15.3怎样使用电器正常工作 讲义 （无答案）2023-2024学年沪粤版物理九年级上册

物理讲义
课题 15.3 怎样使用电器正常工作 九年级
必须掌握的知识点: ①额定电压、电流、功率和实际电压、电流、功率 ②实验测量小灯泡的电功率 ③用电器实际功率随用电器两端电压改变而改变 ④实际电功率在并联电路、动态电路中的综合计算 姓 名 ________
教学内容 一.研究额定电压与额定功率 观察灯泡的亮度变化 连接如图电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数分别为2.5V、1.5V和3V，观察灯泡的亮度，用不同的灯泡重做上述实验。 [结论]当灯泡上的电压等于灯泡上标示的电压时，灯泡能_______发光；若略大于灯泡上标示的电压时，灯泡发光偏______；若小于灯泡上标示的电压时，灯泡发光偏______。 U额用电器_______工作时的电压值U实用电器______使用时的电压值I额用电器_______工作时的电流值I实用电器______使用时的电流值P额用电器_______电压下工作时所消耗的功率P实用电器______电压下工作时所消耗的功率
额定值一定是一个_______，实际值可以_______额定值，也可以_________额定值。 二.测量小灯泡的电功率 A．设计实验(伏安电路) 要测量小灯泡的电功率，我们需要测量小灯泡两端的_______，测量小灯泡通过的______，最后运用公式_______计算出小灯泡的电功率 B．进行实验 连接如图电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数分别为2.5V(U额)、2.0V(U额)和3.0V(U额)，观察灯泡的亮度，用不同的灯泡重做上述实验。 电压(V)电流(A)电功率(W)灯泡明亮程度U＞U额U＝U额U＜U额
C．得出结论 ①当实际电压小于额定电压时，灯泡实际功率_______额定功率，灯泡比正常发光时_______。 ②当实际电压大于额定电压时，灯泡实际功率_______额定功率，灯泡比正常发光时_______。 ③当实际电压等于额定电压时，灯泡实际功率_______额定功率，灯泡_______发光。 ④小灯泡的发光情况由___________决定，_______越大，灯泡越亮。 ⑤此实验中，多次实验的目的是__________________________。 ⑥电功率不能求平均值的原因：不同的电压下小灯泡的电功率不同，小灯泡的实际功率是不断变化的，因此求功率的平均值是没有意义。 三.灯泡亮暗的比较 单接若灯泡都能_________，则额定功率大的比较亮，实际功率等于额定功率。 额定功率大的灯泡，实际功率就大，灯泡就亮串联_________的灯泡较亮。 因为在串联电路中，由于各处电流相等，根据_________知，灯泡的电阻越大，灯泡的_________越大，灯泡就越亮并联_________的灯泡较亮。 因为在并联电路中，由于各支路两端的电压相等，根据_________知，灯泡的电阻越小，灯泡的_________越大，灯泡就越亮
【练习】 1.某台灯铭牌上标有“9W”字样，“9W”表示该台灯的(　　) A．额定功率 B．实际功率 C．额定电流 D．实际电流 2.判断小灯泡亮度的主要依据是(　　) A．两端电压 B．通过电流 C．额定功率 D．实际功率 3.为了测定小灯泡的额定功率，在具体实验操作中，手和眼的分工应该是(　　) A．手移动变阻器的滑片，眼观电流表 B．手移动变阻器的滑片，眼观电压表 C．手移动变阻器的滑片，眼看小灯泡是否发光 D．手按开关，眼观电流表 4.一个标有“220V　40W”的灯泡接入某电路，测得通过它的电流是0.15A，则灯泡的实际功率(　　) A．大于40W B．等于40W C．小于40W D．无法判断 5.现有“12V　6W”的灯泡L1和“6V　6W”的灯泡L2和一个6V的恒压电源， ①当L1、L2并联在电路中时，_______更亮； ②当L1、L2串联在电路中时，_______更亮。 6.分别标有“6V　6W”和“6V　3W”的甲、乙两只灯泡，经实验测得其I－U特性曲线如图所示。现将甲、乙两灯并联在电路中，当两只灯泡的总电流为1A时，两只灯泡消耗的总功率是(　　) A．3W B．4W C．4.5W D．6W 7.如图甲所示，电源两端电压为12V并保持不变，R1是滑动变阻器，R2是定值电阻，当开关S闭合后，逐渐改变滑动变阻器接入电路的电阻值，根据电压表与电流表的示数，绘制的图象如图乙所示。下列判断不正确的是(　　) A．整个电路消耗的最小电功率为1.2W B．整个电路消耗的最大电功率为6W C．定值电阻R2的电阻值为20Ω D．变阻器R1接入电路的最大阻值为100Ω 8.