九年级物理第十六章第二讲Word文档下载推荐.docx

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串联电路—

4、单位：

国际单位：

瓦特（W）常用单位：

千瓦（kw）

知识窗：

无论用电器串联或并联，计算总功率。

常用公式P=P1+P2+…Pn，其证明过程与串并联电路中电流做功关系式证明相同。

5、额定功率和实际功率：

⑴额定电压（U额）：

用电器正常工作的电压。

另有：

额定电流

额定功率（P额）：

用电器在额定电压下的功率。

实际电压（U实）：

实际加在用电器两端的电压。

实际电流

实际功率（P实）：

用电器在实际电压下的功率。

6.用电器消耗的实际功率随加在它两端的实际电压而改变。

实际电压升高，实际功率增大；

反之则减小。

a.当U实>

U额时，则P实>

P额；

（灯很亮,将缩短灯泡寿命，且易烧坏）。

b.当U实<

U额时，则P实<

P额；

（灯很暗）。

c.当U实=U额时，则P实=P额；

（正常发光）。

例如：

某灯泡上标有“PZ22OV-25w”字样分别表示：

普通照明，额定电压220V，额定功率25W的灯泡。

若知该灯“正常发光”可知：

该灯额定电压为220V，额定功率25W，额定电流I=P/U=0.11A灯丝阻值

。

灯泡在正常工作时有额定电压、额定电流、额定功率，而其亮度取决于灯泡的实际功率大小。

7.同一个电阻,接在不同的电压下使用，则有不同的电功率，如：

当实际电压是额定电压的一半时，则实际功率就是额定功率的1/4。

（即同一用电器消耗的实际功率跟它两端的实际电压的平方成正比，

;

一只标有"

220V100W"

