解决问题的关键:灯泡的色温是由灯泡的实际功率决定的,实际功率越大,灯泡越亮。
(1)灯泡正常发光时,灯泡的实际电流等于其额定电流,灯泡的实际功率等于其额定功率,则额定功率较高的灯泡会点亮。
(2)当灯泡不正常发光时,有以下两种情况(假设灯泡的阻值不变,则可以通过灯泡的额定电流和额定功率通过R=来估算灯泡的阻值) U2数量/P数量):
①若灯泡串联,则由P real = I2 real R 可知,电阻较大的灯泡亮。
②如果灯泡并联,由P=U2/R可知,内阻较小的灯泡会点亮。
2. 电功率比估算
掌握串并联电路中的几个比例关系:
(1)当两个内阻串联时,由公式P=I2R可知,两个内阻的功率比等于内阻之比,即P1:P2=R1: R2。
(2)当两个内阻并联时,由公式P=U2/R可知,两个内阻的功率比等于内阻的比例比,即P1: P2=R2:R1。
(3)对于相同的电阻值,电压变化前后的功率之比等于变化前后电流(电压)的平方之比,即:
P1:P2=U21:U22=I21:I22。
3、解决动态电路电力问题的思路
第一步:如果有实物图,首先要根据实物图画出相应的电路图。
第二步:结合电路图,明确电路的串并联关系。
第三步:明确电路中电压表和电流表的作用。
第四步:明确滑动变阻器的滑动片连接时阻值的变化; 根据串并联电路中U、I、R的关系定律、欧姆定理、电功率公式进行分析解答。
4.IU图像常见解题方法
(1)根据图像的形状,判断是定值内阻还是非定值内阻的IU关系图像。
(2)观察图像中的“积分点”,即图像与坐标网格“十字”的交点。 该点对应的横坐标和纵坐标就是对应的电压和电压值。 借助R=U/I和P=UI可以分别计算电阻值和电功率。
(3)灵活利用串联电路中电压、电功率与内阻成反比关系,并联电路中电流与电功率和内阻成正比关系。
(4)遇到极值问题时,需要明确产生极值的原因,弄清楚什么条件下取最大值,什么条件下取最小值。
5. 极值和范围问题
解决这类问题应以不烧坏器件(“最小关心”)为原则,利用串联或并联电路的电压、电压、电阻特性、欧姆定律、电功率等热定律来计算公式。 步骤如下:
(1)明确电路图,确定电路的连接方法和水表的检测对象。
(2)了解各电路器件允许的最大电压和最大电流,以及电压表和电流表所选择的电阻值。
(3)当滑动变阻器的电阻值最大时,两端电流不能超过检测它的电流表的电阻值或它允许的最大电流,然后根据电压特性列出串联和并联电路、欧姆定律和电力。 公式估计。
(4)当滑动变阻器内阻最小时,电路中的电压、电压不能超过各器件允许的最大电压、电流,也不能超过电压表、电流表的电阻值,然后按串联和并联电路中的电流和电流特性、欧姆定律、电功率和其他热定律都被列出和估计。
6.定值内阻改变功率问题
(1)借助电压变化或电流变化,结合欧姆定理,计算出定值内阻的阻值,然后将定值内阻前后两次的电功率表示为借助公式P=I2R或P=U2/R即可得出定值内阻变化的电功率。
(2) 借助推论公式△P=(U1+U2)△I或△P=(I1+I2)△U,直接估算定值内阻变化的功率。 (这两个公式的朋友可以自行推导)
7、滑动变阻器最大功率的问题
当滑动变阻器串联已知内阻时,要求滑动变阻器的最大功率。 诀窍在于,当滑动变阻器的阻值等于定值内阻时,滑动变阻器消耗的功率最大。 然而,这个推论不能直接用于解决问题的过程中。 我们可以将滑动变阻器的电压或电流或内阻作为自变量,以滑动变阻器的最大功率作为因变量,然后构造解析公式,然后利用物理知识求解。
8、内阻不纯的问题
纯内阻电路将所有电能转化为内能,如炖锅、电熨斗等。非纯内阻电路的电能除了转化为内能外,还必须转化为其他形式的能量,如电机等; 纯内阻电路的所有估算公式,包括推理公式,都可以随意使用。 对于非纯内阻电路,只能用W=UIt作电功率,P=UI作电功率,Q=I²Rt可作电加热,P heat只能用电加热功率=I²R; 纯内阻电路W=Q,非纯内阻电路W≥Q。
△专项训练
1.灯泡的色温
1、某个房间只有一个标有“”的灯泡,小明用一个一模一样的灯泡将它们串联起来。 在电源电流恒定的情况下,卧室的总色温为()
A.
