初三物理电功和电功率.doc

科目 物理关键词 教案/电功 电功率年级 初三文件 jan31.doc标题 初三物理电功和电功率内容初三物理电功和电功率（二）【教学结构】本章重点内容及对重点内容的理解：1.电功和电功率的计算： (1)有关电功率的计算，综合性很强。要求对欧姆定律，串、并联规律，电功和电功率的公式能熟练掌握，并能灵活变形、推理。对电压表、电流表、变阻器、用电器的连接和使用要准确掌握。对电路的串联，并联，开路，短路，短接等要能正确地分析。 (2)解题过程要讲方法，重技巧，电学解题的常用方法为分步分析法和方程法。分步分析法有多种分析步骤和线路，设定方程的手法也有多种，所以要注意训练自己一题多解的能力。例如计算电功率习题时，要灵活选用计算公式：已知电功的选P=w/t；串联电路选P=UI或P=I2R；并联电路选P=U2/R或P=UI；同一电阻的选P=I2R或P=U2/R；同一电源的选P=UI或P=U2/R。(3)由用电器的铭牌可求出：正常工作电流：I额=P额/U额；用电器电阻R=U2额/P额；由铭牌求实际功率：若加在用电器的两端的电压为额定电压，用电器正常工作，则U=U额，I=I额，P=P额；若加在用电器两端的电压不为额定电压，通过用电器的电流就不是正常工作电流，它的功率不等于额定电功率。但我们可以认为它的阻值是不变的（温度影响忽略不计的情况下）。若给出实际电流，则P实=I2实R，若给出实际电压，则P实=U2实/R，且根据R不变，综合得出P实=(U实/U额)2P额。由P=I2R得：I相等时，P与R成正比。由P=U2/R得：U相等时，P与R成反比。（P与R成正比或成反比，不是相矛盾，而是成比例的条件各不相同）。(4)解题要重视画图，在图中标明已知量和被求量，以便直观解题。2.对焦耳定律的理解：电流做功时，只要有电流通过电阻，就一定会使电能在电阻上转化为内能，所以，焦耳定律Q=I2Rt适合于任何电路。在初中研究的只接电热器的电路（也叫纯电阻电路），因为电路中电能全部转化为内能，所以电路中产生的热既可用Q=I2Rt来判断，也可用W=和W=I2Rt来计算（由W=Q得）。若电流通过导体时，只有一部分电能转化为内能，别的部分电能转化为其他形式的能，那么电流产生的热量小于电流所做的功。即QW。3.伏安法测小灯泡电功率的实验及结论的讨论：伏安法测小灯泡的电功率是一个重要的电学实验。除了与伏安法测电阻中需注意的问题外，还应该注意到以下两点：当U=U额时，P实=P额，灯正常发光；当UU额时，P实P额；灯比正常发光时亮；当UU额时，P实P额，灯比正常发光时暗。在使用灯泡发光时，要尽可能使灯泡正常发光，特别是要避免灯两端电压过高，使灯泡寿命缩短或烧坏。灯泡的亮度决定于P实，而P实=UI，即灯泡的亮度和灯泡的两端的电压及通过灯泡的电流均有关，在串联电路中，电流强度相等，灯两端电压越大则灯越亮，而串联电路中电压的分配和电阻成正比，所以串联电路中R大的灯较亮。在并联电路中，各支路两端电压相等，则通过灯丝电流越大灯越亮，而并联电路中电流的分配和电阻成反比，所以并联电路中R小的灯较亮。【解题点要】 例1.如图1所示，滑动变阻器的最大阻值为12欧，电源电压保持不变。当滑动变阻器的滑片P在a端，S和S1都闭合时，电流表A的示数为2安，灯泡L正常发光；当S1断开，滑片滑到b端时，电压表V的示数为6伏。求：（1）灯泡L的额定电压。（2）S1断开、P在b端时，灯泡L的实际功率。解析：电学计算要注意分析题中有几种状态的电路，用电器的连接怎样，然后分别画图，在图中标出相对应的已知量和被求量。由图求解。 解：当滑片在a端，S、S1都闭合时，滑动变阻器接入最大电阻值，与灯L并联，如图11，这时，灯L正常发光，灯的额定电压等于电源电压U额=U。 当S1断开，滑片P在b端时，变阻器接入最大阻值并与灯L串联，如图12：U=IR串=即U=解、得U=12伏，RL=12欧。PL=I2RL=3W答：略。例2.如图2所示的电路中，电阻R1、R2、R3的阻值都是10千欧，电源电压保持不变。（1）当S1、S2都闭合时，电流表的示数是0.6毫安，求：电源的电压和这时R2和R3消耗的功率之比。（2）求S1、S2都断开时，R3消耗的电功率与S1、S2都闭合时，R3消耗的电功率之比。解析：在解电功率比例关系时，公式选用中要抓住不变的物理量。串联常选P=I2R；并联常选P=U2/R，电源电压保持不变的，公式中要转化为含有电源电压。