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第4節(jié)焦耳定律課時(shí)導(dǎo)學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.能通過(guò)實(shí)例,認(rèn)識(shí)電流的熱效應(yīng)。
2.能在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得出電熱的大小與電流、電阻和通電時(shí)間有關(guān),知道焦耳定律。
3.會(huì)用焦耳定律進(jìn)行計(jì)算,會(huì)利用焦耳定律解釋生活中電熱利用與防治。重點(diǎn):研究電熱與電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系難點(diǎn):研究電熱與電流的關(guān)系的設(shè)計(jì)【自主學(xué)習(xí)】電流的熱效應(yīng)1.觀察課本P99圖,這些用電器工作時(shí)有什么共同特點(diǎn)?答案:這些用電器工作時(shí)都是把電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。2、電流工作時(shí),可將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。溫馨提示:電流通過(guò)導(dǎo)體一般都發(fā)熱,電流的熱效應(yīng)是普遍存在的現(xiàn)象。二、電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)
1、觀察課本P99圖中的電爐,導(dǎo)線和電爐絲串聯(lián),導(dǎo)線中的電流和電阻絲中的電流相等,導(dǎo)線的電阻小于電阻線的電阻,我們看到電爐絲熱得發(fā)紅而導(dǎo)線并不很熱,說(shuō)明電流產(chǎn)生的熱量與電阻有關(guān)。2、猜想與假設(shè):根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)可知,通電導(dǎo)體放出的熱量可能與通電時(shí)間、電阻大小、電流有關(guān)。3.主要實(shí)驗(yàn)方法:控制變量法。4、閱讀課本P99演示,實(shí)驗(yàn)中怎樣顯示導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少?答案:U形管中液面的高度差.5.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及分析:(1)探究導(dǎo)體通電時(shí)產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系.①思路:需控制電流、通電時(shí)間相同,改變電阻。②實(shí)驗(yàn)裝置:如課本P99圖所示,將兩個(gè)密閉容器中的電阻絲串聯(lián)接到電源兩端,目的是使通過(guò)兩電阻絲的電流相等。③現(xiàn)象及分析:通電一段時(shí)間后,右側(cè)U形管中液面的高度差較大,這說(shuō)明在電流、通電時(shí)間相同時(shí),電阻越大,導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。(2)探究導(dǎo)體通電時(shí)產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系①思路:需控制電阻、通電時(shí)間相同,改變電流。②實(shí)驗(yàn)裝置:如課本圖所示,兩個(gè)密閉容器中的電阻一樣大,在其中一個(gè)容器的外部,將一個(gè)電阻與這個(gè)容器內(nèi)的電阻并聯(lián),把該裝置連接到電源兩端,目的是使通過(guò)兩電阻絲的電流不相等。③現(xiàn)象及分析:通電一段時(shí)間后,左側(cè)U形管中液面的高度差較大,這說(shuō)明在電阻、通電時(shí)間相同時(shí),電流越大,導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。(3)探究導(dǎo)體通電時(shí)產(chǎn)生的熱量與通電時(shí)間的關(guān)系①思路:需控制電流、電阻相同,改變通電時(shí)間。②分析:在以上實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),以任一密閉容器中的電阻絲為研究對(duì)象,通電時(shí)間越長(zhǎng),跟該容器相連的U形管中液面的高度差越大,說(shuō)明電阻絲產(chǎn)生的熱量越多。三、焦耳定律1.填一填:(1)實(shí)驗(yàn)表明,電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量,跟電流的平方成正比,跟導(dǎo)體的電阻成正比,跟通電時(shí)間成正比,這個(gè)規(guī)律就叫做焦耳定律。(2)如果用Q表示電流流過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量,I表示導(dǎo)體中的電流,R表示導(dǎo)體的電阻,t表示通電時(shí)間,那么焦耳定律用公式表示為Q=I2Rt。(3)上式中I的單位是A,R的單位是Ω,t的單位是s,Q的單位是J。2.練一練:小吳同學(xué)自制了一個(gè)簡(jiǎn)易的“電熱驅(qū)蚊器”,發(fā)熱元件是一個(gè)阻值為×104Ω的電阻。當(dāng)發(fā)熱元件兩端的電壓為220V時(shí),通電100s產(chǎn)生的熱量為484J.溫馨提示:電流I、電阻R和時(shí)間t三個(gè)物理量中,電流I對(duì)熱量Q的影響最大。四、電熱的利用和防止閱讀課本P101最后兩段,回答下列問(wèn)題:1、除了課本提到的一些利用電熱的例子外,你還知道的相關(guān)的用電器還有電爐、電熱毯、電烘箱、電吹風(fēng)等。2、分析為什么要防止電熱的危害?哪些用電器采取了散熱措施?它們是怎樣散熱的?答案:用電器中通過(guò)電流時(shí)產(chǎn)生的熱,會(huì)使導(dǎo)體的溫度升高,使用電器不能正常工作,并且使絕緣材料迅速老化,造成危害。因此在制作和使用電器時(shí)要采取有效措施進(jìn)行散熱,以防止電熱造成的危害。