B.变暗
C.常数
D.难以确定
2、额定电流相同的两只白炽灯A、B串联在某电路中,A灯比B灯亮,下列说法正确的是( )
A、灯A的额定功率和实际功率大于灯B的额定功率和实际功率
B、灯的额定功率小,但实际功率大
C.A灯的额定功率和实际功率均小于B灯的额定功率和实际功率
D、灯的额定功率大,但实际功率小
3、按照图A、B所示两种形式连接两个灯泡A、B,可知RA=4Ω,RB=6Ω,供电电流相同。 下列分析正确的是()
A.在图A中,光A比光B亮
B.在图B中,光A比光B亮
C.图A中的A灯比图B中的A灯亮
D、图A中的总功率大于图B中的总功率
4、有两个小灯泡L1和L2分别标有“6V3W”和“9V3W”,不考虑湿度对钨丝内阻的影响,下列说法正确的是()
A。 正常工作时L1和L2电压相同
B. 当L1和L2串联同时使用时,两灯同样亮
C。 L1和L2并联使用时,两灯消耗的功率相同
D.将L1串联12Ω内阻,接至电源电流为12V的电路,L1也能正常发光
5、如图所示电路,电源电流为12V且保持不变,灯泡L上标注“12V2W”,当开关S断开时,灯泡L的实际功率为____W,当开关S断开时,灯泡L的实际功率为____W关闭时,灯泡L的色温将____(可选“变亮”、“变暗”或“不变”)。
2、电功率比
6. 在图中所示电路中,电源电流保持恒定。 合上开关S,接通滑动变阻器的滑动片,使电流表V1的读数与电流表V2的读数之比为2:1,此时R2的功率为P1; 再次连接滑动片,使电流表V1的读数与电流表V2的显示数字之比为1:2,此时R2的功率为P2,则P1:P2为()
A。 1:4
B. 1:2
C。 1:1
D. 4:1
7、额定电流均为6V的灯A、B的IU图如图所示。 下列说法正确的是( )
A、灯A、B的内阻均随电流减小而减小
B. 灯A、B额定功率之比为4:1
C。 当A、B两灯分别接在电流为2V的电源两端时,内阻之比为3:2
D. 当两灯串A、B分别接在电流为8V的电源两端时,实际功率比为1:3
8、如图所示电路中,L1、L2是两个恒阻灯泡,A、B是实验室常用的电压表或电流表连接的位置。 有些阻值不同的水表分别接在A、B位置,只闭合开关S1,两个灯都亮,两个水表表针的偏转角度相同。 关闭开关S1,将另一个水表分别接到A、B位置,合上开关S1、S2,两个灯都会亮起,那么此时两个灯的比例为____,则水表的比例为____。灯泡L1至L2的电功率为____。
9、电热水器的工作原理如图所示(已知两根内电阻丝的阻值相等,供电电流不变),有加热和制热两种工作状态保存。 当开关S1接通b,S2断开时,处于____状态,此时电路电源为P1; 当开关S1接通,S2闭合时,处于____状态,此时电路电源为P2,则P1:P2=____。
10、如图A所示,电源电流恒定,已知固定内阻R0为10Ω。 当开关S闭合,滑动变阻器的滑块P从最上端滑动到最右端时,电压表示数I与连接电路的滑动变阻器的电阻R之间的关系如图B所示,则图B中的坐标值I1=____A; 当电压表示数I=0.2A时,R0与R消耗的电功率之比为____。
3、动态电路的电力问题
11、如图所示,电源电流恒定,内阻R为固定内阻。 以下哪项陈述是正确的?
