第十三章 阶段强化专题(九) 电功率的计算 课件 2024-2025学年北师大版物理九年级全一册

电功率的计算 专训 北师版 九年级全一册 第十三章 电功和电功率 小明家电热水器铭牌为“220 V　1 000 W”。由于使用了多年，该电热水器中的电热丝明显氧化导致其电阻发生了变化，为准确测量氧化电热丝的实际电阻值，小明在家中把该电热水器单独接入220 V的家庭电路中工作5 min，发现电能表指示灯闪 烁了242次，电能表规格如图所示。 问： 1 2 (1)小明测得该电热水器的实际电功率是多少？ 3 (2)该电热水器氧化电热丝的实际电阻值是多少？ 4 (3)为恢复该电热水器的铭牌功率，可与氧化电热丝并联一段新的电热丝，则并联的这段电热丝的电阻值为多少？ 5 如图甲所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P由B端移动到A端时，测得电阻R1两端的电压与通过它的电流变化关系如图乙所示。求： 2 (1)电源的电压U0。 解：由图可知，当P在A端时，电源电压加在R1两端， 则R1两端的电压最大，电流最大，所以电源电压 U0＝6 V。 (2)当滑动变阻器的滑片在B端时，滑动变阻器的电功率P2。 解：当滑动变阻器的滑片在B端时，电流为0.2 A，R1分 压为2 V，变阻器分压为U2＝U0－U1＝6 V－2 V＝4 V， 所以滑动变阻器的电功率P2＝U2I1＝4 V×0.2 A＝0.8 W。 (3)若把电压表的量程改为0～3 V，且要求电路安全，滑动变阻器连入电路中的最小电阻。 如图所示的电路中，电源电压恒定，R1＝8 Ω，滑动变阻器R2标有“20 Ω　1 A”的字样，电流表的量程为0～0.6 A，电压表的量程为0～3 V，断开开关S2，闭合开关S、S1，电流表示数为0.5 A，电压表示数为2 V，灯泡L正常发光，问： 3 (1)电源电压有多大？ 解：断开开关S2，闭合开关S、S1，L和R1串联，电流表 测电路的电流，电压表测L两端的电压，灯泡L正常发光， 所以灯的额定电压为2 V，R1两端的电压为U1＝I1R1＝ 0.5 A×8 Ω＝4 V，总电压 U＝UL＋U1＝2 V＋4 V＝6 V。 (2)灯泡L的额定功率有多大？ 解：灯泡L的额定功率PL＝ULI1＝2 V×0.5 A＝1 W。 (3)断开开关S1，闭合开关S、S2，在不损坏电路元件的前提下，R2接入电路的阻值范围？ 如图所示，电源电压U保持不变，定值电阻R1的阻值是30 Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为50 Ω，当S、S1闭合，S2断开时，电流表示数为0.2 A，当S、S2闭合，S1断开，且滑片P在b端时，电流表示数为0.1 A。不考虑温度对灯泡电阻的影响，求： 4 (1)电源电压U。 解：当S、S1闭合，S2断开时，电路为R1的简单电路， 电源电压U＝IR1＝0.2 A×30 Ω＝6 V。 (2)灯泡的阻值。 (3)电路中消耗的最大总功率与最小总功率之比。 解：当S、S2闭合，S1断开，且滑片P在b端时，灯泡与 滑动变阻器的最大阻值串联，此时电路总电阻最大， 电路消耗的总功率最小，为P小＝UI′＝6 V×0.1 A＝0.6 W。 解：电能表指示灯闪烁了242次，电热水器消耗的电能 W实＝×3.6×106 J＝2.904×105 J， 该电热水器的实际电功率P实＝＝＝968 W。 解：该电热水器氧化电热丝的实际电阻值 R实＝＝＝50 Ω。 解：为恢复该电热水器的铭牌功率，可与氧化电热丝并联一段新的电热丝，电热丝的功率P′＝P额－P实＝ 1 000 W－968 W＝32 W， 则电热丝的电阻值R′＝＝＝1 512.5 Ω。 解：R1电阻为R1＝＝＝10 Ω， 若把电压表的量程改为0～3 V，且要求电路安全，R1分压最大3 V，因为电源电压6 V，所以R2分压3 V，两电阻的阻值一样大，此时R2＝10 Ω，所以滑动变阻器连入电路中的最小电阻为10 Ω。 解：断开开关S1，闭合开关S、S2，R2和R1串联，电流表测电路的电流，电压表测R2两端的电压，当电流为最大值0.6 A时，R2接入电路的阻值最小，为R2＝－R1＝－8 Ω＝2 Ω，电压表示数为3 V时，R2接入电路的阻值最大，R1两端的电压U1′＝U－U3＝6 V－3 V＝3 V，两电阻分压相同，此时R2电阻应该和R1相同，为8 Ω，R2接入电路的阻值范围为2～8 Ω。 解：当S、S2闭合，S1断开，且滑片P在b端时，灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联，电路中的总电阻R＝＝＝60 Ω。 灯泡的阻值R灯＝R－R2＝60 Ω－50 Ω＝10 Ω。 当3个开关都闭合，且滑片在a端时，灯泡与R1并联，电路中的总电阻最小，电路消耗的总功率最大，此时电路的总电流I总＝I1＋I灯＝＋＝＋＝0.8 A。 则电路消耗的最大总功率P大＝UI总＝6 V×0.8 A＝4.8 W。 电路中消耗的最大总功率与最小总功率之比＝ ＝。 $$