字样的灯泡，如果接在110伏的电路中,则它消耗的实际功率是25瓦。

项目

串联电路

并联电路

P实与R的关系

串联电路中电阻越大的用电器消耗的电功率越大

并联电路中电阻越小的用电器消耗的电功率越大

灯泡发光亮度

实际电压大的P实越大，因此实际电压大的灯泡较亮

通过电流大的P实越大，因此通过电流大的灯泡较亮

电阻大的P实越大，因此电阻大的灯泡较亮

电阻小的P实越大，因此电阻小的灯泡较亮

串接上滑动变阻器的小灯泡，变阻器阻值增大时分压也大，小灯泡实际电压减小，小灯泡发光较暗

并接上滑动变阻器的电灯，由于并联电路中各部分互不干扰，所以通过小灯泡所在支路的电流不变，小灯泡发光情况不变

8.串并联电路中电功率计算的比较

例1小科做作业时，电灯突然变暗，其原因可能是（）

A．电灯的实际电压变大B．电灯的额定电压变小

C．电灯的实际功率变小D．电灯的额定功率变小

解析：

灯泡的明暗程度由灯泡的实际功率决定，与它的额定电压和额定功率无关，此外，灯泡的额定电压和额定功率是它本身的规格，它们是不会变的。

本题答案为C。

例2如果加在某定值电阻两端的电压从6V升高到10V，通过该电阻的电流变化了0.1A，则该电阻的电功率变化了（　　）

A．1.6WB．4.0W

C．0.4WD．3.4W

解析：

定值电阻

选A

例3同学们用如图所示电路探究“电功率与电流的关系”．以下观点不正确的是（）

A．实验要选取规格不同的灯泡

B．实验中将两灯并联控制了灯两端电压相同

C．将滑动变阻器串联在于路中可以完成实验

D．将题中并联电路改为串联电路也可以完成实验

实验目的是研究电功率与电流的关系．所以在电路中的两个灯泡的规格即功率要有所不同，故A观点正确；

由图可知，两灯泡的连接方式是并联．在并联电路中，各支路两端的电压都相等．故B观点正确；

根据欧姆定律，把滑动变阻

器串联在电路中，要用滑动变阻器改变被测小灯泡两端的电压．依据通过电灯泡的电压和电流，可以计算电路相应的电阻，所以可以完成实验，故C观点正

确；

根据电功率公式P=UI，如将电路改为串联，两灯泡各支路两端的电压不同，无法完成实验，故D观点错误。

故选D。

例4如图所示是酒精测试仪的原理图，R0为定值电阻。

已知酒精气体传感器的电阻与酒精气体的浓度成反比，如果测试到的酒精气体浓度越大，那么（）

A.传感器的电阻越大B.电压表的示数越大

C.通过传感器的电流越小D.电路消耗总功率越小

根据电路图可知，电阻电阻R0和酒精气体传感器串联在电路中，电压表测量的是定值电阻R0两端的电压；

如果测试到的酒精气体浓度越大，那么酒精气体传感器R2的电阻值就会越小，根据

可知，干路电流I越大，电路消耗总功率P=UI越大，定值电阻R0两端的电压U1=IR1也越大，即电压表示数越大，故本题答案为B。

点评：

本题考查欧姆定律

和串联电路中电流和电压规律，即串联电路中电流处处相等，总电压等于各用电器两端电压之和。

例5灯L1、L2分别标有“220V，60W”和“36V，60W”，串联在220V电源上，则（）

A.L1更亮些B.L2更亮些

C.L1，L2一样亮D.L2会损坏,两灯都不亮

分析：

此类题目设有陷阱，学生往往会因为表面的数值不自觉就认为220V的灯泡比36V的亮一些，先入为主的思想会导致思考不全面。

此题两个灯泡串联，电流相等，要比较灯泡的亮暗程度等价于比较两个灯泡的实际功率，由于电流相等，公式选用

然后比较电阻的大小。

解:

由

得

因为

，

所以

L1比L2亮

答：

A.

小结：

分析电路的步骤，一般是：

首先看电路是串联还是并联，第二看每个电压表、电流表测量的是哪一个用电器的电压和电流，第三找出题目中已知的物理量，接下来才会根据电路特点，利用欧姆定律，电功率的求解公式来找出相关关系，需要联立方程组解题的应快速建立对应关系，选择填空题还可以利用比例来求解。

例6　一盏灯标有“36V　40W”字样，将这盏灯接到某电路中，通过它的电流是1A，此时，这盏灯的电功率是________W．

　考查额定电压，额定功率的概念．

解答过程：

已知：

灯的额定电压UE＝36，额定功率PE＝40W，实际电流IL＝1A．

求：

PL（实际电功率）

解　先判定灯是否正常发光

　　灯正常发光时：

IE＝

＝

≈1.1A

　　因为灯的实际电流IL＜IE，所以灯不能正常发光，且PL应＜PE．

　　先求出灯的电阻R＝

＝32.4Ω

　　R不变

　　灯的实际功率：

PL＝IL2R＝（1A）2×

32.4Ω＝32.4W

答案　灯的功率为32.4W

例7某校学生宿舍走廊的路灯，原来用一盏“220V40W”的白炽灯，每晚亮10小时。

同学们发现灯泡容易损坏，需要经常更换。

后来，学校电工用两盏“220V40W”的灯泡串联后代替原路灯。

结果，两盏灯的亮度比改装前要暗，但灯泡使用寿命明显延长。

（1）改装前，一盏路灯每晚需要消耗多少电能？

（2）改装后两灯的总功率是多少？

比原来省电还是费电？

（3）小明是一位爱动脑筋的同学，他想：

路灯改装还有没有更好的方法呢？

通过查资料知道有一种“光控开关”——天黑时自动闭合，天亮时自动断开；

还有一种“声控开关”——有声音时自动闭合，一分钟后，若再无声音就自动断开。

小明利用这两种开关设计了一个“聪明”的电路：

白天路灯不亮，晚上有人走动发出声音时，路灯自动亮起来。

请判断小明设计的电路图是。

分析:

此题综合性、应用性较强，灯泡发光问题也是常见题型，求解这类题目的方法，一般是实际联系理论，串并联关系确定后，找到不变量，然后比较变量。

电能、电功率的计算找准公式可简化计算步骤。

解：

（1）改装前，由电能计算公式：

kw·

h=0.4kw·

h

（2）改装后，两灯串联后电流相等，电压之和为220V

改装后比之前要省电。

（3）详细审题后得出题意：

灯泡在白天不亮，A、B、C电路无论是白天还是黑夜，只要有声音电灯必亮，D显示的电路在黑夜里并且有声音时才亮，两者缺一不可，符合题意。

答案：

如上。

例8如图所

示，电源电压为9V保持不变，灯L上标有

“6V6W”字样，滑动变阻器R1的最大阻值为40Ω，R2=20Ω，

灯泡的电阻不变。

（1）灯泡的电阻。

（2）当S1断开，S2闭合，滑

动变阻器的滑片在最左端时，电路中的电流。

（3）电路工作时消耗的最小功

率。

灯泡与电阻R2并联，S1和S2分别控制灯泡和电阻，滑动变阻器可调节电路中各部分电流、电压的大小，本题已知量较多，而且电路较简单，分析时构建好关系式就可以解答。

（1）灯泡的电阻RL=UL2/PL=（6V）2/6W=6Ω

（2）当S1断开，S2闭

合，滑动变阻器的滑片在最左端时，电路中只有R2，由欧姆定律得电路中的电流I=U总/R2=9V/20Ω=0.45A

（3）根据P总=U总2/R总可知，当电路中总电阻最大时，整个电路消耗的功率最小。

因为，当S1断开，S2闭合，滑

动变阻器的滑片在最右端时，电路中的总电阻最大，其最大值为R总大=40Ω＋20Ω=60Ω，所以电路工作时消耗的最小功

率为P最小=U总2/R总大=（9V）2/60Ω=1.35W

答案:

