第2节 电功率（导学案）物理沪科版（五四学制）2024九年级上册

第2节 电功率（导学案） 【学习目标】 1.能说出电功率的物理意义、定义和单位，能利用电功率公式进行相关计算。 2.能结合实际，说出用电器铭牌上额定电压、额定功率所表示的含义，并能区别额定电压与实际电压，额定功率与实际功率。 【学习重点】 电功率的概念及其公式的应用。 【学习难点】 区别额定电压与实际电压、额定功率与实际功率，能综合运用所学知识解决简单的电功率问题。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1.电功率是描述 的物理量。表示符号： 。 2.国际单位名称： ，简称 ，符号 ；1 W = J/s = V·A。 常用单位： ；1 kW = W。 3.定义式: 。变形式： 。 决定式： 。变形式： 。 推导式： 。 4.额定电压：实际使用时，所有用电器都有一个正常工作的电压值，叫做 。 额定电流：用电器两端的电压为额定电压时，通过用电器的电流叫做 。 额定功率：用电器两端的电压为额定电压时的电功率叫做 。 5.每个用电器的额定电压和额定功率只有 ，而实际电压和实际功率可以有 ，它们的关系见表格。 电压关系 功率关系 用电器工作情况 用电器 用电器不能正常工作 易损坏用电器 【课堂探究】 探究一 如何描述电流做功的快慢 1.电功率 （1）电功率是描述 的物理量。表示符号： 。 （2）国际单位名称： ，简称 ，符号 ；1 W = J/s = V·A。 常用单位： ；1 kW = W。 （3）定义式: 。变形式： 。 （4）决定式： 。变形式： 。 （5）推导式： 。 （6）1 千瓦·时（kW·h）表示电功率为 1 kW 的用电器持续工作 1 h 所消耗的电能。 2.如何描述电流做功的快慢 【思考】到商店买灯泡，售货员会问需要多少瓦的灯泡。家里的用电器，都会标有多少瓦。这里“瓦”的含义是什么呢？ 【学生活动】阅读课本P105“电功率”的相关内容，归纳得出电功率的定义式、单位。 【学生回答】电功率的定义式是 ，单位是瓦特，简称瓦，符号是W。 【教师活动】展示常见用电器电功率的数量级 【思考】我们知道，消耗电能的多少可用电能表来测量，所用时间的长短可用停表来测量。如何比较用电器消耗电能的快慢呢？ 【演示实验1】不同规格的灯泡，分别接入家庭电路中，记录电能表转盘转动一圈所需要的时间。 用电器 电灯1 电灯2 消耗的电能/J 1 800 1 800 所用的时间/s 18 38 消耗电能的快慢 快 慢 【教师提问】观察数据，你能得出什么结论？ 【学生回答】当消耗的电能相同时，电灯2所用的时间长，消耗电能慢，电功率小。 【教师总结】消耗的电能相同时，所用时间越长，电功率越小。 【演示实验2】将电吹风和电炉分别接入家庭电路中，记录电能表转盘在20 s内转动的圈数，并将消耗的电能计算出来。 用电器 电吹风 电炉 消耗的电能/J 10 800 19 800 所用的时间/s 20 20 消耗电能的快慢 慢 快 【教师提问】观察数据，你能得出什么结论？ 【学生回答】当工作时间相同时，电炉消耗的电能多，消耗电能快，电功率大。 【教师总结】时间相同时，消耗的电能越多，电功率越大。 【教师提问】有哪些方法可以比较电流做功快慢呢？ 【方法归纳】通电时间相同，比较做功多少，做功多的电流做功快；电流做功相同，比较时间长短，时间短的电流做功快。 【教师提问】在日常使用的节能灯上可以看到“220 V”和“24 W”这类的字样（PPT展示图片）.其中，220 V说的是电压，那么，“24 W”表示的是什么意思？ 【学生回答】“24 W”表示节能灯在1 s内消耗的电能是24 J（前提：在220 V的电压下） 【例题1】央视春晚，岳云鹏和孙越的相声《妙言趣语》中，小岳岳说，“瓦片的瓦，里面一个千万的千，这个字念‘千瓦’。”网友第一时间翻了家里的《新华字典》，结果还真有如图所示的“瓩”，念两个音“千瓦”，它是电学里 （选填“电功”或“电功率”）的单位，表示电流做功 （选填“快慢”或“多少”）的物理量。 