2019-2020年高中物理二輪總復(fù)習(xí) 電阻的串、并聯(lián)反電流、電壓、功率分配教案.doc
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2019-2020年高中物理二輪總復(fù)習(xí) 電阻的串、并聯(lián)反電流、電壓、功率分配教案 解答“電阻的串、并聯(lián)及電流、電壓、功率分配”一類試題，應(yīng)了解以下幾點(diǎn)： 1．根據(jù)串并聯(lián)的特點(diǎn)，在串聯(lián)電路中抓住電流相等，在并聯(lián)電路中，抓住電壓相等，是解題的常用的、方便的思路． 2．在計(jì)算功率分配問題時(shí)，還要注意區(qū)分實(shí)際功率與額定功率、電功率與熱功率的區(qū)別v Ⅰ 高考最新熱門題 1 (典型例題)兩個(gè)額定電壓為220V的白熾燈L1和L2的U-I特性曲線如圖19-2-1所示，L2的額定功率約為_____W，現(xiàn)將L1和L2串聯(lián)后接到220V的電源上，電源內(nèi)阻忽略不計(jì)，此時(shí)L2的實(shí)際功率約為______W． 命題目的與解題技巧：本題要考查串聯(lián)電路的基本規(guī)律和功率的計(jì)算式P=UI以及讀圖能力。不同的電壓下白熾燈電阻的阻值是不同的。所以本題的典型錯(cuò)誤是解出某一個(gè)電壓下的兩燈的電阻(如220 V)R1和R2，再用公式：I(R1+R2)=220V解出電流，最后用功率的計(jì)算式： R2=I2R2計(jì)算燈L2的功率． [解析] 由圖可得，當(dāng)L2兩端的電壓為220V時(shí)，流過它的電流為0.45 A，所以L2在220V的電壓下的功率為P=220V0.45 A=99 W．兩燈串聯(lián)時(shí)的電流是相等的，兩燈兩端的電壓之和為220V．通過圖像可以得到在電流為0.25A時(shí)上，燈兩端的電壓為 150V，L2兩端的電壓為70V，兩燈電壓之和為220V．即燈L1和L2串聯(lián)后接到220V的電源上時(shí)的電壓應(yīng)分別為150 V和 70V．這時(shí)L2的功率為：70O.25W=17.5W． [答案] 99，17.5 2 (典型例題)如圖19-2-2，電阻R1、R2、R3的阻值相等，電池的內(nèi)阻不計(jì)，開關(guān)K接通后流過R2的電流是K接通前的 答案： B指導(dǎo)：如圖，開關(guān)接通前流過R2，的電流I2=E/2R，開關(guān)接通后流過R2的電流 I′2(E3R/2)2=E/3R，所以I2/I′2=(E/3R)(E/2R)=2/3 3 (典型例題)如19-2-3所示電路中Z為電源，其電動勢E=9.0V，內(nèi)阻可忽略不計(jì)，AB為滑動變阻器．其電阻R=30；L為一小燈泡，其額定電壓U=6.0V，額定功率P=1.8 W；S為電鍵．開始時(shí)滑動變阻器的觸頭位于B端，現(xiàn)在接通電鍵S，然后將觸頭緩慢地向A方滑動，當(dāng)?shù)竭_(dá)某一位置C處時(shí)，小燈泡剛好正常發(fā)光，則CB之間的電阻應(yīng)為 A．10 B．20 C．15 D．5 答案： B 指導(dǎo)：本題考查考生對簡單電路計(jì)算的掌握情況，要求掌握額定功率、串聯(lián)分壓知識。計(jì)算出小燈泡的工作電阻為RL，正常工作時(shí)的電流為=0．3A，當(dāng)滑動變阻器的觸頭在C點(diǎn)處，連人電路的是AC段的電阻，此時(shí)小燈泡正常發(fā)光，則可以計(jì)AC段的電阻為RAC=10，于是CB之間的電阻為RAC=R-RAC20 4 (典型例題)圖19-2-4為甲、乙兩燈泡的I-U圖像．根據(jù)圖像．計(jì)算甲、乙兩燈泡并聯(lián)在電壓為220 V的電路中，實(shí)際發(fā)光的功率約為 A.15 W，30 W B．30 W，40 W C．40 W，60 W D.60 W，100 W 答案： C指導(dǎo)：由于甲、乙兩燈泡并聯(lián)在電壓為220V的電路中，則兩燈的電壓均為220V，從圖線中可直接查出，甲燈在電壓為 220V時(shí)的電流近似為18．510-2A；乙燈在電壓為220V時(shí)的電流近似為2810-2A由電功率公式P=UI，可分別求出甲、乙兩燈的功率近似為40W和60W，故C項(xiàng)對． 