(指各种量之比与电阻之比的关系属于反比,用电压相等推导)
六、灯泡的的电压和功率
关于灯泡的额定电压、额定功率和实际电压、实际功率的问题。
灯泡铭牌上标的“220V 60W”就是灯泡的额定电压和额定功率。
额定电压(U0) 额定功率(P0)
实际电压(U) 实际功率(P)
对某用电器而言,额定电压、额定功率只有一个。
对某用电器而言,实际电压、实际功率可有很多个。
当U > U0时,则P > P0 ;灯很亮,易烧坏。
当U < U0时,则P < P0 ;灯很暗,
当U = U0时,则P = P0 ;正常发光。
例1 "220V 100W"的灯泡正常工作时的电流是多少?若把这只灯泡接到110V的电源上,灯泡的实际电功率为多少?工作10分钟消耗电能多少?1度电能让它工作多少小时?
例2 把"6v 3w"与"6v 1w"的电灯串联接入某一电路中,如果让其中一个灯泡正常发光,电路两端的电压应是多少。(灯丝电阻不随温度改变)
解:初学者最易犯的错误是: 6v 6v=12V
正确解法:“并联看电压,串联看电流。
串联小电流,关联小电压”
I1=P1/U1=1A R1=U1/I1=6Ω
I2= P2/U2=0.5A R2= U2/I2 =12Ω
R= R1+R2=18
U=I小R =0.5A *18Ω =9V
例3 灯泡L1上标有“80Ω 0.1A”,灯泡L2上标有“20Ω 0.2A”。将它们并联接在某电源两端,在不损坏灯泡的情况下,恰使其中的一只小灯泡正常发光。求:
(1) 电源电压是多大?
(2) 此时干路电流是多大?
解:解题思路,并联看小电压
(1) U1=80*0.1=8V
U2=20*0.2=4V U2<U1
故:U=U2=4V
(2) 容易出错:I=I1+I2=0.1 0.2=0.3A(把额定电流和实际电流搞混了)
正解:I=U/R U=4V
R=R1R2/(R1+R2)=80*20/(80+20)=16欧
故I=4/16=0.25A
七、电功和电功率单位问题
有的同学在计算时由于单位不统一,或者不会选择合适的单位,使计算很繁锁还容易出错。
电功的单位有两个,一个是国际单位:焦耳;还有一个大单位:千瓦时(又叫度)
1度=1千瓦时=3.6X106焦耳(6为次方)
电功率的单位也有两个:W,KW 1KW=1000W
W=UIt =I2Rt =U2t/R=Pt
P=W/t=UI=I2R=U2/R(2为平方)
计算时单位要统一:
①都用国际单位P→瓦(w);W→焦(J);t→秒;U→伏(V);I→安(A);R→欧姆(Ώ)
②如果W用千瓦时、t用小时,则P的单位是千瓦。
例1 一个“220V 1000W”的电热器,在额定电压下通电15分钟,
(1) 产生的热量是多少焦?
(2) 若家用电能表上标有“3000r/ KWh”的字样,则在这段时间内电能表的转盘转过了多少转?
(3) 若这些热量有30%被2.5千克、30℃的水吸收,在1标准大气压下,水温升高到多少℃?[水的比热是4.2×103焦/(千克·℃)](3为立方)
解:(1) Q放=Pt=1000*15*60=900000J
(2) 转数n=0.25*3000=750转 (注意:电能表上标有“3000r/ KWh”的字样,故算转数功的单位应该用KWh)
(3) Q吸=30%*Q放=0.3*900000=270000J
又 Q吸=cm(t2-t1)
270000=4.2×103*2.5*(t2-30℃)
t2=55.7℃
八、如何画等效电路图
(1) 特点法 (根据串并联电路的特点)
(2) 电流流向法(电流有分支,被分支的部分是并联,无分支是串联)
(3) 节点法(把开关、电流表看成导线,导线无论多长,都相当于一个节点)
(4) 含有电表的――“开除电表法”(电流表相当于短路即用导线直接连接电流表两端,电压表相当于断路去掉)
1.识别含有电表电路的小窍门--(打油诗)
两表先“开除” 等效看懂图
恢复明职责 结果立即出
注意:恢复电流表很容易,看它原来在哪一支路或干路上直接画出,而恢复电压表有点困难,关键看它是直接加在哪个用电器的两端(中间不能是用电器再串有电源),即是测该用电器的电压,电压表直接和它并联。
例1 请你画出如图一所示的电路的等效电路图,并说明电流表和电压表的作用。