【例题2】如图是某手机的“超级快充”插头，匹配相应的数据线即可自动向该手机电池实现“超级快充”，其铭牌参数如表，根据输出参数“5V；2A”或“10V；4A”或“11V；6A”可推断（　　） 输入：100V～240V，50/60Hz，1.7A 输出：5V，3A或9V，3A或11V，6A或20V，6A A．“超级快充”的“快”是指电压大 B．“超级快充”的“快”是指电流大 C．“超级快充”的“快”是指电功率大 D．给同一部手机充电，“超级快充”消耗的电能多 【例题3】如图是小灯泡L和电阻R中电流随电压变化的图像，从图中可以看出不同电压、电流下，灯泡电阻 （选填“相同”或“不同”）。若将它们并联接在电压为3V的电源两端，则电路总功率为 W。 探究二 用电器正常工作的条件是什么 1. 额定电压、额定电流、额定功率 （1）额定电压：实际使用时，所有用电器都有一个正常工作的电压值，叫做 。 额定电流：用电器两端的电压为额定电压时，通过用电器的电流叫做 。 额定功率：用电器两端的电压为额定电压时的电功率叫做 。 （2）每个用电器的额定电压和额定功率只有 ，而实际电压和实际功率可以有 ，它们的关系见表格。 电压关系 功率关系 用电器工作情况 用电器 用电器不能正常工作 易损坏用电器 2.测量小灯泡的电功率 【思考】灯泡铭牌上标的“220－40”分别表示电压为220 V，功率为40 W。用电高峰期时，灯泡发光比较暗，此时灯泡两端的电压还是220 V，功率还是40 W吗？ 【实验探究】测量小灯泡的电功率 ①测量原理： 。 ②实验器材：电流表、电压表、滑动变阻器、干电池若干、小灯泡、灯座、开关、导线若干。 ③实验电路图 ④实验结论：当小灯泡两端的电压等于额定电压时，小灯泡正常发光；小灯泡的亮度取决于小灯泡的实际功率，实际功率越大，小灯泡越亮。 【例题4】据如图所示的两盏白炽灯铭牌，请你对甲、乙两灯进行比较并得出相应的判断：正常发光时 的电阻大；串联时 更亮一些。 【例题5】如图所示，小灯泡标有“3V 3W”字样，与阻值为15Ω的电阻串联，此时小灯泡正常发光。则通过小灯泡的电流为 A，电阻消耗的功率为 W。 【精讲点拨】 1.电功率是描述电流做功快慢的物理量。表示符号：P。 2.国际单位名称：瓦特，简称 瓦，符号 W；1 W = 1 J/s = 1 V·A。 常用单位：千瓦（kW）；1 kW = 1 000 W。 3.定义式: 。变形式： ， 。 决定式： 。变形式： ， 。 推导式： ， 。 4.额定电压：实际使用时，所有用电器都有一个正常工作的电压值，叫做额定电压。 额定电流：用电器两端的电压为额定电压时，通过用电器的电流叫做额定电流。 额定功率：用电器两端的电压为额定电压时的电功率叫做额定功率。 5.每个用电器的额定电压和额定功率只有一个，而实际电压和实际功率可以有多个，它们的关系见表格。 电压关系 功率关系 用电器工作情况 用电器正常工作 用电器不能正常工作 易损坏用电器 【归纳整理】 第2节 电功率 【课堂练习】 1．图所示的几种家用电器正常工作时，电功率接近40W的是（　　） A．电热水器 B．电风扇 C．电饭锅 D．电熨斗 2．使用一节干电池可以使教室墙上挂的石英钟连续工作近一年时间，迷你小风扇使用一节同样的干电池只能连续工作半天时间。与石英钟相比，迷你小风扇（　　） A．消耗电能较多 B．工作电压较小 C．工作电流较大 D．实际功率较小 3．如图是创新实验小组同学设计的一款电子量角器的实物图和电路图，AB为均匀半圆弧形电阻，O点为其圆心，OP为金属滑片，可绕O点转动。AO间连接的角度显示器是由电压表改装而成的，可用来显示角AOP的大小。当滑片P沿顺时针方向转动时，则（　　） A．电路中电流变小 B．电压表示数变大 C．电路中电流变大 D．电路总功率变大 4．如图所示，这是创新小组自制的肺活量检测装置的原理图。其中电源电压不变，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器。检测时，被检人员向气球中吹气，气球膨胀带动隔板和滑片P向上运动，肺活量检测装置的显示仪的示数将会变大。