题目
如图所示电路中,电源电压不变,当开关S1闭合,S2断开时,电流表的示数为0.2A,电压表示数为6V;若将两表互换位置,并同时闭合S1和S2时,电流表示数为0.3A,则下列说法中错误的是( )A.电压表的示数仍为6V | B.R2的阻值为10Ω | C.电路中的总电阻为7.5Ω | D.R2消耗的电功率为3.6W |
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所属题型:单选题
试题难度系数:偏易
答案
按题意可知,第一次两个电阻是串联的,电压表测的是两个电阻的总电压即电源电压,电流表测的是两个电阻的电流; 第二次两个电阻是并联的,电流表测得是R1的电流,电压表测得是电源电压; A、第二次两个电阻是并联的,电压表测得是电源电压,所以示数仍为6V,说法正确,不符合题意; B、第一次两个电阻是串联的,总阻值R===30Ω,第二次可以知道R1===20Ω,所以R2的阻值为10Ω,说法正确,不符合题意; C、电路中的总电阻为R===30Ω,说法错误,符合题意; D、R2消耗的电功率P==3.6W,说法正确,不符合题意; 故选C. |
考点梳理
初中三年级物理试题“如图所示电路中,电源电压不变,当开关S1闭合,S2断开时,电流表”旨在考查同学们对
电阻的串联、
电阻的并联、
欧姆定律及其应用、
电功率,额定功率、
……等知识点的掌握情况,关于物理的核心考点解析如下:
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- 电阻的串联
- 电阻的并联
- 欧姆定律及其应用
- 电功率,额定功率
考点名称:电阻的串联
电阻的串联:
电路中的元件或部件排列得使电流全部通过每一部件或元件而不分流的一种电路连接方式。串联电路的总电阻等于各串联电阻之和,即
(1)把几个导体串联起来,相当于增加了导体的长度,其总电阻一定比每一个导体的电阻大。
(2)由R=R1+R2+…+R4可推出,n个阻值均为Rn的电阻串联,其总电阻为R=nR0。
串联电路中电压分配特点:
在串联电路中,导体两端的电压跟导体的电阻成正比,即
如图所示,在串联电路中,根据欧姆定律的变形公式U=IR可得:电阻R1两端的电压U1=IR1,电阻R2两端的电压U2=IR2,所以,即,该式表明串联电路的电压分配特点。
如何理解“串联分压与并联分流”问题:
1.分压原理:根据串联电路的电流特点及欧姆定律可知,变形得,这便是分压原理,即在串联电路中,电压的分配与电阻成正比。
2.分流原理:在并联电路中,由于并联电路电压相等,由变形得,这就是分流原理,即在并联电路中,电流的分配与电阻成反比。
考点名称:电阻的并联
电阻的并联:
并联电路总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和。表达式:电阻R1R2R3……Rn并联,电压U1=U2=……=Un干路电流:In=I1+I2+……+In由于P=UI,I=U/R,代入,并联电阻的功率比P1:P2:P3……:Pn=U1^2/R1:U2^2/R2……Un^2/Rn=1/R1:R2……1/Rn由于是纯电阻,发热比Q1:Q2……:Qn=Pn比=1/R1:R2……1/Rn。
(1)把n个导体并联起来,相当于增加了导体的横截面积,其总电阻比每一个导体的电阻都要小。
串、并联电路中电流、电压、电阻的规律:
考点名称:欧姆定律及其应用
欧姆定律
欧姆定律是电学中的基本定律和核心内容,是贯穿整个电学的主线。在同一电路中,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻阻值成反比,这就是欧姆定律,基本公式是I=U/R,U表示导体两端的电压,单位是V;R表示导体的电阻,单位是Ω;I表示通过导体的电流,单位是A。
欧姆定律学习的重难点
1、要理解欧姆定律的内容
(1)欧姆定律中的关于成正比、成反比的结论是有条件的。如果说导体中的电流与导体两端的电压成正比,条件就是对于同一个电阻,也就是说在电阻不变的情况下;如果说导体中的电流与导体的电阻成反比,条件就是导体两端的电压不变。
(2)注意顺序,不能反过来说,电阻一定时,电压跟电流成正比。这里存在一个逻辑关系,电压是原因,电流是结果。是因为导体两端加了电压,导体中才有电流,不是因为导体中通了电流才有了电压,因果关系不能颠倒。同样也不能说导体的电阻与通过它的电流成反比。我们知道,电阻是导体本身的一种性质,即使导体中不通电流,它的电阻也不会改变,更不会因为导体中电流的增大或减小而使它的电阻发生改变。
2、要知道欧姆定律的公式和单位 欧姆定律的表达式I=U/R,可变形为U=IR和R=U/I,但这三个式子是有区别的。
(1)I=U/R,是欧姆定律的表达式,它反映了通过导体的电流的大小跟导体两端所加的电压这个外部原因和导体本身的电阻这个内部原因之间的因果关系。
(2)U=IR,当电流一定时,导体两端的电压跟它的电阻成正比。不能说成导体的电阻一定时导体两端的电压与通过的电流成正比,因为电压是形成电流的原因。电压的大小由电源决定,跟I、R无关,此式在计算比值时成立,不存在任何物理意义。
