【大单元教学】18.2精品课件+教学设计:电功率

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【大单元教学】18.2精品课件+教学设计:电功率

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【大单元整体教学】物理学科人教版九年级全一册
第十八章 分课时设计
课题 电功率
课型 新授课 √ 复习课 试卷讲评课 其他课
1.教学内容分析 《电功率》是在学习了欧姆定律的基础上,把对电学的研究拓展到电能、电功率和电热, 它是初中物理电学金字塔结构中的最上层部分。本章有两大特点,一是综合性强,不仅要综合运用前面的欧姆定律、串并联知识,具有新概念多、公式多、计算量大、综合性强,还涉及到了一些力学问题;另外一个特点是与生活实际联系比较紧密,几乎每节课都是从实际问题引入新课,讲了知识后又应用所学知识去解决实际问题。因此本章可以认为是整个初中物理中最难的一章,也是初中物理中重点之一。 另外,熟练运用各种电学公式求解各用电器的实际电功率和额定电功率,不仅是培养学生分析能力、综合归纳能力、以及发散性思维的一个重要手段,也是体现了物理来源于生活,又服务于生活的理念。
2.学习者分析 电功率是表示电流做功快慢的物理量,学生往往会误认为用电器的功率越大,做功越多,把消耗电能的快慢与消耗电能的多少相混淆,所以对电功率概念的掌握是本节教学的重点。电功率是电功与时间的比值,根据定义得出功率的计算式为P=W/t,结合电功的计算可以得出电功率的计算式为P=UI,还可以结合欧姆定律推导出其它几个公式,在电功率计算中要根据题意对公式进行变形,所以电功率的计算是本节的另一个重点。 不同的用电器有不同的电功率,用电器铭牌上所显示的是用电器的额定电压、额定功率,它是用电器的重要参数。但用电器接在不同电路中,实际电压、实际功率不同,只有当实际电压等于用电器的额定电压时,实际功率才等于额定功率。所以对于额定电压与额定功率、额定功率与实际功率的区分是学生不易理解的难点,尤其是实际功率的计算学生会感到困难。
3.学习目标确定与教学重难点 (1)能说出电功率的物理意义、定义和单位,能利用电功率的公式进行计算;(2)能结合实际,说出用电器铭牌上额定电压、额定功率所表示的含义,并能区别额定电压与实际电压、额定功率与实际功率;(3)能说出“千瓦时”的来历,知道“千瓦时”与“焦耳”的换算关系。本节教学的重点是对电功率概念的掌握及计算。教学难点是对额定电压与实际电压、额定功率与实际功率的区别及灵活应用学过的知识解决简单的电功率问题。
4.评价量表 《电功率》的评价量表任务列表任务要求(满分:10分)学生自评同学互评教师评价任务一:电功率理解电功率的概念,能用电功率计算公式和推导式进行计算(5分)任务二:额定电压 额定功率理解额定电压、功率的概念,知道额定功率和实际功率的区别(5分)
5.学习活动设计
教师活动 学生活动 设计意图/学习评价
任务一:引入新课
在家庭电路中,分别让一只灯泡、一个吹风机单独工作;观察电能表铝盘转动的快慢。铝盘转动的快慢跟接入电路中的用电器有关。 学生观察、思考并回答:使用吹风机时,铝盘转动的快。
任务二:电功率