①为降低电路消耗的总功率,可在R上并联一个较大的电阻; ②为了稍微增加电路消耗的总功率,可以在R上并联一个较大的电阻; ③如果给R并联一个等效内阻,则该电路在相同时间内消耗的电能为原来的1/2; ④若标有“6V2W”的灯泡与R串接,该灯泡刚好可以正常点亮,如果更换为“6V3W”的灯泡与R串联,则该灯泡实际消耗的功率必须大于3W。
A。 ①②
B. ②④
C。 ①③
D. ③④
12. 如图所示,电源电流保持恒定。 当开关S1和S2闭合时,灯L常亮,当开关S2断开时( )
A、电压指示数字变小,灯L仍正常发光
B、电压指示数字变大,灯L变亮
C.电流表示数不变,电路总功率变大
D.电流表示数变大,灯管L的实际功率变小
13、如图,R1为固定内阻,R2为滑动变阻器,电源电流恒定。 当开关闭合,滑动变阻器的滑块连接到b端时,下列判断正确的是()
A、电压表读数变大
B.电流表V1的读数不变,V2的读数变大
C。 R1和R2消耗的电功率之和保持不变
D.电流表V1指示的减少量等于V2指示的减少量
14、如图所示,电源电流保持恒定,热敏电阻内阻Rt的阻值随着温度的降低而减小。 当气温升高时关闭开关()
A.电流表示数越多,电路消耗的总功率越大
B.电流表示数越多,电路消耗的总功率越小
C.电流表示数变小,电路消耗的总功率变小
D.电流表示数变小,电路消耗的总功率变大
15、如图所示,要使R1和R2组成并联电路,应闭合开关____。 若此时电压表A1和A2的读数之比为2:5,则R1和R2的内阻之比为____,则R1和R2消耗的电功率之比为____。
16、如图所示,电源电流为6V,R为“30Ω0.25A”滑动变阻器,R1为“10Ω0.3A”内阻,R2为“20Ω0.4A”内阻,电流表阻值为0~3V。
(1) 当S1、S2闭合,S3断开时,调节R,使电路所接电阻为10Ω。 此时电路消耗的电功率为____W。
(2)断开S1,闭合S2、S3,调节R,使电流表读数为1V,则R接入电路的阻值为____Ω。
(3)闭合所有开关,在保证电路安全的前提下,内阻R2消耗的电功率范围为____。
17、图A所示为新型电饭锅的简化电路图,R0为固定阻值15Ω,其阻值不受湿度影响。 RT为热敏电阻阻值,其阻值随温度变化如图B所示。从图中可以看出,当RT的温度从30℃上升到130℃时,总功率的变化规律电路是____; 当RT的温度达到100℃时,RT的功率为____W。
4. I—U图像
18、如图所示,是通过实验测得的白炽灯L1(“”)和L2(“”)的伏安特性图。 现在将两个灯L1和L2串联到220V电源上。 由图可知L1和L2的实际功率比约为( )
A。 1:1
B. 1:2
C。 3:5
D. 3:8
19、图A所示电路中,R1为定值内阻,R2为滑动变阻器,电源电流为3V,保持不变。 开关S闭合后,滑块P从端子b连接到端子a。 电流表示数U与电压表示数I的关系形象如图B所示。下列判断错误的是()
A。 R1的内阻为5Ω
B. 滑动变阻器最大内阻10Ω
C。 电路最大消耗总功率为1.8W
D. 电路消耗的最小总功率为1W
20、图A所示电路的电源电流为3V,灯泡的额定电流为2.5V。 图 B 显示了灯泡的 IU 图像。 闭合开关S后,下列判断正确的是()
A、当滑动变阻器的滑块P向左滑动时,灯泡变暗
B. 当电压表示为0.4A时,灯泡内阻为25Ω
C。 当电流表示为2.5V时,灯泡的功率为1.25W
D. 灯泡正常发光时电路中电功率的规律,滑动变阻器电功率为0.25W
21。 图A所示电路中,电源电流恒定为16V,R0为定值内阻,R为滑动变阻器。 开关S闭合后,滑板P滑动过程中,电流表的变化与电压表示关系如图B所示。根据图像信息,该电路的最大总功率为____W,且滑动变阻器的最大电阻为____Ω。
22。 如图A所示,将额定电流为2.5V的小灯泡接入电源电流为4.5V的电路中,合上开关S,调节滑动变阻器的滑动片P,记录相应的电流表和电压指示并画出如图B所示的IU图中电路中电功率的规律,小灯泡的额定功率为____W,小灯泡正常发光时,与电路相连的滑动变阻器的内阻为____Ω。
