⑤伏安法测小灯泡功率

　　　　　　　　　　　　　 焦耳定律：①定律内容　 ②热量计算：Q=W=I²Rt

　　　　　　　　　　　　　 电热器：①构造　 ②原理

　　　　　　　 家庭电路：①组成及各部分的作用　 ②连接家庭电路

1．172.8　　 2．4 : 9　　 3．D　　 4．A B D　　 5．(1)U_R/U_R′=2/3　 (2)U_R=6V　 (3)U=8V

[单元点评]

　　 在解决电功率问题时，由于电路的连接方式不同，用电器两端的电压不同，所以用电器在各种状态中电功率不同。但在不同状态下用电器的电阻不变。利用电源电压不变和定阻电阻阻值不变可将不同状态电路联系起来求解。

5．如图4所示，电源电压U恒定，R₀是一个定值电阻，当滑动变阻器的滑片P由阻值处a点移到b端时，电压表的示数增大2伏，变阻器前后消耗的功率比为4 : 3，求：(1)变阻器滑片P位置变化前后电压表示数的比。(2)变阻器滑片P在b端时电压表的示数。(3)电源电压是多大？

同步练习答案：

4．如图3所示，一个标有“6V2W”字样的小灯泡L和滑动变阻器(最大阻值为100欧)，串联后接在电压是U的电路上，则下列判断正确的是：(　　 )

A．若U＜6V，无论怎样移动滑片P，L均不能正常发光

B．若U=6V，无论怎样移动滑片P，电路中的总功率均不会超过2W

C．若U＞6V，且不损坏灯泡和变阻器，无论怎样移动滑片P，电路中的总功率一定大于2W

D．当滑片P移至某个位置时，L和R的电功率可以相等

3．两个定值电阻R₁和R₂(R₁＞R₂)串联后接入一个电压为U的电源上，R₁和R₂消耗的功率分别为P₁和P₂；并联后仍接入在这个电源上，R₁和R₂消耗的功率分别为P₁′和P₂′(电源电压不变)，那么(　　 )

A．P₁＞P₂　 P₁′＞P₂′　　　　　 B．P₁＜P₂　 P₁′＞P₂′

C．P₁′＜P₁ P₂′＜P₂ D．P₁′＞P₁ P₂′＜P₂

2．电阻R₁的阻值是电阻R₂的阻值的2倍。若将R₁与R₂串联后接在电压为U的电源上，在时间t内电流通过R₁产生的热量为Q₁；若将R₁与R₂并联后接在同一电源上，在相等的时间t内电流通过R₁产生热量为Q₁′。则Q₁ : Q₁′=　　 (设电源电压不变，电阻不随温度变化)。

1．全校24个教室里都装有6盏“220V40W”的电灯，它们都正常发光，如果每天都少用1小时，一个月(30天)全校可节约　　　 千瓦时的电能。

4．三种重要的电磁现象：

奥斯特经过实验发现了电流周围有磁场，首先发现了电和磁之间的关系。由通电直导线周围有磁场到将直导线绕制起来，并插入铁心制成电磁铁，有非常重大的意义。电磁铁和永磁体比起来有很多优点：磁性可有可无、磁性可强可弱、磁极可以改变。由此可制成电磁继电器、电磁起重机、电磁选矿机等。法拉第发现的电磁感应现象使得机械能转化为电能，由此可制成发电机。通电导体在磁场中受到磁力的作用，由此可制成电动机，完成了电能向机械能的转化。

[解题点要]

例1．在“组成串联电路”的实验中，将额定电压相同的甲、乙两灯串联后接入如图1所示的电路中，甲灯比乙灯亮，下列说法正确的是(　　 )

A．甲灯的额定功率大，实际功率大

B．乙灯的额定功率小，实际功率小

C．甲灯的额定功率小，实际功率大

分析：甲灯和乙灯是串联在电路中，知道甲灯比乙灯亮。电灯的亮暗由它的实际功率来决定，甲灯的实际功率比乙灯的实际功率大。由于P_实=I²R变形得R=P_实/I²，两灯是串联，通过它们的电流相等，得R_甲＞R_乙，甲、乙两灯泡的额定电压相同，若它们都在额定电压下，甲灯电阻大，通过甲灯的额定电流就小(根据欧姆定律)，P_额=U_额I_额，因此甲灯的额定功率小(或甲P_额=U_额²/R也可以直接判断甲灯的额定功率小)。答案应选C项。

