内容正文:
沪科版2024九年级全册物理同步精讲精炼学案(全国通用)
第十七章 电流做功与电功率
第二节 电流做功的快慢
物理观念:能结合实例,认识电功率,知道用电器的额定功率和实际功率,会测量电功率,能运用其分析并解决生活中的相关问题。
科学思维:从做功快慢的角度认识用电器的性能。能通过认识额定功率与实际功率的差异,体会理想状态与实际情况的差异。
科学探究: 能完成“测量电功率”的实验,能收集证据、探究发现的问题。能发现现代生活中的用电问题,能通过电功率、额定功率、实际功率等知识解决一些简单的电学问题。
科学态度与责任:关注用电器的工作状态,有保护用电器使用安全工作的意识;养成学以致用习惯。
重点:电功率及其应用;测量电功率。
难点:通过认识额定功率与实际功率的差异,能体会理想状态与实际情况的差异。
课节思维导图
课节知识梳理与举一反三
知识点1. 电功率
1. 物理意义:表示电流做功快慢的物理量,符号为P 。电流做功越快,电功率越大;电流做功越慢,电功率越小。不同用电器在相同时间内消耗的电能不同,本质就是电功率不同。
2.定义:物理学中把电流所做的功与所用时间之比叫做电功率,即单位时间内电流所做的功。
3.定义式: ,其中 P表示电功率,W表示电功,t表示通电时间。
4.推导式:结合电功公式 W=UIt,可推导出 P=UI,其中U表示用电器两端的电压,I表示通过用电器的电流。该公式适用于所有电路,是计算电功率的核心公式。
5.单位:
①国际单位:瓦(W),1瓦=1焦/秒
②常用单位:千瓦(kW)、毫瓦(mW)
③单位换算:1 kW= 103W 1W=103mW
6.注意事项
(1)使用电功率公式计算时,需统一单位:
(2)若使用定义式,W 的单位为焦耳(J),t 的单位为秒(s),则 P 的单位为瓦特(W);
(3)若使用推导式P=UI,U的单位为伏特(V),I的单位为安培(A),则 P的单位为瓦特(W)。
(4)对于纯电阻电路,电功率公式还可推导为 或 ,可根据已知条件灵活选用。
说明:电功率的定义式 P=W/t和P=UI都具有普遍意义,适用于任何电路。
②利用普适式P=UI结合欧姆定律I=U/R可推导出电功率的两个表达式:
P=UI=I2R (串联电路常使用)
P=UI =(并联电路常使用)
说明:这两个公式只适用于纯电阻电路。
1. 在串并联电路中,电路的总电功率与各个用电器实际电功率的关系
计算总电功率时,无论用电器串联还是并联,总电功率等于各用电器电功率之和,即
P总=P₁+P₂+…+Pn。
2.电功率和电功的区别
电功
电功率
定义
电流通过导体或用电器所做的功
电功与时间之比
物理意义
电流做功的多少
电流做功的快慢
实质
电能转化为其他形式的能的过程
单位时间内消耗电能的多少
公式
推导公式
单位
kW·h、J
kW、W
电功率大,电流做功不一定多;电功率小,电流做功不一定少
3. 纯电阻电路中,电能全部转化为内能,电功率等于热功率;非纯电阻电路中,电能除转化为内能外,还转化为其他形式的能,电功率大于热功率。
【例题1】(2026安徽)如图所示是一台陆上风力发电机,在满负荷发电的情况下,发电机平均每分钟输出的电能,这些电能可以让额定功率为40 W的灯泡正常工作_______h。
【答案】1500
【解析】灯泡额定功率
则这些电能可以让灯泡正常工作
(变式练1)家庭生活中,下列估测符合事实的是( )
A.人体的安全电压为36V B.家庭节能灯中的电流约1A
C.台式电脑正常工作电功率约250W D.空调正常工作1h消耗电能约3.6×105J
【答案】C
【解析】A.人体的安全电压是不高于36V,而不是固定为36V,故A不符合题意;
B.家庭节能灯的功率一般在10W~40W之间,家庭电路电压,根据公式,电流大约在0.05A~0.18A,远小于1A,故B不符合题意;
C.台式电脑正常工作的电功率大约在200W~300W之间,250W是符合实际的,故C符合题意;
D.空调的功率一般在1000W以上,若, ,正常工作1h消耗的电能
远大于,故D不符合题意。故选C。
(变式练2)甲用电器通电,电流做功;乙用电器通电,电流做功,则_______用电器中的电流做功多,_______用电器中的电功率大。(均选填“甲”或“乙”)
【答案】乙 甲
【解析】,所以乙用电器中的电流做功多。
甲用电器的电功率为
乙用电器的电功率为
,所以甲用电器的电功率大。
(变式练3)如图所示,与接入电源电压恒定的电路中,当闭合开关、时,电流表示数为0.3A,当闭合开关,断开开关时,电压表示数为4V。
(1)电源电压;
(2)的阻值;
(3)当闭合开关,断开开关时,电路中的总功率。
【答案】(1)6V (2) (3)1.2W
【解析】(1)当闭合开关、时,被短路,电路为的简单电路,电流表测电路电流。
根据欧姆定律得,电源电压
(2)当闭合开关,断开开关时,与串联,电压表测两端电压,即
串联电路电流处处相等,根据欧姆定律得电路电流
串联电路总电压等于各部分电压之和,得两端电压
根据欧姆定律得,的阻值
(3)当闭合开关、断开时,、串联,电源电压,电路电流,所以电路总功率
知识点2. 额定功率和实际功率
1. 额定电压和额定功率
(1)额定电压:电器设备正常工作时的电压叫做额定电压U额;
(2)额定电流:电器设备正常工作的电流值I额。
(3)额定功率:与额定电压或额定电流对应的功率P额。
2. 实际电压和实际功率
(1)实际电压:电器设备实际工作时的电压叫做实际电压U实;
(2)实际功率:把用电器在实际电压下工作时所对应的功率叫做用电器的实际功率P实。
3. 额定功率和实际功率的关系
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。
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,用电器不能正常工作,且可能会烧坏;
③当U实<U额时,P实<P额,用电器不能正常工作。
