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发光情况;
(6)断开开关,计算电功率值填入表格。 5、数据分析,总结结论。
(1)分析数据知,实际功率随实际电压改变而改变;
(2)灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,实际功率越大灯泡越亮。 6、注意事项:
A.连接时,开关断开,防止因短路而损坏电源或灯泡。
B.闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑至滑动变阻器的最大阻值处,防止电路中的电流过大,将灯烧坏。
C.电源电压应高于灯泡的额定电压,防止无法调节到额定电压。
D.电压表的量程应大于灯泡的额定电压,电流表的量程应大于灯泡正常工作时的电流。 E.滑动变阻器允许通过的最大电流要大于灯泡正常工作时的电流,滑动变阻器的最大电阻值应与灯泡的电阻差不多,以使调节效果明显。
F.通过三次不同电压下(额定电压,1.2倍额定电压和低于额定电压)的测量,体会用电器的实际功率并不一定等于额定功率,而是取决于加在用电器两端的实际电压。
G.在做第二次实验时(实际电压不能超过额定电压的1.2倍)需要小心调节滑动变阻器,以免烧坏灯泡。
H.实验前,要检查电路并试触,实验结束后,要先断开开关,再整理器材。
【典型例题】
类型一、基础知识
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1、如图是新式的电子式单相电能表,电能表上标有6400imp/kW?h,它表示 ;10A字样表示 ;一台标有800W的取暖器,连续工作2小时,则电能表的计数器上的显示数将从图甲变为 ;电能表的耗电指示灯将闪烁 次。电能表的耗电指示灯闪烁越快,表示接入电路中的用电器的总功率 。(填“越大”或“越小”)
【思路点拨】6400imp/kW?h,它表示每消耗1kW?h的电能,耗电指示灯将闪烁6400次,10A表示标定电流为10A;已知功率和工作的时间,根据公式W=Pt可求消耗的电能,进一步求出电能表的示数; 电能表的耗电指示灯闪烁越快,表示接入电路中的用电器的总功率越大。
【答案】每消耗1kW?h的电能,耗电指示灯将闪烁6400次 ;标定电流为10A; 00332;10240; 越大。
【解析】6400imp/kW?h,它表示每消耗1kW?h的电能,耗电指示灯将闪烁6400次,10A表示标定电流为10A;
消耗电能W=Pt=0.8kW×2h=1.6kW?h;
电能表的计数器上的显示数将从图甲变为31.6kW?h+1.6kW?h=33.2kW?h;即变为00332; 电能表的耗电指示灯将闪烁6400imp/kW?h×1.6kW?h=10240次;
在相等的时间内,电能表的耗电指示灯闪烁越快,表示接入电路中的用电器的总功率越大,消耗的电能越多。
【总结升华】本题考查消耗电能的计算,难点是明白电能表的各个参数所表示的物理意义以及电能表的读数方法。
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举一反三
【变式】从如图所示的电能表中,可以获得的正确信息是( )
A.电能表的读数为3672kW?h
B.电能表转盘转过2500转消耗电功率1kW C.用电器正常工作时的总功率不得超过2200W D.用电器正常工作时的总功率不得超过4400W 【答案】C
2、甲、乙两灯分别标有“220V 60W”和“220V 40W”字样,若它们串联后接入220V的电路中,_____(选填“甲”或“乙”)灯较亮。
【思路点拨】(1)由铭牌可知两灯泡的额定电压相等,根据R=U2/P比较两灯泡的电阻关系; (2)根据串联电路的电流特点和P=I2R比较两灯泡的实际功率,再根据灯泡的亮暗取决于实际功率的大小判断灯泡的亮暗。 【答案】乙
【解析】本题是一道综合题,主要考查实际功率和额定功率的关系。解题的关键是看它们的实际功率的大小,即灯泡的亮度由它们的实际功率决定。解答本题,按下列步骤进行:
(1)先求出两灯的电阻: R甲=
U甲2P甲22U乙(220V)(220V)=,R乙==
P乙60W40W2所以,R甲<R乙。
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(2)当两灯串联在220V电路中时:
由“220V 60W”和“220V 40W”可知,两灯正常发光的条件均是两端电压为220V,现在的条件是U甲+U乙=220V,所以U甲<220V,U乙<220V,两灯均不能正常发光。此时P甲=I甲2R甲,P乙=I乙2R乙,因为I甲=I乙,R甲<R乙,所以P甲<P乙,即乙灯较亮。
【总结升华】本题考查了串联电路的电流特点和电功率公式的灵活运用,关键是灯泡铭牌参数含义的理解与掌握。
举一反三:
【变式】(2016?滑县一模)把标有“36V 15W”的甲灯和标有“36V 5W”的乙灯串联后接在电压是36V的电路中,下列说法正确的是( )
A.因为两灯串联,甲灯的电阻较小,所以甲灯两端电压小 B.因为通过它们的电流相等,所以一样亮 C.因为甲灯额定功率较大,所以甲灯较亮 D.因为乙灯实际功率较大,所以乙灯较亮 【答案】D
3、标有“6V、3W”的灯L1和标有“6V、1W”的灯L2串联后接在12伏的电源上,求灯L1的实际功率。
【思路点拨】已知灯L1和灯L2的额定电压和额定功率,可利用公式R=U2/P求得两灯的电阻,灯L1和灯L2串联,利用串联电路电阻的特点,可以求出总电阻,知道电源电压,由欧姆定律I?实际电流,已求出L1的电阻,可利用公式P=I2R求得实际功率。 【答案与解析】
U求得两灯的R,.
2U额(6V)21R1???12?
P额13W2U额2 R2?P额2(6V)2??36?
1W?串联U1R1121???U2R2363
13?U1?U?3伏,U2?U?9伏44?UL?U额2,?L2会烧毁,电路断路L1无法工作,P1?0
【总结升华】本题考查了串联电路电流和电阻的特点,并可以利用电功率计算。
举一反三:
【变式】今有“6V、6W”的电灯L1和“6V、1.5W”的电灯L2各式各一盏,把它们分别接到电压6伏的电源上,要求两灯具有同样的亮度,应在哪一盏灯的电路里串联一个电阻?阻值为多大? 【答案与解析】
解:∵U=U额1=U额2=6V
∴若L1、L2直接接入6伏电路上均能正常发光,即P1=6W,P2=1.5W。 今要求两灯具有相同的亮度,即L1的实际功率与L2的额定功率相同: P1=P2=P额2=1.5W
L1的电路中应串联一个电阻RX起分压作用,如图所示
U2?P?R2U额1?RL1?
P额12(6V)?6W?6?
U1?P1RL1?1.5瓦?6欧?3伏?串联?U2?U?U1?6伏?3伏?3伏 由分压原理可得:RX?RL1?6欧