7.2串并联电路电功和电热.doc

7.2 串并联电路 电功和电热【考点透视】内容要求说明1. 电阻的串联与并联 2. 电功、电功率与和焦耳定律 【知识网络】1串、并联电路（1）串联电路的特征如下：I=I1=I2=I3=U=U1+U2+U3+R=R1+R2+R3+=I=I2（2）并联电路的确良特征如下：I=I1+I2+I3+U=U1=U2=U3=+I1R1=I2R2=I3R3=IR=UP1R1=P2R2=P3R3=PR=U2（3）混联电路一些较复杂的混联电路，可简化为串、并联关系明确的等效电路。方法有：分支法、等势法。在画等效电路时，理想电流表可视为短路，理想伏特表和电容可视为断路，等势点间的电阻可以去掉或视为短路，等势点之间的导线可以任意变形。 （4）用电器正常工作及电路故障用电器在额定电压下，必然通过是额定电流，这时用电器以额定功率正常工作，满足P0=I0U；电路若不能正常工作，就是发生了故障，其原因可能是由于电路中某处发生了断路、短路等现象。（5）电路中有关电容器的计算电容器充放电时形成电流，稳定时视为断路，解题的关键是确定电容器两极间的电势差。2电功与电热电功：电流所做的功,计算公式为W=qU=UIt.（适用于一切电路），考虑到纯电阻电路中有U=IR，所以还有W=I2Rt=U2tR(适用于纯电阻电路)。电热：电流通过导体时，导体上产生的热量。计算公式为Q=I2Rt(适用于一切电路)，考虑到纯电阻电路中有U=IR，所以也有Q=UIt=U2tR(适用于纯电阻电路)。电功与电热的关系纯电阻电路：电流做功将电能全部转化为热能，所以电功等于电热 Q=W非纯电阻电路：电流做功将电能转化为热能和其它能（如机械能、化学能等）所以电功大于电热，由能量守恒可知或 3电功率与热功率(1)电功率：单位时间内电流做的功。计算公式P=W/t=UI(适用于一切电路)，对于纯电阻电路P=I2R=U2/R。用电器的额定功率是指电器在额定电压下工作时的功率；而用电器的实际功率是指用电器在实际电压下工作时的功率。（2）热功率：单位间内电流通过导体时产生的热量。计算公式P=Q/t=I2R(适用于一切电路)，对于纯电阻电路还有P=UI= U2/R。（3）电功率与热功率的关系纯电阻电路中,电功率等于热功率，非纯电阻电路中，电功率大于热功率。 【典型例题】例1如图所示，把两相同的电灯分别拉成甲、乙两种电路，甲电路所加的电压为8V，乙电路所加的电压为14V调节变阻器R1和R2使两灯都正常发光，此时变阻器消耗的电功率分别为P甲和P乙，下列关系中正确的是 AP甲 P乙 BP甲 P乙CP甲 = P乙 D无法确定 例2如图所示，阻值较大的电阻R1和R2串联后，接入电压U恒定的电路。现用同一电压表依次测量R1与R2的电压 U1与U2，已知电压表内阻与R1、R2相差不大。则：AU1+U2=U BU1+U2UCU1/U2=R1/R2 DU1/U2R1/R2例3一台电风扇，内阻为20，接上220伏的电压后，正常运转时它消耗的电功率是66W，求：（1）通过电动机的电流是多少？（2）转化为机械能和内能的功率各是多少？电机的效率多大？（3）如接上电源后，扇叶被卡住不能转动，这时通过电动机的电流为多大？电动机消耗的电功率和发热功率又各是多少？例4如图所示，三只电流表的内阻都可忽略，已知这三只表的示数之比是I1I2I3=357，求R1R2R3值。【自我检测】1如图所示是演示位移传感器的工作原理，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆P，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小x.