4. 用电器铭牌上所标物理量的意义
例如一只灯泡上标着“220V 25W”,其中“220”表示该灯泡的额定电压是220V,“25”表示该灯泡的额定功率是25W。
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。
【温馨提醒】串、并联电路的总功率与个用电器电功率的关系
1. 串联电路的总功率等于各串联用电器的电功率之和,即。
2. 并联电路的总功率等于各并联用电器的电功率之和,即。
3. 纯电阻串联电路中,各电阻消耗的电功率与其阻值成正比,即。
4. 纯电阻并联电路中,各电阻消耗的电功率与其阻值成反比,即。
【例题1】(2026·黑龙江绥化)如图所示,电源电压不变,灯标有“6 V 1.8 W”。若甲乙均为电压表,闭合开关、,两灯都能发光,甲乙两表示数之比为1∶3,灯的电阻为________。若甲乙均为电流表,闭合,断开,两灯都能发光,甲表的示数为0.9 A,此时灯消耗的电功率为________W。(忽略灯丝电阻的变化)
【答案】10 3.6
【解析】由题意得灯的电阻为
若甲乙均为电压表,闭合开关、,由图可知,灯泡和串联,甲测量灯泡的电压,乙测量灯泡和的总电压,甲乙两表示数之比为1∶3,则灯泡和两端电压之比为2∶1,根据串联电路电压与电阻成正比的关系可知,和的电阻之比为2∶1,则灯的电阻为
闭合,断开,则灯泡和并联,甲测量灯泡和的总电流,乙测量灯泡的电流,则并联时电路总电流为0.9 A,根据并联电路电流与电阻成反比的关系可知,和的电阻之比为2∶1,流经和的电流之比为1∶2,流经的电流为
此时灯消耗的电功率为
(变式练1)小萌在更换灯泡时发现灯泡上标有“220V 40W”的字样。下列说法中正确的是( )
A.该灯泡只能在220V电压下工作
B.该灯泡正常发光的电阻是1210Ω
C.该灯泡每秒消耗的电能是40W
D.该灯泡的实际功率是40W不变
【答案】B
【解析】A.“220V”为灯泡正常工作时的电压,说明其工作时工作电压不能超过220V,故A错误;
B.由P=可知,灯泡正常发光时的电阻为
R===1210Ω
故B正确;
C.该灯泡的额定功率为40W,若灯正常工作,则每秒消耗的电能为40J,故C错误;
D.灯在220V电压下正常工作,则此时实际功率为40W,若实际电压低于额定电压,实际功率小于40W,若实际电压高于额定电压,实际功率大于40W,故D错误。
故选B。
(变式练2)如图是小鹏家的电能表,他家同时工作用电器的总功率不能超过______W。电能表的转盘转得越快,说明电路总功率越_____。将电热水器单独接入电路,正常工作3min,电能表的转盘转150转,电热水器的功率为_____W。
【答案】 4400 大 2000
【解析】由电能表参数可知,允许通过的最大电流是20A,则同时工作用电器的最大总功率为
P大=UI大=220V×20A=4400W
电能表是测量电路中某段时间内用电器消耗电能的仪器,单位时间内转盘转的越快,说明用电器消耗电能越快,则电路总功率越大。
电热水器消耗的电能
电热水器电功率
(变式练3)(2025·宁夏银川·一模)甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示(小灯泡电阻不变),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,它的实际功率为30W
C.两灯均正常发光时,甲灯消耗的电能较多
D.若两灯并联在220V的电路中,则乙灯较亮
【答案】D
【解析】A.由图可知,甲灯的额定功率是40W,在不同电压下实际功率不同,甲灯的实际功率不一定是40W,故A错误;
B.由灯泡的铭牌可知,乙灯泡的额定电压为220V,额定功率为60W,将乙灯接入110V电路,实际电压是额定电压的一半,根据可知,电阻不变,电功率变为原来的,为15W,故B错误;
C.两灯均正常发光时,两灯的实际功率等于额定功率,则乙的实际功率大,由于不知通电时间,所以无法比较两灯消耗电能的大小关系,故C错误;
D.两灯均正常发光时,两灯的实际功率等于额定功率,则乙的实际功率大,灯泡的亮度取决于其实际功率的大小,若两灯并联在220V的电路中,则均能正常发光,所以两灯乙灯较亮,故D正确。
故选D。
知识点3. 测量电功率
【实验课题】测量小灯泡的额定功率和实际功率
【实验目的】测量小灯泡在不同电压下工作时的电功率。
【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。
【实验步骤】(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。将电压表和电流表指针调零。
(2)闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为2.5V,记下此时电流表、电压表的示数,并观察灯泡发光情况。
(3)再调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压略低于或略高于额定电压1.2倍,观察小灯泡的亮度,并记下点电压表、电流表的示数.
(4)计算出小灯泡的额定功率和不同电压下的实际功率,并记录在表格中。
【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。
【分析与论证】
(1)分析表格中的实验数据,发现小灯泡两端的实际电压越高,小灯泡的实际功率越大,灯泡越亮。
(2)小灯泡的亮度直接由它的实际功率决定。
(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)当小灯泡的实际电压等于额定电压时,小灯泡的实际功率等于额定功率,小灯泡正常发光。
(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】
对小灯泡的电功率进行了多次测量,为什么不求小灯泡功率的平均值?