（1）6Ω

（2）0.45A（3）1.35W

例9在如图所示的电路中，闭合开关S，电压表V的示数恒为6V，电流表的示数为0.5

A，电压表V2的示数为4V。

当把滑动变阻器的滑片移至最右端时，电流表的示数为0.3A。

（1）R1的阻值；

（2）滑动变阻器的最大阻值；

（3）电路消耗的最小总功率；

（4）当滑动变阻器的滑片移至最左端时，R1在5min内消耗的电能。

根据电路图可知，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联在电路中，电压表V测量的是电源电压，电压表V2测量的是滑动变阻器R2两端的电压，电流表测量的是干路电流。

（1）电源电压为U=6V，U2=4V，所以U1=U-U1=2V，

I1=0.5A，

（2）当把滑动变阻器的滑片移至最右端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，此时，电流表的示数为0.3A，电路的总电阻

（3）根据P=U2/R可知，当电路电阻最大时，电路消耗的总功率最小，

（4）当滑动变阻器的滑片移至最左端时，R1两端的电压等于电源电压，即

U1=6V，其在5min内消耗的电能为

（1）4Ω

（2）16Ω（3）1.8W（4）2700J。

课堂练习

1．某同学连接的电路如图1所示，灯泡上标有“3.5V0.7W”的字样，该同学所用电源是由三节干电池串联组成的．闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，当电流表的示数为_____A时，小灯泡恰能正常发光．这时滑动变阻器接入电路中的电阻是_____Ω．

2．张东方同学在一次实验中，所用的电阻R2的阻值为30Ω，按图2所示的电路连接器材后．闭合开关，发现电流表的示数是0.3A，如果电阻R1消耗的电功率是6W，经计算电阻R1的阻值为_____．

图1图2

3．平时我们所说的“用电器正常工作”是指用电器两端所加的电压正好等于_____，此时用电器消耗的电功率就是它的__________．当电路中有几个用电器时，无论是串联还是并联，电路中的总功率等于___________．

4.把标有“6v6W”的L1灯和标有“6V3W”的L2灯串联，接在6V的电源上，则（）

A、两灯一样亮B、L1比L2亮

C、11比L2暗D、两灯都能正常发光

5.家用电能表的盘面上，标有3000R/kwh的字样，当接入一个用电器正常工作时，1min内电能表的转盘转了15转，则该电器消耗的实际功率是（）

A、5WB、500WC、300WD、3KW

6．在图如所示的电路中，电源电压不变，灯L上标有“6V　3W”