如電視機(jī)和電腦的散熱窗都是為了防止電熱的危害?!竞献鹘涣鳌?.電熱與電功在大小上有什么關(guān)系?【點(diǎn)撥】可以從電功是消耗電能多少的,電熱是產(chǎn)生熱量多少的來(lái)理解。答案:電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí),如果電流所做的功全部用來(lái)產(chǎn)生熱量,則W=Q;如果電流所做的功只有一部分用來(lái)產(chǎn)生熱量,則W>Q。2、如果電流所做的功全部用來(lái)產(chǎn)生熱量,你能推導(dǎo)出計(jì)算熱量的其他公式嗎?【點(diǎn)撥】焦耳定律的公式和歐姆定律相結(jié)合推導(dǎo)。答案:3、額定電壓相同的燈泡,額定功率越大,電阻越小,正常工作時(shí)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多??墒前凑战苟?,電阻越大,單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多。二者似乎有矛盾,這是怎么回事?【點(diǎn)撥】思考這一問(wèn)題時(shí),注意前提條件,什么量是不變的,什么量改變了。答案:這兩種情況下有不同的變量,前者是在電壓一定時(shí),電阻越小,電流越大,電熱與電流是平方的關(guān)系,所以電流對(duì)電熱影響較大。后者的前提是在電流一定時(shí),電阻越大,電熱越多?!拘Ч故尽?.下列用電器中,利用電流熱效應(yīng)工作的是(B)A.電視機(jī)B.電熱毯C.電風(fēng)扇 D.電腦2、關(guān)于電熱的利用,下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(A)
A.電熱對(duì)我們來(lái)說(shuō)總是有利的
B.電視機(jī)、收音機(jī)上開(kāi)小孔是為了散熱
C.電飯鍋是利用電流熱效應(yīng)來(lái)工作的
D.梅雨季節(jié)可用電熱給電視機(jī)驅(qū)潮3、在探究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少與什么因素有關(guān)時(shí),采用了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。這是用來(lái)探究電流通過(guò)電阻絲產(chǎn)生的熱量與(B)A.導(dǎo)體的電阻的關(guān)系B.通過(guò)導(dǎo)體的電流的關(guān)系C.導(dǎo)體長(zhǎng)度的關(guān)系D.通電時(shí)間的關(guān)系4、電熱絲R1、R2串聯(lián)起來(lái),接在電路中(如圖所示)。若R1>R2,則先被點(diǎn)燃的火柴是(A)A.電熱絲R1上的火柴B.電熱絲R2上的火柴C.兩電熱絲上的火柴同時(shí)被點(diǎn)燃D.無(wú)法確定5、一根60Ω的電阻絲接在36V的電源上,通過(guò)它的電流為A,在5min內(nèi)共產(chǎn)生6480J的熱量。6、用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究“電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系”。(1)實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察“U”形管中液面的高度差來(lái)比較電流產(chǎn)生的熱量的多少。(2)為了便于比較兩種電阻絲通過(guò)電流后產(chǎn)生熱量的多少,甲、乙兩透明容器中要裝入質(zhì)量相同的空氣。(3)為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?選用的兩電阻絲的阻值不能相同。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論是在電流、通電時(shí)間一定時(shí),電阻越大,產(chǎn)生的熱量越多。7、如圖所示,電源電壓為12V,且保持不變,當(dāng)只閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí),電流表的示數(shù)是1A,開(kāi)關(guān)S1、S2同時(shí)閉合時(shí),電流表的示數(shù)為。求:(1)R1電阻的大小。(2)R2消耗的電功率是多少?(3)S1、S2同時(shí)閉合時(shí),通電10s電路中產(chǎn)生的熱量是多少?答案:(1)12Ω(2)6W(3)180J【助你學(xué)習(xí)】1、探究電熱與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn),利用了轉(zhuǎn)換法和控制變量法。(1)轉(zhuǎn)換法:通過(guò)溫度計(jì)變化的示數(shù)判斷放出熱量的多少。(2)控制變量法:①探究與電流的關(guān)系:在一根電熱絲旁并聯(lián)另一根電阻絲。②探究與電阻的關(guān)系:將兩個(gè)不同的電熱絲串聯(lián)連接。③探究與通電時(shí)間的關(guān)系:用同一個(gè)電路,改變加熱時(shí)間。2、焦耳定律的理解和應(yīng)用(1)公式的應(yīng)用:應(yīng)用公式電熱(焦耳定律)適用范圍基本公式Q=I2Rt普遍適用導(dǎo)出公式Q=UIt僅適用于純電阻電路W=Q(2)串、并聯(lián)電路中電流產(chǎn)生熱量的分配:①串聯(lián)電路中,各處的電流都相等,各電阻的通電時(shí)間也相等,所以電流通過(guò)各電阻所產(chǎn)生的熱量與其電阻成正比。即Q1∶Q2=R1∶R2。②在并聯(lián)電路中,各電阻兩端電壓相等,各電阻的通電時(shí)間也相等,所以電流通過(guò)各電阻所產(chǎn)生的熱量與其電阻成反比,即Q1∶Q2=R2∶R1。知識(shí)擂臺(tái)【課時(shí)達(dá)標(biāo)】選題測(cè)控表知識(shí)點(diǎn)題號(hào)探究電熱與哪些因素有關(guān)1、2、3、9、10焦耳定律的應(yīng)用4、5、6、7、8、11、121.一臺(tái)“220V
60W”的電風(fēng)扇、一盞“36V
60W”的白熾燈和一只“110V