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。
【例题1】(2026·贵州)实验室有多个标有“2.5V0.3A”字样的小灯泡,为检验灯泡所标参数是否准确,小明决定用实验来检测。请根据他的实验过程回答下列问题:
(1)他连接了如图甲所示的电路,闭合开关前,从电源正极开始逐一检查电路各部分的连接情况,到虚线框部分时,应检查_______与_______之间是否接触良好。(写出一种答案即可)
(2)将其中一只灯泡L1接入电路,闭合开关并移动滑片,当电压表示数是2.5V时,电流表示数如图乙所示,则通过L1的电流是_______A;换用另一只灯泡L2接入电路,重复上述操作,当电压表示数也是2.5V时,电流表示数是0.3A。由此可判断灯泡______(选填“L1”或“L2”)所标参数与实际有差异。
(3)为找到电流不同的原因,小明思考电阻也是影响电流大小的因素,因此将欧姆定律的公式变形为R=_______计算出灯丝电阻。经计算,两灯在2.5V电压下工作时的电阻值差异较大,这可能是灯丝自身的______不同所致(写出一种答案即可)。
【答案】(1)滑动变阻器的接线柱 导线 (2)0.26 L1 (3) 横截面积
【解析】(1)虚线框内的元件是滑动变阻器,检查电路接线时,需要检查接线端的接触情况,因此可以检查滑动变阻器接线柱和导线之间是否接触良好。
(2)电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,指针读数为0.26A。
小灯泡标称参数为“2.5V 0.3A”,即额定电压2.5V下的额定电流应为0.3A,而在2.5V电压下电流为0.26A,和标称参数不符,因此所标参数存在差异。
(3)根据欧姆定律,变形可得电阻计算公式。
导体电阻由自身的材料、长度、横截面积决定,因此两灯电阻差异较大,可能是灯丝的横截面积不同导致。
(变式练1)(2025·云南中考)同学们测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率。
(1)实验前,电流表指针位置如图甲所示,应对电流表进行 ;
(2)同学们连接的电路如图乙所示,经检查发现A、E两点间的导线连接错误,应改接到 两点之间;更正错误后,将滑动变阻器的滑片置于最 (选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关,无论怎样调节滑动变阻器小灯泡都不亮,经检查发现小灯泡灯丝断了,此时电压表 (选填“有”或“无”)示数。排除故障后继续实验,移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光,继续调节滑动变阻器,使电压表示数低于、略高于小灯泡的额定电压。实验数据和现象记录如下表,表中a处的数据为 ;
实验次数
小灯泡两端的电压U/V
通过小灯泡的电流I/A
小灯泡的亮度
1
a
0.30
正常发光
2
2.0
0.26
较暗
3
3.0
0.32
较亮
(4)分析表格中的信息可知小灯泡的额定功率为 W,小灯泡的实际功率越 ,小灯泡越亮。某同学通过计算不同电压下小灯泡电功率的平均值来减小误差,这种做法是 (选填“正确”或“错误”)的。
【答案】(1)调零 (2)B、E 右 (3)有 2.5 (4)0.75 大 错误
【解析】(1)由图甲可知,实验前电流表的指针未指在零刻度线处,故应对电流表进行调零。
(2)由图乙可知,A、E两点间的导线将小灯泡短路,故应将导线改接到B、E两点间。
为了保护电路,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处,即应将滑片移至最右端。
(3)若小灯泡灯丝断了,则电压表直接并联在电源两端,测量电源电压,故电压表有示数。
小灯泡正常发光时的电压为其额定电压,故表中a处的数据应为其额定电压2.5V。
(4)在额定电压下的消耗的功率为额定功率,由表格中数据可知,小灯泡的额定功率为
由表格中数据可知,灯泡两端电压越大,电流越大,小灯泡的实际功率越大,小灯泡就越亮。
用电器在不同电压下对应的实际功率不同,故通过计算不同电压下小灯泡电功率的平均值来减小误差,这种做法是错误的。
(变式练2)如图所示,小林实验小组在做“测量小灯泡的电功率”实验,实验器材为:电压调为5 V的学生电源,额定电压为2.5 V的小灯泡,标有“20 Ω 1 A”字样的滑动变阻器,电流表、电压表、开关各一个,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,按实验要求将图中的电路连接完整;
(2)正确连接电路后,闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片P置于_______端(选填“A”或“B”)。闭合开关并缓慢移动滑片P,发现电流表指针有明显偏转,电压表示数为0 V,则电路故障可能为_______;
物理量次数
电压U/V
电流I/A
实际电功率P/W
小灯泡亮度
1
0.5
0.12
0.06
不亮
2
1.5
0.20
0.30
偏暗
3
2.5
0.30
正常
4
2.8
0.32
0.90
更亮
(3)分析表中信息,可知小灯泡的额定功率为_______W。实验得出的结论是:小灯泡的实际电功率_______,灯泡越亮;完成测量后,小林用5 Ω,10 Ω和20 Ω的定值电阻替换小灯泡继续“探究电流与电阻的关系”,其余器材及实验电路连接均不变;
(4)①先将5 Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为2 V,记录电流表的示数;接着将电路中的5 Ω定值电阻更换为10 Ω定值电阻,移动滑片P使电压表示数仍为2 V,并记录电流表的示数;
②最后将电路中的10 Ω定值电阻更换为20 Ω定值电阻,缓慢移动滑片P,发现电压表示数始终不能调为2 V。如果要求将20 Ω定值电阻接入电路完成实验探究,则需要将定值电阻两端的电压控制在_______V到3 V的范围内
【答案】(1) (2)B 小灯泡短路 (3)0.75 越大 (4)2.5
【解析】(1)电路连接:滑动变阻器一上一下串联接入电路,将开关的右接线柱连接滑动变阻器任意一个上端接线柱即可。
(2)闭合开关前,滑动变阻器需调至最大阻值处,本实验中滑动变阻器下接线柱接A,滑片P在B端时接入电阻最大;电流表指针明显偏转说明电路是通路,电压表示数为0,说明与电压表并联的小灯泡短路,或电压表本身短路。
(3)小灯泡额定电压,额定电流,额定功率
由表格数据可知:小灯泡实际电功率越大,灯泡越亮。
(4)电源电压,滑动变阻器最大阻值,接入定值电阻,当滑动变阻器调至最大阻值时,根据串联分压规律,定值电阻两端最小电压
若电压低于,现有滑动变阻器最大阻值不足,无法完成实验,因此需要将电压控制在到范围内。
(变式练3)如图是测量额定电压为4.5V小灯泡的电功率,小灯泡正常工作时的电阻约为10Ω,电源电压恒为8V,滑动变阻器可供选择:(5Ω 1A)、(20Ω 1A)。请完成下列问题:
(1)滑动变阻器应选用________。(选填“”或“”)
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至________端(选填“a”或“b”)。
(3)闭合开关后,你会发现灯不亮,电压表示数接近________,造成上述现象的原因是其中有一条导线连接错误,请将该条错误导线打上“×”并用笔画线代替导线把它改到正确的位置上________。
(4)线路改正后,移动滑片P,当电压表的示数为4.5V时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则该小灯泡的额定功率为________W。
【答案】(1) (2)a (3)电源电压 (4)1.8
【解析】(1)小灯泡正常发光时,电路电流
滑动变阻器分得的电压
则滑动变阻器需要接入的电阻
因此选择。
(2)闭合开关前,滑动变阻器应调至最大阻值处,本题滑动变阻器下接线柱接b端,滑片移到a端时接入电阻最大,因此填a。
(3)原电路连接错误:电流表并联在灯泡两端,电压表串联在电路中。电压表内阻极大,电路电流几乎为零,因此灯泡不亮,电压表几乎分得全部电源电压,示数接近电源电压8V。改正后需满足:电流表串联在电路中,电压表并联在灯泡两端。
(4)电流表选用量程,分度值为0.02A,读数为0.4A,因此小灯泡额定功率
课节重难点问题解题方法与技巧
解题方法要领1. 已知“额定电压和额定功率”可以求出什么?
