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1、專題5 歐姆定律 電功率【知識(shí)補(bǔ)充】1.歐姆定律(I=U/R)是電路中最基本最重要的電路規(guī)律。理解掌握歐姆定律要注意同一性(定律中的電流I、電壓U和電阻R一定都是對(duì)于同一導(dǎo)體的)、同時(shí)性(定律中的電流I、電壓U和電阻R一定都是對(duì)于同一導(dǎo)體同一時(shí)刻的量)和條件性(歐姆定律只適用于純電阻用電器)。歐姆定律對(duì)含有電動(dòng)機(jī)等的電路不適用。2電路的化簡(jiǎn). 電路的化簡(jiǎn)方法:根據(jù)電流的分支與匯合判斷各個(gè)電阻的串聯(lián)與并聯(lián)關(guān)系。若電流通過各個(gè)電阻時(shí)沒有分支,則這些電阻是串聯(lián)關(guān)系;若電流有分支,則從分流點(diǎn)到匯合點(diǎn)之間的各個(gè)支路為并聯(lián)關(guān)系。如果電路中沒有電源,可以假設(shè)一個(gè)電流方向去判斷。3直流電路的動(dòng)態(tài)分析.直流電路
2、的動(dòng)態(tài)分析方法是:首先確定電路中某個(gè)電阻是增大還是減小,相應(yīng)確定電路總電阻R總是增大還是減小;其次應(yīng)用歐姆定律I=U/R總確定干路電流的變化;根據(jù)串聯(lián)電路和并聯(lián)電路知識(shí)判斷相關(guān)支路的電流電壓變化。4.電功率電功率P=UI,用電器的額定功率等于額定電壓與額定電流的乘積,用電器的實(shí)際功率等于實(shí)際電壓與通過的實(shí)際電流的乘積。5. 焦耳定律電流具有熱效應(yīng),電流通過電阻時(shí)要產(chǎn)生焦耳熱,由焦耳定律可得,產(chǎn)生的熱量Q=I2Rt。6電能的計(jì)算若用電器以恒定功率P工作,則t時(shí)間消耗電能為W=Pt。7.用電器串聯(lián)時(shí)的最大電壓 用電器串聯(lián)是實(shí)際中經(jīng)常遇到的問題。幾個(gè)用電器串聯(lián),其電流相等。可以用電器銘牌確定各個(gè)用電
3、器的額定電流,取各個(gè)用電器額定電流中的最小值乘以各個(gè)用電器的總電阻即得用電器串聯(lián)所能施加的最大電壓。8.電動(dòng)機(jī)電路電動(dòng)機(jī)的輸入功率P入=UI,電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻R發(fā)熱消耗功率P熱=I2R,電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率P=P入-P熱= UI- I2R。對(duì)于電動(dòng)機(jī)電路,U>IR。歐姆定律不成立。【例題】1.(2008河南初中物理競(jìng)賽題)燈L1標(biāo)有“8V、16W”的字樣,燈L2標(biāo)有“12V、36W”的字樣,兩燈串聯(lián)后接在電壓為U的電路中,要保證兩燈不損壞,電壓U的最大值為( ) A8V B12V C1 6V D20V2. (2011大同杯初賽)在如圖所示的電路中,電源電壓保持不變。閉合電鍵S,當(dāng)滑片P置于滑動(dòng)
4、變阻器的中點(diǎn)時(shí),電壓表的示數(shù)為4伏;當(dāng)滑片置于滑動(dòng)變阻器的b端時(shí),電壓表的示數(shù)變化了2伏,此后15秒內(nèi)定值電阻R1產(chǎn)生的熱量為60焦。下列結(jié)果正確的是 ( )A電源電壓為10伏BR1的阻值為18歐C滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為9歐DR1先后兩次消耗的電功率之比4:33.(2011大同杯初賽)甲、乙兩燈為鎢絲白熾燈,將它們并聯(lián)在照明電路里都能正常發(fā)光,且甲燈比乙燈亮,那么 ( ) A甲燈的額定功率一定比乙燈大 B甲燈消耗的電能一定比乙燈多C甲燈的電阻比乙燈大. D甲燈兩端的電壓比乙燈兩端的電壓大4.(2010大同杯初賽)將某燈泡接到電壓不變的電源兩端,燈泡的電功率為40瓦。如果將燈泡和某電阻R串聯(lián)后
5、再接到上述電源的兩端,電阻的電功率為3.6瓦,不考慮燈泡的電阻隨溫度而發(fā)生變化,且燈泡的電阻小于R,則此時(shí)燈泡的電功率為 ( )A14.4瓦。 B32.4瓦。 C0.4瓦。 D0.9瓦。5. (2010大同杯初賽)如圖所示,額定電壓為110V的A、B兩盞電燈,額定功率分別為100W和25W把它們接到220V的電路上,欲使它們都能正常發(fā)光且電路消耗的電能最少,正確的電路是()ABCD6. (2010大同杯初賽)如圖為復(fù)雜電路的一部分,電阻Rl、R2、R3的阻值之比為1:2:3,通過這三個(gè)電阻的電流之比為4:1:2則電流表A1、A2的示數(shù)之比可能為()A1:1 B2:1 C3:1 D4:17. (
