《电功电功率》PPT习题课课件

第九章B节电功电功率 一 电功 电功率 电热 热功率 2 电功率 单位时间内电流所做的功叫做电功率 用P表示 单位瓦 W 有 1 电功 电流所做的功 用W表示 单位焦 J 有 3 电热 电流通过导体发出的热量 4 热功率 单位时间内发热的功率 非纯电阻电路 纯电阻电路 公式 实例 能量转化 二 纯电阻电路和非纯电阻电路 习题课简单串联 并联组合电路 例题 下列各题中各灯泡的阻值分别为 1 R1 1 R2 2 R3 3 请计算 R1 R2 R3 2 R1 R2 R3 一 比值运算 R1 R2 R3 3 4 R1 R3 R2 点评 对于混联电路各物理量的比值关系 可以首先判断各电流的关系 再根据U IR P I2R求解 会十分方便 练习 如图已知R1 R2 R3 R4 1 2 3 4 求 1 通过四个电阻的电流之比 2 四个电阻两端的电压之比 9 4 4 59 8 12 20 二 电功率的计算方法 例1 将一个 220V 40W 的灯泡和一个 220V 100W 的灯泡串联后接在220V的电路中 哪一个电灯泡亮 例2 有两只额定电压都是110V的灯泡A和B A的额定功率是100W B的额定功率是40W 为了使它们接在220V的电路上能正常发光 图中哪些连接方法是能使两灯正常发光的 哪种连接方法最合理 此时电路消耗的总功率是多少 答案 B C 两种连接不能使两灯正常发光 而 A D 两种连接可使两灯正常发光 D消耗的总功率280W A消耗的总功率200W 所以用 A 连接方法最为合理 用比例关系求功率也很常用 练习1 如图 每个电阻都为2 额定功率均为16W 要使电路安全工作 则输入电路的最大功率不得超过多少 练习 如图 L1 L2标有 220V 100W 字样 L3 L4标有 220V 40W 字样 现把A B两端接入电路 且4灯都能发光 则各灯消耗功率关系排列是 A P1 P2 P3 P4 B P1 P2 P4 P3 C P4 P3 P1 P2 D P4 P1 P2 P3 答案 D 三 电路的动态变化问题 题目类型 电键的断开闭合 滑动变阻器滑片的滑动等 例1 当滑动变阻器R的滑片P向下滑动时 电流表A1的示数将 电流表A2示数将 电流表A3示数将 电压表V示数将 选填 变大 变小或不变 A2 R3 P U 答案 变大 变小 变大 变小 L1 L2 解题原则 1 局部 整体 局部 2 先分析干路电阻后分析支路电路 3 先分析固定电阻后分析变化电阻 具体步骤 从变化的支路电阻变化 总电阻变化 总电流变化 干路上用电器的电压 电流变化 支路上用电器的电压 电流变化 点评 电路的动态变化问题 练习 如图所示的电路 总电压U不变 当滑动变阻器R3的滑片向上移动时 各电表的示数如何变化 答案 电压表示数变大 电流表A1示数变小 电流表A2的示数变大 故知电流表A3示数变小 解释 当并联的用电器越多 总电阻越小 干路输电线电阻中的电流就越大 分去的电压也就越多 从而导致用电器两端的电压降低 解释 同理 解释 每个灯的灯丝 R1 引线上方均绕有金属电阻丝 R2 它们是并联连接的 A B C三灯是串联的 但每个灯都有两个并联分路 当下部灯丝断去时 上面的电阻丝仍能导电 因此整个串联电路没有断开 其余各灯仍可以发光 例3 1 节日彩灯的连接是串联还是并联 为什么一个灯的灯丝断了 其余灯仍能亮 2 R1与R2哪个电阻大 当一个灯泡的灯丝断了之后 其余各灯亮度有什么变化 R2 解释 由P U2 R可知 R越大 功率越小 在正常情况下 我们希望灯丝发出的功率大 并联的电阻消耗的功率小 因此应有R2 R1 当某一灯丝断了 只有R2串联在电路中 电路的总电阻增大了 总电流变小了 因此每个灯都要变暗一些 可见多个灯断丝之后 整串灯的亮度将变得很暗 1 电路化简时的原则 无电流的支路化简时可去除 连接的导线不计电阻 导线上各点的电势相等 所以导线可任意长短 在没有特殊说明时 一般电表均视为理想电表 将电流表内阻视为0 电压表内阻视为无穷大 即理想电流表可认为短路 理想电压表可认为断路 四 混联电路的等效化简方法 2 等势点排列法 又称节点法 1 将各结点 三叉点以上 用字母标出 2 判定各结点电势的高低 若原电路未加电压 可先假设加上电压 3 将各结点按电势高低自左到右排列 再将各结点间的支路画出 4 将画出的等效图加工整理 例1 R1 R2 R3 R4 1 R4 2 R3 R1 R2 课堂练习 例2 如图 R1 4 R2 4 R3 2 电路两端所加电压为5V 求总电阻和两个电流表的读数 答案 1 A1 3 75A A2 2 5A 3 