例如:如用电器铭牌上标有“PZ22O-25”字样,实际上能够获取很多信息:
(1)额定电压为:U额=220V
(2)额定功率为:P额=25W
(3)额定电流:I额=P额/U额=0.11A
(4)灯丝阻值R=U2额/P额=2936Ω
也就是说该电器正常工作时的实际电压、实际功率、实际流过的电流以及电阻都可知。不考虑电阻随温度的变化时,该用电器电阻就是不变的量。根据以上能够获取的信息,可以求解其他的物理量。
解题方法要领2. 利用家用电能表测算家用电器的电功率
【实验原理】P=
【实验器材】电能表、停表(或手表)、待测用电器。
【实验步骤】
①观察电能表铭牌,记下每消耗1kW·h电能时电能表的转数(或指示灯闪烁次数)N;
②关闭其他用电器,只让待测用电器工作,用计时器测量待测用电器工作时电能表的转盘转n转(或指示灯闪烁n次)所用的时间t(h);
③计算出用电器消耗的电能:W=(kW·h);
④计算出待测用电器的实际功率P== (kW)
注意单位组合:电功W的单位用kW·h;时间t的单位用h;电功率P的单位是kW。
解题方法要领3. 测小灯泡电功率实验中常见故障及原因分析
故障现象
原因分析
灯泡不亮
电流表、电压表无示数
电源、电流表、导线、开关或滑动变阻器损坏,或接线柱接触不良
电压表、电流表有示数
①滑动变阻器接成定值电阻;②滑动变阻器滑片在最大阻值处还未调节;③电源电压太低
电流表指针几乎不偏转,而电压表示数却很大,接近电源电压
①电流表、电压表位置相互对换了;②灯泡处断路,即灯丝断了或灯座接触不良
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,电流表或电压表的指针偏转角度很小
①电流表或电压表量程选择过大;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,电流表或电压表的指针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滑动变阻器接入电路的阻值太小;③电路中出现短路
课节重难点问题巩固训练
1. 根据生活经验,下列数据符合实际的是( )
A.一台家用空调的功率约为1000W
B.一本初中物理课本的厚度约为ldm
C.两个鸡蛋的质量约为1kg
D.磁悬浮列车的速度可达400m/s
【答案】A
【解析】A.家用空调正常工作时的功率约为1000W,故A符合实际,符合题意;
B.一本初中物理课本的厚度约为lcm,故B不符合实际,不符合题意;
C.十个鸡蛋的质量约为一斤即500g,则两个鸡蛋的质量约为100g,故C不符合实际,不符合题意;
D.磁悬浮列车的速度可达400km/h,故D不符合实际,不符合题意。
故选A。
2.普通家用LED灯的功率约为( )
A.5瓦 B.20瓦 C.40瓦 D.60瓦
【答案】A
【解析】根据生活经验,普通家用LED灯的功率比较小,约为5W,故A符合题意。故选A。
3. 把标有“220 V 40 W”和“220 V 25 W”字样的甲、乙两盏灯串联接在220 V 的电源上,则下列分析中正确的是( )
A.两盏灯的总功率等于 65 W
B.甲灯两端的电压大于乙灯两端的电压
C.两盏灯的总功率小于 25 W
D.乙灯消耗的功率小于甲灯消耗的功率
【答案】C
【解析】根据P额=U2额/R 可以知道灯丝阻值R=U2额/P额
求出两灯泡的电阻分别为:R1=1210Ω、R2=1936Ω;
电路的总电阻R=R1+R2=1210Ω +1936Ω =3146Ω
则电路的总功率是P=U2/R=(220V)2/ 3146Ω=15.38W;
A错误,C正确。
由于甲灯的电阻小于乙灯的电阻,所以甲灯分得的电压小于乙灯分得的电压,甲灯消耗的功率小于乙灯消耗的功率。故B、D选项错误。
4. A、B两只灯泡的额定电压均为6V,通过它们的电流随两端电压的变化关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.将两灯并联接在3V的电源两端,A灯的实际功率为2.1W
B.将两灯串联接在3V的电源两端,B灯比A灯暗
C.A灯的额定功率比B灯的额定功率小
D.通过B灯的电流与灯丝电阻成正比
【答案】A
【解析】A.将两灯并联接在3V的电源两端,A灯的实际电压为3V,电流为0.7A,实际功率为
故A正确;
B.将两灯串联接在3V的电源两端,串联电路中电流处处相等,由图得,当AB电流相等时,B灯泡的电压较大,由得,B灯的电功率较大,则B灯较亮,故B错误;
C.AB灯的额定电压相同,为6V,由图得,A灯的额定电流较大,由得,A灯的额定功率比B灯的额定功率大,故C错误;
D.通过B灯的电流、灯丝电阻改变时,电压也改变,则通过B灯的电流与灯丝电阻不成正比,故D错误。故选A。
5. 如图所示,电源电压为4.5V保持不变,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器R的规格是“25 1A”,灯泡L上标有“2.5V 1.25W”的字样。若闭合开关S,在保证电路安全的情况下,忽略温度对灯丝电阻的影响,则下列说法正确的是( )
A.小灯泡的电阻为2
B.电流表的示数变化范围是0.2~0.5A
C.滑动变阻器允许调节的阻值范围是4~25
D.电路消耗的最大总功率为2.7W
【答案】C
【解析】A.由电路图知,R与L串联,电压表测L两端的电压,电流表测电路中的电流; 灯泡的阻值
故A错误;
BC.由P=UI得灯泡的额定电流
串联电路各处电流相等,电流表量程选择“0~0.6A”, 所以电路允许通过的最大电流为I=IL=0.5A, 由串联分压原理可知,当电压表示数最大为2.5V时,滑动变阻器连入电路中的阻值最小, 串联电路总电压等于各部分电压之和,此时滑动变阻器两端的电压
UR=U-UL=4.5V-2.5V=2V
滑动变阻器连入电路中的最小阻值
当滑动变阻器全部连入电路时,电路中电流最小,最小电流
电流表的示数变化范围是0.15~0.5A,滑动变阻器允许调节的阻值范围是4~25Ω,故B错误,故C正确;
D.电路消耗的最大总功率为
P=UI=4.5V×0.5A=2.25W
故D错误。 故选C。
6. 小明用如图所示的电路测量小灯泡的功率,该实验原理是: 。闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,分别使电压表的示数小于、等于和略大于小灯泡的额定电压3.8V,观察小灯泡的亮度,读出电压表、电流表的示数记录在下表中。则小灯泡L的额定功率为 W,小灯泡的亮度由 决定。
