6.2 电功率(举一反三·讲义)物理新教材教科版九年级上册
2026-09-09
|
2份
|
38页
|
18人阅读
|
1人下载
精品
摘要:
本讲义聚焦“电功率”核心知识点,系统梳理其定义、物理意义、公式及单位,通过实验探究电功率与电压、电流的关系,明确额定功率与实际功率的区别,最终掌握伏安法和电能表法测量电功率,构建从概念到应用的完整学习支架。
该资料以实验探究为特色,如控制变量法探究电功率与电压、电流的关系,培养科学思维与科学探究能力。结合生活实例(低电量模式、电热水器挡位)强化能量观念,课后分层作业助力学生巩固知识,提升解决实际问题的能力,兼顾课中教学与课后查漏补缺。
内容正文:
6.2 电功率
模块一 知识框架
模块二 知识精讲
教师演示:分别将电吹风和40W的灯泡接入模拟家庭电路,通过实物投影让学生观察电能表铝盘转动的快慢。情景导入
提问:“大家看,当电吹风工作时,电能表转盘转得飞快;当灯泡工作时,转盘转得慢多了。这说明什么?说明电流通过不同的用电器时,消耗电能的快慢是不一样的。”
【知识点1 认识电功率】知识归纳
1.定义:电流所做的功与时间的比叫电功率。
2.物理意义:电功率表示电流做功的快慢,电功率越大,电流做功越快,用电器消耗电能越 快 。
3.公式:,定义式,适用于所有电路。
4.单位: 国际单位——瓦特,简称瓦,符号 W
常用单位——千瓦,符号 kW
换算关系:1 kW=1000 W
5.变形公式:W=Pt、
在计算时,单位要统一。
物理量
国际单位
常用单位
电功W
J
kW•h
时间t
s
h
电功率P
W
kW
6.电功率和电功之间的关系:
(1)电流做功越快,电功率越大。
(2)在时间一定时,电流做功越多,电功率越大;电功一定时,时间越短,电功率越大;电功率一定时,电功越大,时间越短。
【例1】关于电功、电能和电功率的下列说法中,正确的是( )
A.千瓦时是电功率的单位
B.电功率是表示电流做功多少的物理量
C.电流做功越多,电功率就越大
D.用电器电功率越大,单位时间内消耗的电能越多
【答案】D
【解析】A.千瓦时是电能的常用单位,电功率单位为瓦特、千瓦,故A错误;
B.电功率是表示电流做功快慢的物理量,电流做功多少是电功的物理意义,故B错误;
C.由可知,电功率大小由电功和做功时间共同决定,仅电功多、时间未知,无法确定电功率大,故C错误;
D.由可知,单位时间内,即时间相同时,P越大则消耗的电能W越多,故D正确。
故选D。
【变式1-1】智能手机在电量较低时,可以在手机的控制中心中开启“低电量模式”,这样便可以延长手机的使用时间。关于手机“低电量模式”开启后,下列说法中正确的是( )
A.在“低电量模式”下,手机将不会消耗电能
B.“低电量模式”将减小手机的电功率
C.在“低电量模式”下,会增加手机消耗的电能
D.“低电量模式”开启的时间越长,消耗电能越快
【答案】B
【解析】A.手机只要是处于工作状态就会消耗电能,故A错误;
B.手机剩余的可支配电能是一定的,开启低电量模式后通过降低屏幕亮度、限制后台程序运行等方式,减小了手机的电功率,根据W=Pt,在电能W一定时,电功率P越小,可用的工作时间t就越长,以此延长使用时间,故B正确;
C.“低电量模式”下,工作相同时间会减少消耗的电能,故C错误;
D.消耗电能的快慢由电功率直接决定,低电量模式下电功率更小,消耗电能的速度更慢,和模式开启时长没有关系,故D错误;
故选B。
【变式1-2】如图所示,从安全用电的角度考虑,某同学家同时使用的用电器最大总功率不应超过________W。断开其他用电器,让电饭锅单独工作2min,指示灯闪烁了90次,则电饭锅的电功率为________W。
【答案】8800 900
【解析】由电能表参数可知工作电压为220V,允许通过的最大电流为40A,同时使用的用电器最大总功率为,电饭锅消耗的电能,电饭锅工作时间,电饭锅的电功率。
【知识点2 电功率的大小】
1.实验探究:
探究电功率与电压的关系
探究电功率与电流的关系
实验方法
控制电流相等
控制电压相等
电路图
现象
灯泡两端电压越大,灯泡越亮
灯泡通过的电流越大,灯泡越亮
结论
在电流一定时,电压越大,电功率越大
在电压一定时,电流越大,电功率越大
注意事项:
(1)实验中应选择阻值不同的灯泡,以便观察明显的亮度差异。
(2)灯泡的亮度反映了电功率的大小,实际功率越大,灯泡越亮。
(3)实验中更换不同规格的灯泡重复多次实验,目的是使结论更具普遍性。
总结:
电功率等于电压与电流的乘积,即公式为P=UI(该公式适用于所有电路,包括纯电阻电路和非纯电阻电路)。
2.电功率的推导公式:P=I2R,(这两个公式仅适用于纯电阻电路)。
3.电功的计算公式:W=UIt,W= I2Rt,
【例2】同学们通过实验探究“电功率跟电流、电压的关系”。
灯泡
发光情况
电压U/V
L1
暗
L2
亮
2.7
(1)小灯泡电功率的大小可通过___________判断;
(2)小聪同学用干电池做电源,把L1“2.5V,0.3A”和L2“3.8V,0.3A”两只灯泡连成如图甲所示电路,两只灯泡串联连接的目的:___________
(3)闭合开关进行实验,L1两端电压如图乙所示,为___________V,请你根据现象及数据得出结论:
通过用电器的电流相同时,用电器两端的电压越大,___________;
(4)小聪将两只灯泡并联在原电源上,探究电功率与电流的关系;当他闭合开关S,看到小灯泡L1一闪即灭,说出改进方法:在___________;
【答案】(1)小灯泡亮度 (2)控制电流相同 (3)1.8 用电器的功率越大 (4)在干路上串联一分压电阻或滑动变阻器
【解析】(1)电流做功的过程就是电能转化为其它形式能的过程,灯越亮表示单位时间内转化成其它形式的能越多,故实验中,可通过小灯泡亮度判断灯的功率大小。
(2)根据串联电路电流的规律,把两只灯泡连成如图甲所示的电路,采取这样连接方式的目的是:控制电流相同。
(3)[1]闭合开关进行实验,L1两端电压如表盘,电压表选用小量程,分度值为0.1V,则L1两端电压为1.8V。
[2]结合表中其他证据可得出的结论是:在用电器的电流相同时,用电器的电压越大,用电器的功率越大。
(4)由题意知,电源电压为
1.8V+2.7V=4.5V
两灯泡并联在电源两端,由于电源电压4.5V太高,远大于灯泡L1额定电压2.5V,所以灯泡,L1烧坏;为避免灯泡L1烧坏,可在干路中串联一个滑动变阻器保护保护电路或减小电源电压,并在灯泡两端并联电压表,可监测灯泡两端的电压变化,防止超过其额定电压。
