA·h,提示我們這是表示電流I和時(shí)間t乘積的物理量。充滿電后,儲(chǔ)存的電能約為W=UIt=3.7V×1A×3600s=13320J。類型五、在電功率中的應(yīng)用例6、一只電阻兩端的電壓由3V增大到4V時(shí),通過該電阻的電流增大了0.25A,則該電阻消耗的電功率增加了()A、0.25WB、1.75WC、0.75WD、1W【【答案】B.【解析】本題考查電功率的計(jì)算。電阻兩端的電壓變化,電阻保持不變,當(dāng)電阻兩端的電壓為3V時(shí),通過電阻的電流為I1=;當(dāng)電阻兩端的電壓為4V時(shí),通過電阻的電流為I2=,則ΔI=I2-I1=-=0.25A,解得R=4Ω。根據(jù)功率的計(jì)算公式P=,可得定值電阻所消耗的電功率的變化量ΔP=P2-P1=-=1.75W,故選B。注意:此題極易錯(cuò)選為A選項(xiàng)。很多同學(xué)認(rèn)為既然歐姆定律的變形式:,則一定有,這個(gè)推導(dǎo)式是錯(cuò)誤的,是沒有對(duì)正比例和反比例函數(shù)的意義真正弄清楚。記住,只有是成立的!類型六、燈泡規(guī)格巧解最值問題例7、燈L1標(biāo)有“8V、16W”的字樣,燈L2標(biāo)有“12V、36W”的字樣,兩燈串聯(lián)后接在電壓為U的電路中,要保證兩燈不損壞,電壓U的最大值為()A、8VB、12VC、16VD、20V【【答案】C.【解析】“8V、16W”的燈L1額定電流I1=P/U=16/8A=2A,電阻R=U/I=4Ω;“12V、36W”的燈L2額定電流I2=P/U=36/12A=3A,電阻R=U/I=4Ω;兩燈串聯(lián)后接在電壓為U的電路中,要保證兩燈不損壞,電流最大值為2A,允許加的電壓U的最大值為U=2A×(4Ω+4Ω)=16V,選項(xiàng)C正確?!久麕燑c(diǎn)評(píng)】可由用電器的銘牌得到用電器額定電壓和額定功率,根據(jù)P=UI確定用電器額定電流,再由額定電壓和額定電流確定純電阻用電器的工作電阻。例8、將標(biāo)有“3V、3W”字樣的甲燈和“6V、6W”字樣的乙燈接入電路.若不考慮溫度對(duì)燈泡電阻的影響,則對(duì)兩燈接入電路后的情況判斷錯(cuò)誤的是()A、兩燈串聯(lián),當(dāng)其中一燈消耗的功率是3W時(shí),兩燈消耗的總功率是9WB、兩燈串聯(lián)后接到電壓為9V的電源兩端,兩燈均能正常發(fā)光C、兩燈并聯(lián)后接到電源兩端,兩燈的最大總功率是4.5WD、兩燈并聯(lián)后接到電壓為1.5V的電源兩端,甲、乙兩燈消耗的功率之比為2:1【【答案】A.【分析】
知道兩燈泡的額定電壓和額定功率,根據(jù)P=UI求出額定電流,根據(jù)歐姆定律求出兩燈泡的電阻.=1\*GB3①兩燈泡串聯(lián)時(shí),若甲燈泡的功率為3W,則電路中的電流和額定電流相等,乙燈泡的功率和額定功率相等,然后求出兩燈泡的功率之和;若乙燈泡的功率為3W,甲的電阻是乙燈泡電阻的一半,根據(jù)電阻的串聯(lián)和P=I額定功率相等,然后求出兩燈泡的功率之和;若乙燈泡的功率為3W,甲的電阻是乙燈泡電阻的一半,根據(jù)電阻的串聯(lián)和P=I2R求出電路的總功率,綜合以上判斷該選項(xiàng)的正誤;②兩燈泡的額定電流相等則它們可以同時(shí)正常發(fā)光,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電源的電壓;③兩燈并聯(lián)時(shí)它們兩端的電壓相等,電源的電壓為額定電壓中較小的,根據(jù)求出甲、乙兩燈消耗的功率,然后求出電路的最大總功率;④兩燈并聯(lián)后接到電壓為1.5V的電源兩端,根據(jù)求出兩燈泡消耗的電功率之比.解:由P=UI可得,兩燈泡的額定電流分別為:I甲=P甲/U甲=3W/3V=1A,I乙=P乙/U乙=6W/6V=1A,由I=U/R可得,兩燈泡的電阻分別為:R甲=U甲/I甲=3V/1A=3Ω,R乙=U乙/I乙=6V/1A=6Ω;=1\*GB3①兩燈泡串聯(lián)時(shí),若甲燈泡的功率為3W,由串聯(lián)電路中各處的電流相等可知,電路中的電流為1A,此時(shí)乙燈泡的功率為6W,則P=P甲+P乙=3W+6W=9W,若乙燈泡的功率為3W,由串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和可知,電路的總功率=4.5W,綜上可知,A錯(cuò)誤;②兩燈泡的額定電流均為1A,當(dāng)兩燈泡正常發(fā)光時(shí),它們兩端的電壓分別為U甲=3V,U乙=6V,因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以,電源的電壓U=U甲+U乙=3V+6V=9V,即兩燈均能正常發(fā)光,故B正確;③因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,所以,兩燈并聯(lián)時(shí),甲燈泡正常發(fā)光時(shí),兩燈泡的總功率最大,此時(shí)電源的電壓U=U甲=3V,甲燈泡的功率為3W,乙燈泡的功率P乙″=(U')2R乙=(3V)2÷6Ω=1.5W,電路的最大總功率P′=P甲+P乙″=3W+1.5W=4.5W,故C正確;④兩燈并聯(lián)后接到電壓為1.5V的電源兩端時(shí),甲、乙兩燈消耗的功率之比:P甲實(shí)/P乙實(shí)=2:1,故D正確.故選A.