实验序号
电压U/V
电流I/A
小灯泡的亮度
①
3.0
0.28
较亮
②
3.8
0.30
正常发光
③
4.2
0.32
过亮
【答案】 P=UI 1.14 实际功率
【解析】如图所示,用电流表测量通过小灯泡的电流,通过电压表测量小灯泡两端的电压,则根据P=UI可以测量出小灯泡的实际功率。
根据第②数据可知,小灯泡正常发光,小灯泡L的额定功率为
P=UI=3.8V×0.3A=1.14W
实际功率比较大时,相同的时间内,更多的电能转化为光能,小灯泡更亮,故小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定的。
7. 小明同学在“测量小灯泡的电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,电源为两节新干电池,滑动变阻器标有:“20Ω 1A”字样。
(1)本实验的实验原理是: ;
(2)在电路中,滑动变阻器起到保护电路和 的作用;
(3)闭合开关,小明观察到电压表示数为2V,为使小灯泡两端电压达到额定电压,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“A”或“B”)调节。当小灯泡正常发光时,电流表示数如乙所示,该小灯泡的额定电功率为 W;
【答案】 (1) P=UI (2) 调节电压、改变电流 (3) B 0.8
【解析】(1)测量小灯泡的电功率的实验原理就是电功率的计算公式,即P=UI
(2)在电路中,滑动变阻器起的作用有:保护电路、调节电压、改变电流。
(3)根据题意可知,电压表示数为2V,为使小灯泡两端电压达到额定电压2.5V,灯泡两端电压要升高,电源电压不变,滑动变阻器两端电压要降低,其接入电路的阻值要变小,应将滑动变阻器的滑片P向B调节。
当小灯泡正常发光时,小灯泡的额定电压为2.5V;电流表示数如乙所示,量程是0到0.6A,分度值是0.02A,读数是0.32A;根据P=UI可知,该小灯泡的额定电功率为
P=UI=2.5V× 0.32A=0.8W
8. 某物理兴趣小组将电源(电压为)、小灯泡(额定电压为)、电流表、滑动变阻器、开关串联后,将电压表并联接入电路。实验时,将电压表的示数,电流表的示数,以及两者的乘积记录下来,表中所示为部分数据。
序号
1
2.0
1.2
2
4.0
3
6.0
1.8
结合以上信息,按要求回答下列问题:
(1)请在图的虚线框内画出上述实验的电路图 ;
(2)小灯泡两端电压为时的电阻 ;(保留两位小数)
(3)小灯泡的额定功率 W。
【答案】(1) (2)6.67 (3)3.6
【解析】(1)分析表格中的数据:当电压表示数为2V时,电压表与电流表的乘积(电功率)为1.2W,则电流为
同理可知,当电压表示数为6V时,电流表示数为
可知,电压表示数越大,电流表示数越小,根据欧姆定律可知,灯泡两端的电压越小,根据串联电路电压特点可知,电压表测量的是滑动变阻器两端的电压,电路图如下:
(2)小灯泡两端电压为时,滑动变阻器电压,即电压表示数为
8V-2V=6V
此时电路电流为I3=0.3A,小灯泡电阻
(3)当小灯泡两端电压为额定电压6V时,滑动变阻器电压,即电压表示数为
8V-6V=2V
此时电路电流为I1=0.6A,则小灯泡的额定功率
9.如图所示电路,电源电压不变,灯泡L标有“6V 3W”字样,R1、R2为定值电阻,当S闭合,S1和S2断开时,灯泡L正常发光,L和R1的功率之比为3∶1;当开关都闭合时,R1和R2的功率之比为4∶1,求:
(1)灯泡L正常发光时的电阻;
(2)开关都闭合时,R2的功率。
【答案】(1)12Ω (2)4W
【解析】(1)灯泡L正常发光时的电阻
(2)当S闭合,S1和S2断开时,灯泡和电阻R1串联,灯泡L正常发光,电路中的电流
通过灯泡和电阻R1的电流相等,L和R1的功率之比为3∶1,所以
R1=4Ω
电源电压
U=I(RL+R1)=0.5A×(12Ω+4Ω)=8V
当开关都闭合时,R1和R2并联,R1的功率
R1和R2功率之比为4∶1,R2功率
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沪科版2024九年级全册物理同步精讲精炼学案(全国通用)
第十七章 电流做功与电功率
第二节 电流做功的快慢
物理观念:能结合实例,认识电功率,知道用电器的额定功率和实际功率,会测量电功率,能运用其分析并解决生活中的相关问题。
科学思维:从做功快慢的角度认识用电器的性能。能通过认识额定功率与实际功率的差异,体会理想状态与实际情况的差异。
科学探究: 能完成“测量电功率”的实验,能收集证据、探究发现的问题。能发现现代生活中的用电问题,能通过电功率、额定功率、实际功率等知识解决一些简单的电学问题。
科学态度与责任:关注用电器的工作状态,有保护用电器使用安全工作的意识;养成学以致用习惯。
重点:电功率及其应用;测量电功率。
难点:通过认识额定功率与实际功率的差异,能体会理想状态与实际情况的差异。
课节思维导图
课节知识梳理与举一反三
知识点1. 电功率
1. 物理意义:表示电流做功快慢的物理量,符号为P 。电流做功越快,电功率越大;电流做功越慢,电功率越小。不同用电器在相同时间内消耗的电能不同,本质就是电功率不同。
2.定义:物理学中把电流所做的功与所用时间之比叫做电功率,即单位时间内电流所做的功。
3.定义式: ,其中 P表示电功率,W表示电功,t表示通电时间。
4.推导式:结合电功公式 W=UIt,可推导出 P=UI,其中U表示用电器两端的电压,I表示通过用电器的电流。该公式适用于所有电路,是计算电功率的核心公式。
5.单位:
①国际单位:瓦(W),1瓦=1焦/秒
②常用单位:千瓦(kW)、毫瓦(mW)
③单位换算:1 kW= 103W 1W=103mW
6.注意事项
(1)使用电功率公式计算时,需统一单位:
(2)若使用定义式,W 的单位为焦耳(J),t 的单位为秒(s),则 P 的单位为瓦特(W);
(3)若使用推导式P=UI,U的单位为伏特(V),I的单位为安培(A),则 P的单位为瓦特(W)。
(4)对于纯电阻电路,电功率公式还可推导为 或 ,可根据已知条件灵活选用。