【变式2-1】如图所示,探究“电功率跟电压的关系”实验中,将小灯泡L1 “2.5V 0.3A”和L2 “3.8V 0.3A”串联,下列说法正确的是( )
A.L1和L2串联的主要目的是使两灯泡的通电时间相同
B.如果电源电压可调,两灯泡可以同时正常发光
C.闭合开关后,“3.8V 0.3A”的小灯泡更亮,因为其额定功率大
D.该实验的原理是P=UI
【答案】B
【解析】A.探究“电功率跟电压的关系”实验,需要控制电流相同,因此L1和L2串联的主要目的是使两灯泡的电流相等,故A错误;
B.由题知,两灯的额定电流都是0.3A,两灯串联时,若电源电压可调,当电路中电流达到0.3A,达到它们的额定电流,则两灯都能正常发光,故B正确;
C.灯泡的亮度是由其实际功率决定的,所以闭合开关后,“3.8V 0.3A”的小灯泡更亮,是因为它的实际功率大,故C错误;
D.由图知,两电压表分别测两灯的电压,只能通过灯泡的亮度判断其电功率的大小,并不能测出电功率的确切值,也就无法得出电功率和电压间的定量关系,故D错误。
故选B。
【变式2-2】某型号电热水器简化电路如图所示,有速热、慢热两个挡位,已知发热电阻。只闭合开关时,为慢热挡,此时功率为。求热水器:
(1)在慢热挡工作时,电路中的电流;
(2)在慢热挡工作,电路消耗的电能;
(3)速热挡的功率。
【答案】(1)4A (2)/ (3)
【解析】(1)只闭合S1时,电路为R1的简单电路,电路的电阻较大,由可知,电路的功率较小,为慢热挡,由P=UI得,电路电流为
(2)慢热挡正常工作0.5h消耗的电能
(3)S1、S2都闭合时,R1与R2并联,电路的电阻较小,由可知,为速热挡,R2的功率为
因并联电路总功率等于各支路功率之和,故速热挡的功率
【知识点3 额定功率】
1.额定电压:用电器正常工作时的电压。
额定功率:用电器在额定电压下工作时的功率。
2.实际电压:用电器实际工作时的电压。
实际功率:用电器在实际电压下工作时的功率,实际功率随实际电压的变化而变化。
3.实际功率和额定功率的关系:
(1)当实际电压等于额定电压时,实际功率等于额定功率,用电器正常工作;
(2)当实际电压低于额定电压时,实际功率小于额定功率,用电器不能正常工作;
(3)当实际电压高于额定电压时,实际功率大于额定功率,用电器可能被烧坏。
4.灯泡亮度:灯泡的亮度由实际功率决定,实际功率越大,灯泡越亮。
【例3】甲、乙两只灯泡的铭牌如图所示,忽略温度对灯丝电阻的影响,下列说法中正确的是( )
A.甲灯的实际功率一定是25W
B.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多
C.甲、乙两灯串联接入220V电路中,乙灯比甲灯亮
D.甲、乙两灯并联接入200V电路中,乙灯比甲灯亮
【答案】D
【解析】由铭牌可知 ,,,。两灯电阻分别为,。
A. 甲灯实际电压未知,由 可知其实际功率不一定是25W,故A错误;
B. 两灯正常发光时 ,,由W=Pt 可知,通电时间未知,无法比较消耗电能的多少,故B错误;
C. 串联接入220V电路中,电流I相等,由 可知,因
则 ,甲灯比乙灯亮,故C错误;
D. 并联接入200V电路中,电压U=220V 相等,由 可知,因
则 ,乙灯比甲灯亮,故D正确。
故选D。
【变式3-1】标有“ ”的加热器,在它两端电压不超过额定电压时,电流随电压的变化关系如图所示。这种加热器正常工作时的电阻为________Ω。如果使它的实际电压达到额定电压的一半,它消耗的功率________(选填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】484 大于
【解析】加热器正常工作时的电阻为
由图像可知,图线不是过原点的直线且偏向纵轴U,说明加热器的电阻随电压升高而增大,故实际电压为额定电压一半时,实际电阻小于正常工作时的电阻;电压为额定电压一半、电阻为正常工作电阻时的功率为
由可知,电压相同时,电阻越小功率越大,故实际功率大于25W。
【变式3-2】某品牌电热水器的简化电路如图所示,A为自动温度开关,当水的温度达到设定温度时自动断开电路,低于设定温度时,自动接通电路。S是热水器的功率选择开关,可选择高、低两种加热功率,R1、R2 都是发热电阻器且电阻不变。主要的技术指标如表。当S拨至2时,电热水器单独工作3 min,表盘上标有“3200imp/(kW·h)”字样的电能表上的指示灯闪烁了160次。求:
额定电压/V
220
发热电阻类型
电热管
输入功率一挡/W
2 200
输入功率二挡/W
1 210
温度范围/℃
20~78
容积/L
20
(1)当热水器在高挡正常工作时,求此时电路中的电流。
(2)当S拨至2时电热水器电路中的总电阻。
(3)电热水器单独工作3min时的实际功率。
(4)电热水器两端的实际电压。
【答案】(1)10A (2)40Ω (3)1000W (4)200V
【解析】(1)高挡正常工作时,电路为R1的简单电路。由得,电路中的电流
(2)S拨至2时,R1与R2串联。由得,电路总电阻
(3)S拨至2时,电热水器工作3min,电能表指示灯闪烁160次。电热水器消耗的电能,工作时间,由得,实际功率
(4)S拨至2时,总电阻不变,实际功率为1000W。由得,实际电压
【知识点4 电功率的测量】
1. 伏安法测功率:
(1)原理:P=UI
(2)方法:用电压表测用电器两端的电压,用电流表测通过用电器的电流,通过计算得出功率。
(3)特点:可以测量用电器在不同电压下的实际功率,常用于测量小灯泡的电功率。
2.电能表测电功率:
(1)原理:
(2)方法:利用电能表测量用电器在一段时间内消耗的电能,同时用秒表记录时间,计算得出功率。
(3)应用:常用于测量家庭电路中用电器的功率。
【例4】小明测量额定电压为4.5 V的灯泡的额定功率(正常发光时其电阻约为8 Ω),电源电压恒为6 V。
(1)请以笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整。(电流表、电压表应选择合适的量程)
(2)正确连接电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于___________(选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关S,发现灯泡L不亮,电流表无示数,电压表有示数,故障原因可能是___________。
(4)排除故障后继续实验,调节滑动变阻器的滑片P直至电压表示数为___________V时,灯泡正常发光,电流表的示数如图乙所示,灯泡的额定电流为___________A,额定功率是___________W。
