7.2串并联电路电功和电热

1、1 1丄=丄+R R1 7.2串并联电路电功和电热【考点透视】内容要求说明1.电阻的串联与并联I2.电功、电功率与和焦耳定律I【知识网络】1 串、并联电路(1 )串联电路的特征如下: 1=1 1=l2=l3= U = U i+ U2+U 3+ R=Ri+R2+ R3+ U1 = U = U3= .= U：RiR2R3R P = P2 = P3 = = P=|RlR2 R3R(2) 并联电路的确良特征如下: I =l 1+12+13+ U = U 1=U2=U3=.11+ +R2R3 l1R1=l2R2=l3R3= - =IR=U P1R1 = P2R2=P3R3=PR=U2(3) 混联电路一些

2、较复杂的混联电路，可简化为串、并联关系明确的等效电路。方法有：分支法、等势法。在 画等效电路时，理想电流表可视为短路，理想伏特 表和电容可视为断路，等势点间的电阻可以去掉或 视为短路，等势点之间的导线可以任意变形。(4) 用电器正常工作及电路故障用电器在额定电压下，必然通过是额定电流， 这时用电器以额定功率正常工作，满足Po=loU ;电路若不能正常工作，就是发生了故障，其原因可能 是由于电路中某处发生了断路、短路等现象。(5) 电路中有关电容器的计算电容器充放电时形成电流，稳定时视为断路， 解题的关键是确定电容器两极间的电势差。2 .电功与电热电功：电流所做的功，计算公式为 W=qU=Ult

3、. (适用于一切电路)，考虑到纯电阻电路中有 U=IR , 所以还有 W=l2Rt=U2t/R(适用于纯电阻电路)。电热：电流通过导体时， 导体上产生的热量。 计算公式为 Q=l2Rt(适用于一切电路)，考虑到纯电 阻电路中有U=IR,所以也有Q=Ult=U2t/R(适用于 纯电阻电路)。电功与电热的关系 纯电阻电路：电流做功将电能全部转化为热能，所以电功等于电热Q=W 非纯电阻电路：电流做功将电能转化为热 能和其它能(如机械能、化学能等)所以电功大于 电热，由能量守恒可知 W = Q E其它2或Ult = I Rt E其它3. 电功率与热功率(1) 电功率：单位时间内电流做的功。计算公式 P

4、=W/t=UI(适用于一切电路)，对于纯电阻电路 p=i2r=u2/r。用电器的额定功率是指电器在额定电 压下工作时的功率；而用电器的实际功率是指用电 器在实际电压下工作时的功率。(2) 热功率：单位间内电流通过导体时产生的 热量。计算公式P=Q/t=l2R(适用于一切电路),对于 纯电阻电路还有 P=UI= U2/R。(3) 电功率与热功率的关系纯电阻电路中，电功率等于热功率，非纯电阻 电路中，电功率大于热功率。【典型例题】例1如图所示，把两相同的电灯分别拉成甲、 乙两种电路，甲电路所加的电压为8V，乙电路所加的电压为14V .调节变阻器 R1和R2使两灯都正 常发光，此时变阻器消耗的电功率

5、分别为P甲和P乙,下列关系中正确的是A.P甲P乙B. P甲v P乙C.P甲=p乙D .无法确定H8HL?JRiK28V !i4r 14V 一例2如图所示，阻值较大的电阻 R1和R2串联 后，接入电压U恒定的电路。现用同一电压表依次 测量R1与R2的电压U1与U2,已知电压表内阻与R1、R2相差不大。则：A. 5+U2=UB. U1+U2UC. U1/U2=R1/R2D . U1/U2M R1/R2例3 一台电风扇，内阻为 20Q，接上220伏的 电压后，正常运转时它消耗的电功率是 66W，求：(1) 通过电动机的电流是多少？1(2) 转化为机械能和内能的功率各是多少？电 机的效率多大？(3)

6、如接上电源后，扇叶被卡住不能转动，这 时通过电动机的电流为多大？电动机消耗的电功 率和发热功率又各是多少？A . ab间电路通，cd间电路不通B. ab间电路不通，be间电路通C. ab间电路通，be间电路不通D . be间电路不通，ed间电路通33 如图所示，所有电阻均为R,则A、B两点间的总电阻为 (中间两导线交叉处不连接)。4 一平行板电容器 C极板水平放置，它和三个 可变电阻Ri、R2、R3及电源连接，如图所示，今有 一质量为m的带电油滴悬浮在两极板之间静止不 动，要使油滴上升，可采用的方法是例4如图所示，三只电流表的内阻都可忽略,A .增大RiB .增大R3C.增大R2D .减小Ri

