内容正文:
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章末分层突破
[自我校对]
①eq \f(q,t)
②eq \f(U,I)
③ρeq \f(l,S)
④eq \f(U,R)
⑤eq \f(E,R+r)
⑥Uit
⑦=
⑧>
⑨UI
⑩I2R
⑪IE
⑫I2r
⑬eq \f(P出,P总)
⑭eq \f(U,E)
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纯电阻电路和非纯电阻电路
1.对于纯电阻电路(如白炽灯、电炉丝等构成的电路),电流做功将电能全部转化为内能,电功等于电热,即W=Q=UIt=eq \f(U2,R)t=Pt.
2.对于非纯电阻电路(如含有电动机、电解槽等的电路),电功大于电热.在这种情况下,不能用I2Rt或eq \f(U2,R)t来计算电功,电功用W=UIt来计算,电热用Q=I2Rt计算.
如图21所示,电解槽A和电炉B并联后接到电源
上,电源内阻r=1 Ω,电炉电阻R=19 Ω,电解槽电阻r′=
0.5 Ω.当S1闭合、S2断开时,电炉消耗功率为684 W;S1、S2都
闭合时电炉消耗功率为475 W(电炉电阻可看做不变).试求:
(1)电源的电动势;
(2)S1、S2都闭合时,流过电解槽的电流大小;
(3)S1、S2都闭合时,电解槽中电能转化成化学能的功率.
图21
【解析】 (1)设S1闭合、S2断开时电炉功率为P1,电炉中电流I=eq \r(\f(P1,R))=eq \r(\f(684,19)) A=6 A
电源电动势E=I(R+r)=120 V.
(2)设S1、S2都闭合时电炉功率为P2,电炉中电流为
I′=eq \r(\f(P2,R))=eq \r(\f(475,19)) A=5 A
电源路端电压为U=I′R=5×19 V=95 V,流经电源的电流为I1=eq \f(E-U,r)=eq \f(120-95,1) A=25 A
流过电解槽的电流为IA=I1-I′=20 A.
(3)电解槽消耗的电功率
PA=IAU=20×95 W=1 900 W
电解槽内热损耗功率
P热=Ieq \o\al(2,A)r′=202×0.5 W=200 W
电解槽中电能转化成化学能的功率为
P化=PA-P热=1 700 W.
【答案】 (1)120 V (2)20 A (3)1 700 W
1.电炉为纯电阻用电器,其消耗的电能全部转化为电热.
2.电解槽为非纯电阻用电器,其消耗的电能转化为电热和化学能两部分.
闭合电路的动态问题分析
1.特点
电路中局部的变化会引起整个电路电阻、电流、电压、电功率的变化,牵一“发”而动全局.
2.基本方法
(1)分析电路,弄清电路的串、并联关系,各电表所测的对象,明确变阻器阻值的变化情况.
(2)先整体,后局部,注意内外电路的联系.首先判断外电阻R的变化情况,再根据闭合电路欧姆定律I=eq \f(E,R+r)判断干路电流的变化,进而明确路端电压的变化情况.
(3)分清变和不变的量及它们之间的关系,先研究不变的量,再研究变化的量的变化情况.
3.分析步骤
(1)确定电路的外电阻R外如何变化.
(2)根据闭合电路欧姆定律I=eq \f(E,R外总+r)确定电路的总电流如何变化.
(3)由U外=E-Ir,确定电源的外电压(路端电压)如何变化.
(4)由部分电路欧姆定律,确定干路上某定值电阻两端的电压如何变化.
(5)确定支路电压及通过各支路的电流如何变化.
(多选)闭合电路的电源电动势为E,内阻为r,
如图22所示,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从右端
滑到左端时,下列说法中正确的是( )
【导学号:62032029】
A.小灯泡L1、L3变亮,L2变暗
B.小灯泡L3变暗,L1、L2变亮
C.电压表V1示数变化量较小
D.电压表V2示数变化量较小
图22
【解析】 当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端时,并联电路总电阻减小(局部),总电流I增大,路端电压U减小(整体).干路电流增大,则L2变亮;与滑动变阻器串联的灯泡L1电流增大,变亮;与滑动变阻器并联的灯泡L3电压U3=U-U2,U减小,U2增大,则U3减小,L3变暗.U1减小,U2增大,而路端电压U=U1+U2减小,所以U1的变化量大于U2的变化量.
【答案】 BD
电学实验
1.实验基本原则
(1)安全——不损坏实验器材;
(2)精确——尽可能减小实验误差;
(3)方便——便于实验操作、读数和数据处理.
2.实验仪器的选取
(1)电源允许的最大电流要大于电路中的实际电流.
(2)实际电流不能超过用电器的额定电流.
(3)电压表和电流表的量程不能小于被测电压和电流的最大值,一般两表的指针指到满偏刻度的1/2~2/3的位置为宜.
3.电路的选取
(1)电流表的接法
①当eq \f(RV,Rx)>eq \f(Rx,RA)