類型七、圖像問題例9、(多選)如圖甲,電源電壓恒定,R0為定值電阻,電阻R的阻值隨環(huán)境溫度變化而改變,改變環(huán)境溫度,定值電阻R0兩端的電壓U0隨溫度t變化的關(guān)系如圖乙所示,則下列描述R兩端的電壓U,電路消耗的總功率P隨溫度t變化的關(guān)系圖線中,可能正確的是()【【答案】BD.【分析】設(shè)電源電壓為U,由圖甲可知,定值電阻R0與熱敏電阻R串聯(lián),由圖乙可知,UR0=U0-kt,則UR=U-UR0=U-U0+kt,可見UR圖像是關(guān)于t的正比例函數(shù)圖像,并且是在UR=kt的基礎(chǔ)上向上平移(U-U0),A錯(cuò)誤,B正確;因?yàn)殡娫措妷罕3植蛔儯瑴囟壬邥r(shí)電路中的電流線性變小小,所以根據(jù)P=UI可知,電路消耗的總功率線性變小(即P-t圖線應(yīng)是一條斜向下的直線),C錯(cuò)誤,D正確.故選BD.例10、如圖甲所示電路中,R0為定值電阻,R1為滑動(dòng)變阻器。圖乙是該滑動(dòng)變阻器消耗的電功率與電流關(guān)系的圖像。則該滑動(dòng)變阻器的最大電阻值是_______Ω,電源電壓是_______V?!尽敬鸢浮?0;12.【分析】本題考查電功率的有關(guān)計(jì)算。由圖甲可知,R0與R1串聯(lián),電壓表測R1兩端的電壓,電流表測電路中的電流。由圖乙可知,當(dāng)電路中的電流I=0.2A時(shí),R1的電功率P1=2W,由P=I2R可得,R1接入電路的電阻R1===50Ω,電源電壓U=I(R0+R1)=0.2A×(R0+50Ω);當(dāng)電路中的電流I′=0.4A時(shí),R1的電功率P′1=3.2W,此時(shí)R1接入電路的電阻R′1===20Ω,電源電壓U=I′(R0+R′1)=0.4A×(R0+20Ω),解得R0=10Ω,電源電壓U=I(R0+R1)=0.2A×(10Ω+50Ω)=12V。培優(yōu)·訓(xùn)練一、選擇題1、一盞白熾燈的額定功率與額定電壓分別為36W與36V。若把此燈泡接到輸出電壓為18V的電源兩端,則燈泡消耗的電功率()A、等于36WB、小于36W,大于9WC、等于9WD、小于9W2、小燈泡L上標(biāo)有“3V、1W”的字樣,其電流隨電壓變化的曲線如圖甲所示,將其連入圖乙所示的電路,電源電壓恒定為6V,當(dāng)電壓表示數(shù)為4.5V時(shí),下列選項(xiàng)中正確的是(
)A、小燈泡燈絲電阻值為9ΩB、滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值為13.5ΩC、小燈泡消耗的電功率為1WD、電路消耗的總功率為1.5W3、燈泡L1、L2分別標(biāo)有“10V、10W”和“9V、5.4W”的字樣,若將它們串聯(lián)使用時(shí),電路兩端允許加的最大電壓值是(
)A、11VB、9VC、15VD、19V4、當(dāng)一個(gè)電阻的阻值為R時(shí),將它接在電路中通電一段時(shí)間,產(chǎn)生的熱量為Q。如果要使它產(chǎn)生的熱量為2Q,下列辦法中可行的是()A、將電壓變?yōu)樵瓉淼?倍,通電時(shí)間變?yōu)樵瓉淼腂、將電阻變?yōu)樵瓉淼?倍,通電時(shí)間變?yōu)樵瓉淼腃、將電阻變?yōu)樵瓉淼?,通電時(shí)間變?yōu)樵瓉淼?倍D、將電壓變?yōu)樵瓉淼?,電阻變?yōu)樵瓉淼?倍5、如圖所示,電源電壓保持6V不變,電流表的量程為0~0.6A,電壓表的量程為0~3V,定值電阻R1的規(guī)格為“10Ω0.5A”,滑動(dòng)變阻器R2的規(guī)格為“20Ω1A”。閉合開關(guān),為了保證電路安全,在變阻器滑片P移動(dòng)過程中,下列說法正確的是()A、電阻R1消耗功率允許的變化范圍為0.4~2.5WB、電流表示數(shù)允許的變化范圍為0.2~0.3AC、變阻器R2接入電路的阻值允許的變化范圍為2~20ΩD、電路消耗總功率允許的變化范圍為1.2~3W6、如圖所示,額定電壓為110伏的A、B兩盞電燈,額定功率分別為100瓦和25瓦。把它們接到220伏的電路上,欲使它們都能正常發(fā)光且電路消耗的電能最少,正確的電路是()7、甲、乙兩燈為鎢絲白熾燈,將它們并聯(lián)在照明電路里都能正常發(fā)光,且甲燈比乙燈亮,那么()A、甲燈的額定功率一定比乙燈大B、甲燈消耗的電能一定比乙燈多C、甲燈的電阻比乙燈大.D、甲燈兩端的電壓比乙燈兩端的電壓大8、將某燈泡接到電壓不變的電源兩端,燈泡的電功率為40瓦。如果將燈泡和某電阻R串聯(lián)后再接到上述電源的兩端,電阻的電功率為3.6瓦,不考慮燈泡的電阻隨溫度而發(fā)生變化,且燈泡的電阻小于R,則此時(shí)燈泡的電功率為()A、14.4瓦B、32.4瓦C、0.4瓦D、0.9瓦9、把“220V800W”的電爐絲改裝后接在110V的電路上,欲使改裝后的實(shí)際功率仍為800W,下列改裝方案中,行之有效的做法是()A、截取原電熱絲長度的二分之一接入電路B、將兩根相同規(guī)格電熱絲串聯(lián)接入電路C、將兩根相同規(guī)格電熱絲并聯(lián)接入電路D、將原電熱絲對(duì)折后,并聯(lián)接入電路10、如果加在某定值電阻兩端的電壓從6V升高到10V,通過該電阻的電流變化了0.1A,則該電阻的電功率變化了()A、1.6WB、4.0WC、0.4WD、3.4W11、實(shí)驗(yàn)中繪出了小燈泡的電流與電壓關(guān)系的U-I圖像如圖甲所示,則圖乙中有關(guān)此小燈泡功率P與U2或P與I2的圖像可能正確的是()12、燈泡L與定值電阻R的I-U圖像如圖所示.