下列有关说法正确的是（　　） A．肺活量检测装置的显示仪是电压表改装而成的 B．定值电阻R1在电路中不起作用，可以去除 C．向气球中吹气时，电压表示数与电流表示数的比值变小 D．向气球中吹气时，电路消耗的总功率变小 5．如图所示的电路，电源电压为3V，灯L1标有“3V，3W”，灯L2标有“6V，6W”，下列有关说法正确的是（　　） A．S2断开，S1接b，L1可以正常发光 B．S2断开，S1接a，L1实际功率为3W C．S2闭合，S1接a，L1更亮 D．S2闭合，S1接b，L2更亮 6．如图所示，闭合开关后电压表V1和V2示数之比为2：3，则定值电阻R1和R2消耗的功率之比为 。 7．如图所示的电路，电源电压恒为6V，白炽灯泡L1标有“5V 0.25A”，白炽灯泡L2标有“6V 3W”，R的阻值为10Ω。忽略温度对灯丝电阻的影响，只闭合开关S1时，灯泡 更亮。只闭合开关S2时，R的功率为 W，通电1min电路消耗的总电能为 J。 8．在“人工孵蛋”的跨学科实践活动中，同学们需要制作一个孵化箱，为鸡蛋的孵化提供合适的温度环境。同学们从老旧的电吹风中，截取了部分电热丝用于制作发热电阻。 任务一：测量自制电热丝R0 （1）请用笔画线代替导线把图1电路连接完整。 （2）闭合开关S，发现电流表无示数，电压表有明显示数，出现该故障的原因可能是电热丝R0 。 （3）排除故障后，向左移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表示数如图2所示，同时读出此时电流大小为0.44A，则电阻R0＝ Ω。 任务二：调整电热丝发热功率 （4）如图3所示，将电阻丝放入孵化箱中，并用温度传感器检测孵化箱温度。当孵化箱温度过低时，滑片应该向 侧移动以提高孵化箱温度。 （5）若将学生电源电压调到最大值，滑动变阻器阻值调到最小，加热功率仍然不够。为增大加热功率，在不改变电路连接的方式下，只利用图3提供的器材进行改动，可以 达到解决问题的目的。 任务三：改进与提升 温度过高会导致鸡蛋失去活力而无法孵化，同学们在孵化箱中装了自制高温报警装置。阻值不计的报警器在电流达到某一值时开始报警，电路图如图4所示，电源电压保持3V不变，L为指示灯，RT为热敏电阻，其阻值随温度t变化的函数关系是RT＝﹣0.1Ω/℃•t+15Ω（RT＞0）。 （6）当箱内温度升高时，灯的亮度变 。 （7）通过向左侧调节滑动变阻器Rp′可以 （选填“升高”或“降低”）报警温度。 9．如图是某小区向居民楼输电的示意图。供电设备提供输出的电压U保持恒定，通过输电线向较远处用户输电，输电线的电阻会造成一定的电压和能量损失，因此供电设备的输出电压一般会高于220V。若本图中输电线的总电阻等效为R0＝0.02Ω，闭合开关S，用户用电器两端得到的电压U1＝220V，用户用电器的总功率为110kW。求： （1）通过输电线的电流； （2）输电线R0的发热功率； （3）供电设备提供的输出电压U。 10．体重超标已成为影响青少年身心健康的重要公共卫生问题，为促进青少年健康成长，科技创新小组设计了一台由电压表改装而成的简易体重计来动态监测学生的体重情况，其电路如图甲所示。已知电源电压U＝6V恒定不变，定值电阻R0＝5Ω，R为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示，电压表量程为0～3V，踏板重力不计，求： （1）闭合开关S，当体重计空载时，电压表的示数为多少； （2）当体重计示数为600N时，R消耗的电功率为多少； （3）此体重计所能测量的最大体重为多少。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2节 电功率（导学案） 【学习目标】 1.能说出电功率的物理意义、定义和单位，能利用电功率公式进行相关计算。 2.能结合实际，说出用电器铭牌上额定电压、额定功率所表示的含义，并能区别额定电压与实际电压，额定功率与实际功率。 【学习重点】 电功率的概念及其公式的应用。 【学习难点】 区别额定电压与实际电压、额定功率与实际功率，能综合运用所学知识解决简单的电功率问题。