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    [思维基础] 电功就是电流通过用电器做的功.电流做功过程实际就是电能转化为其他形式的能的过程.电流做了多少功.就有多少电能转化为其它形式的能. 电流在某段电路上所做的功.等于这段电路两端的电压.电路中的电流和通电时间的乘积.即 W＝UIt 电功的主单位是焦耳.简称为焦. 1焦耳＝1牛顿·米＝1伏×1安×1秒. 焦耳这个单位很小.平时常用度做电功单位.1度＝3．6×106焦. 应用W＝UIt公式时.特别要注意的是U和I是加在同一个用电器两端电压和电流. 例题1 一个电热器所用的电压是220伏.电流是0.2安.通电时间为10分钟.电流做的功是 焦. 分析:根据电功的计算公式图3 W＝UIt ＝220伏×0．2安×10×60秒 ＝26400焦 答:此题应填26400 . 例题2 用一节1.5伏的干电池点燃小灯泡.通过小灯泡的电量是14库.则电流做的功是 焦. 分析:此题未给出通过小泡泡的电流I和通电时间t.但给出了通过小灯泡的电量Q.因为电流I＝Q/t.所以 Q＝It 电流做的功 W＝UIt ＝UQ ＝1．5伏×4库 ＝21焦 所以.电功的单位也可以是 1焦＝1伏×1库 答:此题应填21 . 例题3 电路中一导体上的电压为2伏.导体中的电流为0.2安.若电流做功是24焦.则通电时间是 秒. 分析:电功的计算公式 可知.通电时间为 答:此题应填 60 . 电流在单位时间内所做的功叫做电功率.电功率是表明电流做功快慢的物理量. 电功率等于电压和电流的乘积. 即 电功率的单位是瓦特.简称为瓦.电功率的单位还有千瓦.1千瓦＝1000瓦. 电功率为1千克.电流在1小时内所做的功就是1千瓦时.千瓦时也就是前面提到的“度 . 1千瓦时＝1000瓦×3600秒 ＝3．6×106焦 用电器上标着的电压值是用电器正常工作时的电压.叫额定电压.用电器上标着的功率值是用电器在额定电压的电功率.叫额定功率.应该特别注意的是.如果用电器两端的电压不等于它的额定电压.它的实际电功率也就不等于它的额定功率. 例题4 加在一个标有“220V.40W 的灯泡上的电压为200伏.通过的电流是0．165安.则这个灯泡的额定功率是 瓦.实际功率是 瓦. 分析:灯泡上已标明了它的额定电压是220伏.额定功率是40瓦.它的实际功率 ＝200伏×0．165安 ＝33瓦 答:此题应填 40 .33 . 例题5 实际小组自制一把“220V.22W 的电烙铁.在额定电压下使用.通过电烙铁的电流是 安. 分析:由电功率的公式可知.所求电流为 答:此题应填0.1 . 例题6 标有:“220V.800W 的一个电炉正常工作2小时.消耗的电能是 千瓦时. 分析:此电炉的额定功率是0.8千瓦.正常工作2小时所做电功 ＝0．8千瓦×2小时 ＝1．6千瓦时 答:此题应填1.6 . 测定小灯泡的功率的实验.一般是用图9-3的电路来测定小灯泡的额定功率. 图9-3 例题7 用电流表和电压表测定小灯泡的额定功率.实验有如下几个步骤: (A)合上电键, (B)使滑动变阻器的阻值调到最大, (C)按电路图连接电路, (D)记下电流表和电压表的示数, (E)调节滑动变阻器的阻值.使电压表的示数 达到小灯泡的额定电压值. 请把以上步骤前的字母.按照合理的顺序 填入下面空白处. ① .② .③ .④ .⑤ . 分析:连接好电路.在开关闭合前.为了不损坏仪器要先将滑动变阻器的阻值调到最大,还要检查电流和电压表在电路中连接的是否正确.所选量程是否合适. 在测量小灯泡的额定功率时.需用滑动变阻器调节小灯泡两端的电压.使之达到额定电压. 答:此题应填① C .② B .③ A .④ E .