若將L與R串聯(lián)在8V的電源上,下列說法正確的是()A、燈泡的電阻是10ΩB、燈泡兩端的電壓是8VC、電路中的電流是1.5AD、電路消耗的總功率是4W13、現(xiàn)有“12V、6W”的燈泡L1和“12V、12W”的燈泡L2,將它們接入電路中,不考慮燈絲電阻的變化.下列說法正確的是()A、并聯(lián)接到電壓是12V電路的兩端,L1燈不能正常發(fā)光B、串聯(lián)接到電壓是24V電路的兩端,兩燈均能正常發(fā)光C、兩燈并聯(lián)工作時(shí),L1和L2中的電流之比為2∶1D、兩燈串聯(lián)工作時(shí),L1和L2兩端的電壓之比為2∶114、如圖所示的電路中,a、b、c是三只電表(電壓表或電流表),閉合開關(guān)S,標(biāo)有“3V、1.5W”的燈泡L1正常發(fā)光,標(biāo)有“6V、3W”的燈泡L2發(fā)光較暗.若不考慮溫度對(duì)燈絲電阻的影響,下列說法正確的是()A、電表a為電流表,且示數(shù)為1AB、電表b為電壓表,且示數(shù)為3VC、電表c為電流表,且示數(shù)為0.25AD、閉合開關(guān)S,電路消耗的總功率為2.25W15、如圖所示,R0為定值電阻,R1為滑動(dòng)變阻器,A1、A2為實(shí)驗(yàn)室用電流表(接線柱上標(biāo)有“﹣”,“0.6”,“3”),閉合開關(guān)后,調(diào)節(jié)滑片P,使兩電流表指針?biāo)肝恢孟嗤O铝姓f法正確的是()A、電流表A1與A2的示數(shù)之比為1:4B、通過R0與R1的電流之比為4:1C、R0與R1兩端的電壓之比為1:4D、R0與R1的阻值之比為4:1重量:145g完全充電:150mA/20V/5h重量:145g完全充電:150mA/20V/5h輸出電壓:5V輸出電流:800mA1、智能手機(jī)耗電量大,移動(dòng)充電寶應(yīng)運(yùn)而生。移動(dòng)充電寶就是一個(gè)可充電的鋰聚合物電池。某品牌移動(dòng)充電寶部分相關(guān)參數(shù)如下表格。該充電寶的輸出功率為_____W。表中有明顯不符合科學(xué)規(guī)范之處,請加以改正:_______________________________________________。2、若將分別標(biāo)有“3V、3W”“6V、3W”字樣的兩燈串聯(lián)接入電路時(shí),在長時(shí)間工作過程中,允許加在它們兩端的最高電壓是V,標(biāo)有“3V、3W”字樣的燈實(shí)際消耗的電功率是W。(燈絲電阻值不變)3、如圖所示是通過電路元件A和B的電流與其兩端電壓的關(guān)系圖。則由圖可知;若將A和B并聯(lián)后接在電壓為2V的電源兩端,元件A、B的電功率之比為_____;若A和B串聯(lián)后接在電壓為3.5V的電源兩端,電路消耗的功率為_____W。4、如圖甲所示的電路中,R0為定值電阻,R為電阻式傳感器,電源電壓保持不變.當(dāng)R阻值從0增大到60Ω,測得的電功率與通過它的電流關(guān)系圖像如圖乙,則電源電壓為________V;當(dāng)電流為0.6A時(shí),5s內(nèi)電路消耗的電能為________J.三、計(jì)算題1、如圖甲所示,在2015年某工廠要研發(fā)一種新型材料,要求對(duì)該材料的承受的撞擊力進(jìn)行測試。在測試時(shí)將材料樣品(不計(jì)質(zhì)量)平放在壓力傳感器上,閉合開關(guān)S,由靜止自由釋放重物,經(jīng)撞擊后樣品材料仍完好無損。從重物開始下落到撞擊樣品的這個(gè)過程中,電流表的示數(shù)I隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示,壓力傳感器的電阻R隨壓力F變化的圖象如圖丙所示。電源的電壓等于24V,定值電阻R0=10Ω。求:(1)在重物下落的過程中,壓力傳感器的電阻是多少?(2)在撞擊過程中,樣品受到的最大撞擊力是多少?2、將標(biāo)有“3V、6W”和“3V、12W”的兩只燈泡串聯(lián)接入電路中,在小燈泡不燒壞的條件下,(1)電路兩端的電壓最大是多少?(2)兩只燈泡的總功率是多大?3、圖甲是某電吹風(fēng)的工作原理圖。電吹風(fēng)工作時(shí),可以分別吹出熱風(fēng)和涼風(fēng)。為了防止溫度過高,用一個(gè)PTC電阻R0與電阻為100Ω的電熱絲R串聯(lián),R0的阻值隨溫度的變化如圖乙所示。(1)當(dāng)開關(guān)S指向1、2位置時(shí),電吹風(fēng)吹_____風(fēng);(2)該電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí),其溫度基本恒定在200℃左右,當(dāng)它的溫度繼續(xù)升高時(shí),R0的電阻將______,電熱絲的發(fā)熱功率將______;(兩空均選填“增大”“不變”或“減小”)(3)該電熱絲的最大發(fā)熱功率是多少?四、閱讀理解題1、閱讀下面的短文:由于霧霾天氣的增多,空氣凈化器逐漸走入家庭,其工作過程(如圖25)是:臟空氣進(jìn)入凈化器時(shí),灰塵被正電鎢絲放電而帶上正電,流到負(fù)電路柵板時(shí),帶電灰塵被吸附。此后經(jīng)過活性炭層時(shí),化學(xué)有毒氣體被吸附,排出空氣的污染物濃度大幅降低,多次循環(huán)后變成潔凈空氣。潔凈空氣量(CADR)是反映其凈化能力的性能指標(biāo),CADR值越大,其凈化效率越高。利用CADR值,可以評(píng)估其在運(yùn)行一定時(shí)間后,去除室內(nèi)空氣污染物的效果。按下列公式計(jì)算CADR:CADR=