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1.电功率是描述电流做功快慢的物理量。表示符号：P。 2.国际单位名称：瓦特，简称 瓦，符号 W；1 W = 1 J/s = 1 V·A。 常用单位：千瓦（kW）；1 kW = 1 000 W。 3.定义式: 。变形式： ， 。 决定式： 。变形式： ， 。 推导式： ， 。 4.额定电压：实际使用时，所有用电器都有一个正常工作的电压值，叫做额定电压。 额定电流：用电器两端的电压为额定电压时，通过用电器的电流叫做额定电流。 额定功率：用电器两端的电压为额定电压时的电功率叫做额定功率。 5.每个用电器的额定电压和额定功率只有一个，而实际电压和实际功率可以有多个，它们的关系见表格。 电压关系 功率关系 用电器工作情况 用电器正常工作 用电器不能正常工作 易损坏用电器 【课堂探究】 探究一 如何描述电流做功的快慢 1.电功率 （1）电功率是描述电流做功快慢的物理量。表示符号：P。 （2）国际单位名称：瓦特，简称 瓦，符号 W；1 W = 1 J/s = 1 V·A。 常用单位：千瓦（kW）；1 kW = 1 000 W。 （3）定义式: 。变形式： ， 。 （4）决定式： 。变形式： ， 。 （5）推导式： ， 。 （6）1 千瓦·时（kW·h）表示电功率为 1 kW 的用电器持续工作 1 h 所消耗的电能。 2.如何描述电流做功的快慢 【思考】到商店买灯泡，售货员会问需要多少瓦的灯泡。家里的用电器，都会标有多少瓦。这里“瓦”的含义是什么呢？ 【学生活动】阅读课本P105“电功率”的相关内容，归纳得出电功率的定义式、单位。 【学生回答】电功率的定义式是 ，单位是瓦特，简称瓦，符号是W。 【教师活动】展示常见用电器电功率的数量级 【思考】我们知道，消耗电能的多少可用电能表来测量，所用时间的长短可用停表来测量。如何比较用电器消耗电能的快慢呢？ 【演示实验1】不同规格的灯泡，分别接入家庭电路中，记录电能表转盘转动一圈所需要的时间。 用电器 电灯1 电灯2 消耗的电能/J 1 800 1 800 所用的时间/s 18 38 消耗电能的快慢 快 慢 【教师提问】观察数据，你能得出什么结论？ 【学生回答】当消耗的电能相同时，电灯2所用的时间长，消耗电能慢，电功率小。 【教师总结】消耗的电能相同时，所用时间越长，电功率越小。 【演示实验2】将电吹风和电炉分别接入家庭电路中，记录电能表转盘在20 s内转动的圈数，并将消耗的电能计算出来。 用电器 电吹风 电炉 消耗的电能/J 10 800 19 800 所用的时间/s 20 20 消耗电能的快慢 慢 快 【教师提问】观察数据，你能得出什么结论？ 【学生回答】当工作时间相同时，电炉消耗的电能多，消耗电能快，电功率大。 【教师总结】时间相同时，消耗的电能越多，电功率越大。 【教师提问】有哪些方法可以比较电流做功快慢呢？ 【方法归纳】通电时间相同，比较做功多少，做功多的电流做功快；电流做功相同，比较时间长短，时间短的电流做功快。 【教师提问】在日常使用的节能灯上可以看到“220 V”和“24 W”这类的字样（PPT展示图片）.其中，220 V说的是电压，那么，“24 W”表示的是什么意思？ 【学生回答】“24 W”表示节能灯在1 s内消耗的电能是24 J（前提：在220 V的电压下） 【例题1】央视春晚，岳云鹏和孙越的相声《妙言趣语》中，小岳岳说，“瓦片的瓦，里面一个千万的千，这个字念‘千瓦’。”网友第一时间翻了家里的《新华字典》，结果还真有如图所示的“瓩”，念两个音“千瓦”，它是电学里　 　 （选填“电功”或“电功率”）的单位，表示电流做功　 　 （选填“快慢”或“多少”）的物理量。 【答案】电功率；快慢 【解析】解：千瓦是电功率的单位；电功率是指电流在单位时间内做功的多少，它是表示电流做功快慢的物理量。 