60W”的電熱器各自在額定電壓下工作,比較它們相同通電時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量是(
B
)A.電風(fēng)扇最多
B.電熱器最多
C.白熾燈最多
D.三者一樣多解析:電流做功的過(guò)程是把電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過(guò)程,不同的用電器電能轉(zhuǎn)化的結(jié)果不一定相同。電風(fēng)扇主要是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,少量的轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;電熱器把消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;白熾燈把電能轉(zhuǎn)化為光能和內(nèi)能。它們的額定功率相同,正常工作相同時(shí)間,消耗的電能相同,所以電熱器產(chǎn)生的熱量最多。2.下面實(shí)驗(yàn)是研究電熱與電流關(guān)系的是(
C)A.把兩段不同的電熱絲串聯(lián)后,分別放在質(zhì)量和初溫均相同的煤油瓶中,通電后,比較油瓶中的煤油上升的溫度
B.把兩根相同的電熱絲放在質(zhì)量和初溫相同的煤油中,通過(guò)相同的電流,通電時(shí)間不同,比較煤油瓶中的煤油上升的溫度
C.把兩根相同的電熱絲放在質(zhì)量和初溫相同的煤油瓶中,分別通過(guò)不同的電流,通電時(shí)間相同,比較煤油瓶中的煤油上升的溫度
D.把兩根不同的電熱絲并聯(lián),分別放在質(zhì)量和初溫相同的煤油瓶中,通電時(shí)間相同,比較煤油瓶中的煤油上升的溫度
解析:由焦耳定律可知,電熱與電流、電阻和通電時(shí)間都有關(guān),要研究電熱與電流的關(guān)系,要控制電流和通電時(shí)間相同。所以要選擇兩根阻值相同的電阻絲,通電時(shí)間相同,但電流不能相同。電流做功放熱的多少無(wú)法直接看出,我們通過(guò)加熱物體,在研究時(shí)比較煤油溫度升高的多少來(lái)比較放出熱量的多少。
3、如圖所示是研究電流熱效應(yīng)的部分實(shí)驗(yàn)電路,甲電阻絲的阻值小于乙電阻絲的阻值。比較通電后兩根電阻絲各自兩端的電壓U甲、U乙以及它們?cè)谙嗤瑫r(shí)間內(nèi)分別產(chǎn)生的熱量Q甲、Q乙的大小,下面關(guān)系中正確的是(C)甲乙甲=U乙,Q甲=Q乙 甲<U乙,Q甲>Q乙甲<U乙,Q甲<Q乙 甲>U乙,Q甲<Q乙【解析】由題意知R甲<R乙,由于兩電阻絲串聯(lián),則流過(guò)它們的電流I相等,U甲=IR甲,U乙=IR乙,Q甲=I2R甲t,Q乙=I2R乙t,所以有U甲<U乙,Q甲<Q乙。故選C。4、某電爐絲電阻為100Ω,通電10s產(chǎn)生熱量4×103J,則通過(guò)電爐絲的電流是(A)A.2A B.4A C.20A D【解析】因?yàn)镼=I2Rt,所以電流I=QRt=4×105、電爐絲斷了,去掉15后,仍然接在原來(lái)的電源兩端,則在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量與原來(lái)產(chǎn)生的熱量之比為(A∶4 ∶5∶1 ∶5【解析】由于導(dǎo)體的電阻與長(zhǎng)度成正比,所以電爐絲去掉15后其電阻變?yōu)樵瓉?lái)的45,由電熱公式Q=U26、(2023鹽城實(shí)驗(yàn)學(xué)校月考)如圖是某家用電熱器內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)示意圖,其中R1、R2為加熱電阻絲(R1>R2)。電阻絲有四種連接方式可使電熱器提供不同的發(fā)熱功率,其中發(fā)熱功率最大的連接方式是(D)【解析】本題共有4種連接方式,四個(gè)擋位,分別是電路中只有R1工作、電路中只有R2工作、兩電阻絲串聯(lián)、兩電阻絲并聯(lián)。兩電阻絲串聯(lián)時(shí),功率最小;兩電阻絲并聯(lián)時(shí),功率最大。D項(xiàng)為兩電阻絲并聯(lián),故選D。7、某暖手寶的部分性能指標(biāo)如表,當(dāng)袋內(nèi)的水原來(lái)溫度是20℃時(shí),在額定電壓下加熱至指示燈熄滅,此過(guò)程水吸收的熱量是×105J;若加熱過(guò)程所需要的時(shí)間為210s,不計(jì)熱損失,則加熱電阻為Ω。[水的比熱容為×103J/(kg·℃額定電壓加熱電阻袋內(nèi)充水自動(dòng)斷電溫度220V1L70℃【解析】水的體積V=1L=1×10-3m3,水的質(zhì)量m=ρV=×103kg/m3×1×10-3m3=1kg,Q吸=cmΔt=×103J/(kg·℃)×1kg×(70℃-20℃)=×105J;由于不計(jì)熱損失,有W=Q吸,則暖手寶的功率P=W8、某電飯鍋內(nèi)有R0=44Ω、R=2156Ω的兩根電熱絲,將它們接入電路。如圖,當(dāng)S分別置于“1”擋和“2”擋時(shí),1擋是保溫狀態(tài),當(dāng)S接“2”擋時(shí),電路中的電流大小是5A,通電100s電路產(chǎn)生的熱量是×105【解析】電源電壓220V保持不變,當(dāng)開(kāi)關(guān)接1時(shí),兩電阻串聯(lián),電路電阻很大,根據(jù)歐姆定律可知,電流很小,根據(jù)P=UI,可知電路功率較小,為保溫狀態(tài);當(dāng)開(kāi)關(guān)接2時(shí),電阻R被短路,且R0的阻值較小,則電路中電流較大,實(shí)際功率較大,為加熱狀態(tài);當(dāng)接2時(shí),根據(jù)歐姆定律可以計(jì)算電路中電流的大小I=UR=220V44Ω=5A,根據(jù)電熱公式可以計(jì)算電路中產(chǎn)生的熱量Q=I2Rt=(5A)2×44Ω×100s=×9、(2023岳陽(yáng)古培中學(xué)一摸)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究“電流相同時(shí),通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系”(圖中甲、乙是完全相同的密閉容器,實(shí)驗(yàn)前,A、B兩“U”形管內(nèi)液面是相平的).