6、2009大同杯初賽)通常情況下,電阻的阻值會(huì)隨溫度的變化而改變,利用電阻的這種特性可以制成電阻溫度計(jì)從而用來測(cè)量較高的溫度在圖所示的電路中電流表量程為025mA,電源電壓恒為3V,R為滑動(dòng)變阻器,電阻Rt作為溫度計(jì)的測(cè)溫探頭當(dāng)t0時(shí),Rt的阻值隨溫度t的變化關(guān)系為Rt=20+0.5t(單位為歐)先把Rt放入0環(huán)境中,閉合電鍵S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R,使電流表指針恰好滿偏,然后把測(cè)溫探頭Rt放到某待測(cè)溫度環(huán)境中,發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)為10mA,該環(huán)境的溫度為_;當(dāng)把測(cè)溫探頭Rt,放到480溫度環(huán)境中,電路消耗的電功率為_W8. (2008大同杯初賽)某汽車電動(dòng)機(jī)和車燈的電路如圖所示,只閉合電鍵S1時(shí),電
7、流表示數(shù)為10安,再閉合電鍵S2時(shí),電流表示數(shù)為58安若電源電壓為12.5伏,定值電阻R的阻值為0.05歐,電流表內(nèi)阻不計(jì),車燈電阻不變,則因電動(dòng)機(jī)工作導(dǎo)致車燈的工作電壓降低了()A2.0伏 B2.4伏 C2.6伏 D2.9伏9.(2008大同杯初賽)半導(dǎo)體電阻的大小隨溫度的變化會(huì)發(fā)生明顯的改變,用半導(dǎo)體材料制成的電阻叫熱敏電阻熱敏電阻可以用來監(jiān)控汽車元件溫度的變化,如圖(a)所示是熱敏電阻的阻值隨溫度變化的規(guī)律圖,現(xiàn)將該電阻與阻值 為50的電阻R0組成如圖(b)所示電路,電源電壓為12V,當(dāng)電流表的示數(shù)為0.2A時(shí),熱敏電阻的溫度為 ()A10 B30 C60 D9010.(2008大同杯初
8、賽)白熾燈泡用舊后,燈絲容易在最細(xì)處熔斷這是因?yàn)榕f白熾燈在工作時(shí),燈絲最細(xì)處()A通過的電流最大 B發(fā)熱的功率最大 C通過的電量最大 D電阻率最大11. (2007大同杯初賽) 如圖所示,電源電壓恒為6V,滑動(dòng)變阻器R的滑片P位于中點(diǎn),則下列情況中,可使電阻R0兩端的電壓最接近3V的是()AR=20,R0=10 BR=200,R0=400 CR=200,R0=10 DR=20,R0=40012. (2007大同杯初賽)在如圖所示的電路中,總電流I為1.2安,R1=R2=2R3則下列對(duì)通過R2電流的判斷正確的是()A大小為0.6安,方向向右 B大小為0.6安,方向向左 C大小為0.3安,方向向右
9、 D大小為0.3安,方向向左 13. (2006大同杯初賽)在如圖所示的電路中,電源電壓恒定,滑片P把變阻器分為Rap=5歐,Rbp=10歐兩部分,要求當(dāng)電鍵k閉合時(shí),c d 間的電壓不得低于電鍵斷開時(shí) c d 間電壓的90%,則電阻Rx的允許值范圍是()ARx10歐 BRx30歐 CRx10歐 DRx30歐13. (2005大同杯初賽)將阻值相等的電阻R1和R2串聯(lián)后接在一個(gè)電壓恒定的電源兩端若其中R1的電阻值不隨溫度的變化而變化而R2的電阻值隨溫度升高而增大隨溫度的下降而減小則對(duì)R2加熱或冷卻,R2的電功率的變化情況為:()A加熱升溫時(shí),電功率增大而冷卻降溫時(shí)電功率減小 B加熱升溫時(shí)電功率
10、減小,而冷卻降溫時(shí)電功率增大 C無論是加熱還是冷卻電功率均增大 D無論是加熱還是冷卻,電功率均減小14.(2005大同杯初賽)如圖所示的電路中,電源電壓U=4.5V,且保持不變,電阻R1=5,變阻器R2的最大阻值為20,電流表量程為00.6A,電壓表量程為03V該電路中,變阻器接入電路的阻值范圍是()A2.510 BO20 C2.520 D01015.(2003大同杯初賽)如圖所示,用一根電阻為6R的粗細(xì)均勻的鎳鉻合金線做成一個(gè)環(huán),在環(huán)上6個(gè)對(duì)稱的點(diǎn)上,焊接6個(gè)不計(jì)電阻的導(dǎo)線,并與接線柱連接,現(xiàn)有一根不計(jì)電阻的導(dǎo)線將6個(gè)接線柱中的任意兩個(gè)相連接,利用這種方法,可以在其它各接線柱之間的獲得不同阻