【例题2】如图是某手机的“超级快充”插头，匹配相应的数据线即可自动向该手机电池实现“超级快充”，其铭牌参数如表，根据输出参数“5V；2A”或“10V；4A”或“11V；6A”可推断（　　） 输入：100V～240V，50/60Hz，1.7A 输出：5V，3A或9V，3A或11V，6A或20V，6A A．“超级快充”的“快”是指电压大 B．“超级快充”的“快”是指电流大 C．“超级快充”的“快”是指电功率大 D．给同一部手机充电，“超级快充”消耗的电能多 【答案】C 【解析】解：根据电功率定义式的变形式t可知，在手机电池充电储存的电能一定时，充电功率越大，手机的充电时间越短，由此可知，超“级快充”的“快”是指充电的电功率大。故C正确、ABD错误。 【例题3】如图是小灯泡L和电阻R中电流随电压变化的图像，从图中可以看出不同电压、电流下，灯泡电阻　 （选填“相同”或“不同”）。若将它们并联接在电压为3V的电源两端，则电路总功率为　 　 W。 【答案】不同；1.35。 【解析】解：根据欧姆定律可知从图中可以看出不同电压、电流下，灯泡电阻R16.6Ω，R28Ω，故不同电压、电流下，灯泡电阻不同；若将它们并联接在电压为3V的电源两端，从图中可知通过灯泡和电阻的电流分别为0.3A、0.15A，根据并联电路的电流特点可知干路电流：I＝IL+IR＝0.3A+0.15A＝0.45A；根据P＝UI可知电路总功率为P＝UI＝3V×0.45A＝1.35W。 探究二 用电器正常工作的条件是什么 1. 额定电压、额定电流、额定功率 （1）额定电压：实际使用时，所有用电器都有一个正常工作的电压值，叫做额定电压。 额定电流：用电器两端的电压为额定电压时，通过用电器的电流叫做额定电流。 额定功率：用电器两端的电压为额定电压时的电功率叫做额定功率。 （2）每个用电器的额定电压和额定功率只有一个，而实际电压和实际功率可以有多个，它们的关系见表格。 电压关系 功率关系 用电器工作情况 用电器正常工作 用电器不能正常工作 易损坏用电器 2.测量小灯泡的电功率 【思考】灯泡铭牌上标的“220－40”分别表示电压为220 V，功率为40 W。用电高峰期时，灯泡发光比较暗，此时灯泡两端的电压还是220 V，功率还是40 W吗？ 【实验探究】测量小灯泡的电功率 ①测量原理： 。 ②实验器材：电流表、电压表、滑动变阻器、干电池若干、小灯泡、灯座、开关、导线若干。 ③实验电路图 ④实验结论：当小灯泡两端的电压等于额定电压时，小灯泡正常发光；小灯泡的亮度取决于小灯泡的实际功率，实际功率越大，小灯泡越亮。 【例题4】据如图所示的两盏白炽灯铭牌，请你对甲、乙两灯进行比较并得出相应的判断：正常发光时 　 　 的电阻大；串联时 　 　 更亮一些。 【答案】乙；乙 【解析】解：两灯泡正常发光时，由P可知两电阻的电阻关系R甲＜R乙； 两盏灯串联在家庭电路中时通过它们的电流相等，由P＝I2R可知乙灯泡的实际功率大，则乙灯更亮一些。 【例题5】如图所示，小灯泡标有“3V 3W”字样，与阻值为15Ω的电阻串联，此时小灯泡正常发光。则通过小灯泡的电流为 　 　 A，电阻消耗的功率为 　 　 W。 【答案】1；15。 【解析】解： 已知灯泡的额定电压为3V，额定功率为3W， 由P＝UI可知，灯泡正常发光时的电流：IL1A； 因串联电路处处电流相等，所以电阻消耗的功率：PR＝IR＝（1A）2×15Ω＝15W。 【精讲点拨】 1.电功率是描述电流做功快慢的物理量。表示符号：P。 2.国际单位名称：瓦特，简称 瓦，符号 W；1 W = 1 J/s = 1 V·A。 常用单位：千瓦（kW）；1 kW = 1 000 W。 3.定义式: 。变形式： ， 。 决定式： 。变形式： ， 。 推导式： ， 。 4.额定电压：实际使用时，所有用电器都有一个正常工作的电压值，叫做额定电压。 额定电流：用电器两端的电压为额定电压时，通过用电器的电流叫做额定电流。 额定功率：用电器两端的电压为额定电压时的电功率叫做额定功率。 5.每个用电器的额定电压和额定功率只有一个，而实际电压和实际功率可以有多个，它们的关系见表格。 电压关系 功率关系 用电器工作情况 用电器正常工作 用电器不能正常工作 易损坏用电器 【归纳整理】 第2节 电功率 【课堂练习】 1．