(1)請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,將電路連接完整.(2)電流產(chǎn)生的熱量不易直接測(cè)量,因此,在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中是通過(guò)觀察“U”形管中液面的來(lái)顯示甲、乙容器內(nèi)空氣溫度的變化.通過(guò)對(duì)比觀察,你認(rèn)為(選填“甲”或“乙”)容器中的電阻產(chǎn)生的熱量多.由此可知:在電流相同、通電時(shí)間相同的情況下,越大,電流產(chǎn)生的熱量越多.(3)當(dāng)密閉容器中的空氣溫度升高時(shí),空氣的內(nèi)能將會(huì)(選填“變大”或“變小”或“不變”).(4)根據(jù)你得出的結(jié)論,簡(jiǎn)要解釋:電爐工作時(shí),電爐絲熱得發(fā)紅,而與電爐絲連接的導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱,這是為什么?【解析】(1)將兩電阻串聯(lián)接入電路中,如圖;(2)實(shí)驗(yàn)中是通過(guò)觀察“U”形管中液面的高度差來(lái)顯示甲、乙容器內(nèi)空氣溫度的變化.由圖知,B液柱的液面較高,可知乙容器中的電阻產(chǎn)生的熱量多.由此可知:在電流相同、通電時(shí)間相同的情況下,電阻越大,電流產(chǎn)生的熱量越多;(3)當(dāng)密閉容器中的空氣溫度升高時(shí),空氣的內(nèi)能將會(huì)變大;(4)電爐絲與導(dǎo)線是串聯(lián)的,電流和通電時(shí)間相等,根據(jù)Q=I2Rt,電阻越大,產(chǎn)生的熱量越多,電爐絲的電阻遠(yuǎn)大于導(dǎo)線的電阻,所以在相同的時(shí)間內(nèi),電爐絲產(chǎn)生的熱量較多,電爐絲熱得發(fā)紅,而與電爐絲連接的導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱.【答案】(1)見(jiàn)圖(2)高度差乙電阻(3)變大(4)電爐絲與導(dǎo)線是串聯(lián)的,電流和通電時(shí)間相等,而電爐絲的電阻較大,產(chǎn)生的熱量較多,所以電爐絲熱得發(fā)紅,而與電爐絲連接的導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱10、(2023邵陽(yáng)黃亭中學(xué)段考)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)導(dǎo)體會(huì)發(fā)熱,這種現(xiàn)象叫作電流的熱效應(yīng)。常見(jiàn)的白熾燈就是利用這一原理工作的。圖甲所示為小麗、小軍、小梅三位同學(xué)與老師討論這一現(xiàn)象時(shí)的情景。(1)圖甲中,小軍發(fā)表的觀點(diǎn)應(yīng)用到的物理知識(shí)是__影響電阻大小的因素__。根據(jù)小梅同學(xué)的猜想,他們討論形成了一個(gè)問(wèn)題:電流一定時(shí),導(dǎo)體在一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量與它的電阻有什么關(guān)系?于是,小麗和小梅從實(shí)驗(yàn)室找來(lái)了煤油、兩只規(guī)格相同(帶有密封塞)的燒瓶、兩根兩端開(kāi)口的細(xì)玻璃管、兩根阻值不同的鎳鉻合金絲等器材,并組裝出圖乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置。(2)在小麗和小梅的實(shí)驗(yàn)裝置中,是通過(guò)_玻璃管中液柱上升的高度__來(lái)反映電流在一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生熱量的多少的。(3)小軍看了小麗和小梅的實(shí)驗(yàn)裝置后認(rèn)為,用溫度計(jì)代替兩端開(kāi)口的細(xì)玻璃管,實(shí)驗(yàn)效果會(huì)更好。于是,他們拆除了密封塞和玻璃管,將合適的溫度計(jì)懸掛在適當(dāng)?shù)奈恢?然后開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。在上述改進(jìn)中,他們遺漏的一個(gè)重要操作是_倒出一些煤油,并使燒瓶?jī)?nèi)煤油質(zhì)量相等___?!窘馕觥?1)圖甲中,小軍發(fā)表的觀點(diǎn)應(yīng)用到的物理知識(shí)是影響電阻大小的因素;(2)在小麗和小梅的實(shí)驗(yàn)裝置中,電流在一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生熱量的多少是通過(guò)玻璃管中液柱上升的高度來(lái)反映的;(3)使用溫度計(jì)比使用玻璃管效果更好,但是實(shí)驗(yàn)始終沒(méi)有說(shuō)明兩個(gè)燒瓶中應(yīng)當(dāng)使用的煤油的質(zhì)量相等,這顯然是不妥當(dāng)?shù)摹?1、如圖,電動(dòng)機(jī)M的線圈電阻為Ω。當(dāng)S斷開(kāi)時(shí),電流表讀數(shù)為1A;當(dāng)S閉合時(shí),電流表讀數(shù)為3A。問(wèn):(1)電阻R為多大?(2)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率為多大?(3)電動(dòng)機(jī)工作2min,電動(dòng)機(jī)線圈產(chǎn)生了多少熱量?【解析】(1)當(dāng)S斷開(kāi)時(shí),只有R連入電路中,則R=UIR=(2)電動(dòng)機(jī)與電阻R并聯(lián),當(dāng)S閉合時(shí),通過(guò)電阻R的電流仍為1A,則通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為I動(dòng)=I總-IR=3A-1A=2A,則P電=UI=10V×2A=20W,P熱=I2R=(2A)2×電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和機(jī)械能,因此P機(jī)械=P電-P熱=20W-2W=18W(3)由焦耳定律可得Q=I2Rt=(2A)2×Ω×2×60s=240J【答案】(1)10Ω(2)18W(3)240J12、某品牌家用電熨斗的電路如圖甲所示,額定電壓為220V、最大功率為440W,發(fā)熱部分由調(diào)溫電阻R和定值電阻R0組成,調(diào)溫電阻R是可變電阻,其最大阻值為110Ω。