⑤ D . 电流流过导体产生的热量.跟电流的二次方成正比.跟导体的电阻成正比.跟通电的时间成正比.这个规律叫做焦耳定律.公式是 热量的单位是焦耳. 电热器是利用电流的热效应制成的加热设备.电热器的主要组成部分是发热体.发热体是电阻大.熔点高的合金丝绕在绝缘材料上做成的. 例题8 某导体的电阻为5欧.当通过2安的电流时.30秒内这个导体产生的热量是 焦. 分析:由焦耳定律知导体产生的热量 答:此题应填600 . [经典题解] [电功] 例题1 串联在照明电路里的两盏电灯.如果的电阻比电阻大.那么 在相等的时间内.电流通过所做的功和通过所做的功相比是( ) W1＝W2 无法确定 分析:电流通过所做的功 电流通过所做的功 和串联.通过两灯里的电流相同.因电阻.而串联电路里各个电阻两 端的电压跟它的阻值成正比.所以 答:此题应选(A).例题2 有两个电阻.＝100欧.＝140欧.把它们串联后.接在24伏的电源上经1分钟.电流通过做的功＝ .电流通过所做的功＝ . . 分析:电流通过做的功 根据欧姆定律 因此.电流通过R1所做的功又可 表示为 ① R1与R2组成串联电路.其总电阻 ＝240欧 电路里的电流 将电流的值和的值代入①式 ＝2×100欧×60秒 ＝60焦 同法求电流通过所做的功 ② ＝2×140欧×60秒 ＝84焦 电功之比由①式与②式联立求得 这说明在串联电路中.电功按电阻成正比的进行分配. 答:此题应填60焦.84焦.5∶7. 例题3 两个电阻.＝100欧.＝140欧.把它们并联后.接在24伏的电源上.经过1分钟.电流通过所做的功 .电流通过所做的功＝ .: . 分析:电流通过所做的功 根据欧姆定律 图9-5 因此.电流通过所做的功又可表示为 ① ＝ 100欧×60秒 ＝345．6焦 同法求电流通过所做的功 ② ＝ 140欧×60秒 ＝246．9焦 电功之比由①式与②式联立求得 这说明在并联电路中.电功按电阻成反比的进行分配. 答:此题应填345.6焦.246.9焦.7∶5. [电功率] 例题4 一只“10V.5W 的甲灯和一只“6V.1．8W 的乙灯串联后接入电路中.两灯均能发光.比较它们的实际功率(不考虑灯丝电阻随温度的变化)图9-6. 乙灯大些 无法确定 分析:由欧姆定律结合电功率的知识.可知电功率的计算公式还可以改写成 ① ② 先用②式.依照灯泡的额定电压和额定功率.找出 甲灯和乙灯的电阻是一定不变的. 因两灯串联.通过它们的电流相同.再由两灯电阻相同.依公式①来考虑.甲.乙两灯的实际功率应一样大. 答:此题应选(C). 例题5 把标有“9V.9W 的甲灯和标有“6V.1W 的乙灯.串联在15伏的电源上.下列说法中正确的是 (A)两灯都能正常发光 (B)只有乙灯能正常发光 (C)只有甲灯能正常发光 (D)有可能两灯均不能正常发光 分析:根据两灯的额定电压和额定功率求出两个灯的电阻 两灯串联在15伏的电源上.因两灯的电阻之比∶＝1∶4.两灯实际分配的电压 两灯实际功率 计算结果甲灯实际功率小于额定功率.乙灯实际功率是其额定功率的4倍.两灯均不能正常发光.且乙灯丝可能被烧断.因此.选项(D)是唯一正确的. 答:此题应选(D). 例题6 一台标有“200V.400W 的电炉子.接在电源上.电炉恰能正常工作.现要使电炉子的功率降为额定功率的一半.应给电炉子串联一个多大的电阻后.再接在电源上 50欧 82．8欧 分析:电炉子的电阻.可由其额定电压和额定电阻求出 串联电阻后电路如图9-8所示.设此时与分配的电压为U′与.依题意此时电炉子的实际功率为其额定功率的一半.即为200瓦. 上分配的电压 ＝200伏-141.42伏 ＝58．58伏 因与R组成的串联电路.在串联电路中电压按电阻成正比分配.因此.