图所示的几种家用电器正常工作时，电功率接近40W的是（　　） A．电热水器 B．电风扇 C．电饭锅 D．电熨斗 【答案】B 【解析】解：A、电热水器的功率约为1000W～3000W，不符合题意，故A错误； B、小型电风扇的功率较小，在40W左右，符合题意，故B正确； C、电饭锅的功率较大，一般在800W左右，不符合题意，故C错误； D、电熨斗的功率也比较大，一般在500W左右，不符合题意，故D错误。 2．使用一节干电池可以使教室墙上挂的石英钟连续工作近一年时间，迷你小风扇使用一节同样的干电池只能连续工作半天时间。与石英钟相比，迷你小风扇（　　） A．消耗电能较多 B．工作电压较小 C．工作电流较大 D．实际功率较小 【答案】C 【解析】解：A、根据题意可知，石英钟使用一节干电池连续工作近一年时间和迷你小风扇使用一节同样的干电池连续工作半天时间消耗的电能一样多；如果工作相同的时间，根据W＝UIt可知，迷你小风扇消耗的电能更多，因为条件不足，所以无法判断，故A错误； B、石英钟和迷你小风扇使用一节同样的干电池，因此工作电压相同，故A错误； C、石英钟使用一节干电池可以连续工作近一年时间，迷你小风扇使用一节同样的干电池所提供的电能相同，只能连续工作半天时间，根据I可知，迷你小风扇工作电流更大，故C正确； D、根据P＝UI可知，迷你小风扇实际功率较大，故D错误。 3．如图是创新实验小组同学设计的一款电子量角器的实物图和电路图，AB为均匀半圆弧形电阻，O点为其圆心，OP为金属滑片，可绕O点转动。AO间连接的角度显示器是由电压表改装而成的，可用来显示角AOP的大小。当滑片P沿顺时针方向转动时，则（　　） A．电路中电流变小 B．电压表示数变大 C．电路中电流变大 D．电路总功率变大 【答案】B 【解析】解：由电路图可知，电路为AB均匀半圆弧形电阻的简单电路，电压表测AP弧部分电阻两端的电压，因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路，所以，滑片P移动时，电路中的总电阻不变；由I可知，当滑片P沿顺时针方向转动时，电路中的电流大小不会改变；因滑片P沿顺时针方向转动时，AP弧部分电阻变大，由U＝IR可知，电压表示数会变大；根据P＝UI可知，电路的总功率不变； 综上所述，B正确。 4．如图所示，这是创新小组自制的肺活量检测装置的原理图。其中电源电压不变，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器。检测时，被检人员向气球中吹气，气球膨胀带动隔板和滑片P向上运动，肺活量检测装置的显示仪的示数将会变大。下列有关说法正确的是（　　） A．肺活量检测装置的显示仪是电压表改装而成的 B．定值电阻R1在电路中不起作用，可以去除 C．向气球中吹气时，电压表示数与电流表示数的比值变小 D．向气球中吹气时，电路消耗的总功率变小 【答案】C 【解析】解：A．由电路图可知，闭合开关S后，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流；吹气时，气球胀大，隔板向上运动，变阻器R2接入电路中的电阻变小，电路总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中电流的变大，电流表示数变大；根据U＝IR知，定值电阻R1两端的电压变大，根据串联电路的电压规律可知，变阻器R2两端的电压变小，即电压表的示数变小，肺活量检测装置的显示仪是电流表改装而成的，故A错误； B．当R2的电阻很小时，R1可以起到保护电路的作用，所以电路中的R1不能去除，故B错误； C．根据R可知，电压表示数与电流表示数的比值表示滑动变阻器的电阻大小，变阻器R2接入电路中的电阻变小，该比值减小，故C正确； D．根据P＝UI知，电路消耗的电功率变大，故D错误。 5．如图所示的电路，电源电压为3V，灯L1标有“3V，3W”，灯L2标有“6V，6W”，下列有关说法正确的是（　　） A．S2断开，S1接b，L1可以正常发光 B．