(V表示房間容積;t表示空氣凈化器使房間污染物的濃度下降90%運(yùn)行的時(shí)間)某空氣凈化器銘牌如下表:規(guī)格額定電壓頻率額定功率潔凈空氣量(CADR)GH﹣2034A型220V50HZ44W138m3/h請根據(jù)上述材料,回答下列問題:(1)負(fù)電格柵板吸附灰塵的原理是____________.(2)取出使用一段時(shí)間后的活性炭,可以聞到刺激性的氣味,說明分子在_________________.(3)該空氣凈化器正常工作時(shí)的電流為_____A。(4)此空氣凈化器正常工作10min所消耗的電能是_______J.(5)某房間的使用面積約大為18m2,高度大約3m,此空氣凈化器是否能在1小時(shí)內(nèi)使房間污染物濃度下降90%?(通過計(jì)算說明,并寫出估算過程)。2、閱讀下面的短文,回答問題.智能機(jī)器人智能機(jī)器人有相當(dāng)發(fā)達(dá)的“大腦”,具備形形色色的內(nèi)部信息傳感器和外部信息傳感器如視覺、聽覺、觸覺、嗅覺.此外,它還有效應(yīng)器,通過電動(dòng)機(jī)使手、腳、鼻子、觸角等動(dòng)起來.智能機(jī)器人能用人類語言同操作者對(duì)話,能調(diào)整自己的動(dòng)作以達(dá)到操作者所提出的全部要求.機(jī)器人往往使用熔點(diǎn)為200℃的玻璃鋼作外殼,有著其它材質(zhì)不可替代的優(yōu)點(diǎn)智能機(jī)器人的電源主要有鈉硫電池、鎳鎘電池、鋰電池等.隨著智能機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟,它將走進(jìn)千家萬戶,服務(wù)人們的生活.(1)鋰電池充電時(shí)的能量轉(zhuǎn)化形式為:電能轉(zhuǎn)化為_______.(2)關(guān)于智能機(jī)器人,下列說法中有哪些是正確的?答:_____.A、傳感器是將非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的裝置某款機(jī)器人鋰電池電壓24V容量10Ah電動(dòng)機(jī)額定電壓24V額定功率120WB、溫度為200℃的玻璃鋼一定是液態(tài)C、智能機(jī)器人通過嗅覺能聞到外界的各種氣味,說明分子在做無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)D、智能機(jī)器人將最終代替人類(3)某智能機(jī)器人“小駿”站著發(fā)射超聲波,經(jīng)過0.02s后收到障礙物的回波,則“小駿”與障礙物間的距離約為________m.“小駿”靠底座輪子驅(qū)動(dòng),其驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的具體參數(shù)如表所示,若“小駿”的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)線圈電阻為0.2Ω,則電動(dòng)機(jī)正常工作下的發(fā)熱功率為_______W.(設(shè)超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s)(4)若當(dāng)剩余電量減為電池容量的10%時(shí),“小駿”會(huì)主動(dòng)尋找充電器充電,則充滿電后至下一次自動(dòng)充電前,“小駿”能夠連續(xù)正常工作的最長時(shí)間為______h.為確?!靶◎E”能順利返回充電,假設(shè)需要充電時(shí)離充電器最遠(yuǎn)路程不能超過600m,則“小駿”返回過程中受到的水平阻力為______N.(剩余電池容量的40%用于提供克服阻力做功)3、閱讀短文,回答問題:半導(dǎo)體的應(yīng)用半導(dǎo)體指常溫下導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的材料.半導(dǎo)體是指一種導(dǎo)電性可受控制,范圍可從絕緣體至導(dǎo)體之間的材料.發(fā)光二極管(LED)是半導(dǎo)體二極管的一種,具有單向?qū)щ娦?當(dāng)二極管兩端外加正向電壓時(shí),如果正向電壓很小,正向電流也幾乎為零,當(dāng)正向電壓大于某個(gè)值以后,二極管正向?qū)?,電流隨電壓增大而迅速上升.當(dāng)二極管兩端外加反向電壓不超過一定范圍時(shí),通過二極管的電流幾乎為零,二極管處于截止?fàn)顟B(tài).外加反向電壓超過某一數(shù)值時(shí),反向電流會(huì)突然增大,這種現(xiàn)象稱為電擊穿.因而使用時(shí)應(yīng)避免二極管外加的反向電壓過高.如圖甲所示為某發(fā)光二極管中的電流隨它兩端電壓變化的曲線.PTC是一種新型的半導(dǎo)體陶瓷材料,它以鈦酸鋇為主,滲入多種物質(zhì)后加工而成,目前家用的陶瓷暖風(fēng)器、陶瓷電熱水壺等就是用這種材料做成的.PTC有一個(gè)根據(jù)需要設(shè)定的溫度,低于這個(gè)溫度時(shí),其電阻隨溫度的升高而減小,高于這個(gè)溫度時(shí),電阻值則隨溫度的升高而增大,我們把這個(gè)設(shè)定的溫度叫“居里點(diǎn)溫度”,用PTC材料制成的電熱器具有發(fā)熱、控溫雙重功能,應(yīng)用十分廣泛.家用固體電熱滅蚊器也使用了PTC陶瓷電熱元件,該元件電阻與溫度的關(guān)系如圖所示.請根據(jù)上述材料,回答下列問題:(1)由圖甲可知,有關(guān)該發(fā)光二極管以下判斷中錯(cuò)誤的是(