串联的电阻 答:此题应选(C). 例题7 在图9-9所示电路中.电路两端电压不变.当滑动变阻器滑片P向右滑动时 (A)电压表示数变大.灯L变亮 (B)电压表示数变小.灯L变暗 (C)电压表示数变大.灯L变暗 (D)电压表示数变小.灯L变亮 分析:滑动变阻器的滑片P向右滑动.它的阻值增大. 滑动变阻器与L灯组成串联电路.在串联电路中. 电压按电阻成正比的进行分配.当滑动变阻器电阻增大 时.它两端的电压亦增大.所以.电压表示数应变大.两选项可以排除. 滑片向右移.使电路的总电阻变大.根据欧姆定律可知电路里的电流应变小.电灯的电阻是不变的.由P＝I2R来判断.灯的实际功率将变小.灯会变暗.(A)选项亦被排除. 答:此题应选 C . 例题8 如图9-10所示的电路.电源电压不变.试用“变大.变小.变亮.变暗.变为0.不变 回答下列问题: (1)当滑片向右滑动时.电压表的示数.电压表的示数.电流表的示数.灯和的亮度 . (2)当开关S断开时.电压表的示数 .电压表的示数 . 分析:由于电源电压不变.V1的示数也就不变.滑动变阻器与灯.组成串联电路.当滑片向右滑动时.电路的总电阻变大.根据欧姆定知电路里电流变小.因此.电流表A的示数将变小. 两灯电阻不变.当电流变小时.灯上的电压.灯的实际功率.依照和这两个公式判断.都将变小.即两灯要变暗.与灯并联的电压表示数要变小. 当开关S断开时.电路处于开始状态.电压表示数仍不变.电压表示数为0 . 答:此题应填(1)不变.变小.变小.变暗,(2)不变.为零. [测定小灯泡的功率] 例题9 为了测定电压为2．5伏的小灯泡的额定功率. (1)在图9-11上标出电流表和电压表.并标明“+ .“- 接线柱的符号. (2)在开关闭合前.滑动变阻器的滑片P应移到a端还是b端? 端. (3)若电源由两节干电池组成.所用电流表的量程有0．6安和3安,电压表的量程有3伏和15伏.估计小灯泡的电阻为8欧左右.那么电流表的量程应选 .电压表的量程应选 . (4)记录下 和 的示数.应用公 式 .计算出小灯泡的额定功率. 分析:电路图画完整后应如图9-11所示.“+ .“- 接线柱的符号已在电表上标注清楚. 因电源电压为3伏.灯泡电阻为8欧左右.所以电路里最大的电流值约为0?38安.电流表量程应稍大于0．38安.故电流表量程选0．6安.电压表量程选3伏.4 答:此题应填电压表.电流表.P＝UI. [焦耳定律] 例题10 如图9-12所示.电路两端电压保持不变.电阻R1＝60欧.电阻R2＝40欧.当开关S断开时.电流表示数为0.3安.则开关S闭合后.50秒内电流通过两电阻产生的热量总共是 焦. 分析:当开关S断开时.电路里只有R2一个电阻.这时电路两端电压 U＝IR2 ＝0．3安×40欧 ＝12伏 当开关S闭合后.电阻R1和R2组成并联电路.电路的总电阻为 R＝R1R2 R1+R2 ＝60欧×40欧 60欧+40欧 ＝24欧 这时干路里电流为 I＝UR ＝12伏 24欧 ＝0．5安 电流通过两电阻产生的热量 Q＝I2Rt ＝2×24欧×50秒 ＝300焦 答:此题应填300 . [思维体操] 下面选几个电功率与欧姆定律的综合题来分析一下.这类题有一定难度.但对培养思维能力和提高学习成绩有着重要意义. 例题1 如图9-13所示的电路中.电源电压保持不变.变阻器滑片P滑到C点时.电压表为4伏.灯L正常发光,当滑片P滑到b点时.电压表示数为8伏.已知灯L的电阻为4欧.电阻Rac＝1 4Rab.则灯L的额功率是 8瓦 2瓦 分析:当变阻器滑片在C点时.灯L与变阻器ac之间的电阻R1串联.其等效电路如图9-14(A). 根据欧姆定律知图(A)电路中电流 I1＝U R+R1 电压表与R1并联.