S2断开，S1接a，L1实际功率为3W C．S2闭合，S1接a，L1更亮 D．S2闭合，S1接b，L2更亮 【答案】A 【解析】解：L1 的电阻R13Ω；L2 的电阻R26Ω A．S2断开，S1接b，L1两端的电压为电源电压，为3V，等于灯泡的额定电压3V，L1能正常发光，故A正确； B．S2断开，S1接a，两只灯泡串联，电路中的电流为IA，L2实际功率为：P1＝I2R1＝（A）2×3ΩW，故B错误； C．S2闭合，S1接a时，两只灯泡两只灯泡短路，所以L2、L1都不发光，故C错误； D、S2闭合，S1接b时，两只灯泡并联，两端的电压相等，等于电源电压3V，所以L1可以正常发光，功率为3W，L2不能正常发光，P2实1.5W，功率低于3W，所以L1比L2更亮，故D错误。 6．如图所示，闭合开关后电压表V1和V2示数之比为2：3，则定值电阻R1和R2消耗的功率之比为　1：2　 。 【答案】1：2 【解析】解：闭合开关后定值电阻R1和R2串联，电压表V2测电源电压，电压表V1测R2电压，电压表V1和V2示数之比为2：3，根据串联电压规律可知R1和R2电压之比为1：2，串联电流相等，根据P＝UI可知电功率和电压成正比，所以定值电阻R1和R2消耗的功率之比为1：2。 7．如图所示的电路，电源电压恒为6V，白炽灯泡L1标有“5V 0.25A”，白炽灯泡L2标有“6V 3W”，R的阻值为10Ω。忽略温度对灯丝电阻的影响，只闭合开关S1时，灯泡　 更亮。只闭合开关S2时，R的功率为　 　 W，通电1min电路消耗的总电能为　 　 J。 【答案】L1；0.4；72。 【解析】解：（1）忽略温度对灯丝电阻的影响，L1的电阻为：R120Ω， L2的电阻为：R212Ω；只闭合S1时，两灯泡串联，串联电路的电流处处相等，且R1＞R2，根据P＝I2R可知，L1的实际功率大，故小灯泡L1更亮； （2）只闭合开关S2时，L1和R串联，则电路中的电流为：I0.2A， 故R的功率为：P＝I2R＝（0.2A）2×10Ω＝0.4W； （3）电路中的电流I＝0.2A；电源电压U＝6V；通电1min电路消耗的总电能为： W＝UIt＝6V×0.2A×1×60s＝72J。 8．在“人工孵蛋”的跨学科实践活动中，同学们需要制作一个孵化箱，为鸡蛋的孵化提供合适的温度环境。同学们从老旧的电吹风中，截取了部分电热丝用于制作发热电阻。 任务一：测量自制电热丝R0 （1）请用笔画线代替导线把图1电路连接完整。 （2）闭合开关S，发现电流表无示数，电压表有明显示数，出现该故障的原因可能是电热丝R0　 　 。 （3）排除故障后，向左移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表示数如图2所示，同时读出此时电流大小为0.44A，则电阻R0＝　 　 Ω。 任务二：调整电热丝发热功率 （4）如图3所示，将电阻丝放入孵化箱中，并用温度传感器检测孵化箱温度。当孵化箱温度过低时，滑片应该向　 　 侧移动以提高孵化箱温度。 （5）若将学生电源电压调到最大值，滑动变阻器阻值调到最小，加热功率仍然不够。为增大加热功率，在不改变电路连接的方式下，只利用图3提供的器材进行改动，可以　 　 达到解决问题的目的。 任务三：改进与提升 温度过高会导致鸡蛋失去活力而无法孵化，同学们在孵化箱中装了自制高温报警装置。阻值不计的报警器在电流达到某一值时开始报警，电路图如图4所示，电源电压保持3V不变，L为指示灯，RT为热敏电阻，其阻值随温度t变化的函数关系是RT＝﹣0.1Ω/℃•t+15Ω（RT＞0）。 （6）当箱内温度升高时，灯的亮度变　 　 。 （7）通过向左侧调节滑动变阻器Rp′可以　 　 （选填“升高”或“降低”）报警温度。 【答案】（1）见解答；（2）断路； （3）5；（4）左；（5）将电阻丝剪掉一小段； （6）亮；降低。 