)A、當(dāng)該二極管兩端的正向電壓為0.8V時(shí),二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)、B、當(dāng)該二極管兩端的正向電壓為0.2V時(shí),二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)C、當(dāng)該二極管兩端的反向電壓為10V時(shí),二極管處于截止?fàn)顟B(tài)D、當(dāng)該二極管兩端的反向電壓為50V時(shí),二極管將會(huì)被擊穿(2)該發(fā)光二極管兩端的正向電壓為0.5V時(shí)的電阻________(大于/等于/小于)正向電壓為0.7V時(shí)的電阻.(3)由圖乙可知,該P(yáng)TC陶瓷電熱元件的居里點(diǎn)溫度為______℃.(4)該電熱滅蚊器通電后(電源電壓保持不變),它的功率隨時(shí)間變化的曲線應(yīng)如下圖______示.、B、C、D、(5)某家用插座用一只“2V
100mA”發(fā)光二極管與一定值電阻串聯(lián)在電路中作為指示燈.將該插座接在家庭電路中,指示燈正常發(fā)光,則在200s內(nèi)電流通過該二極管所做的功為________J.專題17-1電功率常考基本題型知識(shí)·解讀一、電能1、概念:電能是能讓用電器工作的一種能源,電能轉(zhuǎn)化成其他形式能的過程就是電流做功的過程,電能的轉(zhuǎn)化過程中電流所做的功叫電功,用符號(hào)W表示,電流做了多少功,就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。2、單位:電能和電功的國際單位都是焦耳,簡稱焦,符號(hào)為J;常用單位是“度”,學(xué)名千瓦時(shí),符號(hào)是kW·h;1kW·h=3.6×106J。3、電功的計(jì)算:(1)計(jì)算公式:W=UIt=Pt(普適公式)。(2)推導(dǎo)公式:由歐姆定律可推導(dǎo)出W=I2Rt=eq\f(U2,R)t(只適用于純電阻電路)。4、電能的測量:測量工具——電能表(1)關(guān)于電能表的幾個(gè)重要參數(shù)的意義:=1\*GB3①“220V”表示電能表應(yīng)接在220V的電路中使用,即額定電壓為220V。=2\*GB3②“10(20)A”表示電能表的標(biāo)定電流是10A,在短時(shí)間內(nèi)允許通過的最大電流不能超過20A。=3\*GB3③“50Hz”表示電能表在50赫茲的交流電路中使用。=4\*GB3④“600r/kW·h”表示接在這個(gè)電能表上的用電器,每消耗1千瓦時(shí)的電能,電能表上的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過600轉(zhuǎn)。(2)電能表的讀數(shù):電能表計(jì)數(shù)器上前后兩次讀數(shù)之差,就是這段時(shí)間內(nèi)用電的度數(shù)。二、電功率1、概念:用電器在1s內(nèi)消耗的電能叫做電功率,用符號(hào)P表示;電功率是表示用電器消耗電能快慢的物理量。2、電功率的計(jì)算:(1)計(jì)算公式:P=eq\f(W,t)=UI(普適公式)。(2)推導(dǎo)公式:由歐姆定律可推導(dǎo)出,P=eq\f(U2,R)=I2R(只適用于純電阻電路)。3、單位:電功率的國際單位是瓦特,簡稱瓦(W);常用單位還有千瓦(kW),1kW=103W。4、額定電壓、額定功率和實(shí)際功率(1)額定電壓:指用電器正常工作時(shí)的電壓,即用電器上標(biāo)著的電壓;家用電器的額定電壓通常是220V。(2)額定功率:用電器在額定電壓下工作時(shí)的電功率,即用電器上標(biāo)著的功率。(3)實(shí)際功率:用電器在非額定電壓下工作時(shí)實(shí)際消耗的電功率;實(shí)際功率隨實(shí)際電壓而變化,實(shí)際電壓越高,實(shí)際功率越大。5、串、并聯(lián)電路的電功率(1)串聯(lián)電路:①在串聯(lián)電路中,總功率等于各用電器實(shí)際功率之和,即P總=P1+P2+…+Pn。②在串聯(lián)電路中電功率分配與電阻成正比,即eq\f(P1,P2)=eq\f(R1,R2)。(2)并聯(lián)電路:①在并聯(lián)電路中,總功率等于各用電器實(shí)際功率之和,即P總=P1+P2+…+Pn。②在并聯(lián)電路中總功率分配與電阻成反比,即eq\f(P1,P2)=eq\f(R2,R1)。三、電流的熱效應(yīng)1、概念:電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成熱能的現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。2、根據(jù)電功率的公式P=UI和U=IR,可得P=I2R,它表示電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱能的快慢。