在日常使用的节能灯上可以看到“220V”和“24W”这类字样。其中“220V”说的时电压,那么,“24W”是什么意思呢?【演示】分别把一只24W节能灯和一只500W的电吹风机接在同样的电路中,比较电能表铝盘转动的快慢。电功率(1)在物理学中,用电功率表示电流做功的快慢。电功率用P表示。(2)电功率单位 国际单位:瓦特(W);常用单位:千瓦(kW)、毫瓦(mW)换算关系: 1kW = 103 W 1 W = 103 mW24W、500W说的就是用电器的电功率。一些用电器的电功率(3)电功率等于电功与时间之比。(4)公式:(5)电功率的推导式将代入上式得:将、代入上式得:、(适用于纯电阻电路)。 学生观察、思考并回答:使用电吹风机时,铝盘转动的快。电能表的铝盘转得快,说明电流做功快;电能表的铝盘转得慢,说明电流做功慢。学生阅读教材,知道电功率的概念、单位及一些用电器的电功率。推导电功率计算公式 通过实验得出物理规律,培养动手实验和自主归纳的能力。【评价标准】理解电功率的概念,能用电功率计算公式和推导式进行计算(5分)理解电功率的概念,不能熟练用电功率计算公式和推导式进行计算(3分)
任务三:“千万时”的来历
【提出问题】在学习电功时,我们知道电功在生活中的一个单位是——“千瓦时”(即“度”)。你知道这个“千瓦时”怎么来的吗?【想想议议】一位电视记者在讲到某工厂上半年共节电5 000 kW·h 的时候,手举一只理发用电吹风机说:“我这只电吹风是500瓦的,也就是0.5千瓦,这个厂节省的电力可以开动10 000个这样的电吹风。”这位记者错在哪里? 学生观察、思考并回答:将公式变形后,可得到,式中若W、P、t 的单位分别取焦(J)、瓦特(W)、秒(s)。 若P、t 的单位分别取千瓦(kW)、小时(h),那么它们相乘之后,就得到电功的一个单位:千瓦时( kW·h )。1千瓦时可以看做电功率为1kW的用电器使用1h所消耗的电能。【分析】5000kW·h是电功,500瓦是电功率,这个记者把电功率和电能混淆了,可以说这个厂节省的电能可以使10000个这样的吹风机工作1小时。 以问题为导入,激发学生的学习兴趣。
任务四:额定电压 额定功率
【提出问题】大家知道不同用电器的电功率一般是不同的,那么同一个用电器的电功率是否在任何情况下都相呢?【演示实验】将标有“36V 25W”字样的灯泡分别接在24V、36V和40V电路中,观察灯泡在不同电压下的发光情况。额定电压与额定功率(1)额定电压U额:用电器正常工作时的电压。(2)额定功率P额:用电器在额定电压下工作时的电功率。标有“36V 25W”字样的灯泡,“36V”表示额定电压为36伏,“25W”表示额定功率为25瓦。实际电压与实际功率(1)实际电压U实:实际加在用电器两端的电压。(2)实际功率P实:用电器在实际电压下工作时的功率。(3)一个用电器只有一个额定电压和一个额定功率,但可以有多个实际电压和实际功率。(4)灯泡的亮度是由灯泡在电路中工作时的实际功率所决定的,实际功率越大,灯泡越亮。 观看演示实验,得出结论在不同的电压下,同一个用电器的电功率不一样大;用电器实际的电功率随着它两端的电压而改变。利用桌面上的器材,动手探究一下“2.5V”小灯泡的电功率随其两端电压变化的具体情况。得出:U实=U额, P实=P额 正常U实<U额, P实<P额 较暗U实>U额, P实>P额 较亮 通过直观的实验现象,使学生真正认识到用电器的功率不是固定不变的,是会发生变化的。在实验的基础上,对比电压表的示数与小灯泡的发光情况,降低对实际电压与额定电压,实际功率与额定功率的理解。【评价标准】理解额定电压、功率的概念,知道额定功率和实际功率的区别(5分)理解额定电压、功率的概念,易混淆额定功率和实际功率的区别(3分)
6.板书设计18.2 电功率一、电功率(1)意义:表示电流做功快慢的物理量.(2)定义:电功率等于电功与时间之比.(3)公式: 定义式 P= 推导式 P= P= P=I2R(4)单位:瓦特(W)、千瓦(kW) 1kW=103W 1W= =1V×1A二、额定电压、额定功率(1)额定电压:用电器正常工作时的电压.(2)额定功率:用电器在额定电压下工作时的电功率.