解：(1)当S1、S2闭合时，R1被短接，R2与R3并联接到电源，如图21，则 U=I3R3=610-4104W=6V (2)当S1、S2断开时，R1与R3串联接到电源，如图22，则 P3=I2R3=由得答：略例3.图3中三只灯泡，其中L1、L2分别标有“6V 3W”及“6V 6W”字样，L3额定电压不详，额定功率为4W，求：(1)L1、L2正常工作时的电阻R1、R2分别是多少？(2)当开关S1断开，S2闭合后，恰有一只灯泡正常发光，此时电流表和电压表的示数分别是多少？ (3)当开关S2断开、S1闭合后，若发光灯泡的实际电功率为1瓦，则此时电流表的示数是多少？L3的额定电压是多少？解：(1)由P=U2/R得R1=U21额/P1额=(6V)2/3W=12W， R2=(2)当S1断开、S2闭合时，L3被短接，L1、L2串联接到电源。由于U1:U2=IR1:IR2=R1:R2=2:1，所以正常发光的灯是L1（若L2正常发光，L1的电压将是12V，会烧坏）。如图31。这时电流表示数：I1=U/R1=6V/2W=0.5A；电压表的示数：U=I(R1+R2)=0.5A(12W+6W)=9V。(3)当S2断开，S1闭合时，L1、L2被短接，L3接到电源两端，如图32。这时电流表的示数：I=P3/U=1W/9V=0.11A；L3的电阻R3=U2/P3=(9V)2/1W=81W。由于P3额=，所以例4.某电热煮水器中有两根电热丝，用其中一根单独通电时，电热煮水器经过15分钟沸腾；用另一根单独通电加热时，需经30分钟沸腾；若把两根电热丝串联使用，问通电后需多少分钟才能使用同样的水沸腾？解析：在解决此类问题时，要注意一些不变量和相同量，在用电热煮水器给水加热时，同样的水吸收的热量相同，电热煮水器放出的热量就相同，而电源电压及电热丝的电阻不变，可由Q放=分别求出R1= R2=，然后代入Q放=，可导出 =15分钟+30分钟=45分钟。【课余思考】1.灯丝烧坏后搭接上可继续使用，为什么首先在搭接处又烧断？2.焦耳定律的表达式为什么是Q=I2Rt而不是Q=UIt，Q=？【同步练习】1.两灯都标有“220V 40W”，串联接入家庭电路中，两盏灯消耗的总功率为（ ）A. 40WB.80WC.20WD. 10W2.灯L1标有“6V 3W”，灯L2没有标记，但测得它的电阻是6欧姆，现将灯L1和L2串联在某电路中，灯L1和L2都能正常发光，则这个电路两端电压和L2额定功率分别是（ ）A. 12伏和1.5瓦B. 12伏和3瓦C. 9伏和1.5瓦D. 9伏和3瓦3.额定功率相同的灯L1和L2，它们的额定电压U1U2，下面说法正确的是（ ）A. 正常发光时，I1I2B. 它们的电阻R1R2C. 它们串联时，P1P2D. 它们并联时，P1P24.在“测定小灯泡的额定功率”的实验中，某同学电路连接正确，闭合开关，灯泡发光，但测试中无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数都达不到灯泡的额定电压值，原因可能是下述的哪种？（ ）A. 变阻器总阻值太大B. 电压表量程太大C. 电源电压太低D. 灯泡灯丝断开5.一个标有“220V 60W”的电炉，想把它接在110伏的电源上使用，而保持原来的功率不变，下列采取的措施中，正确的是（ ）A. 把电炉丝截去一半 B. 把电炉丝截成等长的两段后再并联起来C. 把一根同样的电炉丝跟原来的那根串联D. 把一根同样的电炉丝跟原来的那根并联6.一个电灯L1接在电压恒定的电源上，消耗的功率为40瓦，另一电灯L2也接在这一电源上消耗的功率为60瓦，若将L1和L2串联后接在这一电源上，则两个灯消耗的总功率是（ ）A. 100瓦B. 50瓦C. 24瓦D. 20瓦7.如图4所示电路，电源电压U恒定，当滑动变阻器RW接入电路的电阻为R时，灯L消耗的功率为PL，要使灯L消耗的功率变为PL，应使滑动变阻器接入电路的电阻变为（ ）A. 2R B.R/2C.R+RLD. 2R+RL8.灯泡L1标有“8V 25W”，L2标有“8V 2W”，把这两个灯泡串联接到某电源上，闭合开关S后只有一个灯泡正常发光，另一个发光很暗，则该电源电压为（ ）A. 16伏B. 12伏C.10伏D. 8伏9.两只电阻的规格分别为“5W 45W”和“10W 40W”，如果把它们并联在电路中，则电路中允许通过的最大电流为（ ）A. 4安培B. 4.5安培C. 5安培 D. 5.5安培10.如图5所示，电源电压不变。