(5)要将该灯泡与6 V电源连接成发光电路,为使灯泡正常发光,需将该灯泡与阻值为___________Ω的定值电阻___________联。
【答案】(1) (2)B (3)灯泡L断路 (4)4.5 0.5 2.25 (5)3 串
【解析】(1)量程选择:灯泡额定电压为4.5V,因此电压表选量程并联在灯泡两端;灯泡正常发光电阻约8Ω,额定电流约为
因此电流表选量程串联在电路中;同时滑动变阻器的接线柱要“一上一下”接入电路。
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片要置于最大阻值处,本题中滑动变阻器下接线柱接的是A端,因此滑片移到B端时接入电路的电阻丝最长,阻值最大,能起到保护电路的作用。
(3)灯泡不亮、电流表无示数说明电路发生断路,而电压表有示数,说明电压表两端能连通电源两极,因此故障是和电压表并联的灯泡发生了断路。
(4)灯泡的额定电压为4.5V,因此调节滑片使电压表示数为4.5V时灯泡正常发光;电流表使用量程,分度值为0.02A,电流表示数为0.5A;灯泡的额定功率
(5)电源电压为6V高于灯泡的额定电压4.5V,需要串联一个定值电阻分担多余的1.5V电压;串联电路电流处处相等,电路电流为灯泡的额定电流0.5A,因此定值电阻阻值。
【变式4-1】小渝连接了如图甲所示的电路来测量标有“2.5V”小灯泡的额定功率。电源电压调为3V不变,当电压表示数为2.0V时,电流表示数如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.小灯泡的额定功率为0.75W
B.要让灯泡正常发光应将滑片P向右移
C.右移滑片P的过程,电压表和电流表示数的比值不变
D.小灯泡正常发光时,灯泡电阻大于滑动变阻器的阻值
【答案】D
【解析】首先分析电路:灯泡与滑动变阻器串联,电压表测灯泡电压,电流表测电路电流,电源电压,灯泡额定电压,电压为2.0V时,电流表量程,分度值0.02A,电流。
A.0.3A是灯泡两端电压为 2V 时的电流,不是额定电压 2.5V 下的额定电流。 灯丝电阻随温度升高而变大,2.5V 时灯丝温度更高,电阻比2V时更大,额定电流≠0.3A,不能用计算额定功率,故A错误;
B.要让灯泡电压从2.0V升高到2.5V,需要减小滑动变阻器接入电阻,本题滑动变阻器接左下接线柱,滑片左移才会减小电阻,右移电阻增大,故B错误;
C.电压表和电流表示数的比值等于灯泡电阻,灯泡电阻随温度变化,右移滑片时,电流减小,灯泡温度降低,电阻减小,比值变小,故C错误;
D.灯泡正常发光时,,滑动变阻器电压
串联电流I相同,由得:
灯泡电阻大于滑动变阻器阻值,故D正确。
故选D。
【变式4-2】小明想测量家中烘干机(如图甲所示)的电功率,于是他将家中其他用电器关闭,只让烘干机单独工作。
【设计与进行实验】除了电能表之外,还需要的测量工具是_________。经过30min,电能表的示数从图乙变成了图丙,则烘干机在这30min内消耗的电能为_________kW·h,电能表的灯闪烁了_________次,烘干机的电功率是_________W。
【分析论证】考虑到电路中的电线会消耗一部分电能,小明测得的烘干机的电功率_________(选填“偏大”“偏小”或“准确”)。
【答案】秒表 0.5 1500 1000 偏大
【解析】要测量电功率,根据公式,需要测量电能和时间,因此还需要秒表。
烘干机消耗的电能
电能表上显示,消耗的电能,电能表的灯闪烁了
烘干机的电功率
电路中的电线会消耗一部分电能,所以会造成测得的电能偏大,根据可知,测得烘干机的电功率偏大。
模块三 课后作业
一、单选题
1.标有“220 V 1100 W”字样的电热器,当通过它的电流为4 A 时,它的实际功率( )
A.等于额定功率 B.大于额定功率 C.小于额定功率 D.无法判断
【答案】C
【解析】由电热器的规格可知,其额定电流,实际电流
电热器电阻R恒定,由可知,故实际功率小于额定功率。
故选C。
2.两盏白炽灯,甲标有“220V 40W”,乙标有“220V 25W”,比较它们的亮度,下列说法正确的是( )
A.甲一定比乙亮 B.乙一定比甲亮
C.都正常工作时,甲一定比乙亮 D.都正常工作时,乙可能比甲亮
【答案】C
【解析】AB。灯泡亮度由实际功率决定,未给出两灯实际工作电压,无法确定实际功率大小,则不能比较两灯亮度,故AB错误;
CD.灯正常工作时实际功率等于额定功率,,,则,则甲更亮,故C正确,D错误。
故选C。
3.关于电功、电功率的说法中正确的是( )
A.用电器消耗电能越多,电功率越大 B.通过用电器的电流越大,电流做的功越多
C.电流做功越快,电功越大 D.电功率是表示电流做功快慢的物理量
【答案】D
【解析】
A.由可知,仅电功W大无法确定电功率大,故A错误;
B.由可知,仅电流I大无法确定电功大,故B错误;
C.电流做功快说明电功率大,由可知,仅电功率P大无法确定电功大,故C错误;
D.电功率的物理意义就是表示电流做功快慢的物理量,故D正确。
故选D。
4.如图是一台电视机的铭牌,下列说法正确的是( )
A.这台电视机可以在380V的电压下工作
B.这台电视机的实际功率一定为150W
C.这台电视机正常工作时,每小时消耗150J的电能
D.这台电视机正常工作时的电压为220V,正常工作时的电功率为150W
【答案】D
【解析】
A.铭牌标注电视机的适用电源为220V,380V远超出额定电压,接入该电压会损坏电视机,故A错误;
B.150W为额定功率,实际功率随实际电压变化,不一定为150W,故B错误;
C.正常工作时功率150W,时间1h,消耗电能,故C错误;
D.铭牌上的220V和150W分别为额定电压和额定功率,即正常工作时的电压为220V,电功率为150W,故D正确。
故选D。
5.如图是小明家厨房里使用的多插位接线板,标注有“220 V 10 A”的字样。若该接线板上已经插接了“220 V 1300 W”的电饭锅在煮饭,下列能够再插接使用的用电器是( )
A.“220 V 400 W”的电炖锅 B.“220 V 1400 W”的微波炉
C.“220 V 1500 W”的电烤箱 D.“220 V 1600 W”的电磁炉
【答案】A
【解析】接线板允许接入的最大总功率
剩余可用功率
A.电炖锅功率400W小于900W,可以插接使用,故A符合题意;
BCD.微波炉、电烤箱、电磁炉的功率均大于900W,不能插接使用,故BCD不符合题意。
故选A。
6.甲、乙两只普通白炽灯的铭牌如图所示,设灯丝电阻不变,下列说法中正确的是( )