7.作业与拓展学习设计 1.如图所示,该电能表的示数为 kW·h.将此电能表接入家庭电路中,关闭其它用电器,让一台空调单独工作6min,观察到电能表的表盘正好转了60圈,则该段时间空调消耗的电能为 J;该空调的电功率为 W。【答案】 314.5 1000【详解】[1]由图示知,电能表的示数为314.5kW h。[2]由电能表的参数可知,每消耗1kW h的电能,电能表表盘转过600圈,则6min,空调消耗的电能[3]空调的电功率2.两个定值电阻R1与R2分别标有“5Ω,2A”和“6V,1A”的字样,现将这两个电阻并起来接入某一电路中,为使其不至于被损坏,干路电流最大是 A,电路中消耗的最大功率为 W。【答案】 2.2 13.2【详解】[1]由欧姆定律可得,R1两端的最大电压并联时电路中各支路电压与电源电压都相等,所以电路两端的最大电压此时I2=1A,经过R1的电流为干路最大电流[2]电路消耗的最大功率3.2023年9月23日,第19届亚运会在杭州隆重开幕,亚运会赛场的草坪下方装有湿度传感器,如图所示是草坪灌溉系统的简化电路图,电源电压恒定,为定值电阻,为湿敏传感器(湿度越大,阻值越小),当电压表示数达到一定值时,系统对草坪自动喷水,闭合开关S,若草坪的湿度减小,则电压表示数 ,电路消耗的电功率 (均选填“变大”“变小”或“不变”)。【答案】 变小 变小【详解】[1][2]根据电路图可知,两个电阻串联,电压表测量R1两端的电压;若草坪的湿度减小,R2的阻值变大,由电阻的串联可知电路的总电阻变大,由欧姆定律可知电路中的电流变小,由U=IR可知R1两端的电压变小,即电压表的示数变小,由P=UI可知,电源电压不变,电路消耗的电功率变小。4.两个灯泡L1、L2分别标有“6V 6W”和“6V 3W”字样,不考虑温度对电阻的影响,将它们连入电路中,为确保两灯均不损坏,将它们串联时,灯泡L1和L2功率之比 ,将它们并联时,灯泡L1和L2功率之比 。【答案】 1∶2 2∶1【详解】[1]L1、L2的电阻为将它们串联时,通过两灯泡的电流相等,则两灯泡L1和L2功率之比[2]将它们并联时,各支路电压相等,则灯泡L1和L2功率之比5.下列关于电能、电功和电功率的说法,正确的是(  )A.用电器消耗的电能越多,电功率越大B.通过用电器的电流越大,电流做的功越多C.用电器工作时的电功率越大,电流做功越快D.电流做功是把其他形式的能转化为电能的过程【答案】C【详解】A.根据W=Pt可知,用电器消耗的电能越多,时间未知,不能判断电功率越大,故A错误;B.由W=UIt可知,电流做功的多少和电压、电流和通电时间有关,电压和通电时间未知,不能判断通过用电器的电流越大,电流做的功越多,故B错误;C.电功率是描述用电器消耗电能快慢的物理量,它消耗电能越快,用电器的电功率越大,故C正确;D.电流做功是把电能转化为其他形式的能的过程,故D错误。故选C。6.关于电功、电功率,下列说法中正确的是(  )A.电流做功越多,电功率越大 B.电流做功越快,电功越大C.用电器消耗电能越多,电功率越大 D.用电器消耗电能越多,电功越大【答案】D【详解】A.电功率是表示电流做功快慢的物理量,其大小与做功多少和做功时间都有关系,故A错误;B.电流做功越快,电功率越大,在不确定做功时间的情况下,做功快的用电器,电流做功不一定多,故B错误;C.用电器消耗电能越多,则电流做功越多,在做功时间不确定的情况下,电功率不一定大,故C错误;D.用电器消耗电能越多,则电流做功越多,也就是说电功越大,故D正确。故选D。7.标有“220V、100W”,标有“220V、40W”,把它们串联后接在220V电源上,下面分析正确的是( )A.两盏电灯的总功率等于140W. B.两灯的总功率小于40WC.较亮的灯是 D.若电源电压是440V,两灯都能正常发光【答案】B【详解】AB.由于标有“220V、100W”,标有“220V、40W”,所以两灯的电阻分别为把它们串联后接在220V电源上,两灯的总功率为故A错误,B正确;C.根据可知,当电流相等时,实际电功率与电阻成正比,由于,所以,即较亮的是,故C错误;D.若电源电压是440V,由串联电阻的分压特点可知,两灯两端的电压不相等,不可能两灯都正常发光,且,可能会被烧坏,故D错误。故选B。8.