【解析】解：（1）测量电阻丝的电阻，电压表并联在电阻丝两端，根据电源电压是两节干电池取选0﹣3V量程，连接实物图如下： （2）闭合开关S，电流表无示数，可能电路断路，电压表有明显示数，电压表两个接线柱到电源通路，由此可知可能的故障原因是电阻丝R0断路； （3）电压表接入电路中的量程是0﹣3V，指针分度值是0.1V，电压表的示数是2.2V；根据欧姆定律变形； （4）当孵化箱温度过低时，要产生更多的电热，由Q＝I2Rt可知，电路电流增大，由电路I减小电路中的总电阻，故滑片应该向左侧移动； （5）若将学生电源调到最大值，滑动变阻器阻值调到最小，加热功率仍然不够。根据 ，利用图24中现有器材，可以将电阻丝剪掉一小段，即减小电阻解决问题； （6）根据RT＝﹣0.1Ω/℃•t+15Ω，当箱内温度升高时，RT减小，根据欧姆定律 可知，电路电流增大，所以灯的亮度变亮； （7）向左侧调节滑动变阻器Rp′，滑动变阻器接入的电阻变小，报警装置的报警电流一定，电源电压一定，报警时电路中的电阻R总一定，热敏电阻RT＝R总﹣RP变大，由热敏电阻RT＝﹣0.1Ω/℃•t+15Ω，电阻变大温度降低。 9．如图是某小区向居民楼输电的示意图。供电设备提供输出的电压U保持恒定，通过输电线向较远处用户输电，输电线的电阻会造成一定的电压和能量损失，因此供电设备的输出电压一般会高于220V。若本图中输电线的总电阻等效为R0＝0.02Ω，闭合开关S，用户用电器两端得到的电压U1＝220V，用户用电器的总功率为110kW。求： （1）通过输电线的电流； （2）输电线R0的发热功率； （3）供电设备提供的输出电压U。 解：（1）用户用电器的总功率为P＝110kW＝1.1×105W， 由P＝UI可得，通过输电线的电流：I500A； （2）输电线上损耗的热功率：P损失＝I2R0＝（500A）2×0.02Ω＝5000W； （3）根据欧姆定律可知输电线上损失的电压：U损＝IR0＝500A×0.02Ω＝10V， 则供电设备输出电压：U＝U1+U损＝220V+10V＝230V。 答：（1）通过输电线的电流为500A； （2）输电线R0的发热功率为5000W； （3）供电设备提供的输出电压U为230V。 10．体重超标已成为影响青少年身心健康的重要公共卫生问题，为促进青少年健康成长，科技创新小组设计了一台由电压表改装而成的简易体重计来动态监测学生的体重情况，其电路如图甲所示。已知电源电压U＝6V恒定不变，定值电阻R0＝5Ω，R为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示，电压表量程为0～3V，踏板重力不计，求： （1）闭合开关S，当体重计空载时，电压表的示数为多少； （2）当体重计示数为600N时，R消耗的电功率为多少； （3）此体重计所能测量的最大体重为多少。 解：由图甲可知，定值电阻R0与压敏电阻R串联，电压表测量R0两端的电压； （1）由图乙可知，当体重计空载时，即压敏电阻受到的压力为0时压敏电阻的阻值为R＝45Ω，根据串联电路的电阻特点可知，电路的总电阻：R总＝R+R0＝45Ω+5Ω＝50Ω，电路中的电流：I0.12A，定值电阻R0两端的电压为：U0＝IR0＝0.12A×5Ω＝0.6V，即电压表的示数为0.6V； （2）由图乙可知，当体重计示数为600N时，压敏电阻的阻值为：R′＝15Ω，根据串联电路的电阻特点可知，电路的总电阻：R总′＝R′+R0＝15Ω+5Ω＝20Ω，电路中的电流为：I′0.3A， R消耗的电功率为：PR＝I′2R′＝（0.3A）2×15Ω＝1.35W； （3）由图乙可知，R受到的压力越大，R的阻值越小，根据串联电路电阻规律可知电路中的总电阻越小，根据欧姆定律可知电路中的电流越大，根据U＝IR可知，定值电阻R0两端的电压越大，即电压表的示数越大，所以当电压表的最大示数为3V，即R0两端的最大电压为3V， 则此时通过R0的最大电流为：I大0.6A； 根据串联电路的特点可知，通过压敏电阻R的电流I″＝I大＝0.6A，压敏电阻R两端的电压UR＝U﹣U0大＝6V﹣3V＝3V；根据欧姆定律可知，此时压敏电阻的阻值R″5Ω， 由图乙可知，此时压敏电阻受到的压力为1200N，即该称重器能称量的最大体重为1200N。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $