13.2 电功率(举一反三·讲义)物理新教材沪科版(五四学制)九年级上册
2026-09-14
|
2份
|
32页
|
77人阅读
|
3人下载
精品
内容正文:
13.2 电功率
目录
知识框架 1
知识精讲 1
【知识点1 电功率的概念】 2
【知识点2 额定电压 额定电流 额定功率】 3
【知识点3 测量小灯泡的电功率】 4
课后作业 8
情景导入
炎炎夏日,电扇和空调送来清凉,家中的用电量随之增加。从节能角度,提倡空调制冷温度不低于26℃。从经济角度,常说“空调比电扇费电”,这句话中“费电”是什么含义呢?知识归纳
【知识点1 电功率的概念】
1. 电功率的概念
(1)物理意义:表示电流做功的 。
(2)定义:一段时间内电流做的功W与做功时间t的比。
(3)定义式:P= ,根据电功W=UIt可得P=UI
电功率P等于用电器两端所加电压U与通过电流I的乘积。
(4)单位
①国际单位: (W),1瓦=1焦/秒= 1伏·安
②常用单位: (kW) 1 kW= W
③应用公式P=W/t及变形式W=Pt、t=W/P进行计算时,可应用两套单位:
若电功W的单位用焦(J)、时间t的单位用秒(s),则功率P的单位是 (W);
若电功W的单位用千瓦时(kW·h)、时间t的单位用时(h),则功率P的单位是 (kW)。
2. 电功率的推导式
利用P=UI和欧姆定律I=U/R及变形式可推导出两个表达式:
P=I2R P = 注意:这两个公式只适用于纯电阻电路。
3. 电功单位“千瓦时”的来历
“千瓦时”是功率为1kW的用电器工作 所消耗的电能。
说明:“千瓦时”是 的单位,而千瓦是 的单位,二者的意义完全不同。
【例1】在飞速发展的科技时代,智能手机已成为人们生活中不可缺少的一部分。当智能手机的“电量”消耗到一定量时,会自动提示用户采用“省电模式”。省电模式可延长电池的供电时间,原因是( )
A.增大了电池的电压 B.减小输出的总功率
C.减小了线路的电阻 D.增大了线路的电流
【变式1-1】下列用电器正常工作时电流最大的是( )
A.电子手表 B.笔记本电脑
C.台灯 D.家用空调
【变式1-2】在图(a)所示的电路中,电流表A1、A的表盘均如图(b)所示,电源电压为12伏且保持不变,电阻R1的阻值为5欧,滑动变阻器R2上标有“50Ω 1A”字样。
(1)求开关S闭合后电流表A1的示数;
(2)在不损坏电路元件的情况下,调整滑片位置,求R2消耗的最大功率及此时R2连入电路的阻值。
【知识点2 额定电压 额定电流 额定功率】
一般情况下,用电器上都标有额定电压和额定功率,如图所示,是一白炽灯的“铭牌”:
1. 额定电压、额定电流和额定功率
由电功率的表达式可知,对于同一个用电器,两端所加电压或所通过的电流不同时,电功率不同。
(1)额定电压U额:用电器 的电压值。
(2)额定电流I额:用电器两端的电压为 电压时,通过用电器的电流。
(3)额定功率P额:用电器两端的电压为 电压时的电功率。
2. 实际电压和实际功率
用电器工作时两端的实际电压可能偏离额定电压,从而使用电器工作时的功率偏离额定功率。
(1)实际电压U实:用电器实际工作时的电压;
(2)实际功率P实:用电器实际工作时的电功率称为实际功率。
3. 实际功率和额定功率的关系
(1)当U实=U额时,P实 P额,用电器正常工作;
(2)当U实>U额时,P实 P额,用电器容易损坏;
(3)当U实<U额时,P实 P额,用电器不能正常工作。
注意:一个用电器只有 个额定电压和 个额定功率,是确定的,与实际电压无关。用电器的实际功率是不确定的,随着它两端电压的改变而改变。
4. 用电器铭牌上所标物理量的意义
例如,一只节能灯泡上标着“220 12”,其中,“220”表示该灯泡的 是220V,“12”表示该灯泡的 是12W。
5. 灯泡的亮度
灯泡的亮度取决于 的大小。例如额定电压不同的白炽电灯,如果实际功率相等,则它们发光的亮度就相同。
【例2】标有“220V 100W”的电风扇、电视机、电热毯,正常工作相同时间,消耗电能( )
A.电风扇最多 B.电视机最多 C.电热毯最多 D.一样多
【变式2-1】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
【变式2-2】标有“6V 3W”的小灯泡L与电阻器R按如图电路连接。闭合开关S时,灯L正常发光,且电流表示数为0.75A求:
(1)小灯泡L的额定电流;
(2)电阻器R的阻值;
(3)整个电路消耗的实际功率。
【知识点3 测量小灯泡的电功率】
1. 测量小灯泡的电功率
【实验目的】用电流表和电压表测量小灯泡在不同电压下的电功率。
【实验原理】P =
【实验器材】电源、电压表、电流表、 小灯泡(额定电压2.5V)、滑动变阻器、开关、导线若干。
【实验步骤】
电路图 实物图
(1)按照电路图连接电路。注意断开开关,将滑动变阻器滑片放在阻值最大处。
(2)闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为2.5V(等于额定电压),记下此时对应的电流表示数,填在实验数据记录表中,并观察灯泡的发光情况。
(3)调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端电压低于额定电压,观察此时小灯泡的发光情况与在额定电压下的发光情况有什么不同,记下此时电压表和电流表的示数,填入数据记录表中。
(4)调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数约为额定电压的1.2倍,观察此时小灯泡的发光情况与在额定电压下的发光情况有什么不同,记下此时电压表和电流表的示数,填入数据记录表中。
(5)实验结束后,断开开关,将连接电路的导线拆开,并整理好实验器材。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
灯泡发光情况
1
2
3
【数据处理】根据公式P=UI计算出小灯泡的额定功率和实际功率。注意:不能求平均值。
【分析论证】
①分析表格中的实验数据,发现灯泡两端的实际电压越高,实际功率越 ,小灯泡越 。
②小灯泡的亮度直接由它的 功率决定。实际功率越大,小灯泡越亮。
③小灯泡的实际功率有多个,额定功率只有 个。
【实验结论】
(1)当灯泡的实际电压等于额定电压时,灯泡的实际功率 额定功率,灯泡正常发光。
(2)当实际电压低于额定电压时,小灯泡的实际功率 额定功率,小灯泡发光较 。
(3)当实际电压高于额定电压时,小灯泡的实际功率 额定功率,小灯泡发光较 。
【交流讨论】
(1)对小灯泡的电功率进行多次测量的目的
对小灯泡的电功率进行了多次测量,不求小灯泡功率的平均值的原因:因为额定功率是额定电压下的功率,不是不同电压下功率的平均值;用电器在不同电压下的实际功率不同,把三次测量的平均值作为小灯泡的额定功率是不合理的。
(2)测小灯泡电功率实验中常见故障及原因分析
常见故障现象
原因分析
灯泡不亮
闭合开关,灯泡不亮,电流表、电压表有示数
①滑动变阻器接成定值电阻;②滑动变阻器滑片在阻值最大处;③电源电压过低。
闭合开关,灯泡不亮,电流表、电压表无示数
①电源无电压;②灯泡以外电路有断路
闭合开关,灯泡不亮,电流表指针几乎不偏转,而电压表示数却接近电源电压
①电流表、电压表位置互换了;②灯泡处断路,即灯泡的灯丝断了或灯座接触不良。
闭合开关,灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数
灯泡短路。
电表问题
闭合开关,电流表或电压表的指针偏转角度很小
①电流表或电压表的量程过大;②电源电压太低;③滑动变阻器接入电路的阻值过大。
闭合开关,电表指针反向偏转
电流表或电压表的“+”“-”接线柱接反了。
闭合开关,电流表或电压表指针的偏转角度超过电表的量程
①电流表或电压表量程选择过小;②电路中出现短路;③滑动变阻器接入电路中的阻值太小。
开关问题
连接电路时,接完最后一根导线灯泡立即发光
连接电路时,开关一直处于闭合。
滑动变阻器问题
闭合开关,移动滑动变阻器的滑片时,电表示数及灯泡的亮度均无变化
滑动变阻器同时接入了上面(或下面)两个接线柱。
闭合开关,无论怎么调节滑动变阻器,电压表示数总小于灯泡额定电压
电源电压过低。
无论怎么调节滑动变阻器,电压表示数总大于灯泡的额定电压
①电源电压过高;
②选用滑动变阻器最大阻值过小。
闭合开关瞬间,灯泡发出强光后立即熄灭,电流表指针偏转后又回到零刻度线处,电压表仍有示数
滑动变阻器同时接入了上面两个接线柱或滑动变阻器的滑片没有置于阻值最大位置,导致灯泡两端电压过高,灯泡灯丝熔断。
2. 测小灯泡电功率实验中常见的几种电路
(1)基本电路
在“测量小灯泡的电功率实验”时,最基本的电路就是“正确连接的电路”。是指小灯泡与滑动变阻器串联,电压表与小灯泡并联(图甲)。该电路的特点是:当移动滑动变阻器的滑片时,电流表与电压表的示数同时变 或同时变 。
甲 乙 丙
(2)电压表与滑动变阻器并联(图乙)
其特点是,移动滑动变阻器的滑片时,电流表与电压表的示数一个变大另一个变 。
(3)一个电压表先后与小灯泡、滑动变阻器并联(图丙)
此时,若滑动变阻器的滑片不变时,电源电压为两表示数之 。
【例3】小珠做“测定小灯泡的电功率”实验,她将电源(可调节至2V、4V、6V、8V)、待测小灯(额定电压为“5V”或“6V”)、滑动变阻器(标有“10Ω 2A”字样)、电流表和开关串联,并将电压表并联在电路中。小珠将滑动变阻器的滑片移至一端,闭合开关,小灯恰好正常发光。她断开开关,仅调小电源电压,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至某一位置时,小灯再次正常发光。两次小灯正常发光时,电压表的指针位置均如图所示。(两次实验过程中,电表均选择了合适的量程)
(1)该实验的实验原理是______;
(2)求小灯泡的额定功率P额。(需写出解答过程)
【变式3-1】某小组用图甲中的器材测量小灯泡的电阻,所用电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2V。
(1)请用笔画线表示导线,将图(a)中的电路连接完整。
(2)正确连接电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于_______(填“A”或“B”)端。闭合开关后,发现小灯泡不发光,电压表有示数,电流表无示数。已知导线、电表均完好且接触良好,造成这一现象的原因可能是____________。
(3)排除故障后进行实验,当滑动变阻器的滑片移至某一位置时,电压表的示数为2.1V,电流表的示数如图(b)所示,为________A,此时小灯泡的电阻为________Ω(计算结果保留一位小数)。
(4)经过多次实验,测量并记录多组数据,得到小灯泡的I-U图像如下图所示,该图像不是一条直线,其原因是_____________。
(5)计算小灯泡的额定功率P额。
【变式3-2】小华做“测定小灯泡的电功率”实验,将电源、待测小灯泡(标有“6.0V”字样)、滑动变阻器(标有“10Ω 1A”字样)、电流表、开关串联,电压表并联在小灯泡两端,连接正确。然后,他将滑动变阻器滑片移至一端,使滑动变阻器连入电路的阻值最大,闭合开关,观察到电压表示数、电流表示数如图所示。
序号
电压表示数(伏)
电流表示数(安)
1
6.5
0.38
2
5.5
0.46
3
4.5
0.52
4
4.0
0.54
(1)在图乙中,用笔画线代替导线,将小华的实验电路连接完整。
(2)由图甲可知,此时小灯泡两端的电压为___________伏。
(3)为了测出待测小灯泡的额定功率,小华拆除电路,改变电源电压,更换滑动变阻器,重新连接电路进行实验,实验中电源电压保持不变。实验数据见表。根据小华实验的相关信息,求正常发光时小灯泡的电阻R灯。
1.下列单位中,不是电功单位的是( )
A.千瓦时(kW·h) B.伏特·安培(V·A)
C.瓦特·秒(W·s) D.焦耳(J)
2.下列用电器中,额定功率最接近2000W的是( )
A.节能灯 B.液晶电视 C.电热水器 D.发光二极管
3.下列关于电能、电功和电功率的说法,正确的是( )
A.用电器消耗的电能越多,电功率越大
B.通过用电器的电流越大,电流做的功越多
C.用电器工作时的电功率越大,电流做功越快
D.1kW⋅h=3.6 J
4.普通手电筒的小灯泡正常发光时,通过它的电流约0.3A,小灯泡的电功率是( )
A.0.1W B.1W C.10W D.20W
5. 白炽灯长期使用后,钨丝由于升华会变细。接在相同的电路中时,变细后的钨丝与原来相比( )
A.电阻变大 B.亮度变大 C.电压变大 D.电流变大
6.如图所示,电源电压保持不变。闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程中,下列说法中正确的是( )
A.电流表的示数变小 B.电压表的示数不变
C.电压表与电流表示数的比值变大 D.电路消耗的总功率变大
7.小强上次查看家里的电能表显示的数字为086314,本次查看时电能表示数如图所示,下列说法正确的是( )
A.电能表是测量电功的仪表
B.在这段时间内电路消耗的电能为
C.小强家同时工作的用电器的总功率不能超过2200W
D.小强家电能表比小王家的指示灯闪烁快,则小强家电路消耗的电能多
8.寒假小明在家休息,用电能表(如图)和电水壶等完成一些电学的测量实验。他只让某电水壶工作,发现在10min内该电能表转盘转过了600转,则该电水壶10min内消耗的电能是________kW·h。这些电能可供标有“220V 25W”字样的灯泡正常工作________h。
9.电饭煲是家庭中常用电器。
(1)电饭煲和洗衣机工作时是______(选填“串联”或“并联”)的;
(2)某电饭煲标有“220V 880W”字样,其正常工作时两端电压为______V,工作0.5h用电______kW·h。
10.家庭电路中,电灯与电视机是_______的(选填“串联”或“并联”),标有“220V 110W”字样的用电器正常工作时,通过的电流为_______安,家中多开一盏灯,会使总电流_______(选填“变大”“不变”或“变小”)。
11. 在下图(a)所示的电路中,电源电压为6伏,电阻R1的阻值为10欧,闭合开关S后,电流表示数如图(b)所示。
(1)求通过R1的电流I1;
(2)求R2的电功率P2。
12. 小姬给爷爷网购了一台电热足浴器,其铭牌的部分参数如图表所示。足浴器某次正常工作时控制面板显示如图所示。
(1)求此时足浴器的工作电流。(结果保留一位小数)
(2)足浴器装入最大容量且初温为22℃的水。当水温达到控制面板上显示的温度时,求水吸收的热量。(水比热容为)
(3)若上述加热过程耗时15min,求该足浴器耗电多少度。
13.图(a)(b)所示是家用电热煮茶壶的铭牌及电路原理图。通过开关S的闭合或断开实现“加热”和“保温”两种状态的转换,加热时电功率大于保温时的电功率,电阻R1和R2为起保温作用的保护电阻或起加热作用的加热电阻。小汇认为保护电阻为电阻R1,小佳认为保护电阻为电阻R2。
(1)求加热状态时的总电阻。
(2)分析判断哪位同学的观点是正确的,并求出保护电阻的阻值。
14. 如图所示电路中,电源电压保持不变,电压表示数为6伏,电阻R1阻值为6欧。
(1)现在将一个R2接入电路中,若两个电表示数都改变,则电压表与电流表的乘积______(选填“变大”“不变”或“变小”),请画出此时的电路图______。
(2)现在将一个R2接入电路中,若只有一个电表的示数改变,且电压表与电流表示数的乘积的变化量为4.5瓦,求R2的阻值。
15.小徐和小华做“测定小灯泡的电功率”实验,现有输出电压分别为3伏和6伏的电源各1个,同样的待测小灯(标有“0.28A”字样)2个,滑动变阻器2个,电压表、电流表、开关各2个,导线若干。小徐和小华分配器材,分别进行实验。
小华使用自己分配到的器材连接电路,进行实验。他将滑动变阻器的滑片移到一端后闭合开关,然后再移动变阻器的滑片,发现电压表的示数由闭合开关后的2伏逐渐减小至零,电流表在此过程中示数的最小值为0.1安,无法使小灯正常发光。
小徐使用自己分配到的器材连接电路,进行实验,闭合开关后,移动变阻器的滑片直到小灯正常发光,他记录和处理的数据见表。
电压表示数/伏
电流表示数/安
额定功率/瓦
2.2
0.28
0.616
(1)小徐判定小灯泡正常发光的依据是________;
(2)可选的滑动变阻器有A、B两个,分别标有“10Ω 2A”“20Ω 2A”字样,本次实验中小华选用的变阻器是________(选填“A”或“B”);(需写出解答过程)
(3)分析以上信息,指出两位同学实验中的错误;____________
(4)求小灯泡的额定功率P额_________。(需写出解答过程,结果保留两位小数)
16. 小徐做“测定小灯泡电功率”实验,所用电源电压(为2伏的整数倍)保持不变、待测小灯泡(标有“3.8V”字样)、电流表、电压表、开关各一个,滑动变阻器两种规格(A:“10Ω 2A”、B:“50Ω 2A”)以及导线若干。他正确连接电路,闭合开关后,将滑动变阻器的滑片移至中点附近,电压表与电流表的示数如图(a)(b)所示,发现移动滑片时,无法准确判断小灯是否正常发光。小徐经过思考重新连接电路,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,直至小灯正常发光,电流表的示数如图(c)所示。他继续移动滑动变阻器的滑片,将测得的另外两组数据记录在下表中。
实验序号
电压表示数(伏)
电流表示数(安)
1
3.0
0.34
2
1.5
0.42
请根据上述信息,
(1)计算出小灯泡的额定功率P额。
(2)计算说明小徐实验所用的电源电压。
(3)小徐判断小灯正常发光的依据___________。
(4)计算并判断滑动变阻器的规格。
1 / 1
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$
13.2 电功率
目录
知识框架 1
知识精讲 1
【知识点1 电功率的概念】 2
【知识点2 额定电压 额定电流 额定功率】 4
【知识点3 测量小灯泡的电功率】 6
课后作业 11
情景导入
炎炎夏日,电扇和空调送来清凉,家中的用电量随之增加。从节能角度,提倡空调制冷温度不低于26℃。从经济角度,常说“空调比电扇费电”,这句话中“费电”是什么含义呢?知识归纳
【知识点1 电功率的概念】
1. 电功率的概念
(1)物理意义:表示电流做功的快慢。
(2)定义:一段时间内电流做的功W与做功时间t的比。
(3)定义式:P= ,根据电功W=UIt可得P=UI
电功率P等于用电器两端所加电压U与通过电流I的乘积。
(4)单位
①国际单位:瓦(W),1瓦=1焦/秒= 1伏·安
②常用单位:千瓦(kW) 1 kW= 103W
③应用公式P=W/t及变形式W=Pt、t=W/P进行计算时,可应用两套单位:
若电功W的单位用焦(J)、时间t的单位用秒(s),则功率P的单位是瓦(W);
若电功W的单位用千瓦时(kW·h)、时间t的单位用时(h),则功率P的单位是千瓦(kW)。
2. 电功率的推导式
利用P=UI和欧姆定律I=U/R及变形式可推导出两个表达式:
P=I2R P = 注意:这两个公式只适用于纯电阻电路。
3. 电功单位“千瓦时”的来历
“千瓦时”是功率为1kW的用电器工作1h所消耗的电能。
说明:“千瓦时”是电能的单位,而千瓦是电功率的单位,二者的意义完全不同。
【例1】在飞速发展的科技时代,智能手机已成为人们生活中不可缺少的一部分。当智能手机的“电量”消耗到一定量时,会自动提示用户采用“省电模式”。省电模式可延长电池的供电时间,原因是( )
A.增大了电池的电压 B.减小输出的总功率
C.减小了线路的电阻 D.增大了线路的电流
【答案】B
【详解】A.电池电压为固定值,不会随省电模式改变,故A不符合题意;
B.手机电池储存的电能W为定值,供电时间满足公式t=W/P。W不变时,减小输出总功率P,可延长供电时间t,故B符合题意;
C.线路电阻是导体本身的属性,与工作模式无关,故C不符合题意;
D.电压U不变时,若电流I增大,由P=UI得总功率P增大,代入t=W/P得供电时间缩短,故D不符合题意。
故选B。
【变式1-1】下列用电器正常工作时电流最大的是( )
A.电子手表 B.笔记本电脑 C.台灯 D.家用空调
【答案】D
【详解】家庭电路用电器额定电压均为,由电功率公式得I=P/U,电压U相同时,额定功率P越大,正常工作电流I越大
A.电子手表:工作电流仅约几微安,是四个选项中电流最小的,故A不符合题意;
B.笔记本电脑:正常工作功率约几十瓦,对应电流约零点几安,故B不符合题意;
C.台灯:正常工作功率一般十几到几十瓦,对应电流远小于1A,故C不符合题意;
D.家用空调:属于大功率家用电器,正常工作功率通常在1000W以上,计算可得工作电流约几安到十几安,是四个用电器中电流最大的,故D符合题意。
故选D。
【变式1-2】在图(a)所示的电路中,电流表A1、A的表盘均如图(b)所示,电源电压为12伏且保持不变,电阻R1的阻值为5欧,滑动变阻器R2上标有“50Ω 1A”字样。
(1)求开关S闭合后电流表A1的示数;
(2)在不损坏电路元件的情况下,调整滑片位置,求R2消耗的最大功率及此时R2连入电路的阻值。
【答案】(1)2.4安 (2)7.2瓦,20欧
【详解】(1)据图可知,开关S闭合后,电路是定值电阻和变阻器并联,电流表A测干路电流,电流表A1测R1支路电流,电流表A1的示数为
(2)由于电流表的最大量程是0~3A,R1支路电流是2.4A,则变阻器的最大电流为
电路是并联的,变阻器两端电压与电压电压相等,则R2消耗的最大功率为
R2连入电路的阻值为
【知识点2 额定电压 额定电流 额定功率】
一般情况下,用电器上都标有额定电压和额定功率,如图所示,是一白炽灯的“铭牌”:
1. 额定电压、额定电流和额定功率
由电功率的表达式可知,对于同一个用电器,两端所加电压或所通过的电流不同时,电功率不同。
(1)额定电压U额:用电器正常工作的电压值。
(2)额定电流I额:用电器两端的电压为额定电压时,通过用电器的电流。
(3)额定功率P额:用电器两端的电压为额定电压时的电功率。
2. 实际电压和实际功率
用电器工作时两端的实际电压可能偏离额定电压,从而使用电器工作时的功率偏离额定功率。
(1)实际电压U实:用电器实际工作时的电压;
(2)实际功率P实:用电器实际工作时的电功率称为实际功率。
3. 实际功率和额定功率的关系
(1)当U实=U额时,P实=P额,用电器正常工作;
(2)当U实>U额时,P实>P额,用电器容易损坏;
(3)当U实<U额时,P实<P额,用电器不能正常工作。
注意:一个用电器只有一个额定电压和一个额定功率,是确定的,与实际电压无关。用电器的实际功率是不确定的,随着它两端电压的改变而改变。
4. 用电器铭牌上所标物理量的意义
例如,一只节能灯泡上标着“220 12”,其中,“220”表示该灯泡的额定电压是220V,“12”表示该灯泡的额定功率是12W。
5. 灯泡的亮度
灯泡的亮度取决于实际功率的大小。例如额定电压不同的白炽电灯,如果实际功率相等,则它们发光的亮度就相同。
【例2】标有“220V 100W”的电风扇、电视机、电热毯,正常工作相同时间,消耗电能( )
A.电风扇最多 B.电视机最多 C.电热毯最多 D.一样多
【答案】D
【详解】三个用电器正常工作时实际功率均等于额定功率100W,工作时间t相同,由电能计算公式W=Pt可知,三者消耗的电能相等,故ABC错误,D正确。
【变式2-1】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
【详解】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。
【变式2-2】标有“6V 3W”的小灯泡L与电阻器R按如图电路连接。闭合开关S时,灯L正常发光,且电流表示数为0.75A求:
(1)小灯泡L的额定电流;
(2)电阻器R的阻值;
(3)整个电路消耗的实际功率。
【答案】(1)0.5A (2)24Ω (3)4.5W
【详解】(1)小灯泡额定电流
(2)由图可知,灯泡L与电阻R并联,电流表测量干路中的电流,灯正常发光,故电源电压
通过电阻R的电流为
R的阻值
(3)整个电路的实际功率为
【知识点3 测量小灯泡的电功率】
1. 测量小灯泡的电功率
【实验目的】用电流表和电压表测量小灯泡在不同电压下的电功率。
【实验原理】P = UI
【实验器材】电源、电压表、电流表、 小灯泡(额定电压2.5V)、滑动变阻器、开关、导线若干。
【实验步骤】
电路图 实物图
(1)按照电路图连接电路。注意断开开关,将滑动变阻器滑片放在阻值最大处。
(2)闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为2.5V(等于额定电压),记下此时对应的电流表示数,填在实验数据记录表中,并观察灯泡的发光情况。
(3)调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端电压低于额定电压,观察此时小灯泡的发光情况与在额定电压下的发光情况有什么不同,记下此时电压表和电流表的示数,填入数据记录表中。
(4)调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数约为额定电压的1.2倍,观察此时小灯泡的发光情况与在额定电压下的发光情况有什么不同,记下此时电压表和电流表的示数,填入数据记录表中。
(5)实验结束后,断开开关,将连接电路的导线拆开,并整理好实验器材。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
灯泡发光情况
1
2
3
【数据处理】根据公式P=UI计算出小灯泡的额定功率和实际功率。注意:不能求平均值。
【分析论证】
①分析表格中的实验数据,发现灯泡两端的实际电压越高,实际功率越大,小灯泡越亮。
②小灯泡的亮度直接由它的实际功率决定。实际功率越大,小灯泡越亮。
③小灯泡的实际功率有多个,额定功率只有一个。
【实验结论】
(1)当灯泡的实际电压等于额定电压时,灯泡的实际功率等于额定功率,灯泡正常发光。
(2)当实际电压低于额定电压时,小灯泡的实际功率小于额定功率,小灯泡发光较暗。
(3)当实际电压高于额定电压时,小灯泡的实际功率大于额定功率,小灯泡发光较亮。
【交流讨论】
(1)对小灯泡的电功率进行多次测量的目的
对小灯泡的电功率进行了多次测量,不求小灯泡功率的平均值的原因:因为额定功率是额定电压下的功率,不是不同电压下功率的平均值;用电器在不同电压下的实际功率不同,把三次测量的平均值作为小灯泡的额定功率是不合理的。
(2)测小灯泡电功率实验中常见故障及原因分析
常见故障现象
原因分析
灯泡不亮
闭合开关,灯泡不亮,电流表、电压表有示数
①滑动变阻器接成定值电阻;②滑动变阻器滑片在阻值最大处;③电源电压过低。
闭合开关,灯泡不亮,电流表、电压表无示数
①电源无电压;②灯泡以外电路有断路
闭合开关,灯泡不亮,电流表指针几乎不偏转,而电压表示数却接近电源电压
①电流表、电压表位置互换了;②灯泡处断路,即灯泡的灯丝断了或灯座接触不良。
闭合开关,灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数
灯泡短路。
电表问题
闭合开关,电流表或电压表的指针偏转角度很小
①电流表或电压表的量程过大;②电源电压太低;③滑动变阻器接入电路的阻值过大。
闭合开关,电表指针反向偏转
电流表或电压表的“+”“-”接线柱接反了。
闭合开关,电流表或电压表指针的偏转角度超过电表的量程
①电流表或电压表量程选择过小;②电路中出现短路;③滑动变阻器接入电路中的阻值太小。
开关问题
连接电路时,接完最后一根导线灯泡立即发光
连接电路时,开关一直处于闭合。
滑动变阻器问题
闭合开关,移动滑动变阻器的滑片时,电表示数及灯泡的亮度均无变化
滑动变阻器同时接入了上面(或下面)两个接线柱。
闭合开关,无论怎么调节滑动变阻器,电压表示数总小于灯泡额定电压
电源电压过低。
无论怎么调节滑动变阻器,电压表示数总大于灯泡的额定电压
①电源电压过高;
②选用滑动变阻器最大阻值过小。
闭合开关瞬间,灯泡发出强光后立即熄灭,电流表指针偏转后又回到零刻度线处,电压表仍有示数
滑动变阻器同时接入了上面两个接线柱或滑动变阻器的滑片没有置于阻值最大位置,导致灯泡两端电压过高,灯泡灯丝熔断。
2. 测小灯泡电功率实验中常见的几种电路
(1)基本电路
在“测量小灯泡的电功率实验”时,最基本的电路就是“正确连接的电路”。是指小灯泡与滑动变阻器串联,电压表与小灯泡并联(图甲)。该电路的特点是:当移动滑动变阻器的滑片时,电流表与电压表的示数同时变大或同时变小。
甲 乙 丙
(2)电压表与滑动变阻器并联(图乙)
其特点是,移动滑动变阻器的滑片时,电流表与电压表的示数一个变大另一个变小。
(3)一个电压表先后与小灯泡、滑动变阻器并联(图丙)
此时,若滑动变阻器的滑片不变时,电源电压为两表示数之和。
【例3】小珠做“测定小灯泡的电功率”实验,她将电源(可调节至2V、4V、6V、8V)、待测小灯(额定电压为“5V”或“6V”)、滑动变阻器(标有“10Ω 2A”字样)、电流表和开关串联,并将电压表并联在电路中。小珠将滑动变阻器的滑片移至一端,闭合开关,小灯恰好正常发光。她断开开关,仅调小电源电压,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至某一位置时,小灯再次正常发光。两次小灯正常发光时,电压表的指针位置均如图所示。(两次实验过程中,电表均选择了合适的量程)
(1)该实验的实验原理是______;
(2)求小灯泡的额定功率P额。(需写出解答过程)
【答案】(1)P=UI (2)1.5W
【详解】(1)在“测定小灯泡的电功率”实验中,用电压表测灯泡两端电压,用电流表测通过灯泡的电流,根据P=UI求出小灯泡额定功率,故该实验的实验原理是P=UI。
(2)待测小灯额定电压为5V或6V,为了使灯泡正常发光,电源电压只能为6V或8V;小珠将滑动变阻器的滑片移至一端,闭合开关,小灯恰好正常发光,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,即10Ω;她断开开关,仅调小电源电压,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至某一位置时,小灯再次正常发光,说明第1次实验电源电压为8V,第2次电源电压为6V;两次小灯正常发光时,电压表的指针位置相同,说明电压表并联在灯泡两端,且电压表选用大量程;由图可知,电压表分度值0.5V,其示数为5V,即灯泡额定电压为5V;在第1次实验中,当灯泡正常发光时,滑动变阻器两端电压为U滑=U1-UL=8V-5V=3V
根据串联电路电流特点和欧姆定律可知,灯泡额定电流为
小灯泡额定功率为PL=ULIL=5V×0.3A=1.5W
【变式3-1】某小组用图甲中的器材测量小灯泡的电阻,所用电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2V。
(1)请用笔画线表示导线,将图(a)中的电路连接完整。
(2)正确连接电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于_______(填“A”或“B”)端。闭合开关后,发现小灯泡不发光,电压表有示数,电流表无示数。已知导线、电表均完好且接触良好,造成这一现象的原因可能是____________。
(3)排除故障后进行实验,当滑动变阻器的滑片移至某一位置时,电压表的示数为2.1V,电流表的示数如图(b)所示,为________A,此时小灯泡的电阻为________Ω(计算结果保留一位小数)。
(4)经过多次实验,测量并记录多组数据,得到小灯泡的I-U图像如下图所示,该图像不是一条直线,其原因是_____________。
(5)计算小灯泡的额定功率P额。
【答案】(1)见解析 (2) B 小灯泡断路 (3) 0.26 8.1
(4)小灯泡灯丝电阻会随温度变化,I与U的比值不同 (5)0.5W
【详解】(1)已知电源电压为3V,电压表选择0~3V的量程,电压表和灯泡并联,滑动变阻器“一上一下”串联接入电路中,如图所示:
(2)为了保护电路,闭合开关前,将变阻器的滑片移动到阻值最大处,即将滑动变阻器的滑片P置于B端。
闭合开关后,发现小灯泡不发光,电流表无示数,说明电路可能断路,电压表有示数,说明电压表与电源连通,电压表被串联在电路中,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即造成这一现象的原因可能是小灯泡断路。
(3)由图(b)可知,电流表选用小量程0~0.6A,分度值为0.02A,电流表示数为0.26A;已知电压表示数为2.1V,此时小灯泡的电阻为
(4)由图可知,图像不是一条直线,说明灯泡的电阻是变化的,是因为灯丝的电阻随温度的变化而变化(灯丝的电阻随温度的升高而增大),I与U的比值不同。
(5)已知小灯泡的额定电压为2V,由小灯泡的I-U图像可知,小灯泡的额定电流为0.25A,所以小灯泡的额定功率为
【变式3-2】小华做“测定小灯泡的电功率”实验,将电源、待测小灯泡(标有“6.0V”字样)、滑动变阻器(标有“10Ω 1A”字样)、电流表、开关串联,电压表并联在小灯泡两端,连接正确。然后,他将滑动变阻器滑片移至一端,使滑动变阻器连入电路的阻值最大,闭合开关,观察到电压表示数、电流表示数如图所示。
序号
电压表示数(伏)
电流表示数(安)
1
6.5
0.38
2
5.5
0.46
3
4.5
0.52
4
4.0
0.54
(1)在图乙中,用笔画线代替导线,将小华的实验电路连接完整。
(2)由图甲可知,此时小灯泡两端的电压为___________伏。
(3)为了测出待测小灯泡的额定功率,小华拆除电路,改变电源电压,更换滑动变阻器,重新连接电路进行实验,实验中电源电压保持不变。实验数据见表。根据小华实验的相关信息,求正常发光时小灯泡的电阻R灯。
【答案】(1)见解析 (2)6.5 (3)11.5Ω
【详解】(1)由题知,小灯泡额定电压为6V,因此应选择电压表的大量程,故将电压表负接线柱与小灯泡左端相连,将标有“15V”的正接线柱与小灯泡右端相连。如图所示:
(2)由图甲可知,电压表选择的是大量程,分度值为0.5V,故电压表示数为6.5V,故此时小灯泡两端的电压为6.5V。
(3)由题,未更换滑动变阻器和电源前,电压表测小灯泡两端电压,此时电压表示数为6.5V,电流表示数为0.54A,超过小灯泡的额定电压。更换滑动变阻器和电源后,由表中数据可知,电流表示数变大,电压表示数减小,说明此时电压表测滑动变阻器两端的电压,由于通过小灯泡的电流为0.54A时,小灯泡两端电压为6.5V,由表中数据可知通过滑动变阻器的电流为0.54A时,滑动变阻器两端电压为4V,则电源电压
由表中数据可知,电压表示数为4.5V时,小灯泡两端电压为6V,电流表示数为0.52A,由欧姆定律可知,
1.下列单位中,不是电功单位的是( )
A.千瓦时(kW·h) B.伏特·安培(V·A)
C.瓦特·秒(W·s) D.焦耳(J)
【答案】B
【详解】A.千瓦时(kW⋅h)是电功常用单位,故A不符合题意;
B.由电功率公式得,,是电功率单位,不是电功单位,故B符合题意;
C.由电功公式得,,是电功单位,故C不符合题意;
D.焦耳(J)是电功的国际单位,故D不符合题意。
故选B。
2.下列用电器中,额定功率最接近2000W的是( )
A.节能灯 B.液晶电视 C.电热水器 D.发光二极管
【答案】C
【详解】A..节能灯额定功率约10W~40W,远小于2000W,故A不符合题意;
B.液晶电视额定功率约100W~200W,远小于2000W,故B不符合题意;
C.电热水器额定功率约1500W~3000W,最接近2000W,故C符合题意;
D.发光二极管额定功率约0.05W~3W,远小于2000W,故D不符合题意。
故选C。
3.下列关于电能、电功和电功率的说法,正确的是( )
A.用电器消耗的电能越多,电功率越大
B.通过用电器的电流越大,电流做的功越多
C.用电器工作时的电功率越大,电流做功越快
D.1kW⋅h=3.6 J
【答案】C
【详解】A.由电功率定义式可知,电功率大小与消耗的电能W、做功时间都有关,仅W大无法确定P大,故A错误;
B.由电功公式可知,电流做功多少与电压U、电流I、时间都有关,仅I大无法确定W多,故B错误;
C.电功率是表示电流做功快慢的物理量,电功率越大,电流做功越快,故C正确;
D.单位换算,不是,故D错误。
故选C。
4.普通手电筒的小灯泡正常发光时,通过它的电流约0.3A,小灯泡的电功率是( )
A.0.1W B.1W C.10W D.20W