A.甲灯的实际功率一定是40W B.将乙灯接入110V电路中,它的实际功率为30W
C.两灯均正常发光时,甲灯消耗的电能较少 D.两灯串联发光时,甲灯比乙灯亮
【答案】D
【解析】
A.甲灯实际功率 ,实际电压未知,实际功率不确定,故A错误;
B.乙灯电阻 ,接入110V电路时实际功率
故B错误;
C.根据可知,两灯均正常发光时,消耗的电能与通电时间和实际功率有关,通电时间 未知,无法比较消耗电能多少,故C错误;
D.甲灯电阻 ,乙灯电阻 ,两灯串联时电流相等设为 ,甲灯实际功率 ,乙灯实际功率
因 ,故 ,甲灯比乙灯亮,故D正确。
故选D。
7.如图所示是标有“6 V 6 W”的灯泡 L1和标有“6 V 3 W”的灯泡 L2的I—U关系图像。下列说法不正确的是( )
A.两灯电阻均随温度的升高而增大
B.将灯L1和L2并联在6 V的电路中,则灯泡L1比L2亮
C.将灯L1和L2并联在3 V的电路中,则灯泡L1的实际功率为1.5 W
D.将灯L1和L2串联在同一个电路中,若灯泡 L1的实际功率为1 W,则电路消耗的总功率为4 W
【答案】C
【解析】
A.由图像可知,两灯的I-U图像均为曲线,且随着电压增大,电流增大但增大幅度减小,由可知电阻增大;电压增大时灯泡实际功率增大,温度升高,故两灯电阻均随温度的升高而增大,故A正确;
B.两灯并联在6V电路中,两灯两端电压均为6V,等于各自的额定电压,实际功率等于额定功率,,,,灯泡比亮,故B正确;
C.两灯并联在3V电路中,两端电压,由图像可知通过的电流,的实际功率,故C错误;
D.两灯串联,电流相等。实际功率,由图像可知当、时,
故电路电流;由图像可知当时,,电路总电压
电路消耗的总功率,故D正确。
本题选择不正确的,故选C。
二、填空题
8.如图所示,有一盏标有“220V 100W”的白炽灯,1度电可以使该灯正常工作________h;将该灯接在110V的电路中灯泡的实际功率是________W(忽略温度对灯丝电阻的影响);灯泡亮度将变________;当这只灯在刚开灯的瞬间,灯丝________烧断(选填“容易”或“不容易”)。
【答案】10 25 暗 容易
【解析】由题意可知,灯的额定功率为100W,由可得,1度电可以使该灯正常工作时间为,忽略温度对灯丝电阻的影响,由可得,灯的电阻为,接110V电路时,实际功率为,因灯泡亮度由实际功率决定,,故灯泡亮度变暗;刚开灯时灯丝温度低,电阻小,由可知,电压不变时灯丝实际功率大,故灯丝容易烧断。
9.如图所示,标有“3V 0.3A”的灯泡和标有“4V 0.2A”的灯泡连接成___________联电路,电源电压可调节。闭合开关S,使电源电压从0V逐渐增加,先正常发光的灯泡是___________,此时通过另一灯泡的电流是___________A。
【答案】串 L2 0.2
【解析】由电路中电流只有一条路径可知,两灯泡连接成串联电路。
因串联电路电流处处相等,L2的额定电流小于L1的额定电流,电源电压逐渐升高时电路电流逐渐增大,先达到L2的额定电流,故L2先正常发光。
由串联电路电流处处相等可知,此时通过另一灯泡的电流等于L2的额定电流,为0.2A。
10.有一个看不见内部情况的小盒,盒上有两只规格为“6V 3.6W”的小灯泡,接通电源,两只小灯泡都发光,若拧下其中一只,另一只不发光。则这两只小灯泡是____________(选填“串联”或“并联”)的,通过该规格小灯泡的电流随两端电压的变化关系如图所示,若把这个小盒接在6V的电源两端,则每只灯泡的实际功率是____________W。
【答案】 串联 1.5
【解析】因拧下一只灯泡后另一只不发光,两灯互相影响,故两灯为串联。
每只灯泡两端的实际电压 ,由图像可知,灯泡两端电压为3V时,通过的电流 ,所以每只灯泡的实际功率
11.某同学家的电能表面板如图所示,图中电能表的示数为_________________kW·h,该电能表应该在___________V的电路中使用,该电能表的最大电流为___________A。若该家庭单独让空调工作5 min,观察到电能表转盘转了300转,则空调此段时间内消耗的电能是___________kW·h,合___________J,此空调这段时间的实际功率为___________W。
【答案】741.4 220 20 0.1 1200
【解析】由电能表读数规则可知最后一位为小数位,示数为741.4kW·h;
由电能表电压参数可知,其应在220V电路中使用;允许最大电流为20A;
由电能表转盘转数与电能的关系,得空调消耗的电能为
由功率公式,得空调实际功率为
12.如图甲所示的电热水壶具有自动加水、加热、保温等功能,壶内加热电路如图丙所示,当壶内装入适量的水时,关闭家中的其他用电器,正常工作情况下,壶内的水加热6 min后沸腾,该过程中电能表的转盘转了300转,该过程中电水壶的加热功率是________,水沸腾后,开关________(选填“闭合”或“断开”),水壶转入保温状态,已知保温功率为200 W,若忽略温度对电阻的影响,电阻丝的阻值为________。
【答案】1000 断开 60.5
【解析】加热过程中电水壶消耗的电能为
电水壶的加热功率为
因电源电压不变,由可知,电路总电阻越大,总功率越小。保温状态功率较小,故需总电阻较大,因此开关S2断开,仅R1接入电路,此时电路的电阻较大,水壶进入保温状态。
保温时只有R1工作,故R1的功率
加热时R1与R2并联,并联电路的总功率等于各导体的电功率之和,则R2的功率为,电阻丝R2的阻值为
三、实验题
13.某实验小组的同学用“伏安法”测量小灯泡电功率,待测小灯泡额定电压为2.5V,小灯泡的额定功率估计在1W左右。所提供的器材有:电流表、电压表、电源(电压恒为6V),开关各一个,滑动变阻器A(50Ω、1A)和滑动变阻器B(10Ω、0.5A)各一个,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,完成图乙中实物电路的连接,要求让滑片向右移灯变亮。连线时导线不能交叉。
(2)连接电路时,开关应处于____________状态,应选择滑动变阻器____________。并在闭合开关前,甲图中的滑片P应位于最____________(选填“左”或“右”)端。
(3)检查电路连接无误,闭合开关后,灯泡不亮,电压表有示数且接近电源电压,电流表指针几乎不动,产生这一现象的原因可能是____________
(4)故障排除后,移动滑动变阻器的滑片,小灯泡正常发光时,电流表示数如图甲所示,请读出电流表的示数为____________A,并填入下面表格中,计算出小灯泡的额定功率为____________W,也填入表格。