假设电压表是理想的，则下列说法正确的是A物体M运动时，电源内的电流会发生变化B物体M运动时，电压表的示数会发生变化C物体M不动时，电路中没有电流D物体M不动时，电压表没有示数2如图所示为一电路板的示意图，a、b、c、d为接线柱，a、b与220V的交流电源连接，ab间、bc间、cd间分别连接一个电阻现发现电路中没有电流，为检查电路故障，用一交流电压表分别测得b、d两点间以及a、c两点间的电压均为220V由此可知：Aab间电路通，cd间电路不通Bab间电路不通，bc间电路通Cab间电路通，bc间电路不通Dbc间电路不通，cd间电路通3如图所示，所有电阻均为R，则A、B两点间的总电阻为_（中间两导线交叉处不连接）。4一平行板电容器C极板水平放置，它和三个可变电阻R1、R2、R3及电源连接，如图所示，今有一质量为m的带电油滴悬浮在两极板之间静止不动，要使油滴上升，可采用的方法是 A增大R1 B增大R3 C增大R2 D减小R1规格后轮驱动直流永磁毂电机车型26电动自行车额定输出功率120W整车质量30kg额定电压40V最大载重120kg额定电流3.5A5一辆电动自行车的铭牌上给出了如下表的技术参数：质量为M=70kg的人骑此电动自行车沿平直公路行驶，所受阻力f恒为车和人总重的k=0.02倍取g=10m/s2，求：（1）此车的永磁毂电机在额定电压下正常工作的效率；（2）仅在永磁毂电机以额定功率提供动力的情况下，人骑车行驶的最大速度【课后练习】7.2 串并联电路 电功和电热1在图中电源电动势为E，内电阻不计，当滑动变阻器的滑片由a向b滑动过程中，下列说法中正确的是A. 电阻R两端的电压增大B. 电容器C两端电压减小C. 电路消耗的功率增大D. 电容器C上所带的电量增加2如图甲所示电路中，电流表A1与A2内阻相同，A2与R1串联当电路两端接在电压恒定的电源上时，A1的示数为3A，A2的示数为2A；现将A2改为与R2串联，如图乙所示，再接在原来的电源上，那么AA1示数必增大，A2示数必增大 BA1示数必增大，A2示数必减小C.A1示数必减小，A2示数必增大 DA1示数必减小，A2示数必减小3如图所示，D为一插头，可接入电压恒定的照明电路中，a、b、c为三只相同且功率较大的电炉，a靠近电源，b、c离电源较远，而离用户电灯L很近，输电线有电阻关于电炉接入电路后对电灯的影响，下列说法中正确的是 A使用电炉a时对电灯的影响最大 B使用电炉b时对电灯的影响比使用电炉a时大 C使用电炉c时对电灯几乎没有影响 D使用电炉b或c时对电灯影响几乎一样4如图所示,将规格为“110V， 60W”和“110V， 40W”的A灯和B灯接到电路中去，既要使灯正常发光，又要使电路消耗的功率最小，如图所示四种电路中接法最合理的是 5一盏电灯直接接在恒压的电源上，其功率为100W，若将这盏灯先接上一段很长的导线后，再接在同一电源上，在导线上损失的电功率是9W，那么此时电灯实际消耗的电功率 A等于91W B小于91WC大于91W D条件不足，无法确定6.如图所示，电路中开关K1接1，K2断开时，A灯最亮，B、D最暗且亮度相同现在将K1接2，并将K2闭合，则 AA灯最亮，B灯最暗BC灯最亮，B灯最暗CA灯最暗，C灯最亮DA灯最亮，D灯最暗7如图所示，R1、R2、R3、R4均为可变电阻，C1、C2均为电容器，电源的电动势为E，内阻不计当改变4个电阻中的1个阻值时 A减小R1，C1、C2所带电量都增加 B增大R2，C1、C2所带电量都增加C增大R3，C2所带电量增加D减小R4，C1、C2所带电量都增加8. 