電阻值均不受溫度影響。(1)定值電阻R0的阻值是多大?(2)該電熨斗工作時(shí)的最小功率多大?此時(shí)通過(guò)電路的電流是多大?(3)假設(shè)電熨斗每秒鐘散發(fā)的熱量Q跟電熨斗溫度t的關(guān)系如圖乙所示,請(qǐng)分析得出電熨斗工作時(shí)溫度的調(diào)節(jié)范圍。【解析】(1)當(dāng)調(diào)溫電阻R=0時(shí),電熨斗的電功率最大,根據(jù)P=U2R可得:R0=U2P=(220V)2440W=110Ω;(2)當(dāng)調(diào)溫電阻R=110Ω時(shí),電熨斗的電功率最小,此時(shí)通過(guò)電路的電流:I=UR+R0【答案】(1)110Ω(2)220W1A(3)90~200℃【對(duì)接中考】選題測(cè)控表本節(jié)中考??贾R(shí)點(diǎn)考查角度題號(hào)探究電熱與哪些因素有關(guān)(1)如何利用控制變量法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn);(2)如何運(yùn)用轉(zhuǎn)換法判斷電熱的多少;(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論。1焦耳定律的應(yīng)用(1)計(jì)算電熱;(2)解釋電熱現(xiàn)象2、31、(2023廣西)解析:探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系時(shí),要控制電流和通電時(shí)間相同,A對(duì)B錯(cuò);在甲圖中,由于鎳鉻合金絲的電阻大于銅絲的電阻,電流通過(guò)鎳鉻合金絲產(chǎn)生的熱量就多,過(guò)一段時(shí)間,溫度計(jì)的示數(shù)高,C錯(cuò);在乙圖中,相同時(shí)間內(nèi),電流越大,鎳鉻合金絲產(chǎn)生的熱量就越多,溫度計(jì)的示數(shù)升得越高,D正確。2、(2023巴彥淖爾)3、(2023昆明)在如圖所示的電路中,電源電壓不變,R1=3Ω,R2=6Ω。(1)當(dāng)Sl、S3斷開(kāi),S2閉合時(shí),電流表示數(shù)為1A,求電源電壓。(2)當(dāng)Sl、S3閉合,S2斷開(kāi)時(shí),求:電路中的總功率和通電1min,電阻R1產(chǎn)生的熱量。答案:(1)9V(2)1620J小專題[電學(xué)綜合計(jì)算]專項(xiàng)集訓(xùn)考查角度:(1)電流、電壓、電阻、電功(電熱)和電功率的綜合判斷和計(jì)算;(2)與圖像聯(lián)系的相關(guān)計(jì)算;(3)與力、熱聯(lián)系的相關(guān)計(jì)算。類型一比較燈泡亮暗問(wèn)題1、標(biāo)有“6V6W”,“3V3W”的燈L1和燈L2(假設(shè)燈絲電阻不變),若將它們并聯(lián)接在某電源上,兩燈都發(fā)光,下列說(shuō)法正確的是(C)A.燈L1比燈L2亮B.燈L1、L2的實(shí)際功率之比為2∶1C.電源電壓為3V時(shí),燈L2正常發(fā)光D.電源電壓為9V時(shí),燈L1、L2都正常發(fā)光【解析】?jī)蔁襞莸念~定電流:I1=P1/U1=6W/6V=1A,I2=P2/U2=3W/3V=1A;兩燈泡的電阻:R1=U1/I1=6V/1A=6Ω,R2=U2/I2=3V/1A=3Ω;因?yàn)椴⒙?lián)電路各支路兩端的電壓相等,所以根據(jù)P=U2R可知,P1∶P2=R2∶R1=3Ω∶6Ω=1∶2,故B不正確;L2燈泡的實(shí)際功率比L1燈泡大,燈泡L2比燈泡L1亮,故A不正確;電源電壓為3V時(shí),兩燈泡兩端的電壓均為3V,此時(shí)燈L解題思路:(1)燈泡正常發(fā)光U實(shí)=U額;P實(shí)=P額,額定功率大的燈泡亮(2)燈泡不正常發(fā)光(額定電壓相同)①兩燈泡串聯(lián)②兩燈泡并聯(lián)③額定電壓、額定功率都不同的燈泡,比較實(shí)際功率,比較亮度.P額=U額2R,R=U額2PP實(shí)=U實(shí)U額2·P額,P類型二與圖象有關(guān)的電功率計(jì)算2、(2023煙臺(tái))小明家買(mǎi)了一臺(tái)全自動(dòng)豆?jié){機(jī),其部分技術(shù)參數(shù)如下表,豆?jié){機(jī)的核心部件是機(jī)頭,它的中間部位是一個(gè)帶動(dòng)刀片旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī),用來(lái)將原料粉碎打漿,外部是一個(gè)環(huán)狀加熱管(電熱絲),用來(lái)對(duì)豆?jié){加熱(如圖甲是豆?jié){機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)圖).制作豆?jié){的過(guò)程是加熱-打漿-加熱-打漿-加熱,加熱和打漿交替進(jìn)行.圖乙是該豆?jié){機(jī)做好一次豆?jié){的p-t圖象,請(qǐng)根據(jù)以上信息解答下列問(wèn)題:(1)豆?jié){機(jī)正常打漿時(shí),通過(guò)電動(dòng)機(jī)電流是多少?(2)豆?jié){機(jī)正常工作時(shí),加熱管電阻絲的阻值是多少?(3)豆?jié){機(jī)做好一次豆?jié){,消耗的總電能是多少?解析:(1)由P=UI可得,豆?jié){機(jī)正常打漿時(shí)的電流:(3)由乙圖可知:加熱時(shí)間t1=9min=540s,電動(dòng)機(jī)工作時(shí)間t2=2min=120s,
加熱消耗的電能:W1=P1t1=1210W×540s=×105J,
電動(dòng)機(jī)工作消耗的電能:W2=P2t2=110W×120s=×104J,
豆?jié){機(jī)正常工作做一次豆?jié){總共消耗的電能:
W=W1+W2=×105J+×104J=×105J.