例2．如图2所示电路中电源电压不变，R₁=10欧，当滑动变阻器接入电路的阻值为5欧时，变阻器消耗的电功率与滑片P置于另一位置时变阻器消耗的电功率相等，则此滑动变阻器的最大阻值至少为　　 欧。

分析：电路中的电阻R₁和滑动变阻器R是串联，当滑片移动时，会引起电路中电流的变化。P向左滑动时，变阻器R连入电路的电阻变小，通过的电流变大；P向右滑动时，变阻器R连入电路的电阻变大，通过的电流变小，由公式P=I²R可知，P处于不同位置时，变阻器消耗的功率有相等的可能。

当滑动变阻器连入电路的电阻R′=5欧时，I′=U/(R₁+R′)　 P′=I′²R′=()²R′=×5W=U²/45W　 当滑动变阻器滑片P置于另一位置时，其连入电路的电阻为R″，I″=U/(R₁+R″)　 P″=I″²R″=()² R″=U²R″/(5W+R″)²　 ∵P₁′=P″　 ∴U²/45W=U²R″/(5W+R″)²　 整理得R″²－25R″+100=0　 解得R″=20W或R″=5W(R″=5W不合题意舍去)。

例3．原来室内电灯正常发光，在热得快的开关闭合的情况下，把热得快插头插入插座时，室内电灯便全部熄灭，那么，可能的原因是(　　 )

A．热得快的功率过大　　　　　　 B．插座处原来有短路

C．热得快内线路有短路　　　　　 D．热得快的插头处有短路

分析：原来室内电灯正常发光，把开关闭合的热得快的插头插入插座时，室内电灯全部熄灭，从给出的四个选项原因是两类：功率过大和发生短路。家庭电路中电流过大的原因有：一是发生短路；二是电路中的用电器的总功率过大。热得快是一种功率较大的电热器，A项的热得快的功率过大是可能的原因之一。热得快内线有短路和它的插头处有短路，也都是可能的原因。B项是插座处原来有短路，那么在热得快接入前保险丝应已熔断，室内的电灯将不能正常发光，这个原因可以排除。答案应选A、C、D项。

[课余思考]

额定电压、额定功率不同的两盏电灯串联起来接在电路中哪盏灯较亮？若将它们并联起来接在电路中哪盏灯较亮？

[同步练习]

3．关于电热器发热体、灯丝及保险丝的问题：

电热器的发热体、白炽灯的灯丝及保险丝都是利用电流的热效应工作的。但工作要求不同，所以在选材方面就不同。保险丝要求在电路中的电流过大时能自动切断电路，所以要选择电阻率大、熔点低的铅锑合金丝。白炽灯工作时是靠灯丝发热而发光，灯丝工作时的温度在2000℃左右，所以要选择电阻率大、熔点高的钨丝。电热器需选择电阻率大、熔点高的合金丝绕在绝缘材料上而成。

2．关于用电器的电功率：

使用各种用电器一定要注意它的额定电压，用电器只有在额定电压下才正常工作；实际电压偏低，消耗功率低，不能正常工作，实际电压偏高，会影响用电器的寿命，还可能烧坏用电器。一个用电器的额定功率只有一个，但它的实际功率有无数个。在计算电功率习题时，通常可以用到以下的规律：①当用电器的电阻一定时，用电器的功率与用电器两端的电压的平方成正比：P/P′=U²/U′² ，用电器的功率和通过的电流强度的平方成正比：P/P′=I²/I′² 。②在用电器两端的电压一定时，用电器的功率与导体的电阻成反比：

P₁/P₂=R₂/R₁。③当用电器中通过的电流一定时，用电器的功率与用电器的电阻成正比。P₁/P₂=R₁/R₂。