电压/V
1.5
2.0
2.5
3.0
电流/A
0.2
0.26
____________
0.36
电功率/W
0.3
0.52
____________
1.08
灯泡发光情况
很暗→暗→正常发光→很亮
(5)小组同学们分析实验数据得出:小灯泡的发光亮度是由灯泡的____________决定的,且这个值越大,灯泡发光越亮。
(6)当小灯泡正常发光时的电阻是____________Ω(取整数)。
(7)当电压表的示数为2V时为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向____________(A/B)端移动。
(8)根据实验测得的数据可知:小灯泡灯丝电阻是变化的,主要是受____________变化的影响。当小灯泡两端的电压低于0.5V时,小灯泡不发光,分析其原因可能是____________。
【答案】(1) (2)断开 A 左 (3)小灯泡断路 (4) 0.30 0.75
(5)实际功率 (6)8 (7)B (8)温度 小灯泡的实际功率太小,达不到发光条件
【解析】(1)要求滑片右移灯变亮,说明滑片右移时滑动变阻器接入电路的电阻变小,因此滑动变阻器的右下接线柱B与灯泡右端接线柱相连;将电压表并联在小灯泡两端,由于小灯泡额定电压为2.5V,则选择量程;电流表串联在电路中,负接线柱与电源负极连接。
(2)连接电路时开关必须断开,防止接错元件短路损坏器材。
灯泡额定电压2.5V,额定功率约1W,额定电流约为
电源电压6V,灯泡正常发光时滑动变阻器需要分担的电压为
此时滑动变阻器需要的阻值约为
如果选10Ω的滑动变阻器B,后续调节时,灯泡电压调的更低,电路电流接近0.5A,有可能出现阻值过小、电流超过0.5A量程的情况,且无法满足大阻值调节需求,因此选最大阻值50Ω、允许电流1A的滑动变阻器A。
闭合开关前滑片要调到接入电阻最大的位置,本电路中滑片在最左端时接入电阻最大,起到保护电路的作用。
(3)电流表几乎不动说明电路几乎无电流、处于断路状态,电压表接近电源电压,说明电压表两端可以连通到电源正负极,因此故障是和电压表并联的小灯泡发生断路。
(4)电流表接的是量程,分度值为0.02A,指针指向0.3A位置;小灯泡额定功率
(5)小灯泡的发光亮度由它的实际功率决定,实际功率越大,灯泡单位时间转化的光能越多,发光越亮。
(6)根据欧姆定律,正常发光时电阻
(7)当前电压表示数为2V,小于灯泡额定电压2.5V,需要增大小灯泡两端电压,根据串联分压规律,要减小滑动变阻器接入的电阻,因此滑片向B(右)端移动。
(8)灯丝的电阻随温度升高而增大,不同电压下灯泡实际功率不同、灯丝温度不同;当灯泡两端电压远低于额定电压时,实际功率极小,灯丝发热少、温度很低,无法达到白炽发光的状态,因此灯泡不发光。
14.小七小组通过实验探究“电功率跟电流、电压的关系”。
(1)小灯泡电功率的大小可通过______判断;
(2)小七用干电池做电源,把L1“2.5V0.3A”和L2“3.8V0.3A”两只灯泡连成如图甲所示电路。闭合开关进行实验。收集证据如下表:
I相同
发光情况
电压U/V
L1
暗
1.8
L2
亮
2.7
请你分析现象及数据得出结论:______;
(3)每种测量仪器都有其使用要求。请你写出一条电压表使用的注意事项:______;
(4)实验后同学们讨论:
小七认为⽤图乙也可以探究电功率和电压的关系。
理由是:通过移动滑片P就可以改变灯泡L1的亮度及其两端的电压,进一步探究可得。
小石同学认为用图甲也可以研究小灯泡电阻和温度关系。理由是:通过小灯泡的亮度的变化表示灯丝的温度,通过电压表的示数就可以比较电阻大小,从而可以得到灯丝电阻和温度的关系。
老师分析后认为这两位同学想法均有错误之处,请你帮忙分析错误原因;
小七同学错误原因:______;
小石同学错误原因:______。
【答案】(1)灯泡亮度
(2)当通过灯泡电流相同时,灯泡两端电压越大,灯泡电功率越大
(3)被测电压不能超过电压表量程
(4) 不能控制电流一定 两个不同灯泡不能控制灯丝的粗细和长度不变
【解析】(1)灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的,实际功率越大,灯泡越亮。所以实验中小灯泡电功率的大小可通过观察小灯泡的亮度来判断。
(2)分析现象及数据可知,当通过灯泡电流相同时,灯泡两端电压越大,灯泡越亮,灯泡电功率越大。
(3)电压表使用时,被测电压不能超过电压表量程。
(4)[1][2]小七同学错误原因在于不能控制电流一定;小石同学错误原因原因在于两个不同灯泡不能控制灯丝的粗细和长度不变。
四、计算题
15. 如图所示电路,电源电压为6V且保持不变,小灯泡L标有“6V 3.6W”的字样,将滑片移到最右端,闭合开关S,电流表示数为0.2A,忽略温度对灯丝电阻的影响,求:
(1)灯泡正常发光时的电阻;
(2)将滑片移到最右端,小灯泡的实际功率。
【答案】(1)10Ω (2)0.4W
【解析】(1)灯泡正常发光时的电阻
(2)已知滑片移到最右端时,电路中的电流为,
16.如图甲所示电路,电源电压恒为12V,灯泡的额定电压为6V。闭合开关,将滑动变阻器金属滑片从最右端向左移动,根据电流表和电压表的示数,画出灯泡L的电流随电压变化的关系图像,如图乙所示。求:
(1)灯泡正常发光时的电阻。
(2)滑动变阻器的最大阻值。
(3)设计亮度可调节的台灯。断开开关,将另一个规格相同的灯泡串联接入原电路。闭合开关,台灯处于阅读模式时,亮度最大;处于夜灯模式时,亮度最小,此时滑动变阻器接入电路的阻值为50Ω。求夜灯模式时电路的总功率。
【答案】(1)12Ω (2)55Ω (3)2.4W
【解析】(1)灯泡正常发光时,电压为额定电压,由图乙得额定电流,则正常发光时的电阻为
(2)滑动变阻器滑片在最右端时,接入阻值最大,电路电流最小。由图乙得最小电流,此时灯泡电压,则滑动变阻器两端电压
串联电路电流处处相等,则滑动变阻器的最大阻值为
(3)夜灯模式下,两个相同的灯泡与50Ω的滑动变阻器串联,总电压为12V,即满足关系
代入数据得
变形为 ,结合图乙的灯泡I-U图像试值验证,当电路电流时,每个灯泡两端电压为1V,代入上式得
刚好符合电源电压条件,因此电路总功率
17.如图所示是一种家用电烤箱内部结构电路简图,它有高、中、低三个挡位,已知R1=1200Ω,R2=240Ω。
(1)闭合S1、S3,断开S2时,电烤箱处于什么挡位?电路中的电流是多大?