11、值(不含零電阻)的總個(gè)數(shù)和最大電阻值分別是()A9種,最大為1.5R B12種,最大為2.0R C15種,最大為2.5R D18種,最大為3.0R16.(2003大同杯復(fù)賽)將一個(gè)小燈泡(2.5V、0.3A)和一個(gè)家用的照明白熾燈(220V、40W)串聯(lián)后接到220伏的電源上將發(fā)生的情況是()A小燈泡和白熾燈都發(fā)光 B小燈泡和白熾燈都被燒壞 C小燈泡被短路白熾燈正常發(fā)光 D小燈泡被燒壞白熾燈完好但不發(fā)光17.如圖所示電路中,Rl=2,R2=3當(dāng)開關(guān)S1閉合,S2、S3斷開時(shí),電流表的示數(shù)為0.6A;當(dāng)開關(guān)S1、S2、S3都閉合時(shí),電流表示數(shù)為1.5A,且燈泡正常發(fā)光設(shè)電源電壓不變求:(1)電源
12、電壓;(2)燈泡的額定功率【拓展例題】1.(2011全國初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽初賽)如圖所示,已知R0=R1=R2=R3=Rn=R2011=3,RA=2,AB間電壓為6伏,則通過R2011的電流大小為 ( )A .1A B.(1/3)2010A C.(2/3)X(1/3)2011A D. (1/3)2012A 2. 如圖,已知R1=R2=Rn=Rn+1=Rm=Rm+1= 1/2 R,R=40,電源電壓60V,流過Rn的電流大小是 _3(2008大同杯復(fù)賽)如圖所示電路,電源電壓恒為U=8V,小燈泡上標(biāo)有“6V,4W”字樣,電阻R2=30,閉合電鍵后,若滑動(dòng)變阻器R1的滑臂P在離b端1/4處時(shí),小
13、燈泡的實(shí)際功率為1W不考慮電阻隨溫度的變化,為了使滑臂P左、右移動(dòng)時(shí),燈泡兩端電壓不超過額定電壓,變阻器R1阻值(有電流部分)的變化范圍是()A0-40 B3.4-40 C7.5-30 D10-304 (2005大同杯復(fù)賽)利用伏安法測(cè)量電阻時(shí),由于使用的不是理想電表,造成測(cè)量結(jié)果有誤差某同學(xué)采用如圖所示電路,能較準(zhǔn)確測(cè)出Rx 的阻值,已知A、B兩點(diǎn)之間電壓U保持不變當(dāng)k接通a 時(shí),電壓表示數(shù)為10伏,電流表示數(shù)為0.2安,當(dāng)k接通b時(shí),電壓表示數(shù)為12伏,電流表示數(shù)為0.15安,則待測(cè)電阻Rx的阻值為()A60歐 B65歐 C70歐 D75歐5. (2003大同杯初賽)在圖示電路中,已知R0
14、=17.6歐,將K接通a時(shí),電阻R1的電壓為1伏,流過電阻R2的電流為0.2安,將K接通b時(shí),電阻R1的電壓為1.2伏,流過電阻R2的電流為0.15安,則電阻Rx的阻值為_歐,電阻R1的阻值為 _歐6.(1998全國初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽復(fù)賽)有兩種燈泡,分別標(biāo)有(110伏 60瓦)和(110伏25瓦),把它們接入家庭照明電路中。若把兩種燈泡在同一電路中混合使用,并使它們都能正常發(fā)光,最少應(yīng)各使用多少只,如何連接?這時(shí)總電功率是多少?7.(2011全國初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽初賽)家用電熨斗為了適應(yīng)不同衣料的熨燙需要,設(shè)計(jì)了調(diào)整溫度的多檔開關(guān)。使用時(shí),轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕即可使電熨斗達(dá)到需要的低溫、中溫或高溫。圖(甲)是電熨斗的電路圖,圖中電熱絲R1=96.8,R2=48.4。旋轉(zhuǎn)開關(guān)可以改變1、2、3、4四個(gè)接點(diǎn)的連接情況,如圖(乙)中的A、B、C所示。問:(1)當(dāng)旋轉(zhuǎn)開關(guān)位于乙圖什么位置時(shí),電熨斗處于低檔位,簡(jiǎn)述理由。(2)電熨斗在中檔位工作時(shí),消耗的電功率是多少。(3)電熨斗在高檔位工作6分鐘消耗的電能為多少。8.(2009全國初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽復(fù)賽題)小蘭家的全自動(dòng)家用豆?jié){機(jī)的部分技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示。額定電壓220V電機(jī)功率180W額定頻率50Hz加熱
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