23。 灯泡的额定电流为36V,通过它的电压与两端电流的关系曲线如图A所示。
(1) 要将多个这种尺寸的灯泡串联到 220V 电路中,至少必须串联 ____ 个灯泡。
(2)将灯泡接入电路,如图B所示。滑动变阻器上标有“80Ω1A”。 当开关S闭合,滑块P位于中点c时,灯泡消耗的电功率为12W,供电电流为____V。
24。 如图A所示,电源两端电流保持不变。 L是标有“6V3.6W”的小灯泡。 通过它的电压与两端电流的关系如图B所示。R0是固定内阻。 当开关S、S1、S2全部闭合,滑动变阻器的滑块位于a端时,小灯泡刚好正常点亮,此时R0消耗的功率为P1; 当片滑到中间点时,电压表读数为0.5A; 当S和S2闭合时,S1断开,当滑动变阻器的滑动片滑到b端时,R0消耗的功率为P2,且P1:P2=9:4。求:
(1)小灯泡正常点亮时的内阻。
(2)滑动变阻器的最大电阻。
(3)定值内阻R0的阻值。
5. 极值和范围问题
25. 如图所示,将标有“6V3W”的小灯泡L与最大阻值100Ω的滑动变阻器R连接在总电流恒定为18V的电路中,钨丝内阻不发生变化随着温度。 电压表和电流表选择的电阻值分别为“0~0.6A”和“0~15V”。 在保证电路安全的情况下,下列说法正确的是()
A。 灯泡L正常发光时的电压为0.2A
B. 当电压表指示为0.4A时,电流表指示为4.8V
C。 为了保证电路的安全,滑动变阻器允许的最大电阻为36Ω
D. 为了保证电路的安全,滑动变阻器允许的最小电阻为24Ω
26. 如图所示电路,电源电流恒定,灯泡L的尺寸为“6V1.2W”,滑动变阻器R2的尺寸为“30Ω1A”,电压表的阻值为0-0.6A,电流表的阻值为0-3V。 合上开关S1、S2,将滑块P滑至a端,电压指示为0.5A,灯泡正常点亮,则定值内阻R1为_____Ω。 闭合开关S1,保证电路安全,并分析各种可能的情况。 整个电路的最小功率为(不考虑湿度对钨丝内阻的影响)。
27. 图中所示电路中,电源电流为9V并保持不变,灯泡标有“6V6W”,滑动变阻器标有“15Ω1A”,电压表大小为“0~0.6A”,而电流表的大小为“0~15V”。 求:(假设小灯泡内阻保持不变)
(1) 灯泡正常发光时的电压。
(2)当电压指示数为0.4A时,电流表的读数。
(3)为了保证电路的安全,滑动变阻器接在电路中电阻最小的位置。
(4)电路消耗的总功率的变化范围。 (预估结果四舍五入至小数点后一位)
6.定值内阻改变功率问题
28、定值内阻两端电流由5V变为6V,通过其的电压变化0.2A。 计算定值内阻的阻值及其变化电功率。
29、通过定值内阻的电压从0.2A变化到0.3A,其两端电流变化3V。 计算定值内阻的阻值及其变化电功率。
七、滑动变阻器最大功率问题
30、如图所示,电源电流为6V,定值内阻R0阻值为10Ω,滑动变阻器R'最大阻值为20Ω,闭合开关S,接通滑动片P滑动变阻器从端子a到端子b。 在此过程中,求出滑动变阻器的最大功率。
8、内阻不纯的问题
31、电机正常工作时,线圈两端电流为380V,线圈内阻为2Ω,通过线圈的电压为10A。 电机1秒内产生的热量为()
A.3800J
b.
C.200J
D.4000J
32、有一台直流电机,接入0.2V电流电路时,电机不转,测得流过电机的电压为0.4A; 若将电机接入2V电流电路,则电机正常工作,工作电压为1A。 求(1)电机正常工作时的输出功率是多少? (2)如果机壳正常工作时定子突然卡住,电机的发热功率是多少?
△参考答案:
1.B
2.B
3.B
4.D
5.2; 不变
6.C
7.D
8.4:5; 4:1
9、保温加热1:4
10.0.1; 2:1
11.B
12.A
13.D
14.C
15.S1、S3; 3:2; 2:3
16.1.2; 6; 0.45W~1.25W
17、先减后弱; 640
18.D
19.D
20.D
21.25.6;70
22.0.625;8
23.7; 44
24。
25.D
26.20; 0.9
27.
28.5Ω; 2.2W
29.30Ω; 1.5W
30.0.9W
31.C
32.(1)1.5W
(2)8W