這個(gè)公式表明:(1)在電流相同的條件下,電能轉(zhuǎn)化成熱能的功率與導(dǎo)體的電阻成正比;(2)在導(dǎo)體電阻相同的條件下,電能轉(zhuǎn)化成熱能的功率與電流的平方成正比。3、在純電阻電路中,電能全部轉(zhuǎn)化為熱能,由于導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量Q與電路消耗的電能W相等,因此計(jì)算電熱的功率可用如下導(dǎo)出公式P=eq\f(W,t),P=UI,P=eq\f(U2,R)。四、焦耳定律、電熱器1、內(nèi)容:電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比,跟導(dǎo)體的電阻成正比,跟通電時(shí)間成正比。2、公式:Q=I2Rt。3、電熱器是利用電流的熱效應(yīng)制成的加熱設(shè)備。發(fā)熱體是由電阻率大、熔點(diǎn)高的合金絲繞在絕緣材料上做成的。其優(yōu)點(diǎn):①清潔衛(wèi)生,②熱效率高,③方便調(diào)控,缺點(diǎn)是非加熱用電器工作時(shí)也產(chǎn)生熱量。典例·解讀類型一、區(qū)分額定功率和實(shí)際功率例1、甲、乙兩只普通照明燈泡的銘牌如圖所示,下列說法中正確的是()。A、兩燈均正常發(fā)光時(shí),乙燈消耗的電能較多B、兩燈均正常發(fā)光時(shí),甲燈的電阻小于乙燈的電阻C、兩燈串聯(lián)在220V的電路中,甲燈比乙燈亮D、將乙燈接入110V電路中,它的實(shí)際功率為50W【【答案】C.【解析】由題圖可知,U甲=U乙=220V,P甲=25W,P乙=100W。兩燈均正常發(fā)光時(shí),燈泡消耗的電能W=Pt,燈泡乙的功率較大,但消耗的電能不一定多,所以選項(xiàng)A錯(cuò)。兩燈均正常發(fā)光時(shí),由時(shí),由R=eq\f(U2,P),U甲=U乙,P甲<P乙,則R甲>R乙,所以選項(xiàng)B錯(cuò)。兩燈串聯(lián)在220V的電路中,電流相同,由P=I2R得,則甲燈的實(shí)際功率大于乙燈的實(shí)際功率,所以甲燈比乙燈亮,選項(xiàng)C正確。將乙燈接入110V電路中,若不考慮燈絲電阻變化,U實(shí)=eq\f(1,2)U乙,則P實(shí)=eq\f(1,4)P乙=25W,選項(xiàng)D錯(cuò)。易錯(cuò)概念辨析易錯(cuò)概念辨析正確區(qū)分額定功率和實(shí)際功率(1)一個(gè)用電器的電功率是隨著它兩端的電壓的改變而改變的。而且,一個(gè)用電器也不是隨便接入什么電路都能工作的。設(shè)計(jì)用電器時(shí),需要確定它在正常工作時(shí)的工作條件(如電壓、電流)、工作性能(如電功率),通常在用電器的銘牌上標(biāo)出。正常工作時(shí)的電壓叫做額定電壓,在額定電壓下的電功率叫做額定功率。(2)實(shí)際功率是用電器在實(shí)際工作時(shí)的功率,是不確定的。如果用電器兩端實(shí)際電壓等于它的額定電壓時(shí),則實(shí)際功率等于額定功率,這時(shí)用電器正常工作;如果用電器兩端的實(shí)際電壓小于它的額定電壓,則實(shí)際功率小于額定功率,這時(shí)用電器不能正常工作;如果用電器兩端的實(shí)際電壓大于它的額定電壓,則實(shí)際功率大于額定功率,用電器也不能正常工作,嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響用電器的使用壽命。為此,在使用用電器時(shí),應(yīng)盡量保證用電器兩端的電壓等于或接近其額定電壓,這樣才能使用電器更好地發(fā)揮作用。類型二、電能表參數(shù)識(shí)別例2、小明觀察家中的電能表(如圖),下列說法正確的是()A、此電能表應(yīng)該接在220V的電路中使用B、電能表的額定功率是220WC、小明家已經(jīng)消耗的電能為107JD、此電能表轉(zhuǎn)盤每小時(shí)轉(zhuǎn)過3000轉(zhuǎn)【【答案】A.【解析】本題考查對(duì)電能表技術(shù)參數(shù)的了解。此電能表的額定電壓是220V,它應(yīng)該接在220V的電路中使用,故A正確、B錯(cuò)誤;小明家已經(jīng)消耗的電能為107kW·h,故C錯(cuò)誤;“3000r/kW·h”表示每消耗1kW·h的電能,電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn),故D錯(cuò)誤。例3、某同學(xué)家的電子式電能表上個(gè)月月初、月末的表盤如圖所示。表盤上“1600imp/kW·h”表示每用電1kW·h指示燈閃爍1600次。根據(jù)表盤上的信息,回答下列問題:(1)該同學(xué)家上個(gè)月共用電多少千瓦時(shí)?(2)該同學(xué)家同時(shí)使用的用電器總功率不得超過多少?(3)若只讓一個(gè)標(biāo)有“220V484W”的電熱器工作3min,觀察到電能表的指示燈閃爍了32次,則該同學(xué)家的實(shí)際電壓是多大?(設(shè)電熱器的電阻不變)【【答案】(1)95kW·h;(2)2200W;(3)200V.