(3)R=U/I,此公式也是一个量变式,不存在任何物理意义。不能误认为导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比。公式中的I、U、R都要用国际单位,即电流的单位为安培,符号A;电压的单位为伏特,符号V;电阻的单位为欧姆,符号Ω。
3.要明白定律的适用范围
(1)定律只适用于金属导电和液体导电,对于气体、半导体导电一般不适用。
(2)定律只适用于纯电阻电路。如:电路中只接有电阻器、电热器、白炽灯等用电器的电路。对于非纯电阻电路,如:电动机电路、日光灯电路等,则不能直接应用。
4.要理解欧姆定律的注意事项
(1)物理量的同一性。叙述欧姆定律时,在两个 “跟”字后面都强调了“这段导体”四个字,它是指对电路中同一导体或同一电路而言。所以在运用欧姆定律I=U/R等进行计算时,必须注意同一性,即I、R、U必须是 同一导体或同一段电路中的物理量。在表示I、U、R 时,注意脚标的一一对应。
(2)物理量的同时性。由于电路的连接方式发生改变,开关的断开或闭合,或滑动变阻器滑片的左右移动都可能使电路中总电阻发生变化,从而可能引起电路中电流和各部分电阻两端的电压发生变化。因此,必须注意在同一时刻、同一过程中的电压、电阻与电流的相互对应,不可将前后过程的I、R、U随意混用。
欧姆定律知识框架:
欧姆定律解题技巧
根据串、并联电路的特点和欧姆定律的公式可进行有关计算。
解题的方法是:
(1)根据题意画出电路图,看清电路的组成(串联还是并联);
(2)明确题目给出的已知条件与未知条件,并在电路图上标明;
(3)针对电路特点依据欧姆定律进行分析;
(4)列式解答。
考点名称:电功率,额定功率
电功率的定义:
单位时间内电路中电场驱动电流所作的功。若直流电路两端的电压为U,流过该段电路的稳恒电流为I,则单位时间内电场力驱动电流所作的功为
P=IU。
电功率的单位是“瓦(特)”(W)或“千瓦”(kW)。
电功率学习要诀:
1.电能的计量
电能单位是焦耳(J),生活常用千瓦时(KWh)。
电能表测耗电能,用电等于计数差。
1度=1KWh=3.6×106J
600r/KWh表示
每耗一度电。转盘转600圈。
转盘转n圈,耗电n/600KWh.
2.电功率
消耗电能的快慢,电功率用P表示。
1秒之内耗电能,叫这电器电功率。
P等电能除时间P=u/t,电压电流两相乘P=UI.
功率单位是瓦特,1(W)等1伏安,1W=1VA.
已知p、t求耗能,W等于p乘t.
3.电功率计算
电灯电器有标志,额定电压(U0)额功率(P0)。
正常发光用电流,I等P0除U0.I=P0/U0.
电压改变功率变,其中电阻是不变。
遇见电器求电阻,R等U2除以P,R=U2/P.
4.焦耳定律
焦耳定律说热量,三个因素有关联。
电流平方是关键,乘上电阻和时间。
热量单位是焦耳,损耗能量常用此。
5.保险丝
铅锑合金保险丝,电阻较大熔点低。
过粗烧线不保险,过细电路常断电。
选择合适保险丝,千万别用铁铜丝。
电功率误区提醒:
1、比较串连电路中两电阻的电功率时,因电流处处相等,一般使用计算;
2、在并联电路中,由于各支路两端电压相等,运用计算。
【典型例题】
例析:
现有两个小灯泡,上面分别标有“6V,1. 2W”和“12V,6W”字样,如果把这两个灯泡串联起来,为了使其中一个灯泡持续正常发光,那么加在串联电路两端的电压是( )
A. 9.4V B. 10.8V C. 18V D. 27V
解析:
要使其中一个灯泡能持续正常发光,必须先找出每盏灯正常发光时的电流,并以其中较小的电流作为两灯串联后的电流,然后求出电路两端的总电压。因
两灯串联后的总电阻R=R1+R2=30Ω+24Ω=54Ω。所以加在串联电路两端的电压为
U=IR=0.2×54V=10.8V
答案: B
额定功率定义:
直流电路中,额定电压与额定电流的乘积就是电器的额定功率(rated output )。它在正常运行工作状况下,动力设备的输出功率或消耗能量的设备的输入功率。常以“千瓦”为单位。
额定功率的计算:
一般的用电器都在铭牌上标记了“额定电压 额定功率”,
如图物1所示的某品牌电风扇,铭牌中就标明了“220V 65W”,根据这两个已知物理量,一是利用公式P=UI变形为I=P/U,可算出该用电器的额定电流,即正常工作时的电流;二是利用推导公式P=U2/R为R=U2/P,可直接算出该用电器的电阻.三是在此基础上,利用铭牌给出的额定电压、额定功率,可直接求出实际电压下的实际功率:
依据灯丝电阻不变,可得R=U2额/P额=U2实/P实,
所以P实=U2实÷U2额×P额=(U实÷U额)2×P额
例:将标有“220V 40W”的灯泡接在200V的电路中.灯泡消耗的实际功率_______额定功率(选填“大于”、“等于”或“小于”);如果该灯泡正常发光5h,将会消耗_____kW·h的电能。
思路导引:根据P实=(U实÷U额)2×P额可知,功率与电压的平方成正比.如果实际电压小于额定电压,实际功率必定小于额定功率;灯泡消耗的电能可利用公式W=Pt算出。
解答:小于 0.2