7、已知这二只表的示数之比是 11 :吃：13=3 : 5 : 7,5 .一辆电动自行车的铭牌上给出了如下表的技IJ规格后轮驱动直流永磁毂电机车型26电动自行车额定输出功率120W整车质量30kg额定电压40V最大载重120kg额定电流3.5A【自我检测】1 如图所示是演示位移传 感器的工作原理，物体 M在导 轨上平移时，带动滑动变阻器 的金属滑杆 P,通过电压表显 示的数据，来反映物体位移的 大小x假设电压表是理想的， 则下列说法正确的是质量为M=70kg的人骑此电动自行车沿平直公 路行驶，所受阻力f恒为车和人总重的k=0.02倍.取 g=10m/s2,求：(1) 此车的永磁毂电机在额定电压下正

8、常工作 的效率；(2) 仅在永磁毂电机以额定功率提供动力的情 况下，人骑车行驶的最大速度.T 11E_b、d两点间以及a、A物体M运动时，电源内的电流会发生变化 B .物体M运动时，电压表的示数会发生变化 C 物体M不动时，电路中没有电流D .物体M不动时，电压表没有示数2 .如图所示为一电路板的 示意图，a、b、c、d为接线 柱，a、b与220V的交流电源 连接，ab间、bc间、cd间分 别连接一个电阻.现发现电路 中没有电流，为检查电路故 障，用一交流电压表分别测得c两点间的电压均为 220V .由此可知:【课后练习】A .等于9iWB .小于9iW 7.2串并联电路电功和电热1 在图中电

9、源电动势为 E,内电阻不计，当滑 动变阻器的滑片由a向b滑动过程中，下列说法中 正确的是A. 电阻R两端的电压增大B. 电容器C两端电压减小|/C. 电路消耗的功率增大e sD. 电容器C上所带的电量增加2 如图甲所示电路中， 电流表Ai与A2内阻相 同，A2与Ri串联.当电路两端接在电压恒定的电源上时，Ai的示数为3A , A2的示数为2A;现将A2改为与R2串联，如图乙所示，再接在原来的电源上，那么亿)A . Ai示数必增大，A2示数必增大B . Ai示数必增大，A2示数必减小C . .Ai示数必减小，A2示数必增大D . Ai示数必减小，A2示数必减小3 如图所示，D为一插头，可接入电压

10、恒定 的照明电路中，a、b、c为三只相同且功率较大的 电炉，a靠近电源，b、c离电源较远，而离用户电 灯L很近，输电线有电阻关于电炉接入电路后对 电灯的影响，下列说法中正确的是A .使用电炉a时对电灯的影响最大B .使用电炉 b时对电灯的影响比使用电炉a时大C.使用电炉c时对电灯几乎没有影响D .使用电炉b或c时对电灯影响几乎一样4.如图所示，将规格为“iiOV 60W”和“iiOV40W”的A灯和B灯接到电路中去，既要使灯正常发 光，又要使电路消耗的功率最小，如图所示四种电 路中接法最合理的是5.盏电灯直接接在恒压的电源上，其功率为 i00W,若将这盏灯先接上一段很长的导线后，再接在同一电源

11、上，在导线上损失的电功率是 9W,那么 此时电灯实际消耗的电功率C.大于9iWD.条件不足，无法确定6.如图所示，电路中开关 Ki接i, K2断开时，A灯最亮，B、D最暗且亮度相同.现在将 匕接2，并将k2闭合，则A . A灯最亮，B灯最暗B. C灯最亮，B灯最暗C . A灯最暗，C灯最亮D . A灯最亮，D灯最暗7.如图所示,Ri、R2、R3、R4均为可变电阻,Ci、C2均为电容器，电源的电动势为改变4个电阻中的i个阻值时E,内阻不计.当A.减小Ri , Ci、C2所带电量都增加 B .增大R?, Ci、C2所带电量都增加 C .增大R3 , C2所带电量增加D .减小R4, Ci、C2所带

12、电量都增加8.电阻R和电动机 M相串联接到电压恒定的 电路中，如图所示，电阻R与电动机的阻值相等，电路接通后，电动机正常工作，设电阻R和电动机两端的电压分别为 Ui和U2 ,经过时间t,电流通 过电阻R做功Wi,产生的电热 Qi；电流通过电动 机M做的功W2,产生的电热Q2，则有A . Ui U2 Qi= Q211wB. Wi= W2 Qi= Q2尺H. U C. Wi W2 Qi Q2D. Wi R2、R3的阻值均为i0Q, S为单刀三掷电键，求下列各种情况下电压表的读数:(1) 电键S接B(2) 电键S接A(3) 电键S接C5L11.用直流电动机提升重物的装置如图所示，其中重物质量m=50