【答案】(1)(2)40Ω(3)×105J解題思路:(1)看橫縱軸代表的物理量及單位;(2)觀察線、分析圖像的變化趨勢(shì)或規(guī)律,弄清圖像所表達(dá)的物理意義;(3)找特殊點(diǎn),挖掘“起點(diǎn)、終點(diǎn)、交點(diǎn)(與x、y軸或圖像間的交點(diǎn))、拐點(diǎn)”等,判斷各點(diǎn)隱含了什么條件或物理規(guī)律;(4)根據(jù)圖像計(jì)算時(shí)應(yīng)在圖像上取一點(diǎn),然后在橫軸和縱軸上找出對(duì)應(yīng)的數(shù)值,最后根據(jù)有關(guān)公式求解.類型三動(dòng)態(tài)電路有關(guān)電功率的計(jì)算3、如圖所示,電源電壓保持不變,小燈泡L標(biāo)有“6V3W”的字樣,滑動(dòng)變阻器R1的阻值變化范圍為0~200Ω,定值電阻R2的阻值為10Ω.(燈絲的電阻不隨溫度變化)(1)小燈泡L的阻值為多少?(2)當(dāng)S、S1和S2都閉合,滑動(dòng)變阻器的滑片滑到a端時(shí),小燈泡L剛好正常發(fā)光,此時(shí)電流表的示數(shù)為多少?(3)當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片滑到b端,并保證電流表有示數(shù)時(shí),開(kāi)關(guān)應(yīng)怎樣閉合或斷開(kāi)才能使電路的總功率最小,該最小功率為多少?【解析】(1)由公式P=UI=U2R=U2P=(2)因?yàn)殡娏鞅頊y(cè)干路電流,所以其示數(shù)為I=I1+I2=UR+UR2=6V12(3)因?yàn)樾襞莸碾娮璞萊2的阻值大,所以開(kāi)關(guān)S1閉合,S2斷開(kāi)時(shí)電路的總功率最小,該最小功率為P=U2R串=【答案】(1)12Ω(2)1.1A(3)W解題思路:(1)步驟:①仔細(xì)審題,畫(huà)等效電路;②在等效電路上標(biāo)出已知量和要求的量;③區(qū)分連接方式,建立聯(lián)系,尋求公式求解.(2)動(dòng)態(tài)變化:①開(kāi)關(guān)斷開(kāi),與它串聯(lián)元件不能工作;②開(kāi)關(guān)閉合,注意是否出現(xiàn)短路,若短路,與開(kāi)關(guān)并聯(lián)的元件都不工作;③滑動(dòng)變阻器的滑片移至最小端,等同于導(dǎo)線.(3)注意:“串聯(lián)”、“并聯(lián)”、“電器正常工作”等關(guān)鍵詞.類型四多“擋位”用電器的問(wèn)題4、如下表及圖所示,是某電熱飲水機(jī)說(shuō)明書(shū)的一些數(shù)據(jù)和電路原理圖,該電熱飲水機(jī)有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)(由機(jī)內(nèi)的溫控開(kāi)關(guān)S0控制).求:熱水箱容量1L加熱時(shí)功率500W額定電壓220V保溫時(shí)功率50W(1)當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合,開(kāi)關(guān)S0斷開(kāi)時(shí),飲水機(jī)的功率是多大?(2)保溫電阻R2的阻值是多少?(3)電阻R1的阻值是多少?【解析】(1)只閉合開(kāi)關(guān)S時(shí),電路中只有R2工作,電路中的功率較小,為保溫功率:P保=50W.(2)R2=U2P2(3)加熱時(shí)S、S0全閉合,此時(shí)R1與R2并聯(lián)P1=P加-P保=500W-50W=450W,R1=U2P1=(【答案】(1)50W(2)968Ω(3)108Ω解題思路:(1)電熱器具有“高溫?fù)酢焙汀暗蜏負(fù)酢?據(jù)P=U2(2)兩擋位的控制開(kāi)關(guān)①短路式:如圖(甲)所示,當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí),有一個(gè)電阻被短路,只有一個(gè)電阻工作,此時(shí)為高溫?fù)?開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),兩電阻串聯(lián),電阻增大,電熱器的功率減小,此時(shí)為低溫?fù)?②單刀雙擲式:主要工作電阻放在干路上,一支路用導(dǎo)線,另一支路用附加電阻,如圖(乙)所示.當(dāng)開(kāi)關(guān)擲向?qū)Ь€支路時(shí),只有主電阻工作,此時(shí)為高溫?fù)?當(dāng)開(kāi)關(guān)擲向附加電阻所在支路時(shí),兩電阻串聯(lián),為低溫?fù)?③多擋問(wèn)題:兩個(gè)電阻串聯(lián)時(shí)為低溫?fù)?單獨(dú)使用一個(gè)電阻時(shí)為中溫?fù)?兩電阻并聯(lián)時(shí)為高溫?fù)?類型五力、熱、電綜合計(jì)算5、圖(甲)為某型號(hào)電子秤,其原理結(jié)構(gòu)如圖(乙)所示.R0為定值電阻,R是壓敏電阻,其阻值隨所受壓力F變化的關(guān)系如圖(丙)所示.改寫(xiě)電壓表(量程為3V)的表盤(pán)數(shù)值后可直接讀出所稱量物體的質(zhì)量,設(shè)踏板的質(zhì)量為5kg,電源電壓保持9V不變,g取10N/kg.(1)空載時(shí),電壓表的示數(shù)為1V,求R0的阻值.(2)該電子秤的量程是多大?(3)如果保持電子秤結(jié)構(gòu)和電壓表量程不變,只在電路中增加一個(gè)電阻,使電子秤的量程變?yōu)?10kg,計(jì)算說(shuō)明應(yīng)使用多大的電阻?如何連接?【解析】(1)空載時(shí),踏板對(duì)壓敏電阻的壓力F=G=mg=50N,對(duì)應(yīng)阻值為240Ω,此時(shí)R與R0串聯(lián),電壓表測(cè)R0兩端的電壓,示數(shù)為1V,則R兩端的電壓為9V-1V=8V,又8VR=1V(2)由于電壓表的量程是3V,則R上的最小電壓為9V-3V=6V,其對(duì)應(yīng)的電阻值R=2R0=60Ω,由(丙)圖阻值隨壓力的變化關(guān)系可查,60Ω對(duì)應(yīng)的壓力為950N,且F=G踏板+G物,故G物=F-G踏板=950N-50N=900N,故電子秤的量程為m=G物g=900N(3)若電子秤的量程變?yōu)?10kg,則此時(shí)壓敏電阻受到的壓力F'=G踏板+G'物=50N+1100N=1150N,則其對(duì)應(yīng)的電阻值為20Ω,由于電路中的電流為I=3V30Ω=0.1A,故壓敏電阻分得的電壓為UR=I·R'=0.1A×20Ω=2V,而電源電壓為9V,故需串聯(lián)一個(gè)電阻R分分得9V-2V-3V=4V的電壓,且4VR【答案】(1)30Ω(2)90kg(3)應(yīng)串聯(lián)接入一個(gè)40Ω的電阻6、十二五期間,太陽(yáng)能汽車是我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目,余麗同學(xué)通過(guò)查閱資料得知:某品牌的太陽(yáng)能輔助混合動(dòng)力汽車,滿載時(shí)全車最大質(zhì)量是1800kg,太陽(yáng)能電池板11.5m2,太陽(yáng)能電池板向電池充電平均每平方米可提供200W的電功率.