量度的R1两端电压U1.U1＝4伏 I1R1＝U1 由上面二个公式可得 U 4+R1×R1＝4 ① 滑片P滑到b点时.灯L电阻R与滑动变阻器ab之间的电阻串联.其等效电路如图(B)所示.由题意知 R1+R2 等于 4R1.根据欧姆定律 I2＝U R+4R1 电压表与并联.量度的滑动度阻上的电压.此电压U2＝8伏 I2 ＝U2 由上二式可得 U 4+4R1·4R1＝8 ② 由①与②式联立解得变阻器ac段电阻 R1＝2欧 再由图(A)的情况来分析.灯L此时正常发光.灯L与R1串联.串联电路中电压按电阻成正比进行分配.故灯L两端电压U2可用下式求出 U2 R＝U1 R1 U2 ＝R R1·U1 ＝4欧 2欧×4伏 ＝8伏 灯L的额定功率 P＝U2L R ＝(8伏)2 4欧 ＝16瓦 答:此题应选(A). 例题2 如图9-15所示电路.电路两端电压保持不变.当只闭合开关S1时.通过电阻R1的电流是I1,当只闭合开关S2时.通过电阻R2的电流为I2.电阻R2消耗的功率为20瓦.I1∶I2＝3∶2,当只闭合开关S3时.电阻R3消耗的功率是15瓦. 求:(1)只闭合S1时.R1消耗的功率. (2)只闭合S3时.R1消耗的功率. 分析:(1)只闭合S1时.电路中只有R1中有电流.根据欧姆定律 I1＝U R ① 由电功率的公式 P1＝I21R1 ② 只闭合S2时.电阻R1与R2串联.根据欧姆定律 I2＝U R1+R2 ③ 由电功率的公式.电阻R1消耗的功率 P′1＝I23R1 ④ 因题目给出I1∶I2＝3∶2.由①式与③式得出 I1 I2＝R1+R2 R2＝3 2 即R1＝2R2 在只关闭S2时.R1与R2串联.而串联电路中电功率按电阻成正比分配.这时R2的电功率为20 瓦.电阻R1上的电功率 P′1＝40瓦 再由②式和④式联立 P1 P′1＝I21R1 I22R1 ＝2 ＝2 ＝9 4 P1＝9 4×P′1 ＝90瓦 求P1的另种解法为得出R1＝2R2后.先写电阻R2的电功率的式子 P2＝2 R2＝20瓦 ∴ P1 P2＝2 R1 R2＝9 2 P1＝92 P2＝9 2×20瓦＝90瓦 (2)因R1＝2R2.在只闭合S2时.有 2R2＝20瓦 ⑤ 在只闭合S3时.有 2·R3＝15瓦 ⑥ 由⑤式与⑥式联立得 2 9R2·R2 R3＝4 3 代简并整理 R23-6R2R3+9R22＝0 即R3＝3R2 前已得出R1＝2R2.∴R3＝32R1.在只闭合S3时.R1的电功率P″1可由下式算出 P″1 R1＝P3 3 2R1 P″1＝2 3P3 ＝2 3×15瓦 ＝10瓦 答:(1)只闭合S1时.R1消耗的功率为90瓦,(2)只闭合S3时.R1消耗的功率为10瓦. 例题3 把电阻R1接入电压保持不变的电路中.通过R1的电流为2安.R1消耗的电功率设为P1.把电阻R2与R1并联后接入该电路中.电路消耗的总功率设为P2.且P2＝2?5P1.若把R1和R2串联后仍接入该电路中.电阻R2消耗的电功率为7.2瓦.则电阻R1的阻值是  欧. 分析:按题意画出三种情况的电路如图9-16所示.在图(A)的情况下.根据欧姆定律和电功率的公式 I＝U R1 ① P1＝U2 R1 ② 在图(B)的情况下 P2＝U2 R1R2 R1+R2 ③ 依题意有 P2＝2．5P1 ④ 由②③④式联立得出 R2 R1+R2＝1 2．5 R1+R2＝2．5R2 或 R2＝2 3R1 在图(C)情况下.电阻R2的电功率 2·R2＝7．2瓦 ⑥ 由①式及题给条件I＝2安可得出 U2＝4R21 ⑦ 由⑥式与⑦式联立解得 R1＝7．5欧 答:此题应填7．5. 【查看更多】

     

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