(2)闭合S3,断开S1、S2时,通电1min电路中电流产生的热量是多大?
(3)当电烤箱处于低温挡时,它消耗的电功率是多大?(结果保留一位小数)
(4)若在高温挡工作时,电烤箱的实际电流为 1.2A,忽略温度对电阻的影响,求此时家庭电路的实际电压。
【答案】(1)高温挡,1.1A (2)2420J (3)33.6W (4)240V
【解析】(1)闭合S1、S3,断开S2时,R1与R2并联,总电阻最小,由,电源电压一定时,总电阻最小,总功率最大,电烤箱处于高温挡。并联总电阻:,电路总电流:
(2)闭合S3,断开S1、S2时,电路为R1的简单电路,R2断路。通电时间,电流产生的热量:
(3)低温挡时总电阻最大,即R1与R2串联时,此时S2闭合、S1和S3断开,总电阻,低温挡功率
(4)高温挡工作时,R1与R2并联,总电阻不变。总电阻,实际电压
第 12 页 共 12 页
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$
6.2 电功率
模块一 知识框架
模块二 知识精讲
教师演示:分别将电吹风和40W的灯泡接入模拟家庭电路,通过实物投影让学生观察电能表铝盘转动的快慢。情景导入
提问:“大家看,当电吹风工作时,电能表转盘转得飞快;当灯泡工作时,转盘转得慢多了。这说明什么?说明电流通过不同的用电器时,消耗电能的快慢是不一样的。”
【知识点1 认识电功率】知识归纳
1.定义:电流所做的功与时间的 叫电功率。
2.物理意义:电功率表示电流做功的 ,电功率越大,电流做功越快,用电器消耗电能越 。
3.公式: ,定义式,适用于 。
4.单位: 国际单位—— ,简称 ,符号
常用单位—— ,符号
换算关系:1 kW= W
5.变形公式: 、
在计算时,单位要统一。
物理量
国际单位
常用单位
电功W
J
kW•h
时间t
s
h
电功率P
W
kW
6.电功率和电功之间的关系:
(1)电流做功越快,电功率越 。
(2)在 一定时,电流做功越多,电功率越大; 一定时,时间越短,电功率越大; 一定时,电功越大,时间越短。
【例1】关于电功、电能和电功率的下列说法中,正确的是( )
A.千瓦时是电功率的单位
B.电功率是表示电流做功多少的物理量
C.电流做功越多,电功率就越大
D.用电器电功率越大,单位时间内消耗的电能越多
【变式1-1】智能手机在电量较低时,可以在手机的控制中心中开启“低电量模式”,这样便可以延长手机的使用时间。关于手机“低电量模式”开启后,下列说法中正确的是( )
A.在“低电量模式”下,手机将不会消耗电能
B.“低电量模式”将减小手机的电功率
C.在“低电量模式”下,会增加手机消耗的电能
D.“低电量模式”开启的时间越长,消耗电能越快
【变式1-2】如图所示,从安全用电的角度考虑,某同学家同时使用的用电器最大总功率不应超过________W。断开其他用电器,让电饭锅单独工作2min,指示灯闪烁了90次,则电饭锅的电功率为________W。
【知识点2 电功率的大小】
1.实验探究:
探究电功率与电压的关系
探究电功率与电流的关系
实验方法
控制 相等
控制 相等
电路图
现象
灯泡两端电压越 ,灯泡越亮
灯泡通过的电流越 ,灯泡越亮
结论
在电流一定时,电压越 ,电功率越大
在电压一定时,电流越 ,电功率越大
注意事项:
(1)实验中应选择阻值 的灯泡,以便观察明显的亮度差异。
(2)灯泡的亮度反映了电功率的大小, 越大,灯泡越亮。
(3)实验中更换不同规格的灯泡重复多次实验,目的是 。
总结:
电功率等于 ,即公式为 (该公式适用于 ,包括纯电阻电路和非纯电阻电路)。
2.电功率的推导公式: , (这两个公式仅适用于纯电阻电路)。
3.电功的计算公式: , ,
【例2】同学们通过实验探究“电功率跟电流、电压的关系”。
灯泡
发光情况
电压U/V
L1
暗
L2
亮
2.7
(1)小灯泡电功率的大小可通过___________判断;
(2)小聪同学用干电池做电源,把L1“2.5V,0.3A”和L2“3.8V,0.3A”两只灯泡连成如图甲所示电路,两只灯泡串联连接的目的:___________
(3)闭合开关进行实验,L1两端电压如图乙所示,为___________V,请你根据现象及数据得出结论:
通过用电器的电流相同时,用电器两端的电压越大,___________;
(4)小聪将两只灯泡并联在原电源上,探究电功率与电流的关系;当他闭合开关S,看到小灯泡L1一闪即灭,说出改进方法:在___________;
【变式2-1】如图所示,探究“电功率跟电压的关系”实验中,将小灯泡L1 “2.5V 0.3A”和L2 “3.8V 0.3A”串联,下列说法正确的是( )
A.L1和L2串联的主要目的是使两灯泡的通电时间相同
B.如果电源电压可调,两灯泡可以同时正常发光
C.闭合开关后,“3.8V 0.3A”的小灯泡更亮,因为其额定功率大
D.该实验的原理是P=UI
【变式2-2】某型号电热水器简化电路如图所示,有速热、慢热两个挡位,已知发热电阻。只闭合开关时,为慢热挡,此时功率为。求热水器:
(1)在慢热挡工作时,电路中的电流;
(2)在慢热挡工作,电路消耗的电能;
(3)速热挡的功率。
【知识点3 额定功率】
1.额定电压:用电器 时的电压。
额定功率:用电器在 时的功率。
2.实际电压:用电器 时的电压。
实际功率:用电器在 时的功率,实际功率随实际电压的变化而 。
3.实际功率和额定功率的关系:
(1)当实际电压等于额定电压时,实际功率 额定功率,用电器正常工作;
(2)当实际电压低于额定电压时,实际功率 额定功率,用电器不能正常工作;
(3)当实际电压高于额定电压时,实际功率 额定功率,用电器可能被烧坏。
4.灯泡亮度:灯泡的亮度由 决定, 越大,灯泡越亮。
【例3】甲、乙两只灯泡的铭牌如图所示,忽略温度对灯丝电阻的影响,下列说法中正确的是( )
A.甲灯的实际功率一定是25W
B.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多
C.甲、乙两灯串联接入220V电路中,乙灯比甲灯亮
D.甲、乙两灯并联接入200V电路中,乙灯比甲灯亮