说明:电功率的定义式 P=W/t和P=UI都具有普遍意义,适用于任何电路。
②利用普适式P=UI结合欧姆定律I=U/R可推导出电功率的两个表达式:
P=UI=I2R (串联电路常使用)
P=UI =(并联电路常使用)
说明:这两个公式只适用于纯电阻电路。
1. 在串并联电路中,电路的总电功率与各个用电器实际电功率的关系
计算总电功率时,无论用电器串联还是并联,总电功率等于各用电器电功率之和,即
P总=P₁+P₂+…+Pn。
2.电功率和电功的区别
电功
电功率
定义
电流通过导体或用电器所做的功
电功与时间之比
物理意义
电流做功的多少
电流做功的快慢
实质
电能转化为其他形式的能的过程
单位时间内消耗电能的多少
公式
推导公式
单位
kW·h、J
kW、W
电功率大,电流做功不一定多;电功率小,电流做功不一定少
3. 纯电阻电路中,电能全部转化为内能,电功率等于热功率;非纯电阻电路中,电能除转化为内能外,还转化为其他形式的能,电功率大于热功率。
【例题1】(2026安徽)如图所示是一台陆上风力发电机,在满负荷发电的情况下,发电机平均每分钟输出的电能,这些电能可以让额定功率为40 W的灯泡正常工作_______h。
【答案】1500
【解析】灯泡额定功率
则这些电能可以让灯泡正常工作
(变式练1)家庭生活中,下列估测符合事实的是( )
A.人体的安全电压为36V B.家庭节能灯中的电流约1A
C.台式电脑正常工作电功率约250W D.空调正常工作1h消耗电能约3.6×105J
(变式练2)甲用电器通电,电流做功;乙用电器通电,电流做功,则_______用电器中的电流做功多,_______用电器中的电功率大。(均选填“甲”或“乙”)
(变式练3)如图所示,与接入电源电压恒定的电路中,当闭合开关、时,电流表示数为0.3A,当闭合开关,断开开关时,电压表示数为4V。
(1)电源电压;
(2)的阻值;
(3)当闭合开关,断开开关时,电路中的总功率。
知识点2. 额定功率和实际功率
1. 额定电压和额定功率
(1)额定电压:电器设备正常工作时的电压叫做额定电压U额;
(2)额定电流:电器设备正常工作的电流值I额。
(3)额定功率:与额定电压或额定电流对应的功率P额。
2. 实际电压和实际功率
(1)实际电压:电器设备实际工作时的电压叫做实际电压U实;
(2)实际功率:把用电器在实际电压下工作时所对应的功率叫做用电器的实际功率P实。
3. 额定功率和实际功率的关系
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。
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,用电器不能正常工作,且可能会烧坏;
③当U实<U额时,P实<P额,用电器不能正常工作。
4. 用电器铭牌上所标物理量的意义
例如一只灯泡上标着“220V 25W”,其中“220”表示该灯泡的额定电压是220V,“25”表示该灯泡的额定功率是25W。
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。
【温馨提醒】串、并联电路的总功率与个用电器电功率的关系
1. 串联电路的总功率等于各串联用电器的电功率之和,即。
2. 并联电路的总功率等于各并联用电器的电功率之和,即。
3. 纯电阻串联电路中,各电阻消耗的电功率与其阻值成正比,即。
4. 纯电阻并联电路中,各电阻消耗的电功率与其阻值成反比,即。
【例题1】(2026·黑龙江绥化)如图所示,电源电压不变,灯标有“6 V 1.8 W”。若甲乙均为电压表,闭合开关、,两灯都能发光,甲乙两表示数之比为1∶3,灯的电阻为________。若甲乙均为电流表,闭合,断开,两灯都能发光,甲表的示数为0.9 A,此时灯消耗的电功率为________W。(忽略灯丝电阻的变化)
【答案】10 3.6
【解析】由题意得灯的电阻为
若甲乙均为电压表,闭合开关、,由图可知,灯泡和串联,甲测量灯泡的电压,乙测量灯泡和的总电压,甲乙两表示数之比为1∶3,则灯泡和两端电压之比为2∶1,根据串联电路电压与电阻成正比的关系可知,和的电阻之比为2∶1,则灯的电阻为
闭合,断开,则灯泡和并联,甲测量灯泡和的总电流,乙测量灯泡的电流,则并联时电路总电流为0.9 A,根据并联电路电流与电阻成反比的关系可知,和的电阻之比为2∶1,流经和的电流之比为1∶2,流经的电流为
此时灯消耗的电功率为
(变式练1)小萌在更换灯泡时发现灯泡上标有“220V 40W”的字样。下列说法中正确的是( )
A.该灯泡只能在220V电压下工作
B.该灯泡正常发光的电阻是1210Ω
C.该灯泡每秒消耗的电能是40W
D.该灯泡的实际功率是40W不变
(变式练2)如图是小鹏家的电能表,他家同时工作用电器的总功率不能超过______W。电能表的转盘转得越快,说明电路总功率越_____。将电热水器单独接入电路,正常工作3min,电能表的转盘转150转,电热水器的功率为_____W。
(变式练3)(2025·宁夏银川·一模)甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示(小灯泡电阻不变),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,它的实际功率为30W
C.两灯均正常发光时,甲灯消耗的电能较多
D.若两灯并联在220V的电路中,则乙灯较亮
知识点3. 测量电功率
【实验课题】测量小灯泡的额定功率和实际功率
【实验目的】测量小灯泡在不同电压下工作时的电功率。
【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。
【实验步骤】(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。将电压表和电流表指针调零。
(2)闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为2.5V,记下此时电流表、电压表的示数,并观察灯泡发光情况。
(3)再调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压略低于或略高于额定电压1.2倍,观察小灯泡的亮度,并记下点电压表、电流表的示数.
