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初中物理电功率计算原创解析中高考辅导刘 [复制链接]

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电学,初中物理又一大重点和难点。电功率的复杂计算,有时很令人头疼。如何学好这一块呢?下面我通过原创详细分析,帮同学们理清思路,达到快速解题拿高分。

例1:如下图电源电压12V保持不变,

灯泡L标有12V、6W,

闭合开关S后,

滑片P置于a端时,

小灯泡正常发光,此时

电路消耗的总功率为___W。

若滑片P置于b端时,

将图中的小灯泡换成一个

12V、9W的小灯泡L1,

则L1的实际功率___9W(选填大于或等于或小于).

解前四点分析与知识拓展:

一电流的流动特征类似于水流,专挑没有阻碍或阻碍小的路线。

二安培表的阻值很小,必须串联接入电路;伏特表的阻值很大,必须并联接入电路。

三12V、6W表示三层意思:①灯泡如果正常发光,需要提供12V的额定电压;②灯泡正常发光情况下,流过灯泡的电流必须是0.5安。因为I=P/U=6W/12V=0.5A。③灯泡正常发光时消耗的电功率是6瓦。

四关于公式的变形:

①闭合电路欧姆定律表达式U=IR可变行为R=U/I。

②电功率定义式是P=UI,可变行为I=P/U。把I=P/U代入R=U/I,得,

R=U平方/P。

③由P=UI及欧姆定律U=IR可推得:P=I平方·R,该公式适合串联电路中有关电功率的计算,因为串联电路中电流处处相等;

④由P=UI及欧姆定律U=IR的变形I=U/R可推得:P=U平方/R,该公式适合并联电路中有关电功率的计算,因为并联电路中各支路电压相等;

本题解析:

第一个空:闭合开关,滑片P在a处,电流从正极出发,流经阻值较小的安培表后,再流过灯泡,流进负极。滑动变阻器未接入电路(被短接)。此时小灯泡正常发光,流经小灯泡的电流恰好是小灯泡的额定电流0.5A。此时电路消耗的总功率为干路电流乘以总电压,

即P=UI=12V·0.5A=6W。

第二个空:滑片P置于b端时,灯泡和变阻器组成串联电路,串联分压!串联的两个电阻,根据电阻的比,按比例分担总电压12V,所以灯泡分不到12V,串联电路的电流,等于总电压÷总电阻,所以流经灯泡的实际电流,小于额定电流。由公式P=UI知,小灯泡L1的实际功率小于9W。

例2:上图中电源电压保持不变,将滑动变阻器的滑片P置于c处时,ac部分电阻是滑动变阻器最大值的1/3。此时电压表示数为6V,灯泡L消耗的功率为12W。若将变阻器的滑片P置于b端时,电压表示数为9V。求灯泡L的电阻值。

分析:首先画等效电路图!先弄明白谁和谁是串是并、电表测得是谁。本题,就灯泡和变阻器串联,电压表测的是变阻器两端的电压。别嫌麻烦。把题目所交代的以及隐含的,全都逐项列出相关公式。

详解:设电源电压为U,滑动变阻器的总电阻为3R,灯泡电阻为R1,当划片P在c处时,

③÷①得:R=R1,

把R=R1代入①,得:

U=12V,

把U=12V代入②,得:

R1=3Ω。

解后体会:解物理题,注意什么?先设出相关物理量,再列出所有的公式。注意不要列出一个就急着计算这一个,留意不同公式间的牵连。像本题,运用两式相除,得出关系式R=R1后,不难发现,再代入①或③,便能求出电压U=12V,刚从①或③解出的数据,就不要再代入①或③了!代入②!

例3:如图,电源电压不变,滑动变阻器的最大电阻Rab=12Ω。当开关S1和S2同时闭合、滑片P滑到a端时,电流表的示数为2A,电阻R0的电功率为12W,电压表的示数为U2,且U2和U1之比为2:1;当开关S1闭合、S2断开,滑片P滑到b端时,电压表示数为U1,灯L消耗的功率是其额定功率的1/9。求:

(1)当开关S1、S2同时闭合,滑片P滑到a端时,电压表的示数;

(2)灯L的额定功率。

解析:电键均闭合、P在a处时,等效电路图如附图1,并联,U2=U,

从2A和12W这两个数据打开缺口!

互为倒数,相加等2,只能均为1,故U=12V,R0=12Ω。避开解一元二次方程。

下面求第二问:从2:1入手!故U1=U/2=6V,如附图2,串联分压,总电压12V,故U灯=U-U1=6V。串联电路电流处处相等,

I=U1/Rab

=6V/12Ω=0.5A,

此时灯泡的实际功率

P=U灯×I=3W,结合1/9,故灯泡额定功率为27W。

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