【解析】(1)該同學(xué)家上個(gè)月共用電W=(12614.6-12519.6)kW·h=95kW·h(2)可以同時(shí)使用的用電器總功率最大為P=UI=220×10W=2200W(3)3min內(nèi)消耗的電能W=eq\f(32,1600)×3.6×106J=7.2×104J電熱器的實(shí)際功率P實(shí)=eq\f(W,t)=eq\f(7.2×104,180)W=400W電熱器的電阻R=eq\f(U\o\al(2,額),P額)=eq\f(2202,484)Ω=100Ω該同學(xué)家的實(shí)際電壓U實(shí)=eq\r(P實(shí)R)=eq\r(400×100)V=200V。類型三、公式W=Pt的單位換算問題例4、一度電可以()A、使80W的電視機(jī)正常工作25hB、使40W的日光燈正常工作60hC、使100W的電烙鐵正常工作10hD、使1000W的電飯鍋正常工作10h【【答案】C.【解析】方法一:三個(gè)物理量都使用國際單位:以選項(xiàng)A為例,W=1度電=1kW·h=3.6×106J,P=80W,則,故A不正確;方法二:三個(gè)物理量都使用常用單位:以選項(xiàng)A為例,W=1度電=1kW·h,P=80W=0.08KW,則,故A不正確.但顯然方法二在計(jì)算方面更為簡略,不易出錯(cuò)。因此,以下選項(xiàng)我們都選擇方法二來計(jì)算。B、一度電可以使40W的日光燈正常工作時(shí)間:tB=;C、一度電可以使100W的電烙鐵正常工作時(shí)間:tC=D、一度電可以使1000W的電飯鍋正常工作時(shí)間:tD=故選C.類型四、電池容量的計(jì)算例5、有一款手機(jī)用的鋰電池,上面標(biāo)明電壓為3.7V,容量為1000mA·h,給它充電時(shí),是電能轉(zhuǎn)化為_________能,充滿電后,大約存儲(chǔ)了___________J電能。【【答案】化13320.【解析】本題考查能量的轉(zhuǎn)化和電功的計(jì)算。給手機(jī)充電時(shí),將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能;觀察電池容量“1000mA·h”,其單位為mA·h,提示我們這是表示電流I和時(shí)間t乘積的物理量。充滿電后,儲(chǔ)存的電能約為W=UIt=3.7V×1A×3600s=13320J。類型五、在電功率中的應(yīng)用例6、一只電阻兩端的電壓由3V增大到4V時(shí),通過該電阻的電流增大了0.25A,則該電阻消耗的電功率增加了()A、0.25WB、1.75WC、0.75WD、1W【【答案】B.【解析】本題考查電功率的計(jì)算。電阻兩端的電壓變化,電阻保持不變,當(dāng)電阻兩端的電壓為3V時(shí),通過電阻的電流為I1=;當(dāng)電阻兩端的電壓為4V時(shí),通過電阻的電流為I2=,則ΔI=I2-I1=-=0.25A,解得R=4Ω。根據(jù)功率的計(jì)算公式P=,可得定值電阻所消耗的電功率的變化量ΔP=P2-P1=-=1.75W,故選B。注意:此題極易錯(cuò)選為A選項(xiàng)。很多同學(xué)認(rèn)為既然歐姆定律的變形式:,則一定有,這個(gè)推導(dǎo)式是錯(cuò)誤的,是沒有對(duì)正比例和反比例函數(shù)的意義真正弄清楚。記住,只有是成立的!類型六、燈泡規(guī)格巧解最值問題例7、燈L1標(biāo)有“8V、16W”的字樣,燈L2標(biāo)有“12V、36W”的字樣,兩燈串聯(lián)后接在電壓為U的電路中,要保證兩燈不損壞,電壓U的最大值為()A、8VB、12VC、16VD、20V【【答案】C.【解析】“8V、16W”的燈L1額定電流I1=P/U=16/8A=2A,電阻R=U/I=4Ω;“12V、36W”的燈L2額定電流I2=P/U=36/12A=3A,電阻R=U/I=4Ω;兩燈串聯(lián)后接在電壓為U的電路中,要保證兩燈不損壞,電流最大值為2A,允許加的電壓U的最大值為U=2A×(4Ω+4Ω)=16V,選項(xiàng)C正確。【名師點(diǎn)評(píng)】可由用電器的銘牌得到用電器額定電壓和額定功率,根據(jù)P=UI確定用電器額定電流,再由額定電壓和額定電流確定純電阻用電器的工作電阻。例8、將標(biāo)有“3V、3W”字樣的甲燈和“6V、6W”字樣的乙燈接入電路.若不考慮溫度對(duì)燈泡電阻的影響,則對(duì)兩燈接入電路后的情況判斷錯(cuò)誤的是()A、兩燈串聯(lián),當(dāng)其中一燈消耗的功率是3W時(shí),兩燈消耗的總功率是9WB、兩燈串聯(lián)后接到電壓為9V的電源兩端,兩燈均能正常發(fā)光C、兩燈并聯(lián)后接到電源兩端,兩燈的最大總功率是4.5WD、兩燈并聯(lián)后接到電壓為1.5V的電源兩端,甲、乙兩燈消耗的功率之比為2:1【【答案】A.【分析】
知道兩燈泡的額定電壓和額定功率,根據(jù)P=UI求出額定電流,根據(jù)歐姆定律求出兩燈泡的電阻.=1\*GB3①兩燈泡串聯(lián)時(shí),若甲燈泡的功率為3W,則電路中的電流和額定電流相等,乙燈泡的功率和額定功率相等,然后求出兩燈泡的功率之和;若乙燈泡的功率為3W,甲的電阻是乙燈泡電阻的一半,根據(jù)電阻的串聯(lián)和P=I額定功率相等,然后求出兩燈泡的功率之和;若乙燈泡的功率為3W,甲的電阻是乙燈泡電阻的一半,根據(jù)電阻的串聯(lián)和P=I2R求出電路的總功率,綜合以上判斷該選項(xiàng)的正誤;②兩燈泡的額定電流相等則它們可以同時(shí)正常發(fā)光,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電源的電壓;③兩燈并聯(lián)時(shí)它們兩端的電壓相等,電源的電壓為額定電壓中較小的,根據(jù)求出甲、乙兩燈消耗的功率,然后求出電路的最大總功率;④兩燈并聯(lián)后接到電壓為1.5V的電源兩端,根據(jù)求出兩燈泡消耗的電功率之比.