【变式3-1】标有“ ”的加热器,在它两端电压不超过额定电压时,电流随电压的变化关系如图所示。这种加热器正常工作时的电阻为________Ω。如果使它的实际电压达到额定电压的一半,它消耗的功率________(选填“大于”“小于”或“等于”)。
【变式3-2】某品牌电热水器的简化电路如图所示,A为自动温度开关,当水的温度达到设定温度时自动断开电路,低于设定温度时,自动接通电路。S是热水器的功率选择开关,可选择高、低两种加热功率,R1、R2 都是发热电阻器且电阻不变。主要的技术指标如表。当S拨至2时,电热水器单独工作3 min,表盘上标有“3200imp/(kW·h)”字样的电能表上的指示灯闪烁了160次。求:
额定电压/V
220
发热电阻类型
电热管
输入功率一挡/W
2 200
输入功率二挡/W
1 210
温度范围/℃
20~78
容积/L
20
(1)当热水器在高挡正常工作时,求此时电路中的电流。
(2)当S拨至2时电热水器电路中的总电阻。
(3)电热水器单独工作3min时的实际功率。
(4)电热水器两端的实际电压。
【知识点4 电功率的测量】
1. 伏安法测功率:
(1)原理:
(2)方法:用 测用电器两端的电压,用 测通过用电器的电流,通过计算得出功率。
(3)特点:可以测量用电器在不同电压下的实际功率,常用于测量小灯泡的电功率。
2.电能表测电功率:
(1)原理:
(2)方法:利用电能表测量用电器在一段时间内消耗的 ,同时用秒表记录 ,计算得出功率。
(3)应用:常用于测量家庭电路中用电器的功率。
【例4】小明测量额定电压为4.5 V的灯泡的额定功率(正常发光时其电阻约为8 Ω),电源电压恒为6 V。
(1)请以笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整。(电流表、电压表应选择合适的量程)
(2)正确连接电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于___________(选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关S,发现灯泡L不亮,电流表无示数,电压表有示数,故障原因可能是___________。
(4)排除故障后继续实验,调节滑动变阻器的滑片P直至电压表示数为___________V时,灯泡正常发光,电流表的示数如图乙所示,灯泡的额定电流为___________A,额定功率是___________W。
(5)要将该灯泡与6 V电源连接成发光电路,为使灯泡正常发光,需将该灯泡与阻值为___________Ω的定值电阻___________联。
【变式4-1】小渝连接了如图甲所示的电路来测量标有“2.5V”小灯泡的额定功率。电源电压调为3V不变,当电压表示数为2.0V时,电流表示数如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.小灯泡的额定功率为0.75W
B.要让灯泡正常发光应将滑片P向右移
C.右移滑片P的过程,电压表和电流表示数的比值不变
D.小灯泡正常发光时,灯泡电阻大于滑动变阻器的阻值
【变式4-2】小明想测量家中烘干机(如图甲所示)的电功率,于是他将家中其他用电器关闭,只让烘干机单独工作。
【设计与进行实验】除了电能表之外,还需要的测量工具是_________。经过30min,电能表的示数从图乙变成了图丙,则烘干机在这30min内消耗的电能为_________kW·h,电能表的灯闪烁了_________次,烘干机的电功率是_________W。
【分析论证】考虑到电路中的电线会消耗一部分电能,小明测得的烘干机的电功率_________(选填“偏大”“偏小”或“准确”)。
模块三 课后作业
一、单选题
1.标有“220 V 1100 W”字样的电热器,当通过它的电流为4 A 时,它的实际功率( )
A.等于额定功率 B.大于额定功率 C.小于额定功率 D.无法判断
2.两盏白炽灯,甲标有“220V 40W”,乙标有“220V 25W”,比较它们的亮度,下列说法正确的是( )
A.甲一定比乙亮 B.乙一定比甲亮
C.都正常工作时,甲一定比乙亮 D.都正常工作时,乙可能比甲亮
3.关于电功、电功率的说法中正确的是( )
A.用电器消耗电能越多,电功率越大 B.通过用电器的电流越大,电流做的功越多
C.电流做功越快,电功越大 D.电功率是表示电流做功快慢的物理量
4.如图是一台电视机的铭牌,下列说法正确的是( )
A.这台电视机可以在380V的电压下工作
B.这台电视机的实际功率一定为150W
C.这台电视机正常工作时,每小时消耗150J的电能
D.这台电视机正常工作时的电压为220V,正常工作时的电功率为150W
5.如图是小明家厨房里使用的多插位接线板,标注有“220 V 10 A”的字样。若该接线板上已经插接了“220 V 1300 W”的电饭锅在煮饭,下列能够再插接使用的用电器是( )
A.“220 V 400 W”的电炖锅 B.“220 V 1400 W”的微波炉
C.“220 V 1500 W”的电烤箱 D.“220 V 1600 W”的电磁炉
6.甲、乙两只普通白炽灯的铭牌如图所示,设灯丝电阻不变,下列说法中正确的是( )
A.甲灯的实际功率一定是40W B.将乙灯接入110V电路中,它的实际功率为30W
C.两灯均正常发光时,甲灯消耗的电能较少 D.两灯串联发光时,甲灯比乙灯亮
7.如图所示是标有“6 V 6 W”的灯泡 L1和标有“6 V 3 W”的灯泡 L2的I—U关系图像。下列说法不正确的是( )
A.两灯电阻均随温度的升高而增大
B.将灯L1和L2并联在6 V的电路中,则灯泡L1比L2亮
C.将灯L1和L2并联在3 V的电路中,则灯泡L1的实际功率为1.5 W
D.将灯L1和L2串联在同一个电路中,若灯泡 L1的实际功率为1 W,则电路消耗的总功率为4 W
二、填空题
8.如图所示,有一盏标有“220V 100W”的白炽灯,1度电可以使该灯正常工作________h;将该灯接在110V的电路中灯泡的实际功率是________W(忽略温度对灯丝电阻的影响);灯泡亮度将变________;当这只灯在刚开灯的瞬间,灯丝________烧断(选填“容易”或“不容易”)。
