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九年级物理第十五章电能与电功率例1 一盏灯标有“36V 40W”字样,将这盏灯接到某电路中,通过它的电流是1A,此时,这盏灯的电功率是________W. 精析 考查额定电压,额定功率的概念. 已知灯的额定电压UE=36,额定功率PE=40W,实际电流IL=1A. 求PL(实际电功率) 解 先判定灯是否正常发光 灯正常发光时IE==≈
1.1A 因为灯的实际电流IL<IE,所以灯不能正常发光,且PL应<PE. 先求出灯的电阻R===
32.4Ω R不变 灯的实际功率PL=IL2R=(1A)2×
32.4Ω=
32.4W 答案 灯的功率为
32.4W 思考 有的同学求实际功率,采用下面做法 PL=UIL=36V×1V=36W 你能看出其中的问题吗? 例2 某导体接到6V电压下,它消耗的功率是6W;将改接到3V的电压下,这个导体的功率是________W. 已知 UE=6V PE=6W实际UL=3V 求实际PL 分析 一个导体,在额定电压下,电阻为R,同样一个导体,电压改变,电阻仍为R. 同样一个导体,电压改变,电阻仍为R. ∴ 电功率的习题,往往从求解电阻入手. 解法1 导体电阻 R===6Ω. 电压变了,导体消耗的功率改变 RL===
1.5W 解法2 导体电阻不变 根据R= == PL=·PE=()2×6W=
1.5W 小结 从解法2看出,电阻一定时,电压是原来的“n”倍,功率是原来的“n2”倍.因为P=UI,U是原来的“n”倍,I也是原来的“n”倍,所以P是原来的“n2”倍. 答案 功率是
1.5W 例3 (天津市中考试题)电能表是测量________的仪表.1kWh的电能可供标有“220V 40W”的灯泡正常工作________h. 精析 电能表是日常生活中常用的仪表.考查能否灵活利用W=Pt进行计算. 正确选择合适的单位,可以简化计算. 解 电能表是测量电功的仪表.题目给出W=1kWh P=40W=
0.04kW 时间t===25h 如果选用国际单位,则计算要麻烦得多. 答案 电功,25 例4 (哈尔滨市中考试题)一个“12V 6W”的小灯泡,如果接在36V电源上,为使其正常发光,需串联一个________Ω的电阻,该电阻消耗的功率是________W. 精析 在串联电路中,利用电流、电压等特点,计算电阻和电功率. 已知额定PE=6W,UE=12V,总电压U=36V 求R,PR 解 灯的额定电压是12V,直接将其接在36V的电源上,灯将烧毁这时应将一个电阻和灯串联;—使灯正常发光. 画出灯与R串联的电路草图2—3—1.并标出已知量和未知量.图2—3—1 只要求出通过R的电流和R两端的电压.就可以求出未知量. 流过灯的电流和流过R的电流相等 答案 48Ω,12W 例5 (北京市中考试题)电阻R和灯泡L串联接到电压为10V的电路中,R=10Ω,电路接通后,100s内电阻R上电流做的功为10J,已知灯L的额定功率为10W,灯的电阻不变.求灯的额定电压. 解 画出灯L和电阻只串联的电路草图2—3—2,并标明已知量和未知量. 串联电路,通过L和R电流相等,设为I. 则WR=I2Rt图2—3—2 I===A=
0.1A R两端电压UR=IR=
0.1A×10Ω=1V 灯L′两端电压UL=U-UR=10V-1V=9V 灯电阻R===
0.9Ω 灯额定电压UE===30V 误解 有的同学在算完电流后,直接用UE===100V,是错误的.因为此时灯并不是正常发光,电路中的电流不是IE. 当然,有的同学把UL=9V算为灯的额定电压,也是错误的. 答案 灯额定电压为30V 例6 (广州市中考试题)有两个灯泡,L1标有“6V3W”字样,L2没有标记,测得L2的电阻为6Ω,把它们串联起来接入某一电路,两个灯泡均能正常发光,那么该电路两端的电压和L2的电功率分别是 ( ) A.12V 3WB.12V
1.5W C.9V 3WD.9V