如图所示,电源电压6V不变,小灯泡标有“6V 3W”,滑动变阻器标有“18Ω 1A”,电压表所接量程为“0~3V”,电流表所接量程为“0~0.6A”,不考虑温度对灯丝电阻的影响。闭合开关,为保证电路安全,下列不正确的是(  )A.电路的最大功率为3WB.滑动变阻器可以接入电路的阻值为0~12ΩC.电路中通过的最小电流为0.2AD.小灯泡的最小功率为0.75W【答案】C【详解】A.由电路图可知,小灯泡和滑动变阻器串联,当滑动变阻器滑片移到最左端时,滑动变阻器接入电路中的阻值为0,电压表被短路,此时电路总电阻最小,电路的总功率最大,又因为小灯泡的额定电压为6V,等于电源电压,所以可知电路的最大功率等于小灯泡的额定功率,为3W,故A正确,不符合题意;BCD.因为电压表测量滑动变阻器两端电压,其量程为“0~3V”,则可知滑动变阻器两端的最大电压为3V,此时滑动变阻器接入电路中的阻值最大,因为小灯泡的额定电压为6V,额定功率为3W,所以可得小灯泡的电阻为当滑动变阻器两端的电压为最大值3V时,滑动变阻器接入电路中的阻值最大,根据串联电路的电压规律可得小灯泡两端的电压为3V,则电路中的电流为这个电流也是电路的最小电流值,此时滑动变阻器的阻值为即滑动变阻器可以接入电路的阻值为0~12Ω,因为此时电路中的电流最小,所以此时小灯泡的功率也最小,为Pmin=IminUL=0.25A×3V=0.75W故B、D正确,不符合题意,C错误,符合题意。故选C。9.一只标有“6V 3W”字样的小灯泡L与一个定值电阻R连接在如图所示的电路中,电源电压不变。闭合开关S后,小灯泡L正常发光,电流表的示数为1.1A,求:(1)通过小灯泡的电流。(2)电阻R的阻值。【答案】(1)0.5A(2)10Ω【详解】(1)闭合开关S,小灯泡和电阻并联,电流表测量干路中的电路,小灯泡L正常发光,通过小灯泡的电流(2)由并联电路电流特点可知,通过定值电阻R的电流I=IA-IL=1.1A-0.5A=0.6A由并联电路电压的规律可知电阻R两端的电压U=UL=6V定值电阻R的阻值10.如图所示电路,滑动变阻器上标有“50Ω lA”,电源电压恒定为6V,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V闭合开关S,移动滑动变阻器滑片到某一位置时,电流表示数为0.2A,电压表示数为2V,求:(1)电阻R1的阻值;(2)此时滑动变阻器消耗的功率;(3)为保证电路安全,求滑动变阻器接入阻值的范围。【答案】(1)10Ω;(2)0.8W;(3)10Ω~50Ω【详解】(1)如图,R1和R2串联,电压表测量R1两端的电压,电阻R1的阻值为(2)由串联电路中电压的规律知,此时滑动变阻器两端的电压为U2=U-U1=6V-2V=4V所以此时滑动变阻器消耗的功率为P2=U2I=4V×0.2A=0.8W(3)当滑动变阻器阻值越大,电流表和电压表示数均越小,故滑动变阻器阻值可以取最大值50Ω;当电压表示数为3V时,电路中的电流为滑动变阻器的阻值越小,电压表和电流表示数均越大,所以,当电压表示数为3V时,滑动变阻器的阻值最小,此时滑动变阻器两端的电压为U2'=U-U1'=6V-3V=3V滑动变阻器的最小阻值为故为保证电路安全,滑动变阻器接入阻值的范围为10Ω~50Ω。
8.教学反思与改进有些学生对计算感到有些困难,主要原因是学生的各物理量找不准,公式记不住,不会用还乱用。在教学预习时强调学生重视书中的例题,通过例题加深对各量的理解,按照例题的做法写出物理量用什么字母表示,单位是什么。这样做的目的是让学生分清每一个物理量和单位,加深识记和理解。另外学生对额定电压、额定功率与实际电压、实际功率混淆不清,解题中需把电功率公式和欧姆定律公式反复运用,更加造成了困难。解决这一困难,一是要把有标记的灯泡接入不同电压的演示实验做好,二是解题中要分步计算,把每一步的已知什么求什么讲清楚。
作业设计
18.2电功率课时作业(时间:20min)
【基础训练】
知识点1:电功率
1.某电热水壶工作时的功率是1200W,请你从能量转化的角度说一说1200W表示的物理意义: 。
【答案】每一秒有1200J的电能转化为内能
【详解】电热水壶工作时,将电能转化为内能。1200W表示:每一秒有1200J的电能转化为内能。