5 (典型例題)下面列出了不同品牌電視機(jī)、電風(fēng)扇、空調(diào)機(jī)和電冰箱銘牌上的主要項(xiàng)目，試判斷 (1)正常工作時(shí)，其中功率最大的是 (2)根據(jù)上題銘牌上提供的信息，判斷在12h內(nèi)正常使用的電冰箱與連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的電風(fēng)扇消耗電能的情況是 A．電冰箱比電風(fēng)扇多 B．電風(fēng)扇比電冰箱多 C.電風(fēng)扇與電冰箱一樣多 D．電冰箱比電風(fēng)扇可能多，也可能少 答案：5.(1)D(2)B 指導(dǎo)：(1)顯然正常工作時(shí)電視機(jī)功率為85W，電冰箱的功率為70W，電風(fēng)扇的功率為65W，空調(diào)機(jī)的功率為P=UI=1364W，因此，功率最大的是空調(diào)機(jī) (2)依據(jù)電冰箱銘牌可知，冰箱在12h內(nèi)耗電0．25kW．h，而電風(fēng)扇在12h內(nèi)耗電W=Pt=0．78kWh，故B項(xiàng)正確． Ⅱ 題點(diǎn)經(jīng)典類型題 1 (典型例題)在如圖19-2-5所示電路中，直流發(fā)電機(jī)E=250V，r=3，R1=R2=1，電熱器組中裝有50只完全相同的電熱器，每只電熱器的額定電壓為200V，額定功率為1 000 W，其他電阻不計(jì)，并且不計(jì)電熱器電阻隨溫度的變化，問： (1)當(dāng)接通幾只電熱器時(shí)，實(shí)際使用的電熱器都能正常工作? (2)當(dāng)接通幾只電熱器時(shí)，發(fā)電機(jī)的輸出功率最大? (3)當(dāng)接通幾只電熱器時(shí)，電熱器組加熱物體最快? (4)當(dāng)接通幾只電熱器時(shí)，電阻R1、R2上消耗的功率最大? (5)當(dāng)接通幾只電熱器時(shí)，實(shí)際使用的每只電熱器中電流最大 答案:(1)D(2)B 指導(dǎo)：(1)顯然正常工作時(shí)電視機(jī)功率為85W，電冰箱的功率為70W，電風(fēng)扇的功率為65W，空調(diào)機(jī)的功率為P=UI=1364W，因此，功率最大的是空調(diào)機(jī) (2)依據(jù)電冰箱銘牌可知，冰箱在12h內(nèi)耗電0．25kW．h，而電風(fēng)扇在12h內(nèi)耗電W=Pt=0．78kWh，故B項(xiàng)正確． 命題目的與解題技巧：在多個(gè)用電器用電過程中，要特別注意分清哪個(gè)用電器上消耗的電功率，分清總功率與某個(gè)用電器功率． [解析] 由得，每只電熱器電阻R=40，其額定電流Io=5 A (1)要使電熱器正常工作，則電熱器兩端的實(shí)際電壓必為200V，故干路電流 所以電熱器的只數(shù) (2)要使電源輸出功率最丸須使外電阻等于內(nèi)阻，由此可得電熱器的總電阻R=r-(R1+R2)=1，所以有40只． (3)要使電熱器組加熱物體最快，就必須使電功率最大，可將R1、R2視為電源內(nèi)阻，則要使電熱器組總功率最大時(shí)，其總電阻R=R1+R2+r=50，所以有 (4)要使R1、R2消耗功率最大，須使干路電流最大，即電路中總電阻最小，所以有n4=50只． (5)要使每只電熱器電流最大，則須使U艄最大．這樣A、B間電阻應(yīng)最大，所以有n5=1只． [答案] (1)2只(2)40只(3)8只(4)50只(5)1只 2 (典型例題)一只電爐和一臺電動機(jī)在正常工作時(shí)，通過它們的電流相同，電爐的電阻和電動機(jī)線圈的電阻也相同，則在相同時(shí)間內(nèi) A.電爐和電動機(jī)的電熱相等 ． B．電動機(jī)消耗的功率大于電爐消耗的功率 C.電爐兩端電壓小于電動機(jī)兩端電壓 D．電爐和電動機(jī)兩端電壓相等 答案: ABC 指導(dǎo)：電爐是純電阻，電功等于電熱；UI：I2R，U=IR；而電動機(jī)是非純電阻，電功等于電熱與機(jī)械能之和： UI=I2+P機(jī)，U>IR． A焦耳定律Q=I2Rt無論對純電阻還是非純電阻都成立，所以A正確；由前述分析知，電動機(jī)除了消耗與電爐等量的熱功率，還有機(jī)械功率，所以刀項(xiàng)對；電爐可用歐姆定律U=IR電動機(jī)不符合歐姆定律u>IK．所以C對D錯(cuò)． 3 (典型例題)用電動勢為E、內(nèi)電阻為r的電池組向線圈電阻為只的電動機(jī)供電，電動機(jī)正常工作時(shí)，測得通過的電流為I、電動機(jī)兩端的電壓為U在時(shí)間t內(nèi)，關(guān)于能量轉(zhuǎn)化的情況，以下說法錯(cuò)誤的是 A.