(4)计算出小灯泡的额定功率和不同电压下的实际功率,并记录在表格中。
【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。
【分析与论证】
(1)分析表格中的实验数据,发现小灯泡两端的实际电压越高,小灯泡的实际功率越大,灯泡越亮。
(2)小灯泡的亮度直接由它的实际功率决定。
(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)当小灯泡的实际电压等于额定电压时,小灯泡的实际功率等于额定功率,小灯泡正常发光。
(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】
对小灯泡的电功率进行了多次测量,为什么不求小灯泡功率的平均值?
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。
【例题1】(2026·贵州)实验室有多个标有“2.5V0.3A”字样的小灯泡,为检验灯泡所标参数是否准确,小明决定用实验来检测。请根据他的实验过程回答下列问题:
(1)他连接了如图甲所示的电路,闭合开关前,从电源正极开始逐一检查电路各部分的连接情况,到虚线框部分时,应检查_______与_______之间是否接触良好。(写出一种答案即可)
(2)将其中一只灯泡L1接入电路,闭合开关并移动滑片,当电压表示数是2.5V时,电流表示数如图乙所示,则通过L1的电流是_______A;换用另一只灯泡L2接入电路,重复上述操作,当电压表示数也是2.5V时,电流表示数是0.3A。由此可判断灯泡______(选填“L1”或“L2”)所标参数与实际有差异。
(3)为找到电流不同的原因,小明思考电阻也是影响电流大小的因素,因此将欧姆定律的公式变形为R=_______计算出灯丝电阻。经计算,两灯在2.5V电压下工作时的电阻值差异较大,这可能是灯丝自身的______不同所致(写出一种答案即可)。
【答案】(1)滑动变阻器的接线柱 导线 (2)0.26 L1 (3) 横截面积
【解析】(1)虚线框内的元件是滑动变阻器,检查电路接线时,需要检查接线端的接触情况,因此可以检查滑动变阻器接线柱和导线之间是否接触良好。
(2)电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,指针读数为0.26A。
小灯泡标称参数为“2.5V 0.3A”,即额定电压2.5V下的额定电流应为0.3A,而在2.5V电压下电流为0.26A,和标称参数不符,因此所标参数存在差异。
(3)根据欧姆定律,变形可得电阻计算公式。
导体电阻由自身的材料、长度、横截面积决定,因此两灯电阻差异较大,可能是灯丝的横截面积不同导致。
(变式练1)(2025·云南中考)同学们测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率。
(1)实验前,电流表指针位置如图甲所示,应对电流表进行 ;
(2)同学们连接的电路如图乙所示,经检查发现A、E两点间的导线连接错误,应改接到 两点之间;更正错误后,将滑动变阻器的滑片置于最 (选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关,无论怎样调节滑动变阻器小灯泡都不亮,经检查发现小灯泡灯丝断了,此时电压表 (选填“有”或“无”)示数。排除故障后继续实验,移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光,继续调节滑动变阻器,使电压表示数低于、略高于小灯泡的额定电压。实验数据和现象记录如下表,表中a处的数据为 ;
实验次数
小灯泡两端的电压U/V
通过小灯泡的电流I/A
小灯泡的亮度
1
a
0.30
正常发光
2
2.0
0.26
较暗
3
3.0
0.32
较亮
(4)分析表格中的信息可知小灯泡的额定功率为 W,小灯泡的实际功率越 ,小灯泡越亮。某同学通过计算不同电压下小灯泡电功率的平均值来减小误差,这种做法是 (选填“正确”或“错误”)的。
(变式练2)如图所示,小林实验小组在做“测量小灯泡的电功率”实验,实验器材为:电压调为5 V的学生电源,额定电压为2.5 V的小灯泡,标有“20 Ω 1 A”字样的滑动变阻器,电流表、电压表、开关各一个,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,按实验要求将图中的电路连接完整;
(2)正确连接电路后,闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片P置于_______端(选填“A”或“B”)。闭合开关并缓慢移动滑片P,发现电流表指针有明显偏转,电压表示数为0 V,则电路故障可能为_______;
物理量次数
电压U/V
电流I/A
实际电功率P/W
小灯泡亮度
1
0.5
0.12
0.06
不亮
2
1.5
0.20
0.30
偏暗
3
2.5
0.30
正常
4
2.8
0.32
0.90
更亮
(3)分析表中信息,可知小灯泡的额定功率为_______W。实验得出的结论是:小灯泡的实际电功率_______,灯泡越亮;完成测量后,小林用5 Ω,10 Ω和20 Ω的定值电阻替换小灯泡继续“探究电流与电阻的关系”,其余器材及实验电路连接均不变;
(4)①先将5 Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为2 V,记录电流表的示数;接着将电路中的5 Ω定值电阻更换为10 Ω定值电阻,移动滑片P使电压表示数仍为2 V,并记录电流表的示数;
②最后将电路中的10 Ω定值电阻更换为20 Ω定值电阻,缓慢移动滑片P,发现电压表示数始终不能调为2 V。如果要求将20 Ω定值电阻接入电路完成实验探究,则需要将定值电阻两端的电压控制在_______V到3 V的范围内
(变式练3)如图是测量额定电压为4.5V小灯泡的电功率,小灯泡正常工作时的电阻约为10Ω,电源电压恒为8V,滑动变阻器可供选择:(5Ω 1A)、(20Ω 1A)。请完成下列问题:
(1)滑动变阻器应选用________。(选填“”或“”)
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至________端(选填“a”或“b”)。
(3)闭合开关后,你会发现灯不亮,电压表示数接近________,造成上述现象的原因是其中有一条导线连接错误,请将该条错误导线打上“×”并用笔画线代替导线把它改到正确的位置上________。
(4)线路改正后,移动滑片P,当电压表的示数为4.5V时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则该小灯泡的额定功率为________W。
课节重难点问题解题方法与技巧
解题方法要领1. 已知“额定电压和额定功率”可以求出什么?