2.小明爸爸和小亮爸爸各自购买了一台不同型号的手机,小明爸爸对小亮爸爸说:“我购买的手机将电池从零到充满仅需30分钟,比你的手机快10分钟,因此我的手机配备的充电器的充电功率比你的大。”你认为小明爸爸的观点是 (选填“正确”或“错误”)的,请说明理由: 。
【答案】 错误 电功率由电流做功与做功时间共同决定,而两部手机的电池容量未知
【详解】[1][2]电功率由电流做功与做功时间共同决定,而两部手机的电池容量未知,故小明爸爸的观点是错误的。
知识点2:电功率的计算
3.如图是小鹏家的电能表,电能表的转盘转得越快,说明电路总功率越 。将电热水器单独接入电路,正常工作,电能表的转盘转150转,电热水器的功率为 W。
【答案】 大 2000
【详解】[1]电功率是指电流做功的快慢;电能表的转盘转得越快,说明电路中用电器消耗电能越快,即电流做功越快,电路总功率越大。
[2]表盘上标有,表示电路中的用电器消耗的电能,电能表的铝盘转动1500r,电能表正常工作,转盘转150转,消耗的电能
电热水器的功率为
知识点3:额定电压和额定功率
4.灯的亮度取决于它的 (选填“额定功率”或“实际功率”)。小泽同学将标有“2.5V 0.3A”的甲灯和标有“3.8V 0.3A”的乙灯并联接在2.5V电路中,则 灯较亮(选填“甲”或“乙”)。
【答案】 实际功率 甲
【详解】[1]额定功率是灯正常发光时的功率,其两端电压为额定电压,但是灯的电压不一定是额定电压,灯的电功率不一定是额定功率,所以灯的亮度取决于它的实际功率。
[2]由题意可知,甲灯两端的电压为2.5V,流过它的电流为0.3A,根据电功率的公式可知,甲灯的电功率为
乙灯标有“3.8V 0.3A”,其电阻大小为
乙灯两端的电压为2.5V,根据可知,乙灯的电功率为
可知甲灯的电功率较大,甲灯较亮。
【能力提升】
5.如图所示的电路中,将开关S闭合,完全相同的灯和灯均正常发光。下列说法正确的是(  )
A.灯比灯亮
B.通过A点的电流大于通过B点的电流
C.若灯断路,灯仍能正常工作
D.电路中AB两点间的电压等于BC两点间的电压
【答案】D
【详解】ABD.由图知,两灯泡串联;在串联电路中,各处电流都相等,所以通过A点的电流等于通过B点的电流;两能正常工作,已知灯L1和灯L2完全相同(其电阻相同),且两灯串联,所以由U=IR可知,两灯的电压相同,即AB两点间的电压等于BC两点间的电压;灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定,两只灯泡两端电压相同,通过的电流相同,由公式P=UI知,其实际功率相同,所以两灯泡的亮度相同,故AB错误,D正确;
C.若灯断路,整个电路断路,灯不能工作,故C错误。
故选D。
6.如图,灯泡标有“6V 3W”,标有“3V 3W”,假设灯泡电阻不变。闭合开关,两灯均发光。下列说法正确的是(  )
A.通过灯泡的电流大于通过灯泡的电流
B.和对应的电压表示数之比是4∶1
C.若灯泡断路,则电压表示数为零
D.若灯泡短路,则电压表示数不变
【答案】B
【详解】由图知,两个灯泡串联,电压表V1测量小灯泡L1两端的电压,电压表V2测量小灯泡L2两端的电压;
A.串联电路中各处的电流都相等;通过灯泡L1的电流等于通过灯泡L2的电流,故A错误;
B.由可得,灯泡的电阻为
根据知,串联电流相等,电压之比等于电阻之比为
故B正确;
C.如果灯L1断路,电压表V1与电源两极相连,电压表V2与电源两极不相连,所以电压表V1有示数、电压表V2没有示数,故C错误;
D.如果灯L1短路,电压表V1示数变为零;此时V2与电源两极相连,测量电源电压,所以电压表V2的示数变大,故D错误。
故选B。
7.小明测量小灯泡的电功率,电路如图甲所示,电源电压恒为6V,小灯泡上标有“3.8V”字样。实验得到小灯泡的U-I图像如图乙所示。下列分析正确的是(  )
A.闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应滑到最左端
B.小灯泡的电阻约为12.7Ω
C.小灯泡正常发光10min,消耗的电能为684J
D.小灯泡两端电压为2.0V时,滑动变阻器消耗的电功率为8.8W
【答案】C
【详解】A.闭合开关S前,为了保护电路,滑动变阻器应移至阻值最大处,即最右端,故A错误;
B.由乙图可知,当灯泡正常发光时电压为3.8V时,电流为0.3A,则小灯泡的电阻约为
故B错误;