該車以72km/h的速度勻速行駛時(shí)所受的平均阻力是車重的(1)汽車滿載時(shí),在平直的路面上以72km/h的速度勻速行駛時(shí)牽引力是多少牛?(2)若昆山年平均日照時(shí)間約為×103小時(shí),在昆山,這種汽車一年能將多少焦的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能?(3)若汽油的熱值為×107J/kg,該汽車在昆山一年從陽(yáng)光轉(zhuǎn)化的能量相當(dāng)于燃燒多少千克汽油的能量?(4)假設(shè)電池組輸出的電功率等于該車牽動(dòng)汽車的機(jī)械功率,該車滿載時(shí)在平直路面上以72km/h的速度勻速行駛時(shí),蓄電池組工作電流為多少安培?解析:(1)汽車受到的重力是G=mg=1800kg×10N/kg=18000N;勻速前進(jìn)時(shí)牽引力等于阻力,所以牽引力為F牽=f阻=×18000N=2700N.(2)這種汽車一年獲得的電能是W=Pt=11.5m2×200W/m2××103×=6×1010J.(3)由公式Q=mq得需要的汽油質(zhì)量是m=Qq=1.821(4)蓄電池的功率等于汽車的功率為P電池=P=Wt=Fst=Fv=2700N×=54000W.蓄電池工作時(shí)的電流為I=P電池U=54答案:(1)2700N(2)6×1010J(3)396kg(4)120A解題思路:力、熱、電綜合的聯(lián)系紐帶和解決關(guān)鍵(1)聯(lián)系:能量的轉(zhuǎn)化(2)關(guān)鍵是分清有用能量和總能量,具體如下①熱、力綜合:代表是熱機(jī)類交通工具,效率公式η=W有Q=Pt②電、熱綜合:代表是電熱水器,效率公式η=Q吸W③電、力綜合:代表是電動(dòng)機(jī),效率公式η=W有W=Fs④熱、力、電綜合:代表是發(fā)電機(jī),效率公式η=W有Q=第十八章單元過(guò)關(guān)與測(cè)試(40分鐘滿分100分)選題測(cè)控表電功1、11、13電功率2、4、5、6、7、8、9、10、12、14、15、16、20測(cè)量電功率17焦耳定律3、18、19一、選擇題(本大題共10小題,每小題3分,共30分)1.小明同學(xué)在家中拍到一張電能表照片,如圖所示,他仔細(xì)觀察照片后,得到下列四個(gè)結(jié)論,你認(rèn)為正確的是(B)A.電能表的額定功率為2500WB.電能表的額定電流為5AC.拍照片時(shí),小明家已消耗的電能為9316kW·hD.拍照片時(shí),小明家已消耗的電能為J【解析】此電能表的額定電壓為220V,額定電流為5A,故電能表的額定功率為1100W,電能表上表盤(pán)顯示的示數(shù)表示電能表已經(jīng)消耗的電能,且最后一位代表小數(shù)位,故拍照片時(shí),小明家已消耗電能kW·h,故B對(duì).2.下列家用電器中,功率約1kW的是(A)A.空調(diào)B.臺(tái)燈C.洗衣機(jī)D.電風(fēng)扇【解析】了解常用家用電器的電功率值是解決本題的關(guān)鍵.一般空調(diào)機(jī)的電功率為800~1300W,家用臺(tái)燈的電功率一般為25W,洗衣機(jī)的電功率一般為400W左右,電風(fēng)扇的電功率一般為40W左右,故選A.3、一只標(biāo)有“220V40W”字樣的電烙鐵正常工作時(shí),1min產(chǎn)生的熱量為(C)A.40JB.240JC.2400JD.24J【解析】電烙鐵工作時(shí),電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,根據(jù)W=Pt=40W×60s=2400J,所以電烙鐵正常工作時(shí),1min產(chǎn)生的熱量為2400J.4.將標(biāo)有“6V3W”的小燈泡連接在電路中時(shí),通過(guò)其中的電流為A,這時(shí)小燈泡的實(shí)際功率P實(shí)與額定功率P額之間關(guān)系正確的是(B)實(shí)>P額實(shí)<P額實(shí)=P額D.無(wú)法確定【解析】當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí),小燈泡的電流I==A.而實(shí)際電流小于額定電流,故實(shí)際功率小于額定功率.5.如圖為小科設(shè)計(jì)的遮光感煙探測(cè)器部分工作原理圖,在一個(gè)外部光線無(wú)法進(jìn)入的煙室中,裝有一個(gè)激光發(fā)生器及帶有一感光電阻(R0)的電路,R為定值電阻,電源電壓恒定.當(dāng)煙霧進(jìn)入煙室后,激光被煙霧遮擋而使感光電阻的阻值發(fā)生變化.當(dāng)煙霧達(dá)到某一濃度時(shí),探測(cè)器便會(huì)發(fā)出警報(bào),已知光照越強(qiáng),感光電阻阻值越小,反之則越大.當(dāng)煙霧進(jìn)入煙室并越來(lái)越濃時(shí),則(B)A.電路的總電阻逐漸變小B.電壓表的示數(shù)逐漸變大C.電流表的示數(shù)逐漸變大消耗的功率逐漸變大【解析】因?yàn)楣庹赵綇?qiáng),感光電阻阻值越小,所以當(dāng)煙霧進(jìn)入煙室并越來(lái)越濃時(shí),感光電阻受到的光照就越來(lái)越弱,即感光電阻的阻值越來(lái)越大,因?yàn)閮蓚€(gè)電阻是串聯(lián)關(guān)系,R為定值電阻,所以電路的總電阻逐漸變大.電壓表測(cè)量的是R0兩端的電壓,電路中電流變小,由U=IR可知,定值電阻R兩端的電壓變小,所以電壓表的示數(shù)逐漸變大,由公式P=可知,電阻R消耗的功率變小.6、(2023連云港)現(xiàn)在“6V3W”的燈泡和“6V6W”的燈泡,將它們接入電路中,不考慮燈絲電阻的變化。