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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 其他方法测电阻 电功率，额定功率 电功率的计算公式的变形 试题正文
  • 计算题
    电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S0自动控制），从说明书上收集到如下表及图所示的电路原理图。
    （1）请分析说明温控开关S0断开时，引水机处于哪种状态？
    （2）求电阻R2的阻值。
    （3）求电热饮水机在加热状态下的工作电流。

    本题信息：2009年湖南省模拟题物理计算题难度一般 来源:牛青丹
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本试题 “电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S0自动控制），从说明书上收集到如下表及图所示的电路原理图。（1）请分析说明温控开关S0断开时，引水机...” 主要考查您对

其他方法测电阻

电功率，额定功率

电功率的计算公式的变形

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  • 电功率的计算公式的变形

伏安法测电阻实验是初中物理最重要的实验之一，但除此方法外，还有几种测量电阻阻值的特殊方法。

有电流表，无电压表的“另类方法”
　1．安安法
若器材要求只能用两个电流表，且有一只已知阻值的定值电阻。方法如下：（如图1所示）：

（1）闭合开关，测出通过R0和Rx的电流I2和I1。
Rx的计算式：


2．安滑法
若器材要求只能用一个电流表，且有一只滑动变阻器，方法如下：（如图2所示）：

（1）闭合开关，测出通过当滑动变阻器阻值最大（最大电阻为Rm）时的电流值I1和当滑动变阻器阻值最小时的电流值I2。
（2）Rx的计算式：


3．安阻法
若器材要求只能用一个电流表，且有一只已知阻值的定值电阻，方法如下：（如图3所示）：

（1）当S1闭合，S2断开时，电流表测的是通过R0的电流I0。
（2）当S1断开，S2闭合时，电流表测的是通过Rx的电流Ix。
（3）Rx的计算式：


有电压表，无电流表的“另类方法”
此类测电阻的方法，其设计思想是：由于不能利用电流表测出电流，所以必须应用电压表多次测电压，运用串联电路中电流相等求出电流，进行等效电路设计。
1．伏伏法

（1）闭合开关，测出R0和Rx两端的电压U1和U2。
 （2）Rx的计算式：


2．伏滑法
若器材要求只能用一个电压表，且有一只滑动变阻器，方法如下：（如图5所示）：

（1）闭合开关，测出当滑动变阻器阻值最大（最大电阻为Rm）时Rx两端的电压值U1和当滑动变阻器阻值最小时的电压值U2。
（2）Rx的计算式：


3．伏阻法
若器材要求只能用一个电压表，且有一只已知阻值的定值电阻，方法如下：（如图6所示）：

（1）当S1闭合，S2断开时，电压表测的是R0两端电压U0。
 （2）当S1、S2都闭合时，电压表测的是电源电压U。
 （3）Rx的计算式：

一、有电流表，无电压表的“另类方法”
　1．安安法
若器材要求只能用两个电流表，且有一只已知阻值的定值电阻。方法如下：（如图1所示）：

（1）闭合开关，测出通过R0和Rx的电流I2和I1。
Rx的计算式：

2．安滑法
若器材要求只能用一个电流表，且有一只滑动变阻器，方法如下：（如图2所示）：

（1）闭合开关，测出通过当滑动变阻器阻值最大（最大电阻为Rm）时的电流值I1和当滑动变阻器阻值最小时的电流值I2。
（2）Rx的计算式：

3．安阻法
若器材要求只能用一个电流表，且有一只已知阻值的定值电阻，方法如下：（如图3所示）：

（1）当S1闭合，S2断开时，电流表测的是通过R0的电流I0。
（2）当S1断开，S2闭合时，电流表测的是通过Rx的电流Ix。
（3）Rx的计算式：

二、有电压表，无电流表的“另类方法”
此类测电阻的方法，其设计思想是：由于不能利用电流表测出电流，所以必须应用电压表多次测电压，运用串联电路中电流相等求出电流，进行等效电路设计。
1．伏伏法

（1）闭合开关，测出R0和Rx两端的电压U1和U2。
 （2）Rx的计算式：

2．伏滑法
若器材要求只能用一个电压表，且有一只滑动变阻器，方法如下：（如图5所示）：

（1）闭合开关，测出当滑动变阻器阻值最大（最大电阻为Rm）时Rx两端的电压值U1和当滑动变阻器阻值最小时的电压值U2。
（2）Rx的计算式：

3．伏阻法
若器材要求只能用一个电压表，且有一只已知阻值的定值电阻，方法如下：（如图6所示）：

（1）当S1闭合，S2断开时，电压表测的是R0两端电压U0。
 （2）当S1、S2都闭合时，电压表测的是电源电压U。
 （3）Rx的计算式：


电功率：
1. 定义：
电流单位时间内所做的功叫做电功率，表示电流做功的快慢。
2. 单位：国际单位：瓦（W），常用单位千瓦（kW），1kW=1000W

额定功率：
1. 定义：额定功率是指用电器正常工作时的功率。它的值为用电器的额定电压乘以额定电流。若用电器的实际功率大于额定功率，则用电器可能会损坏；若实际功率小于额定功率，则用电器可能无法运行。


额定功率和实际功率：
知识点 内容
额定功率 用电器正常工作时的电压，即用电器上标明的电压值就是额定电压；用电器在额定电压下正常工作时的功率，即用电器上标明的功率就是额定功率
实际功率 用电器实际工作时的电压叫实际电压，它可能与额定电压相等，也可能比额定电压大或者小；用电器在实际电压下的功率叫做实际功率，它可能与额定功率相等，也可能比额定功率大或者小
灯泡亮暗的比较 若灯泡都能正常发光，则额定功率大的比较亮，因为灯泡在各自的额定电压下工作时，实际功率等于额定功率。额定功率大的灯泡，实际功率就大，灯泡就亮
若灯泡串联且不能正常发光，电阻大的灯泡较亮。因为灯泡越亮，它的实际功率就越大，在串联电路中，由于各处电流相等，根据P=I2R 知灯泡的电阻越大，灯泡的实际功率越大
若灯泡是并联的且不能正常发光，电阻小的灯泡较亮。在并联电路中，由于各支路两端的电 压相等，根据P=，灯泡的电阻越小，灯泡的 实际功率就越大，灯泡就越亮
补充：实际生活中的照明电路是并联电路，如果并联的用电器越多，并联部分的总电阻就越小，在总电压不变的条件下，电路中的总电流就越大，因此输电线上的电压降就越大，这样，分给用电器的电压就越小，每个用电器消耗的功率也就越小。所以灯开的少时比灯开的多时要亮些。晚上七八点钟，大家都用电灯照明，所以电灯发的光就比深夜时的暗。
灯丝通常在开灯瞬间被烧断的原因：
    导体的电阻随温度的变化而变化，金属导体的电阻随温度的升高而增大，一般金属导体温度变化几摄氏度或几十摄氏度，电阻变化不过百分之几，可忽略不计，但电灯的灯丝(钨丝)不发光时(温度几十摄氏度)，电阻较小，正常发光时灯丝的温度较高，达 2000℃左右，电阻值就要增大许多倍。在刚接通电路的瞬间，灯丝的温度还没有升高，由于电阻还很小，通过灯丝的电流要比正常发光时大得多，根据P=U2／R，这时实际功率最大，远远超过正常工作时的功率，所以通常灯丝容易在开灯时的瞬间烧断。

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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