(教参)上册 第6章 微素养 专题突破 八 电功、电功率综合计算(一)-【精彩练习】2023-2024学年九年级全一册科学同步评价作业教师用书word+课件PPT（华东师大版，浙江专用）

[] 　电功、电功率综合计算(一) 　 　　　　　　　　　　　　　　 【例1】 小晨以某种PTC电阻作为发热部件，制作了一个恒温孵化箱。图甲是恒温孵化箱的电路图，R1、R2是两个相同的PTC电阻，电源电压为220 V。图乙为单个这种PTC电阻与温度变化的关系图像。 (1)当温度为40 ℃时，电路中的电流为多少？ (2)恒温孵化箱的最大发热功率是多少？ (3)当温度保持40 ℃不变时，恒温孵化箱的产热和散热达到了__平衡__关系。如果仅仅从产热方面分析，当温度超过40 ℃时，恒温孵化箱是怎样自动实现温度下降的？ 解：(1)由题图乙可知，当温度为40 ℃时，PTC电阻的阻值R1＝R2＝500 Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电路中的电流：I＝＝＝0.22 A。 (2)由题图乙可知，PTC电阻R1、R2的最小阻值均为100 Ω，则恒温孵化箱的最大发热功率： P大＝＝＝242 W。 (3)由题图乙可知，温度超过40 ℃时，两电阻阻值变大，由P＝可知，电路的总功率变小，产热减少，自动实现温度下降。 【变式】 如图所示，直流电动机上的电源电压U＝3 V且保持不变，电动机线圈电阻R＝0.5 Ω，不计各处摩擦，电动机正常运转时电路中的电流I＝1 A。电源的电功率是__3__W，通电1 min电动机产生的热量是__30__J。 【解析】因U＝3 V，I＝1 A，则P＝UI＝3 V×1 A＝3 W；Q＝I2Rt ＝(1 A)2×0.5 Ω×60 s＝30 J。 【例2】 某兴趣小组设计的“温度控制器”工作时有加热和恒温两种状态。电路如图甲所示，S为开关，双金属开关在温度低时闭合、温度达到一定值时自动断开，降温后再闭合，循环工作，起到调节温度的作用，指示灯的额定电压为200 V，且亮起即正常工作，发热电阻阻值为40 Ω。 (1)当指示灯亮时，温度控制器处于__恒温__状态。 (2)求指示灯的电阻值。 (3)求加热状态时，温度控制器所消耗的电功率。 (4)温度控制器正常工作时，指示灯在一段时间内规律性亮灭情况如图乙所示，则温度控制器1小时所消耗的电能是多少？ 解：(2)当指示灯亮时，指示灯与发热电阻串联，电路中的电流：I＝IL＝I电阻＝＝＝0.5 A， 由I＝得指示灯的电阻：RL＝＝＝400 Ω。 (3)加热状态时，双金属开关闭合，只有发热电阻工作，此时电路消耗的电功率：P＝＝＝1 210 W。 (4)由题图乙可知一个周期历时180 s，其中恒温状态用时150 s，消耗的电能： W恒温＝UIt1＝220 V×0.5 A×150 s＝16 500 J， 加热状态用时30 s，消耗的电能： W加热＝Pt2＝1 210 W×30 s＝36 300 J， 一个周期消耗的电能：W总＝W加热＋W恒温＝5.28×104 J， 1小时经历20个周期，总共耗电： W＝5.28×104 J×20＝1.056×106 J。 【变式】 在右图所示的电路中，电源电压为8 V并保持不变。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P由一个位置移动到另一位置时，定值电阻R0的电功率由1.6 W变成了0.4 W，则电压表的示数可能(　D　) A． 由2 V变为4 V 　B．由3 V变为6 V C．由3 V变为5 V 　D．由4 V变为6 V 【解析】设定值电阻R0 的电功率由1.6 W变成0.4 W时，电路中的电流由I1变为I2，由P＝I2R知道I1＝2I2，又因为R0 的阻值保持不变，所以，U1＝2U2。由题图知电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，所以，当电压表原来的示数为2 V时，R0 两端的电压U1＝8 V－2 V＝6 V，当电压表的示数为4 V时，R0 两端的电压U2＝8 V－4 V＝4 V，不符合U1＝2U2，故A错误；当电压表原来的示数为3 V时，R0两端的电压U1＝8 V－3 V＝5 V，当电压表的示数为6 V时，R0两端的电压U2＝8 V－6 V＝2 V，不符合U1＝2U2，故B错误；当电压表原来的示数为3 V时，R0 两端的电压U1＝8 V－3 V＝5 V，当电压表的示数为5 V时，R0 两端的电压U2＝8 V－5 V＝3 V，不符合U1＝2U2，故C错误；当电压表原来的示数为4 V时，R0 两端的电压U1＝8 V－4 V＝4 V，当电压表的示数为6 V时，R0 两端的电压U2＝8 V－6 V＝2 V，符合U1＝2U2，故D正确。 【例3】 如图甲所示，R是压敏电阻，其阻值随压力的变化而改变，R0为定值电阻，闭合开关S，改变R上压力大小，两电表示数之间的关系图像如图乙所示，则电源电压U＝__6__V，R0＝__10__Ω；当R0消耗的电功率为0.4 W时，R消耗的电功率P＝__0.8__W。 【解析】由题图甲可知，R与R0串联，电压表测R两端的电压，