例如:如用电器铭牌上标有“PZ22O-25”字样,实际上能够获取很多信息:
(1)额定电压为:U额=220V
(2)额定功率为:P额=25W
(3)额定电流:I额=P额/U额=0.11A
(4)灯丝阻值R=U2额/P额=2936Ω
也就是说该电器正常工作时的实际电压、实际功率、实际流过的电流以及电阻都可知。不考虑电阻随温度的变化时,该用电器电阻就是不变的量。根据以上能够获取的信息,可以求解其他的物理量。
解题方法要领2. 利用家用电能表测算家用电器的电功率
【实验原理】P=
【实验器材】电能表、停表(或手表)、待测用电器。
【实验步骤】
①观察电能表铭牌,记下每消耗1kW·h电能时电能表的转数(或指示灯闪烁次数)N;
②关闭其他用电器,只让待测用电器工作,用计时器测量待测用电器工作时电能表的转盘转n转(或指示灯闪烁n次)所用的时间t(h);
③计算出用电器消耗的电能:W=(kW·h);
④计算出待测用电器的实际功率P== (kW)
注意单位组合:电功W的单位用kW·h;时间t的单位用h;电功率P的单位是kW。
解题方法要领3. 测小灯泡电功率实验中常见故障及原因分析
故障现象
原因分析
灯泡不亮
电流表、电压表无示数
电源、电流表、导线、开关或滑动变阻器损坏,或接线柱接触不良
电压表、电流表有示数
①滑动变阻器接成定值电阻;②滑动变阻器滑片在最大阻值处还未调节;③电源电压太低
电流表指针几乎不偏转,而电压表示数却很大,接近电源电压
①电流表、电压表位置相互对换了;②灯泡处断路,即灯丝断了或灯座接触不良
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,电流表或电压表的指针偏转角度很小
①电流表或电压表量程选择过大;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,电流表或电压表的指针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滑动变阻器接入电路的阻值太小;③电路中出现短路
课节重难点问题巩固训练
1. 根据生活经验,下列数据符合实际的是( )
A.一台家用空调的功率约为1000W
B.一本初中物理课本的厚度约为ldm
C.两个鸡蛋的质量约为1kg
D.磁悬浮列车的速度可达400m/s
2.普通家用LED灯的功率约为( )
A.5瓦 B.20瓦 C.40瓦 D.60瓦
3. 把标有“220 V 40 W”和“220 V 25 W”字样的甲、乙两盏灯串联接在220 V 的电源上,则下列分析中正确的是( )
A.两盏灯的总功率等于 65 W
B.甲灯两端的电压大于乙灯两端的电压
C.两盏灯的总功率小于 25 W
D.乙灯消耗的功率小于甲灯消耗的功率
4. A、B两只灯泡的额定电压均为6V,通过它们的电流随两端电压的变化关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.将两灯并联接在3V的电源两端,A灯的实际功率为2.1W
B.将两灯串联接在3V的电源两端,B灯比A灯暗
C.A灯的额定功率比B灯的额定功率小
D.通过B灯的电流与灯丝电阻成正比
5. 如图所示,电源电压为4.5V保持不变,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器R的规格是“25 1A”,灯泡L上标有“2.5V 1.25W”的字样。若闭合开关S,在保证电路安全的情况下,忽略温度对灯丝电阻的影响,则下列说法正确的是( )
A.小灯泡的电阻为2
B.电流表的示数变化范围是0.2~0.5A
C.滑动变阻器允许调节的阻值范围是4~25
D.电路消耗的最大总功率为2.7W
6. 小明用如图所示的电路测量小灯泡的功率,该实验原理是: 。闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,分别使电压表的示数小于、等于和略大于小灯泡的额定电压3.8V,观察小灯泡的亮度,读出电压表、电流表的示数记录在下表中。则小灯泡L的额定功率为 W,小灯泡的亮度由 决定。
实验序号
电压U/V
电流I/A
小灯泡的亮度
①
3.0
0.28
较亮
②
3.8
0.30
正常发光
③
4.2
0.32
过亮
7. 小明同学在“测量小灯泡的电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,电源为两节新干电池,滑动变阻器标有:“20Ω 1A”字样。
(1)本实验的实验原理是: ;
(2)在电路中,滑动变阻器起到保护电路和 的作用;
(3)闭合开关,小明观察到电压表示数为2V,为使小灯泡两端电压达到额定电压,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“A”或“B”)调节。当小灯泡正常发光时,电流表示数如乙所示,该小灯泡的额定电功率为 W;
8. 某物理兴趣小组将电源(电压为)、小灯泡(额定电压为)、电流表、滑动变阻器、开关串联后,将电压表并联接入电路。实验时,将电压表的示数,电流表的示数,以及两者的乘积记录下来,表中所示为部分数据。
序号
1
2.0
1.2
2
4.0
3
6.0
1.8
结合以上信息,按要求回答下列问题:
(1)请在图的虚线框内画出上述实验的电路图 ;
(2)小灯泡两端电压为时的电阻 ;(保留两位小数)
(3)小灯泡的额定功率 W。
9.如图所示电路,电源电压不变,灯泡L标有“6V 3W”字样,R1、R2为定值电阻,当S闭合,S1和S2断开时,灯泡L正常发光,L和R1的功率之比为3∶1;当开关都闭合时,R1和R2的功率之比为4∶1,求:
(1)灯泡L正常发光时的电阻;
(2)开关都闭合时,R2的功率。
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