1.5W 解 画出L1和L2串联的电路草图2—3—3,标明已知量和未知量. L1正常发光时,U1=6V,P1=3W电路中电流 I===
0.5A图2—3—3 此时L2也正常发光,L2两端电压U2=IR2=
0.5A×6Ω=3V P2=IU2=
0.5A×3V=
1.5W U=U1+U2=6V+3V=9V 答案 D 例8 (北京市朝阳区中考试题)将分别标有“6V 9W”和“6V 3W”的两个灯泡L
1、L2串联接在12V电源上,则 ( ) A.两灯都能正常发光 B.灯L2可能被烧毁 C.两灯都比正常发光时暗 D.灯L1比灯L2亮 精析 考查学生能否根据实际电压和额定电压的关系,判断灯的发光情况. 解 先求出两盏灯的电阻 灯L1的电阻R1===4Ω 灯L2的电阻R2===12Ω 求出灯两端的实际电压U1′ ∵R
1、R2串联 === U1′=U=×12V=3V L2两端电压U2′=U-U1′=12V-3V=9V 比较实际电压和额定电压 U1′<U1,U2′<U2 两灯都不能正常发光;灯L2可能会被烧毁 答案 B 例9 (北京市东城区中考试题)家庭电路中正在使用的两白炽灯,若甲灯比乙灯亮,则 ( ) A.甲灯灯丝电阻一定比乙灯的大 B.甲灯两端的电压一定比乙灯的大 C.通过甲灯的电量一定比乙灯的多 D.甲灯的实际功率一定比乙灯的大 精析 考查家庭电路中灯的连接方式,并由灯的亮度判断电阻的大小. 分析 家庭电路,灯的连接方式是并联.甲、乙两灯两端电压相同.甲灯比乙灯亮,说明甲灯实际功率比乙灯大.D选项正确.甲灯比乙灯亮,在并联电路中,R甲<R乙.U相同,I甲>I乙 电量Q=It,若两灯同时使用,因为t相同,I甲>I乙,则Q甲>Q乙,C选项正确. 答案 C、D 例10 如图2—3—5,电源电压和电灯L的电阻均保持不变.当开关S闭合后,在变阻器的滑片P从中点向下滑动的过程中,下列说法正确的是 ( ) A.电压表的示数变大B.电灯L的亮度变暗 C.电流表A1的示数不变D.电流表A2的示数变小图2—3—5 精析 考查学生识别电路的能力.能否根据欧姆定律分析电路中电流变化,灯的亮度变化. 分析电路是由灯和变阻器并联而成. 测的是干路电流 测的是流过变阻器的电流 测的是电路两端电压 当变阻器的滑片P由中点向b端移动时,变阻器的电阻增大,通过变阻器电流减小,示数变小,D选项正确. 并联电路,U一定,灯电阻不变,则流过灯的电流不变,灯的亮度不变. 示数变小. 答案 D 例12 如图2—3—7(a),当变阻器滑片从A点滑到B点时,R1两端的电压比为2∶3,变阻器两端电压比UA∶UB=4∶3.(电源电压不变) 求IA∶IB,RA∶RB,P1∶P1′,PA∶PB,R1∶RA(a)(b)(c)图2—3—7 精析 画出电路变化前后对应的两个电路如图2—3—7(b)(c)所示. 已知=,= 解 === ==×=×= ===()2= ==×=答案 IA∶IB=2∶3,RA∶RB=2∶1,P1∶P1′=4∶9,PA∶PB=8∶9,例14 如果将两个定值电阻R1和R2以某种形式连接起来,接入电路中,则电阻R1消耗的电功率为12W.如果将这两个电阻以另一种形式连接起来接入原电路中,测得该电路的总电流为9A,此时电阻R1上消耗的电功率为108W.(电源电压不变) 求
(1)电阻R1和R2的阻值;
(2)电阻R2上两次电功率的比值. 精析 先判断电阻R
1、R2的两次连接方式. 因为总电压不变,由P1<P1′和R1一定,判断出U1<U1′所以第一次R
1、R2串联,第二次并联. 求R
1、R2P
2、P2′ 解 画出分析电路图2—3—9(a)(b)(a)(b)图2—3—9 同一电阻R1,根据P= 有====(U1′=U) ∴ = 如图(a)U1+U2=U = ∵ R
1、R2串== 如图(b)R
1、R2并联,== ∵ I1′+I2′=I′=9A ∴ I1′=6A I2′=3A R1===3Ω R2=2R1=6Ω
(2)求 关键求出R2两端电压比 从图(a)可知= ∴ = 由图(a)和(b) 同一电阻R2===()2= 答案 R1=3Ω,R2=6Ω,P2∶P2′=4∶9。