字样。

当开关S闭合时，L正常发光，电流表的示数为0.6A。

（1）通过灯L的电流；

（2）电阻R2的阻值；

（3）在10s内，电流通过电阻R2所做的功。

本节小测

一、填空题。

1．某用电器的额定电压是220V，正常工作时的电流是800mA，这个用电器正常工作时的电功率是_____，电阻是_____；

如果该用电器每天使用5h，则每天消耗的电能是_____J，一个月耗电_____度（一个月按30天计算）．

2．如果某用电器工作时5min做功1．5×

105J，这个用电器的电功率是_____．

3．某同学将一盏标有“220V40W”的灯泡接到电路中，测出通过灯泡的电流是0．1A，这盏灯消耗的实际功率为_____．

二、选择题。

1．有几位同学将两只灯泡接入电路中，让它们同时工作，下面是它们的几种说法，其中正确的是

A．较亮的灯泡中通过的电流一定大

B．较亮的灯泡两端的电压一定大

C．较亮的灯泡额定功率一定大

D．较亮的灯泡消耗的电能一定多

2．有两个电阻R1、R2（已知R1＜R2），如果将它们串联起来接入电路中，在相等的时间内它们消耗的电能分别为W1、W2，下面的说法中正确的是

A．W1＜W2B．W1＞W2C．W1=W2D．无法判断

3．小明同学在一次实验中，将灯泡两端的电压从12V增加到14V，他观察到和灯泡串联的电流表的示数变化了0．2A，下面的说法中正确的是（灯丝电阻不变）

A．该灯泡消耗的电功率变化了0．4W

B．该灯泡消耗的电功率变化了2．8W

C．该灯泡消耗的电功率变化了2．4W

D．该灯泡消耗的电功率变化了5．2W

4．某实验小组的同学在一次实验中，将一个标有“12V2．4W”的灯泡和一个电阻R串联起来接在电路中，如图1所示，闭合开关灯泡恰能正常发光；

如果它们将灯泡换成一个标有“12V3．6W”字样的，下面的说法中正确的是（电源电压不变）

A．“12V3．6W”灯泡消耗的实际功率比3．6W小

B．“12V3．6W”灯泡消耗的实际功率比3．6W大

C．“12V3．6W”灯泡消耗的实际功率等于3．6W

D．无法判断“12V3．6W”灯泡消耗的实际功率的大小

图1图2

5．某同学连接的电路如图2所示，闭合开关后，发现电流表甲的示数为0．2A，电流表乙的示数为0．8A，下面的说法中正确的是

A．电阻R1与电阻R2消耗的电功率之比是1∶3

B．电阻R1与电阻R2消耗的电功率之比是1∶9

C．电阻R1与电阻R2消耗的电功率之比是3∶1

D．电阻R1与电阻R2消耗的电功率之比是9∶1

6．某同学家中有一个电炉，上面标有“220V1000W”的字样，下面关于这个电炉的说法中正确的是

A．使用这个电炉时应连接额定电流为10A的保险丝

B．这个电炉在正常工作时的电阻为484Ω

C．这个电炉工作时消耗的电功率是1000W

D．这个电炉正常工作0．5h消耗的电能为1．8×

106J

7．某同学有一个灯泡，将它与8Ω的电阻串联，当将它们接在24V的电源上时，灯泡恰好能正常发光，该同学测得通过电阻的电流为1．5A．下面的说法中正确的是

A．这个灯泡的额定电功率为36W，额定电压为24V

B．这个灯泡的额定电功率为18W，额定电压为12V

C．这个灯泡的额定电功率为20W，额定电压为12V

D．这个灯泡的额定电功率为12W，额定电压为12V

8．张研同学有两段电热丝，电阻分别是R1、R2（R1＞R2），他将这两段电热丝在电路中串联起来，分别放入两个相同的容器中，两个容器中装有相同质量的水，如图3所示．当他将开关闭合后，关于甲乙两个容器中水温的变化，下面的说法中正确的是

图3

A．甲容器中的水温度上升的快B．乙容器中的水温度上升的快

C．甲、乙容器中的水温度上升的一样快D．条件不足，无法判断

三、计算题。

1．如图4所示，当开关S闭合后，滑动变阻器滑片P在B点时，电压表示数为4.5V，电流表示数为0.15A；

滑片P在中点C时电压表的示数为3V。

（1）滑动变阻器R1的最大阻值；

（2）电源的电压；

（3）电路的最大功率。

图4

2.一盏白炽灯上标有“220V 

100W”字样。

（1）求这盏白炽灯正常工作时的电流。

（2）求白炽灯正常工作的电阻。

（3）若用长导线把这盏白炽灯接到远处的电源上，该电源的供电电压恒220V，这时白炽灯的实际电功率为81W，求导线上损耗的电功率。

（设灯丝的电阻不变）

3.某居民楼房楼道内安装了5盏灯，灯泡上均标有“PZ220-40”字样，以前这个楼道内的居民节约用电意识差，不注意随手关灯，每天楼道内的灯泡平均亮2h.后来，他们有了节约用电的意识，将楼道内的开关全部换成了声控开关，每天楼道内的灯泡平均亮20min，请你算出他们一个月可节约多少度电？

（一月按30天计算）一年呢？

如果采煤工人用一度电可以采煤120kg，这些电可采煤多少吨？

4．标有“6V3W”的小灯泡L与额定功率为6W的电阻器R按如图18电路连接，闭合开关S时，灯L正常发光，且电流表示数为0.75A。

（１）电阻器R的阻值；

（２）整个电路消耗的实际功率。

小强同学的求解如下：

①根据欧姆定律，电阻器的电阻

②电阻R消耗的实际电功率ＰＲ=6W，整个电路消耗的实际功率Ｐ＝ＰＲ＋ＰＬ=6Ｗ+3Ｗ=9Ｗ

请你指出小强同学求解过程中存在的错误，并做出正确的解答。