C.小灯泡正常发光10min,消耗的电能为
故C正确;
D.小灯泡两端电压为2.0V时,由乙图可知电路中的电流为0.22A,滑动变阻器两端电压为
滑动变阻器消耗的电功率为
故D错误。
故选C。
8.标有“6V,3W”和“6V,6W”的灯和,假设两灯灯丝电阻不变,若将它们串联在某电源上,在保证电路安全的条件下,使其中一个灯泡正常发光,下列说法正确的是(  )
A.电源电压为12V
B.灯L1和L2两端的电压之比为1∶2
C.灯L2和L1的发光亮度相同
D.电路消耗的总功率为4.5W
【答案】D
【详解】A.两个灯泡的额定电流分别为
两个灯泡的电阻分别为
将它们串联在某电源上,所以通过它们的电流相等,使其中一个灯正常发光,因为L1的额定电流小于L2的额定电流,所以通过电路的电流是0.5A,L1正常发光,L2不能正常发光,电源电压为
故A错误;
B.根据可知,灯L1和L2两端的电压之比为
故B错误;
C.灯L1和L2的电流相等,灯L1和L2两端的电压不相等,根据可知,灯L1和L2的实际功率不相等,故灯L1和L2的发光亮度不同,故C错误;
D.根据P=UI可知,电路消耗的总功率为
故D正确。
故选D。
9.如图所示,电源电压恒为4.5V,灯泡L上标有“3V  1.5W”字样,滑动变阻器R2上标有“15 1A”字样,定值电阻R1阻值为10,电压表量程为0~3V,不计温度对灯丝电阻的影响,在保证电路元件安全的前提下,下列说法错误的是(  )
A.小灯泡正常工作时电流为0.5A
B.当开关S1、S2、S3断开,S闭合时,R2接入电路的最小阻值为3
C.当开关S、S1、S2闭合,S3断开时,电路总功率最小值为3.375W
D.当开关S、S3闭合,S1、S2断开时,R2接入电路的最大阻值为15
【答案】D
【详解】A.小灯泡正常工作时电流
故A正确,不符合题意;
B.当开关断开,闭合时,滑动变阻器与灯泡串联,则电路中允许通过的最大电流
I大=I额=0.5A
此时两端电压
接入电路的最小阻值
故B正确,不符合题意;
C.当开关闭合,断开时,滑动变阻器与定值电阻并联,通过的电流
通过的最小电流
干路中的最小电流
电路总功率最小值
故C正确,不符合题意;
D.当开关闭合,断开时,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测两端电压,根据串联分压原理,当电压表示数为量程最大值时,接入电路的阻值为允许的最大值,此时灯泡L两端电压
不计温度对灯丝电阻的影响,灯泡的阻值
此时电路中的电流
则接入电路的最大阻值
故D错误,符合题意。
故选D。
10.将和两个灯泡分别采用如图甲、乙所示的方式与同一电源连接,其中的电阻小于的电阻,闭合开关S后,和都发光,并且甲图中更亮,乙图中更亮,不考虑灯丝电阻的变化,下列说法正确的是( )
A.甲图中两端的电压大于两端的电压
B.乙图中灯泡更亮,是因为通过的电流大于的电流
C.甲图中通过的电流小于通过的电流
D.乙图中通过的电流小于甲图中通过的电流
【答案】D
【详解】A.甲图中两个灯泡并联,两端的电压等于于两端的电压,故A错误;
B.乙图中两灯泡串联,通过灯泡的电流相等,的电阻大,由可知,灯泡两端的电压大;由可知,灯泡L2的实际功率大,因此灯泡L2更亮,故B错误;
C.甲图中两个灯泡并联,灯泡两端的电压相等,的电阻大,由可知,通过的电流大于通过的电流,故C错误;
D.乙图中通过的电流,甲图中通过的电流,对比可知,乙图中通过的电流小于甲图中通过的电流,故D正确。
故选D。
11.如图所示,电源电压为6V保持不变,定值电阻R1标有“10Ω;0.5A”字样;滑动变阻器R2标有“20Ω;1A”字样,电流表量程选择“0~0.6A”,电压表量程选择“0~3V”,在不损坏电路元件的情况下,下列做法正确的是(  )
A.电路中电流最大是0.6A
B.R1两端电压不能超过3V
C.滑动变阻器连入电路的阻值在10~20Ω范围内变化
D.电路的总功率在1.8~3W范围内变化
【答案】D
【详解】A.由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。因串联电路中各处的电流相等,且R1允许通过的最大电流为0.5A,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,故电路中的最大电流为0.5A,故A错误;