9.如图所示,标有“3V 0.3A”的灯泡和标有“4V 0.2A”的灯泡连接成___________联电路,电源电压可调节。闭合开关S,使电源电压从0V逐渐增加,先正常发光的灯泡是___________,此时通过另一灯泡的电流是___________A。
10.有一个看不见内部情况的小盒,盒上有两只规格为“6V 3.6W”的小灯泡,接通电源,两只小灯泡都发光,若拧下其中一只,另一只不发光。则这两只小灯泡是____________(选填“串联”或“并联”)的,通过该规格小灯泡的电流随两端电压的变化关系如图所示,若把这个小盒接在6V的电源两端,则每只灯泡的实际功率是____________W。
11.某同学家的电能表面板如图所示,图中电能表的示数为_________________kW·h,该电能表应该在___________V的电路中使用,该电能表的最大电流为___________A。若该家庭单独让空调工作5 min,观察到电能表转盘转了300转,则空调此段时间内消耗的电能是___________kW·h,合___________J,此空调这段时间的实际功率为___________W。
12.如图甲所示的电热水壶具有自动加水、加热、保温等功能,壶内加热电路如图丙所示,当壶内装入适量的水时,关闭家中的其他用电器,正常工作情况下,壶内的水加热6 min后沸腾,该过程中电能表的转盘转了300转,该过程中电水壶的加热功率是________,水沸腾后,开关________(选填“闭合”或“断开”),水壶转入保温状态,已知保温功率为200 W,若忽略温度对电阻的影响,电阻丝的阻值为________。
三、实验题
13.某实验小组的同学用“伏安法”测量小灯泡电功率,待测小灯泡额定电压为2.5V,小灯泡的额定功率估计在1W左右。所提供的器材有:电流表、电压表、电源(电压恒为6V),开关各一个,滑动变阻器A(50Ω、1A)和滑动变阻器B(10Ω、0.5A)各一个,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,完成图乙中实物电路的连接,要求让滑片向右移灯变亮。连线时导线不能交叉。
(2)连接电路时,开关应处于____________状态,应选择滑动变阻器____________。并在闭合开关前,甲图中的滑片P应位于最____________(选填“左”或“右”)端。
(3)检查电路连接无误,闭合开关后,灯泡不亮,电压表有示数且接近电源电压,电流表指针几乎不动,产生这一现象的原因可能是____________
(4)故障排除后,移动滑动变阻器的滑片,小灯泡正常发光时,电流表示数如图甲所示,请读出电流表的示数为____________A,并填入下面表格中,计算出小灯泡的额定功率为____________W,也填入表格。
电压/V
1.5
2.0
2.5
3.0
电流/A
0.2
0.26
____________
0.36
电功率/W
0.3
0.52
____________
1.08
灯泡发光情况
很暗→暗→正常发光→很亮
(5)小组同学们分析实验数据得出:小灯泡的发光亮度是由灯泡的____________决定的,且这个值越大,灯泡发光越亮。
(6)当小灯泡正常发光时的电阻是____________Ω(取整数)。
(7)当电压表的示数为2V时为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向____________(A/B)端移动。
(8)根据实验测得的数据可知:小灯泡灯丝电阻是变化的,主要是受____________变化的影响。当小灯泡两端的电压低于0.5V时,小灯泡不发光,分析其原因可能是____________。
14.小七小组通过实验探究“电功率跟电流、电压的关系”。
(1)小灯泡电功率的大小可通过______判断;
(2)小七用干电池做电源,把L1“2.5V0.3A”和L2“3.8V0.3A”两只灯泡连成如图甲所示电路。闭合开关进行实验。收集证据如下表:
I相同
发光情况
电压U/V
L1
暗
1.8
L2
亮
2.7
请你分析现象及数据得出结论:______;
(3)每种测量仪器都有其使用要求。请你写出一条电压表使用的注意事项:______;
(4)实验后同学们讨论:
小七认为⽤图乙也可以探究电功率和电压的关系。
理由是:通过移动滑片P就可以改变灯泡L1的亮度及其两端的电压,进一步探究可得。
小石同学认为用图甲也可以研究小灯泡电阻和温度关系。理由是:通过小灯泡的亮度的变化表示灯丝的温度,通过电压表的示数就可以比较电阻大小,从而可以得到灯丝电阻和温度的关系。
老师分析后认为这两位同学想法均有错误之处,请你帮忙分析错误原因;
小七同学错误原因:______;
小石同学错误原因:______。
四、计算题
15. 如图所示电路,电源电压为6V且保持不变,小灯泡L标有“6V 3.6W”的字样,将滑片移到最右端,闭合开关S,电流表示数为0.2A,忽略温度对灯丝电阻的影响,求:
(1)灯泡正常发光时的电阻;
(2)将滑片移到最右端,小灯泡的实际功率。
16.如图甲所示电路,电源电压恒为12V,灯泡的额定电压为6V。闭合开关,将滑动变阻器金属滑片从最右端向左移动,根据电流表和电压表的示数,画出灯泡L的电流随电压变化的关系图像,如图乙所示。求:
(1)灯泡正常发光时的电阻。
(2)滑动变阻器的最大阻值。
(3)设计亮度可调节的台灯。断开开关,将另一个规格相同的灯泡串联接入原电路。闭合开关,台灯处于阅读模式时,亮度最大;处于夜灯模式时,亮度最小,此时滑动变阻器接入电路的阻值为50Ω。求夜灯模式时电路的总功率。
17.如图所示是一种家用电烤箱内部结构电路简图,它有高、中、低三个挡位,已知R1=1200Ω,R2=240Ω。
(1)闭合S1、S3,断开S2时,电烤箱处于什么挡位?电路中的电流是多大?
(2)闭合S3,断开S1、S2时,通电1min电路中电流产生的热量是多大?
(3)当电烤箱处于低温挡时,它消耗的电功率是多大?(结果保留一位小数)
(4)若在高温挡工作时,电烤箱的实际电流为 1.2A,忽略温度对电阻的影响,求此时家庭电路的实际电压。
第 12 页 共 12 页
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$
相关资源
示范课
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。