下列關(guān)于兩只燈泡的說(shuō)法正確的是(D)A.串聯(lián)后接到12V電源的兩端,兩燈均能正常發(fā)光B.串聯(lián)工作時(shí),和兩端的電壓之比為1:2C.并聯(lián)工作時(shí),和中的電流之比為2:1D.并聯(lián)工作時(shí),和的功率之比為1:2解析:根據(jù)額定電壓和額定功率,可計(jì)算出兩燈的電阻分別為12和6,則兩燈串聯(lián)后接到12V電源上,兩燈兩端的電壓分別為8V和4V,均不能正常發(fā)光,A錯(cuò);串聯(lián)時(shí),電壓之比等于電阻之比,為2:1,B錯(cuò);并聯(lián)時(shí),電流之比等于電阻之比的倒數(shù),為1:2,C錯(cuò);并聯(lián)時(shí),功率之比等于電阻之比的倒數(shù),為1:2,D正確。7.在某一溫度下,甲、乙兩電阻的電流與電壓的關(guān)系,如圖所示.由圖可知,將甲、乙并聯(lián)后接在電壓為3V的電源兩端,則電路消耗的總功率為(D)A.0.6WWWW【解析】由圖像可知,將甲、乙并聯(lián)后接在電壓為3V的電源兩端時(shí),通過(guò)甲、乙的電流分別為A、A,根據(jù)公式P=UI=3V×(A+A)=W.8、(2023臨沂)如圖所示,將標(biāo)有“12V6W”的燈泡和“6V6W”的燈泡并聯(lián)后,接在6V的電源上(設(shè)燈絲電阻不變),則(D)A.兩燈的實(shí)際功率之和等于12WB.兩燈的實(shí)際功率之和大于12WC.燈泡比燈泡亮D.燈泡比燈泡亮【解析】?jī)蔁襞莶⒙?lián)接在6V的電源上,燈泡L2正常發(fā)光,所以燈泡L2的實(shí)際功率等于額定功率6W。燈泡L1的電阻是,所以燈泡L1的實(shí)際功率是:。燈泡的亮度取決于燈泡的實(shí)際功率,實(shí)際功率大的燈泡亮,故燈泡L2比燈泡L1亮。9、(2023德陽(yáng))有兩個(gè)電路元件A、B,把它們串聯(lián)在電路中,如圖(乙)所示,流過(guò)元件的電流與其兩端的電壓關(guān)系如圖(甲)所示。閉合開(kāi)關(guān)S,這時(shí)電流表的示數(shù)為,則A、B兩元件的電功率之比為(A)甲甲乙A.4:5B.5:4C.2:3D.1:3【解析】由圖示電路圖可知,兩元件串聯(lián),通過(guò)它們的電流相等,由圖甲圖象可知,電流為時(shí),A、B兩元件兩端的電壓分別為、,兩元件的電功率之比:===4:5。故選A.10、(2023南充)一只電阻兩端的電壓由3V增大到4V時(shí),通過(guò)該電阻的電流增大了,則該電阻消耗的電功率增加了(B)A.【解析】根據(jù)歐姆定律可得:當(dāng)U=3V時(shí),電路中的電流當(dāng)U′=6V時(shí),電路中的電流,則﹣=,解得:R=4Ω,該電阻R所消耗電功率的變化:PR′﹣PR=﹣=﹣=.二、填空題(本大題共6小題,每空2分,共24分)11、(2023濱州)在家庭電路中,用電器在一段時(shí)間內(nèi)消耗的電能,通過(guò)電能表計(jì)量出來(lái),客廳電視與臥室電燈是并聯(lián)的?!窘馕觥吭诩彝ル娐分?,用電器在一段時(shí)間內(nèi)消耗的電能可以用電能表來(lái)測(cè)量;家庭電路中,各用電器之間互不影響,所以各用電器之間是并聯(lián)的,所以客廳電視與臥室電燈使并聯(lián)的。12.近幾年電動(dòng)汽車的研發(fā)和推廣得到了快速發(fā)展.電動(dòng)汽車是零排放的環(huán)保車.當(dāng)通過(guò)家庭電路對(duì)電動(dòng)汽車充電時(shí),若充電電流為10A,則充電功率為_(kāi)_2200__W.【解析】家庭電路電壓為220V,故充電功率P=UI=220V×10A=2200W.13.用兩節(jié)串接后的干電池給小燈泡供電,電壓是3V,小燈泡發(fā)光時(shí)通過(guò)的電流為A,此時(shí)小燈泡的電阻為_(kāi)__10___Ω,工作0.5min消耗的電功為_(kāi)27__J.【解析】由歐姆定律得,R==10Ω,時(shí)間t=min=30s,消耗的電功W=Pt=UIt=3V×A×30s=27J.14.兩定值電阻R1=9Ω,R2=18Ω,若將R1、R2串聯(lián)后接在電源兩端(電源電壓不變),此時(shí)R1、R2兩端的電壓之比為_(kāi)__1∶2_____;若將R1、R2并聯(lián)后接在同一電源上,則通過(guò)R1、R2的電流之比為_(kāi)2∶1__,前后兩次電路消耗的總功率之比為_(kāi)2∶9____.【解析】在串聯(lián)電路中,由于電流相等,R1、R2兩端的電壓跟電阻成正比,即1∶2.在并聯(lián)電路中由于電壓相等,通過(guò)R1、R2的電流跟電阻成反比,即2∶1.電阻R1、R2串聯(lián)后的總電阻R串=9Ω+18Ω=27Ω,電阻R1、R2并聯(lián)后的總電阻R總==6Ω.由P=可知,兩次電路消耗的總功率之比跟電阻成反比,即2∶9.15、(2023遂寧)【解析】在甲、乙兩種連接方式中,因?yàn)镻1:P1,=U12:U1,2,所以甲、乙兩圖中R1兩端的電壓之比是3:4;由U2=PR,在圖甲、乙中R1消耗的功率分別為9W、16W,可分別把R1兩端的電壓表示為U12=9R1U2=16R1,U1:U=3:4,根據(jù)電源電壓不變和串聯(lián)電路分壓原理可知U1:U2=3:1=R1:R2。16、(2023安順)三、實(shí)驗(yàn)探究題(本大題共2小題,共18分)17、(8分)(2023安徽)某同學(xué)要測(cè)量一個(gè)額定電壓為的小燈泡的額定功率,電路圖如圖甲所示。使用的電源電壓約為6V,滑動(dòng)變阻器的規(guī)格是“5Ω2A”。(1)閉合開(kāi)關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)移至b(選填“a”或“b”)端。(2)該同學(xué)將滑片移至正確位置后,閉合開(kāi)關(guān),觀察到電壓表的示數(shù)如圖乙所示,此時(shí)小燈泡兩端的電壓為V。為了保證小燈泡不被損壞,接下來(lái)應(yīng)該進(jìn)行的操作是斷開(kāi)開(kāi)關(guān)
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