电流分支法 判定各支路元件的电流方向 若电路原无电压电流 可假设在总电路两端加上电压后判定 各电阻中通过同一电流 则这些电阻是串联的 从某点起电流分开流过几个电阻后又汇合 这些电阻为并联 按电流流向 自左到右将各元件 结点 分支逐一画出 将画出的等效图加工整理 注意 两种方法结合使用 效果更好 练习1 如图所示的电路 R1 10 R2 60 当AB两端接100V电压时 CD两端电压为80V 求 1 电阻R 2 如果将100V的电压接CD两端 求AB两端的电压 答案 80 40V 练习2 如图 R1 10 R2 4 R3 6 R4 3 U 2 4V 1 若在ab间接一理想电压表 它的读数为多少 2 若在ab间接一理想电流表 它的读数为多少 R2 R1 R3 A V U R4 a b 答案 1 8V 0 67A 五 滑动变阻器 2 三种接法及其作用 通过用电器的电流变化范围 电压的变化范围 2 限流作用 连接特点 变阻器直接和用电器并联 分压作用 说明 为 连接特点 变阻器的一部分阻值与用电器并联 另一部分阻值在干路中 用电器的电压的变化范围 例1 如图 电路中U 12V 滑动电阻器为42 现要使标着 6V 1 8W 的灯正常发光 那么ap间的电阻是多少 此时 滑线变阻器上消耗的功率 答案 Rap 12欧 P 4 2W 分析 此题为变阻器分压接法 例2 试分析图中电路 滑动变阻器滑片P从a端滑到b端时 灯L的亮度如何变化 答案 P由a点滑到b点时 灯L两端电压越来越小 从U减小到0 所以灯L的亮度也逐渐变暗 最后不亮 分析 此题为变阻器限流接法 限流法和分压法的使用范围 1 若需要被测电阻R两端电压变化范围较大 或需要从零开始连读可调电压 应选滑动变阻器的分压接法 2 若采用限流电路时 电路中最小电流还是大于或等于被测电阻 的额定电流 必须采用滑动变阻器的分压接法 3 当R变 R用时 或两者相差不多 虽然两种电路都可以对负载电流有明显的调节和控制 或两种电路都满足实验要求时 但限流电路具有节省电能 电源负担轻 电路连接简便等优点 应选图限流电路较好 1 如果电压表的示数为0 说明没有电流流过电压表 可能在并联段之外发生断路 或并联段之内有短路 2 如果电压表有示数 说明有电流流过电压表 在并联段之外无断路 或并联段之内无短路 电路故障原因 短路或断路 包括接线断 或接触不良 用电器损坏等 一般可以用电压表判断故障 六 电路故障判断问题 例1 如图所示的电路中 两个灯泡都不亮 用伏特表检查电路时 测得Ucd 10V Uac 0 Ubd 0V Uab 10V 则故障的原因可能是 A a c间电灯断路B b d间电灯断路C 变阻器间断路D 变阻器短路E 两个灯泡都短路 答案 选C E 当由纯电阻组成的串联电路中仅有一处发生断路故障时 用电压表就可以方便地判断断路点 凡两端电压为0的用电器或导线是正常的 而两端电压等于电源电压的用电器发生了断路 答案 C 电压表跨接的两点间的电压最大时 该两点间可能为断路 例2 L1 L2 L3是三盏完全相同的小灯泡 把它们串联后接在电压为6V的电源上 三个灯泡都正常发光 后来三个小灯泡都不亮了 用电压表接a c两端时 电压表示数为6V 接b d两端时 示数为0 接a b两端时 示数也为0 导线连接良好 则灯丝烧断的灯泡是 A 仅是三个灯泡中的某一个B L1和L3CL1和L2DL2和L3 作业 实况检测 练习2 如图所示 已知灯L1的电阻是L2电阻的2倍 闭合S后 电流表示数为0 4A 电压表示数为6V 求 1 灯L1的电阻 2 灯L2两端电压 3 当S断开时 电压表的示数 练习3 如图所示 电源电压为12V R1 R3 4 R2 6 求 1 当S1 S2都断开时 电流表和电压表的示数各是多少 2 当S1 S2都闭合时 电流表和电压表的示数各是多少 练习1 如图 四个电阻均为30 AB间的电压为9V 求 1 当电键断开时电流表的示数 2 当电键闭合时电流表的示数 练习1 如图 四个电阻均为30 AB间的电压为9V 求 2 当电键闭合时电流表的示数 1 串并联组合电路 解 三 串并联电路常见题型及其解题技巧 解题原则 局部 整体 局部 先固定电阻后变化电阻 解题步骤 从变化的支路电阻变化 总电阻变化 总电流变化 干路电压 电功率变化 支路电流 电压 电功率变化 例3 如图所示的电路 当滑动变阻器R3的滑片向下移动时 各电表的示数如何变化 答案 电压表示数减小 电流表A1示数增大 电流表A2的示数减小 故知电流表A3示数增大 四 滑动变阻器的两种接法 滑动变阻器在电路中常被用来调控电路中的电流和电压 它因使用目的不同 可分为限流