【答案】B
【详解】普通手电筒由2节干电池串联供电,工作电压U=3V,通过它的电流约0.3A,小灯泡的电功率是
数值最接近1W,故B正确,ACD错误。故选B。
5. 白炽灯长期使用后,钨丝由于升华会变细。接在相同的电路中时,变细后的钨丝与原来相比( )
A.电阻变大 B.亮度变大 C.电压变大 D.电流变大
【答案】A
【详解】A.导体的电阻和材料、长度、横截面积有关,钨丝材料、长度不变,升华变细后横截面积减小,因此电阻变大,故A符合题意;
BC.接在相同电路中,钨丝两端电压保持不变;由可知,电压不变、钨丝电阻变大,实际功率变小,灯泡的亮度变小,故BC不符合题意;
D.由可知,电压不变、钨丝电阻变大,通过钨丝的电流会变小,故D不符合题意。
故选A。
6.如图所示,电源电压保持不变。闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程中,下列说法中正确的是( )
A.电流表的示数变小 B.电压表的示数不变
C.电压表与电流表示数的比值变大 D.电路消耗的总功率变大
【答案】A
【详解】由图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端电压,电流表测电路电流。
A.滑片P向左滑动,R1接入电路的阻值变大,电路总电阻变大,由可知,电源电压U不变,电流变小,即电流表示数变小,故A正确;
B.由可知,R2不变,变小,U2变小,即电压表示数变小,故B错误;
C.电压表与电流表示数的比值,因R2阻值不变,故比值不变,故C错误;
D.由可知,U不变,变小,电路消耗的总功率变小,故D错误。
故选A。
7.小强上次查看家里的电能表显示的数字为086314,本次查看时电能表示数如图所示,下列说法正确的是( )
A.电能表是测量电功的仪表
B.在这段时间内电路消耗的电能为
C.小强家同时工作的用电器的总功率不能超过2200W
D.小强家电能表比小王家的指示灯闪烁快,则小强家电路消耗的电能多
【答案】A
【详解】A.电能表测量的是电路中消耗电能的多少,即测量电功的仪表,故A正确;
B.电能表上次示数,本次示数,消耗电能,故B错误;
C.由图可知,电能表允许通过的最大电流为20A,则小强家同时工作的用电器的总功率不能超过,故C错误;
D.电能表上指示灯闪烁得越快,说明电路中电能消耗的越快,说明小强家电路消耗的总功率越大,但消耗的电能不一定多,故D错误。
故选A。
8.寒假小明在家休息,用电能表(如图)和电水壶等完成一些电学的测量实验。他只让某电水壶工作,发现在10min内该电能表转盘转过了600转,则该电水壶10min内消耗的电能是________kW·h。这些电能可供标有“220V 25W”字样的灯泡正常工作________h。
【答案】 0.2 8
【详解】结合电能表表盘参数含义可知,电水壶10min内消耗的电能为
由可得,灯泡正常工作时间
9.电饭煲是家庭中常用电器。
(1)电饭煲和洗衣机工作时是______(选填“串联”或“并联”)的;
(2)某电饭煲标有“220V 880W”字样,其正常工作时两端电压为______V,工作0.5h用电______kW·h。
【答案】(1)并联 (2) 220 0.44
【详解】(1)家庭电路中各用电器工作时互不影响,是并联的。
(2)由电饭煲的铭牌参数可知,其额定电压为220V,所以正常工作时两端电压为220V;根据公式,功率为P=880W=0.88kW
消耗的电能为
10.家庭电路中,电灯与电视机是_______的(选填“串联”或“并联”),标有“220V 110W”字样的用电器正常工作时,通过的电流为_______安,家中多开一盏灯,会使总电流_______(选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】 并联 0.5 变大
【详解】[1]家庭电路中各用电器工作时互不影响,因此电灯与电视机采用并联连接。
[2]由题意可知,用电器的额定功率为110W、额定电压为220V,根据可知,用电器正常工作时通过的电流为
[3]家庭电路属于并联电路,总电流等于各支路电流之和。多开一盏灯相当于增加一条支路,所以总电流会变大。
11. 在下图(a)所示的电路中,电源电压为6伏,电阻R1的阻值为10欧,闭合开关S后,电流表示数如图(b)所示。
(1)求通过R1的电流I1;
(2)求R2的电功率P2。
【答案】(1)0.6A (2)2.4W
【详解】(1)闭合开关S,R1与R2并联,R1两端电压等于电源电压。通过R1的电流
(2)电流表测干路总电流,因干路电流大于I1,故电流表选用量程,示数I=1A。通过R2的电流为
R2的电功率
12. 小姬给爷爷网购了一台电热足浴器,其铭牌的部分参数如图表所示。足浴器某次正常工作时控制面板显示如图所示。
(1)求此时足浴器的工作电流。(结果保留一位小数)
(2)足浴器装入最大容量且初温为22℃的水。当水温达到控制面板上显示的温度时,求水吸收的热量。(水比热容为)
(3)若上述加热过程耗时15min,求该足浴器耗电多少度。
【答案】(1)2.3A (2) (3)0.125度
【详解】(1)此时足浴器的工作电流
(2)水的质量
水吸收的热量
(3)该足浴器消耗的电能
13.图(a)(b)所示是家用电热煮茶壶的铭牌及电路原理图。通过开关S的闭合或断开实现“加热”和“保温”两种状态的转换,加热时电功率大于保温时的电功率,电阻R1和R2为起保温作用的保护电阻或起加热作用的加热电阻。小汇认为保护电阻为电阻R1,小佳认为保护电阻为电阻R2。
(1)求加热状态时的总电阻。
(2)分析判断哪位同学的观点是正确的,并求出保护电阻的阻值。
【答案】(1)55Ω (2)小汇观点正确,阻值为1045Ω
【详解】(1)加热功率,额定电压。 根据公式,加热时的总电阻
(2)开关S闭合时,R1被短路,电路中只有R2 ,此时电阻最小,功率最大,为加热状态。 开关S断开时,R1与R2串联,总电阻变大,功率变小,为保温状态。
加热时R2的阻值
保温功率P保=44W,保温时的总电阻
串联电路总电阻,所以
加热时R1被短路,不参与工作;保温时R1接入电路,限制电流,起到保护作用。因此小汇的观点正确,保护电阻是R1,阻值为1045Ω。