解:由P=UI可得,兩燈泡的額定電流分別為:I甲=P甲/U甲=3W/3V=1A,I乙=P乙/U乙=6W/6V=1A,由I=U/R可得,兩燈泡的電阻分別為:R甲=U甲/I甲=3V/1A=3Ω,R乙=U乙/I乙=6V/1A=6Ω;=1\*GB3①兩燈泡串聯(lián)時(shí),若甲燈泡的功率為3W,由串聯(lián)電路中各處的電流相等可知,電路中的電流為1A,此時(shí)乙燈泡的功率為6W,則P=P甲+P乙=3W+6W=9W,若乙燈泡的功率為3W,由串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和可知,電路的總功率=4.5W,綜上可知,A錯(cuò)誤;②兩燈泡的額定電流均為1A,當(dāng)兩燈泡正常發(fā)光時(shí),它們兩端的電壓分別為U甲=3V,U乙=6V,因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以,電源的電壓U=U甲+U乙=3V+6V=9V,即兩燈均能正常發(fā)光,故B正確;③因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,所以,兩燈并聯(lián)時(shí),甲燈泡正常發(fā)光時(shí),兩燈泡的總功率最大,此時(shí)電源的電壓U=U甲=3V,甲燈泡的功率為3W,乙燈泡的功率P乙″=(U')2R乙=(3V)2÷6Ω=1.5W,電路的最大總功率P′=P甲+P乙″=3W+1.5W=4.5W,故C正確;④兩燈并聯(lián)后接到電壓為1.5V的電源兩端時(shí),甲、乙兩燈消耗的功率之比:P甲實(shí)/P乙實(shí)=2:1,故D正確.故選A.類型七、圖像問題例9、(多選)如圖甲,電源電壓恒定,R0為定值電阻,電阻R的阻值隨環(huán)境溫度變化而改變,改變環(huán)境溫度,定值電阻R0兩端的電壓U0隨溫度t變化的關(guān)系如圖乙所示,則下列描述R兩端的電壓U,電路消耗的總功率P隨溫度t變化的關(guān)系圖線中,可能正確的是()【【答案】BD.【分析】設(shè)電源電壓為U,由圖甲可知,定值電阻R0與熱敏電阻R串聯(lián),由圖乙可知,UR0=U0-kt,則UR=U-UR0=U-U0+kt,可見UR圖像是關(guān)于t的正比例函數(shù)圖像,并且是在UR=kt的基礎(chǔ)上向上平移(U-U0),A錯(cuò)誤,B正確;因?yàn)殡娫措妷罕3植蛔?,溫度升高時(shí)電路中的電流線性變小小,所以根據(jù)P=UI可知,電路消耗的總功率線性變小(即P-t圖線應(yīng)是一條斜向下的直線),C錯(cuò)誤,D正確.故選BD.例10、如圖甲所示電路中,R0為定值電阻,R1為滑動(dòng)變阻器。圖乙是該滑動(dòng)變阻器消耗的電功率與電流關(guān)系的圖像。則該滑動(dòng)變阻器的最大電阻值是_______Ω,電源電壓是_______V?!尽敬鸢浮?0;12.【分析】本題考查電功率的有關(guān)計(jì)算。由圖甲可知,R0與R1串聯(lián),電壓表測R1兩端的電壓,電流表測電路中的電流。由圖乙可知,當(dāng)電路中的電流I=0.2A時(shí),R1的電功率P1=2W,由P=I2R可得,R1接入電路的電阻R1===50Ω,電源電壓U=I(R0+R1)=0.2A×(R0+50Ω);當(dāng)電路中的電流I′=0.4A時(shí),R1的電功率P′1=3.2W,此時(shí)R1接入電路的電阻R′1===20Ω,電源電壓U=I′(R0+R′1)=0.4A×(R0+20Ω),解得R0=10Ω,電源電壓U=I(R0+R1)=0.2A×(10Ω+50Ω)=12V。培優(yōu)·訓(xùn)練一、選擇題1、一盞白熾燈的額定功率與額定電壓分別為36W與36V。若把此燈泡接到輸出電壓為18V的電源兩端,則燈泡消耗的電功率()A、等于36WB、小于36W,大于9WC、等于9WD、小于9W2、小燈泡L上標(biāo)有“3V、1W”的字樣,其電流隨電壓變化的曲線如圖甲所示,將其連入圖乙所示的電路,電源電壓恒定為6V,當(dāng)電壓表示數(shù)為4.5V時(shí),下列選項(xiàng)中正確的是(
)A、小燈泡燈絲電阻值為9ΩB、滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值為13.5ΩC、小燈泡消耗的電功率為1WD、電路消耗的總功率為1.5W3、燈泡L1、L2分別標(biāo)有“10V、10W”和“9V、5.4W”的字樣,若將它們串聯(lián)使用時(shí),電路兩端允許加的最大電壓值是(
)A、11VB、9VC、15VD、19V4、當(dāng)一個(gè)電阻的阻值為R時(shí),將它接在電路中通電一段時(shí)間,產(chǎn)生的熱量為Q。如果要使它產(chǎn)生的熱量為2Q,下列辦法中可行的是()A、將電壓變?yōu)樵瓉淼?倍,通電時(shí)間變?yōu)樵瓉淼腂、將電阻變?yōu)樵瓉淼?倍,通電時(shí)間變?yōu)樵瓉淼腃、將電阻變?yōu)樵瓉淼?,通電時(shí)間變?yōu)樵瓉淼?倍D、將電壓變?yōu)樵瓉淼?,電阻變?yōu)樵瓉淼?倍5、如圖所示,電源電壓保
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