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初中三年级物理

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首页 初中三年级物理知识 串联电路的电压规律 电功率的计算公式的变形 试题正文
  • 单选题
    分别标有“12V 3W”和“6V 3W“的两个灯泡L1、L2，把它们串联起来接到电压为15V的电源上，那么能正常发光的灯是
    [     ]

    A．L1
    B．L2
    C．L1、L2
    D．都不能
    本题信息：2012年湖南省月考题物理单选题难度一般 来源:王素娟（初中物理）
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本试题 “分别标有“12V 3W”和“6V 3W“的两个灯泡L1、L2，把它们串联起来接到电压为15V的电源上，那么能正常发光的灯是[ ]A．L1B．L2C．L1、L2D．都不能” 主要考查您对

串联电路的电压规律

电功率的计算公式的变形

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  • 串联电路的电压规律
  • 电功率的计算公式的变形
串联电路电压规律：
在串联电路中，总电压等于各用电器两端的电压之和，即U=U1+U2+…+Un。

实验探究串联电路电压规律：
1．实验器材：电源、导线、开关、灯座、小灯泡、电压表。

2．实验电路图：如图甲所示。
 

3．实验步骤：
(1)按实验电路图连接好电路。连接电路过程中，开关应处于断开状态。
(2)将电压表并联在灯L1两端，测出Ll两端电压U1。在不超过量程的前提下，电压表量程应首选“0～3V”。
(3)合上开关后，将电压表的示数记录在下表中。
(4)用电压表分别测出L2两端电压U2、电路总电压U总，记下电压表示数，并填入表中。

4. 结论：串联电路中U总=U1+U2


用去表法分析电路的连接方式：
    由于电流表、电压表这些测量仪表的加入，使电路的分析成为学习的难点。初学时可先将这些测量仪表用等效法去掉，分清电路的基本构造后，再把电表添在原处，弄清电表所测物理量。
    去表法主要用于分析含有电流表和电压表的复杂的串、并联电路。
例1：在图示的电路中，电压表的示数分别为，电流表的示数分别为，那么下列关系式正确的是(   )

A.
B.
C.
D.

解析：先用“去表法”(将电流表看成导线，电压表看成断路)简化电路，可看出此电路为两个电阻串联的电路，总电压等于各部分电路两端电压之和，电流处相等。电压表分别测量两个电阻两端的电 压，测电路的总电压，故有，两个电流表分别测电路中两点的电流，是相等的，有。

解读电功率的计算公式：
     电功率的四个表达式：（1）定义式：P=W/t。（2）反映电学特点的普适式P=UI。与欧姆定律结合后得到的(3)式P=I2R。（4）式P=U2/R。
     电功率是反映电能消耗快慢的物理量，定义为1秒钟内消耗电能的多少，因此，用所消耗的电能除以消耗这些电能所用的时间，就得到定义式P=W/t。 

     经实验研究证明，电功率等于导体两端电压与通过导体电流的乘积，即P=UI。电压和电流是电路中最重要的物理量。有电压才可能有电流。电能是通过电荷有规律的运动转化成其它形式的能量的，电荷有规律的运动就形成电流。没有电流就不会消耗电能，当然也就不会有电能转化为其它形式的能量。所以，P=UI广泛应用于电功率的计算。
    
    与欧姆定律结合得到的（3）式P=I2R、（4）式P=U2/R适用于纯电阻电路。因为，欧姆定律反映的是导体中的电流与导体两端电压和导体电阻之间的关系，是在纯电阻电路中得出的，所以，它只适用于纯电阻电路。如：白炽灯、电阻、电热器等，不适用于含电动机的电路和输变电电路的计算。由于串联电路中电流处处相等，所以在串联电路中，使用（3）式P=I2R分析和计算方便。在并联电路中，各支路两端电压相等，所以用（4）式P=U2/R分析和计算方便。通过对近几年的中考命题分析，除了含电动机电路的电功率计算外，其它全是纯电阻电路。在纯电阻电路中，四个计算公式通用，可根据具体情况选择方便的公式进行运用。

巧用电阻不变求实际功率：
      由用电器铭牌上的U额、P额，求出电阻。即由P= ，解出R=；由于电阻是不变的物理量，当求不同电压的实际功率时，可依据求得。
例1：如图所示，电源电压不变，灯L1标有“6V 3W”字样。当S、S1均闭合时，L1正常发光，的示数是____V。若闭合S、断开S1，的示数是0．3A，则L2的实际功率为__W。

解析：当S、S1均闭合时，L2被短路，此时L1正常发光，所以电压表示数等于6V。当闭合S，断开S1 时，灯L1、L2串联。灯L1电阻。灯L1两端电压，所以灯L2的实际功率。
答案：6  0．72


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