13、kg，电源电压U=11OV且保持其中重物质量m=50kg，电源电压U=11OV且保持 不变，电阻R=1Q，当电动机以V=0.9m/s的恒定速 度向上提升重物时，电路中的电流 I=5A .求电动机线圈电阻 口和电动机的效率.若电动机不慎被卡住而静止，电动机的功率又为多大？ (g取10m/s2)不变，电阻R=1Q，当电动机以V=0.9m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流l=5A .求电动机线圈电阻 口和电动机的效率.若电动机不慎被卡住而静止,电动机的功率又为多大?(g 取 10m/s2)10.如图所示的电路中，U=12V，滑动变阻器AB的总电阻为42 Q,现要使标着 “6 1.8W”的灯

14、泡L正常发光，那么 A、P间的电阻应为多少？此 时滑动变阻器上消耗的功率多大？12 如图所示是电饭煲的电路图，Si是一个限温开关，手动闭合，当此开关的温度达到居里点(103C )时会自动断开；S2是一个自动温控开关， 当温度低于60 C时会自动闭合，温度高于80C时会自动断开，红灯 是加热状态时的指示灯，它在保温状态下是不亮 的，黄灯是保温状态下的指示灯.限流电阻 R1=R2=500 Q,加热电阻丝 R3=50 Q,两灯的电阻不 计.(1) 根据电路分析，叙述电饭煲煮饭的全过程 (包括加热和保温的过程).(2 )简要回答，如果不闭合开关S1,电饭煲能将饭煮熟吗？(3) 计算加热和保温两种状态下

15、，电饭煲的消 耗功率之比.8例 2BC( U1Ri R/Ri&Ri R/RiR/U ,R2R2 RVR2 R/Pi=r2 / r3P=U 2尺十r2 / r3,联立并代入 7.2串并联电路电功和电热参考答案【典型例题】例1 : A (设灯正常发光时的电压 U、电流I，则 有 U 21尺=8 V、 2U IR2 =14 V , Pp = 4 I 1 ,RF乙=|2尺，可解得P甲P 乙)R2 R/U2 二RiR2 + &贝y Ui+U2U , Ui/U2=Ri/R2)例 3: ( i) I=P/U=0.3A(2) 线圈电阻发热功率 Pq=|2=i.8w，机械功率 P机=P Pq=64.2W，效率为

16、机械功率与总功率之比 为 n =P 机/P=97.3 %(3) 当叶片不转动时，作纯电阻，I=U/r=iiA ,P=UI=I 2r=2420w .例4 i ： 4 : 2 (画出等效电路，弄清各电表示数 是通过哪些电阻的电流，再由并联电路规律求解)【自我检测】1. B (因为电压表为理想电压表，所以电路中电流I=-保持不变.设和电压表并联部分的滑动变R阻器的阻值为 Rx,则电压表的示数 U/=|Rx,当物 体M运动时，带动滑动变阻器的滑杆 P运动，使 Rx的阻值发生变化，U/也发生了变化，即电压表的 示数会发生变化；当M不动时，Rx的阻值不发生变化，电路中电流1=又保持不变，电压表的示数RUv

17、=IRx保持不变)2. CD (由于用交流电压表测得 b、d两点间为 220V，这说明ab间电路是通的，bc间电路不通或 cd间电路不通；由于用交流电压表测得 a、c两点 间为220V，这说明cd间电路是通的，ab间电路不 通或bc间电路不通；综合分析可知bc间电路不通， ab间电路通和cd间电路通.)3. R/44. B5. (1)由表可知，电机的额定电压为 Uo=4OV, 额定电流为Io=3.5A电机正常工作时输入功率P入=Ulo=14OW又电机的输出功率为 P出=120W电机的效率为= -出汇100% =型冷00% 85.7%P 入140(2)行驶时所受阻力为f = k (M+m) g

18、,式中m 为车的质量m=30kg当达到最大速度Vm时，有P出=何皿得vm=P出二120m/s=60m/sk(M +m)g 0.02x(70+30)x10【课后练习】1 . CD2. B (RiR乙，再根据串、并联电路的基本规律 分析得出答案)3. D4. C (使灯正常发光，C图中电流最小，功率 也最小.)5. B6. C (开关K1接1, K2断开时，四灯串联， 由亮暗程度及 P=I2R知RaRcRb=Rd现在将K1接 2，并将K2闭合，则AB灯并联后再与CD串联， 再由功率的公式可得.)7. BCD8. AD9. (1) 7.5V(2) 0(3) 10V10 . 12Q , 4.2W11.由 IU 0 = mgv 12(R R)解得，R/=3 Q，二一=85.7% ;IU0 I R电动机不慎被卡住而静止，变为纯电阻电路, 可求电动机的功率为 2268.75W .12.