电阻R和电动机M相串联接到电压恒定的电路中，如图所示，电阻R与电动机的阻值相等，电路接通后，电动机正常工作，设电阻R和电动机两端的电压分别为U1和U2 ，经过时间t，电流通过电阻R做功W1，产生的电热Q1；电流通过电动机M做的功W2，产生的电热Q2，则有 AU1U2 Q1= Q2BW1= W2 Q1= Q2 CW1 W2 Q1 Q2DW1 W2 Q1= Q29在图示的电路中，电源电压恒为U15V，电阻R1、R2、R3的阻值均为10，S为单刀三掷电键，求下列各种情况下电压表的读数：（1）电键S接B（2）电键S接A （3）电键S接C 10如图所示的电路中，U=12V，滑动变阻器AB的总电阻为42，现要使标着“6V 1.8W”的灯泡L正常发光，那么A、P间的电阻应为多少？此时滑动变阻器上消耗的功率多大？ 11用直流电动机提升重物的装置如图所示，其中重物质量m=50kg，电源电压U0=110V且保持不变，电阻R=1，当电动机以V=0.9m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I=5A 求电动机线圈电阻R/和电动机的效率.若电动机不慎被卡住而静止，电动机的功率又为多大？(g取10m/s2)mVR12如图所示是电饭煲的电路图，S1是一个限温开关，手动闭合，当此开关的温度达到居里点（103）时会自动断开；S2是一个自动温控开关，当温度低于60时会自动闭合，温度高于80时会自动断开，红灯是加热状态时的指示灯，它在保温状态下是不亮的，黄灯是保温状态下的指示灯限流电阻R1=R2=500，加热电阻丝R3=50，两灯的电阻不计 （1）根据电路分析，叙述电饭煲煮饭的全过程 （包括加热和保温的过程） （2）简要回答，如果不闭合开关S1，电饭煲能将饭煮熟吗？ （3）计算加热和保温两种状态下，电饭煲的消耗功率之比7.2 串并联电路 电功和电热参考答案【典型例题】例1A（设灯正常发光时的电压U、电流I，则有V、V，而，可解得P甲 P乙）例2（，则U1+U2U，U1/U2=R1/R2）例3（1）I=P/U=0.3A （2）线圈电阻发热功率PQ=I2r=1.8w，机械功率P机=PPQ=64.2W，效率为机械功率与总功率之比为=P机/P=97.3 （3）当叶片不转动时，作纯电阻，I=U/r=11A，P=UI=I2r=2420w例4142（画出等效电路，弄清各电表示数是通过哪些电阻的电流，再由并联电路规律求解）【自我检测】1B（因为电压表为理想电压表，所以电路中电流保持不变.设和电压表并联部分的滑动变阻器的阻值为Rx，则电压表的示数UV=IRx，当物体M运动时，带动滑动变阻器的滑杆P运动，使Rx的阻值发生变化，UV也发生了变化，即电压表的示数会发生变化；当M不动时，Rx的阻值不发生变化，电路中电流又保持不变，电压表的示数 UV=IRx保持不变）2CD（由于用交流电压表测得b、d两点间为220V，这说明ab间电路是通的，bc间电路不通或cd间电路不通；由于用交流电压表测得a、c两点间为220V，这说明cd间电路是通的，ab间电路不通或bc间电路不通；综合分析可知bc间电路不通，ab间电路通和cd间电路通）3R/44B5（1）由表可知，电机的额定电压为U0=40V，额定电流为I0=3.5A电机正常工作时输入功率P入=U0I0=140W又电机的输出功率为P出=120W电机的效率为（2）行驶时所受阻力为f = k (M+m) g，式中m为车的质量m=30kg当达到最大速度vm时，有P出=fvm得【课后练习】1CD2B（R1R乙，再根据串、并联电路的基本规律分析得出答案）3D4C（使灯正常发光，C图中电流最小，功率也最小）5B 6C（开关K1接1，K2断开时，四灯串联，由亮暗程度及P=I2R知RARCRB=RD现在将K1接2，并将K2闭合，则AB灯并联后再与CD串联，再由功率的公式可得.）7.BCD8AD9（1）7.5V （2）0 （3）10V1012，4.2W11 由解得，R/ =3 ， =85.7% ；电动机不慎被卡住而静止，变为纯电阻电路，可求电动机的功率为2268.75W12（1）电饭煲煮饭时，接上电源,S2自动闭合，同时把手动