14. 如图所示电路中,电源电压保持不变,电压表示数为6伏,电阻R1阻值为6欧。
(1)现在将一个R2接入电路中,若两个电表示数都改变,则电压表与电流表的乘积______(选填“变大”“不变”或“变小”),请画出此时的电路图______。
(2)现在将一个R2接入电路中,若只有一个电表的示数改变,且电压表与电流表示数的乘积的变化量为4.5瓦,求R2的阻值。
【答案】(1)变小 见解析 (2)8Ω或18Ω
【详解】(1)由题图可知,电路为R1的简单电路,电压表测电源电压,电流表测电路中的电流,则电流表示数
将一个R2接入电路中,若两个电表示数都改变,若R1和R2并联,则电压表示数不变,故R1、R2串联;由于电路的总电阻变大,故电路中的电流变小,若两电表示数都改变,只能按照下图所示加入R2,此时电压表示数变小,则电压表与电流表示数的乘积变小。
电路图如图所示:
(2)并联接入R2后,电压表测量电源电压,示数不变,仍为6V;电流表测量干路电流,示数增大,电压表与电流表示数乘积为电路总功率,则电压表与电流表示数乘积变大,此时
电路中的总电流
由并联电路的电压规律可知
此时通过电阻R1的电流
电阻R1的阻值
②串联接入R2后,电压表测量路端电压,示数不变,仍为6V;电流表示数变小,电压表与电流表示数乘积为电路总功率,则电压表与电流表示数乘积变小,此时
此时电路中电流
由可得
综上,电阻R2的阻值为8Ω或18Ω。
15.小徐和小华做“测定小灯泡的电功率”实验,现有输出电压分别为3伏和6伏的电源各1个,同样的待测小灯(标有“0.28A”字样)2个,滑动变阻器2个,电压表、电流表、开关各2个,导线若干。小徐和小华分配器材,分别进行实验。
小华使用自己分配到的器材连接电路,进行实验。他将滑动变阻器的滑片移到一端后闭合开关,然后再移动变阻器的滑片,发现电压表的示数由闭合开关后的2伏逐渐减小至零,电流表在此过程中示数的最小值为0.1安,无法使小灯正常发光。
小徐使用自己分配到的器材连接电路,进行实验,闭合开关后,移动变阻器的滑片直到小灯正常发光,他记录和处理的数据见表。
电压表示数/伏
电流表示数/安
额定功率/瓦
2.2
0.28
0.616
(1)小徐判定小灯泡正常发光的依据是________;
(2)可选的滑动变阻器有A、B两个,分别标有“10Ω 2A”“20Ω 2A”字样,本次实验中小华选用的变阻器是________(选填“A”或“B”);(需写出解答过程)
(3)分析以上信息,指出两位同学实验中的错误;____________
(4)求小灯泡的额定功率P额_________。(需写出解答过程,结果保留两位小数)
【答案】(1)电流表示数等于额定电流0.28安,小灯正常发光 (2)B
(3)两位同学实验中均将电压表并联在变阻器两端 (4)1.06瓦
【详解】(1)已知灯泡的额定电流是0.28A,则电流表示数等于额定电流0.28安,小灯正常发光。
(2)根据题意可知,小华实验电路中电压表的示数可减小到0,说明电压表测变阻器两端电压,即变阻器阻值接入电路中最大时,变阻器两端电压为2V,此时电路中的电流最小为0.1A,选用的滑动变阻器最大值为
故小华选择的是B“20Ω 2A”变阻器。
(3)小华实验中无法使小灯正常发光,说明小华选择的电源电压小于小灯额度电压,则小华实验中电源电压是3V,小徐实验电源电压是6V,表格中记录的电压小于3V,说明此时电压表测量的是变阻器两端电压,即两位同学实验中均将电压表并联在变阻器两端。
(4)小徐选用的是6伏的电源,表格记录中灯泡正常发光时变阻器两端电压是2.2V,小灯正常发光时两端的电压为
小灯泡的额定功率为
16. 小徐做“测定小灯泡电功率”实验,所用电源电压(为2伏的整数倍)保持不变、待测小灯泡(标有“3.8V”字样)、电流表、电压表、开关各一个,滑动变阻器两种规格(A:“10Ω 2A”、B:“50Ω 2A”)以及导线若干。他正确连接电路,闭合开关后,将滑动变阻器的滑片移至中点附近,电压表与电流表的示数如图(a)(b)所示,发现移动滑片时,无法准确判断小灯是否正常发光。小徐经过思考重新连接电路,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,直至小灯正常发光,电流表的示数如图(c)所示。他继续移动滑动变阻器的滑片,将测得的另外两组数据记录在下表中。
实验序号
电压表示数(伏)
电流表示数(安)
1
3.0
0.34
2
1.5
0.42
请根据上述信息,
(1)计算出小灯泡的额定功率P额。
(2)计算说明小徐实验所用的电源电压。
(3)小徐判断小灯正常发光的依据___________。
(4)计算并判断滑动变阻器的规格。
【答案】(1)1.52W (2)6V (3)电压表示数为2.2V (4)A
【详解】(1)已知灯泡的额定电压为3.8V,从图(c)读出灯泡正常发光的电流值为0.4A,小灯泡的额定功率
(2)电压表选0~15V的量程时,发现无法从电压表上精确读出“3.8V”电压,故应将电压表并联在变阻器两端, 此时电源电压等于灯泡两端的电压与变阻器两端的电压之和, 灯泡的额定电流为0.4A,从表中可知; 实验序号1的电流值为0.34A,小于灯泡的额定电流,故此时灯泡两端的电压值小于灯泡的额定电压3.8V,可得电源电压
实验序号2的电流值为0.42A,大于灯泡的额定电流,故此时灯泡两端的电压值大于灯泡的额定电压3.8V,可得电源电压
即
又因电源电压U为2V整数倍,所以U为6V;
(3)小灯泡正常发光的标志是:电压表(并联在滑动变阻器两端)的示数为
即电压表示数为2.2V 时,灯泡两端电压为额定电压3.8V,正常发光。
(4)他正确连接电路,闭合开关后,将滑动变阻器的滑片移至中点附近,电压表与电流表的示数如图(a)(b)所示, 可知电路中的电流为0.38A,灯泡两端电压为3.5V,根据串联电路的特点及欧姆定律可知变阻器此时的接入电路的电阻值
比较接近10Ω的一半,所以滑动变阻器的规格为“10Ω 2A”的A变阻器。
1 / 1
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。