B.根据可知,当R1通过的电流最大,为0.5A时,R1两端的电压最大,为
故B错误;
C.电路中的最大电流为0.5A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电路中的总电阻为
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,故滑动变阻器接入电路中的最小阻值为
根据串联分压知识可知,当R2的阻值越大,其两端分的电压越大,根据可知,此时电路中的电流最小,故当电压表的示数3V时,电路中的电流最小,为
此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大,为
则滑动变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为2Ω~10Ω,故C错误;
D.根据可知,电路消耗的最大功率为
电路消耗的最小功率为
所以,电路消耗总功率允许的变化范围可以为1.8W~3W,故D正确。
故选D。
12.如图所示,电源电压恒为9V,的阻值为,滑动变阻器的规格为“”电流表的量程为“”小灯泡上标有“”字样。S闭合,、均断开,调节滑动变阻器的滑片P的位置,使小灯泡正常发光。求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻。
(2)灯泡正常发光时,滑动变阻器的阻值。
(3)当S、和均闭合时,电路消耗的最小功率。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由可得,小灯泡正常发光的电流为
由可得,小灯泡正常发光的电阻为
(2)当S闭合,S1、S2均断开时,滑动变阻器与灯泡串联,电流表测电路电流,因串联电路各处电流相等,所以,通过灯泡和滑动变阻器的电流相等,所以,当灯泡正常发光时,变阻器中通过的电流为
由串联电路电压规律可得,变阻器两端的电压为
由欧姆定律可得,变阻器接入电阻为
(3)当S、S1、S2均闭合时,滑动变阻器与R0并联,灯泡被短接,电流表测干路电流,通过R0的电流为
当滑动变阻器的阻值最大时,此支路上的电流最小,最小电流为
则干路上的最小电流为
则电路消耗的总功率最小值为
13.如图甲为某品牌取暖用油汀,铭牌如下表所示,乙是其内部电路图。R1和R2均为电热丝,S0是温度自动控制开关,高于设定温度时S0断开、低于设定温度时S0闭合。将该油汀取暖器单独接入家庭电路,闭合开关S正常工作,如图丙所示电能表转盘转动3960转。整个过程中S0累计闭合的时间为30min。求:
额定电压 220V
额定功率 低温挡 440W
高温挡 1320W
(1)低温挡工作时的电流;
(2)电热丝R2的电阻;
(3)本次使用油汀的总时间。
【答案】(1)2A
(2)55Ω
(3)2h
【详解】(1)由表中数据可知,油汀的额定电压为220V,低温挡的功率为440W,根据P=UI可知,低温挡工作时的电流
(2)分析电路图可知,闭合开关S,断开开关S0,则电路为R1的简单电路,此时电路的总电阻最大,由可知,电路的总功率最小,油汀处于低温挡;闭合开关S、S0时,R1和R2并联,电路的总电阻最小,由可知,电路的总功率最大,油汀处于高温挡,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,电热丝R2的电功率
P2=P高-P低=1320W-440W=880W
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,电热丝R2的电阻
(3)3000r/(kW·h)表示电路中每消耗的1kW·h电能,电能表转盘转过3000r,电能表转盘转动3960r,油汀消耗的电能为
闭合开关S,断开开关S0,则电路为R1的简单电路,闭合开关S、S0时,R1和R2并联,则30min内电热丝R2消耗的电能
W2=P2t2=880×10-3W×0.5h=0.44kW·h
则电热丝R1消耗的电能
W1=W-W2=1.32kW·h-0.44kW·h=0.88kW·h
由于电热丝R1一直工作,则本次使用油汀的总时间
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