当S1闭合、S2断开时，电流表的示数为I1，电阻R1消耗的功率为P1，R1和R3消耗的功率之比为2:1。当S1断开，S2闭合时，电流表的示数为I2，电阻R2消耗的功率为P2，已知I1:I2=2:3则（ ）A. R1:R3=2:1B. R2:R3=1:1C. P1:P2=8:9D. P1:P2=4:911.如图6所示，U=220伏，且保持不变，定值电阻R2=1210欧。S闭合时，电烙铁R1正常工作。S断开时，通过R1的电流减小到S闭合时的。求：(1)电烙铁的额定功率。(2)S断开时，R1、R2的总功率。12.如图7所示电路，电源电压保持不变，R1=20欧，当滑动变阻器R2的滑片移到最左端时，电流表的示数为0.5安，若将滑片P移到变阻器的中点时，电流表的示数为0.2安，求滑动变阻器最大阻值和当滑动变阻器滑到最右端时，滑动变阻器消耗的功率。13.如图8所示电路中，S为一单刀双掷开关，灯泡L1上标有“3V 1.5W”的字样，L2的电阻为12欧，电源电压恒为18伏，当开关拨到a，滑动变阻器R的滑片位于变阻器的中点时，L1正常发光。当开关拨到b，滑动变阻器的滑片位于变阻器的右端时，灯泡L2消耗的电功率正好是其额定功率的，求灯泡L2的额定电压和额定功率。14.如图9所示电路，电源电压恒定，R0是定值电阻。当滑片P由阻值处a点移到b端时，电压表的示数增大2伏，变阻器前后消耗的功率比为4:3。求：（1）变阻器滑片P位置变化前后电压表的示数比。（2）变阻器滑片P在b端时电压表的示数。（3）求电源电压。15.如图10所示电路，电源电压不变，电阻R1为6欧。当开关S和S1都闭合，滑动变阻器的滑片在a端时，电流表的示数为2安，灯消耗的电功率为6瓦，且正常发光。当只闭合S，滑片P在b端时，变阻器消耗的电功率为灯额定功率的。求：（1）灯的额定电压。 （2）滑片P在b端时，电路消耗的总功率是多大？ （设电阻值不随温度变化）16.如图11所示电路，电源电压为12估，R1为8欧。当只闭合开关S1时，灯L正常发光；只闭合S2、S3时，灯L的功率为额定功率的25/36；只闭合S3时，R2的功率为0.48瓦，且R2R1。求：（1）灯L的额定功率。（2）只闭合S3时，灯L的实际功率。17.如图12所示电路，电源电压一定，当开关S1闭合，S2断开，滑动变阻器RW的滑片P从A处移到B处时，电压表先后示数之比为2:1，电阻R1先后消耗的电功率之比为1:4。若滑片在B处不变，将S1断开，S2闭合，则R2和RW的总功率为12瓦，再将滑片P移至A处，R2的电功率为2瓦。求此时RW的电功率。18.如图13所示电路，电源电压保持不变，且不大于6伏，定值电阻R1=15欧，滑动变阻器R2的最大阻值为20欧。当开关S断开，滑动变阻器的滑片P在变阻器的b端时，电流表的示数为I；当开关S闭合，滑片P移到a端时，电流表的示数为I，且I:I=1:5，此时，电路消耗的总功率为6瓦，求：此时电阻R0的电功率。19.如图14所示电路，电源电压保持不变，滑动变阻器的电阻Rab=12欧，当开关S1闭合，S2断开，滑片P滑到b端时，电压表的示数为U1；当开关S1、S2同时闭合，滑片P滑到a端时，电流表的示数为2安，此时R2的电功率为12瓦，电压表的示数为U2，并且U2:U1=2:1，求：(1)当开关S1、S2同时闭合，滑片P滑到a端时，电压表的示数。(2)电阻R1的阻值。20.甲灯标明6V，乙灯标明2W。甲、乙两灯的电阻分别为R甲、R乙，且R甲R乙，并保持不变。将它们以某种连接方式接到电压为UA的电源上时，两灯均正常发光。将它们从另一种连接方式接到电压为UB的电源上时，乙灯正常发光。甲灯的实际功率为额定功率的4/9，求：(1)甲灯的额定功率。(2)乙灯的额定电压。(3)两灯的电阻。【同步练习答案】1. C 2. C 3. D 4. C 5. B 6. C 7. D 8. B 9. B 10. B C 11.(1)电烙铁的额定功率P额=40瓦 (2)S断开时R1、R2的总功率P总=20瓦12.滑动变阻器最大阻值R2=60欧；P在最右端时滑动变阻器消耗的功率P2=0.94瓦13.灯泡L2的额定电压U2额=6伏；L2的额定功率P2额=3瓦14.(1)滑动变阻器滑片P位置变化前后电压表的示数比Ua/Ub=2/3 (2)滑片P在b端电压示数Ub=6伏 (3)电源电压U=8伏15.(1)灯的额定电压U额=6伏 (2)P在b端时电路消耗的总功率P总=3瓦16.(1)灯L的额定功率PL额=3.6瓦 (2