電池組提供的總電能為(I2+IU)t B．電池組消耗的化學(xué)能為IEt C.電池組輸出的電功率是 D．電動機(jī)輸出的機(jī)械能是IEt-I2(R+r)t 答案: C 指導(dǎo)：根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒守律可得，對電源(總電能) E總：E內(nèi)+E出，即EIt=I2rt+uIt，對電動機(jī)來說，也有E入= I2Rt+E機(jī)其中E出=E入. 由上述分析可知，A項(xiàng)正確；總能量就是消耗電池的化學(xué)能，所以B項(xiàng)正確；由于外電路(電動機(jī))不是純電阻，故C錯(cuò)誤；由前述分析知D項(xiàng)對． 4 (典型例題)如圖19-2-6所示，輸入電壓UAB=200V，變阻器及，標(biāo)有“150、3 A”字樣，負(fù)載電阻R2標(biāo)有“50 、2 A”字樣，在電 路允許的情況下，輸出電壓Uab A.最大值為200 V，最小值為0 B．最大值為100V，最小值為0 C.最大值為200V，最小值為75V D.最大值為100V，最小值為75V 答案: D 指導(dǎo)：由R2的標(biāo)示可知輸出的最大電壓值為Umax=I2R2=502=1OOV，而由R2，的標(biāo)示可知，AB部分的電阻最小為因而另一部分電阻為，此時(shí)輸出端電壓為最小 5 (典型例題)兩個(gè)電熱器連接如圖19-2-7所示，其中R1=R3=10，R2=R4=40今將輸入端接在電壓U的電路中，那么它們功率的關(guān)系是 A.P1>P2>P3>P4 B．P1>P3>P2>P4 C.P2>P1>P3>P4 D．P4>P3>P2>P1 答案: C 指導(dǎo)：I1>I3，I2>I，由P=I2R可和P1>P3，P2>P4；由 p=u2/R可知，p3>p4．所以此題的關(guān)鍵是比較p1，p1, P2，P3 由R3：R4=1：4可知所以P3=I2R3=()2以P2>Pl>P3 Ⅲ 新高考命題方向預(yù)測 1 在19-2-8中，在下列四種情況中，電阻R上電壓最接近1V的是 A．Ro=200,R=100 B．Ro=200，R=400k C．Ro=200k，R=100 D．Ro=200k,R=400 答案: B 指導(dǎo)：題中與R與并聯(lián)后再與串聯(lián)，其并聯(lián)的總電阻時(shí)，即R遠(yuǎn)大于R0時(shí),R及兩端的電壓最接近lv故B選項(xiàng)正角． 2 電飯鍋工作時(shí)有兩種狀態(tài)：一種是鍋內(nèi)水燒開前的加熱態(tài)，另一種是鍋內(nèi)水燒開后的保溫狀態(tài)，19-2-9所示是電飯鍋的電路原理圖，S是用感溫材料制成的開關(guān)，下列說法中正確的是 A.其中R2是供加熱用的電阻絲 B．當(dāng)開關(guān)S接通時(shí)電飯鍋為加熱狀態(tài)，S斷開時(shí)為保溫狀態(tài) C．要使R2在保溫狀態(tài)時(shí)的功率為，加熱狀態(tài)時(shí)的一半，R1：R2應(yīng)為2：1 D．要使R2在保溫狀態(tài)時(shí)的功率為加熱狀態(tài)時(shí)的一半，R1：R2應(yīng)為()：1 答案:ABD 指導(dǎo)：電飯鍋工作時(shí)，電阻絲把電能全部轉(zhuǎn)化為電熱其電功率戶電等于熱功率戶熱，即 P電=P熱即 ① 由①式可知，在電壓一定的情況下，電阻絲電阻越大，其苫熱消耗的電功率越小，當(dāng)S閉合時(shí)，Rl被短路，電阻變小，賣消耗的電功率增大，因此，s閉合時(shí)應(yīng)為水燒開前的加熱矽態(tài)；而S斷開時(shí)，應(yīng)為水開后的保溫狀態(tài)，故選項(xiàng)A、B正確又因?yàn)楸貢r(shí)，及，，及：為串聯(lián)關(guān)系，電源電壓恒定，故 ② 題目要求R2保溫時(shí)功率為加熱時(shí)功率的一半，則有 ③ 由③式得R1：R2=(-1)：1，選項(xiàng)D亦正確 3 額定電壓都是110V，額定功率PA=100W，PB=40W的電燈兩盞，若接在外電壓是220V電路上，使每盞電燈均能正常發(fā)光，且電路中消耗的電功率最小的電路是如圖19-2-10所示中的哪一個(gè) 答案: C 指導(dǎo)：由P知RA下載提示(請認(rèn)真閱讀)
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