有一个小灯泡标有“8V 4W”字样，求其额定电流和电阻。假如它接在4V的电路中，它实际功率为_______。 7.一个灯泡的灯丝烧断了，把断了的灯丝搭在一起，灯泡会更亮的原因是____________________________________________________________。 8.如图所示，小红在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻大约为10Ω，有两个规格分别为“10Ω、1A”的A滑动变阻器和“50Ω、2A”的B滑动变阻器，电源电压为6V。 (1)本实验中应选择______选填“A”或“B”)； (2)请你用笔画线代替导线将如图甲中的实物电路连接完整，要求：滑动变阻器的滑片P向左移动时，滑动变阻器连入电路的阻值变大______； (3)闭合开关前，滑动变阻器滑片P应该位于滑动变阻器电阻丝的______端(选填“左”或“右”)。 (4)连好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数。接下来应进行的操作是______； A．断开开关，更换小灯泡 B．检查电路是否断路 C．移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光 (5)问题解决后，继续进行实验，发现电压表的示数如图乙所示，要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向______(选填“右”或“左”)端移动，直到小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为______W； (6)实验中多次测量的目的是______； A．测不同电压下小灯泡的实际功率 B．多次测量求平均值，减小误差 (7)小红想要继续探究“电流与电阻的关系”，只将小灯泡换成阻值不同的定值电阻，实验时控制定值电阻两端的电压保持2V不变，则更换的定值电阻的阻值不能大于______Ω。 课堂笔记
课堂练习
标有“12V　12W”、“12V　6W”的灯L1和L2(假设灯丝电阻不变)，若将它们串联在某电源上，两灯都发光，下列说法正确的是(　　)
A．通过灯L1和L2的电流之比为2:1 B．灯L1和L2的电阻之比为2:1
C．灯L2比灯L1亮 D．灯L1和L2的实际功率之比为2:1
(多选)将一只标有“12V 6W”的灯泡L1和“6V 6W”的灯泡L2并联后，接在6V的电源上(设灯丝电阻不变)，则(　　)
A．灯泡L1比灯泡L2亮 B．两灯的实际功率之和小于12W
C．灯泡L2比灯泡L1亮 D．两灯的实际功率之和等于12W
有几位同学将两只灯泡接入电路中，让它们同时工作。下面几种说法中正确的是(　　)
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．较亮的灯泡功率一定大 D．较亮的灯泡消耗的电能一定多
如图，当滑动变阻器接入电路电阻的阻值为R时，其消耗的功率是20W；当接入电路电阻的阻值为2R时，其消耗的功率应该(　　)
A．大于10W B．等于10W C．小于10W D．都有可能
一盏“220V　25W”的电灯甲和一盏“36V　25W”的电灯乙，当它们都正常发光时(　　)
A．甲灯较亮 B．乙灯较亮 C．两灯一样亮 D．无法判断
甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，下列说法中不正确的是(　　)
A．两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较快
B．两灯均正常发光时，甲灯的电阻小于乙灯的电阻
C．两灯串联在220V的电路中，甲灯比乙灯亮
D．将乙灯接入110V电路中，它的实际功率为25W
判断电灯亮度的主要依据是(　　)
A．电功 B．电流 C．额定功率 D．实际功率
下图电路中，电灯L1、L2都标有“220V 100W”；电灯L3、L4都标有“220V 40W”。将A、B两端接入电源，最暗的灯是(　　)
A．L1 B．L2 C．L3 D．L4
把两个相同的电灯分别接在图中甲、乙两个电路里，调节滑动变阻器，使两灯都正常发光，两电路中消耗的总功率分别为P甲和P乙，可以断定(　　)
A．P甲＞P乙 B．P甲＜P乙 C．P甲=P乙 D．无法确定
甲是标有“16Ω 1A”的定值电阻，乙是标有“20Ω 1.5A ”的滑动变阻器，现把它们并联起来，下列说法正确的是(　　)
A．电路两端允许施加的最大电压是30V
B．干路允许通过的最大电流是2.5A
C．定值电阻工作10s产生的热量是360J
D．滑动变阻器工作10s消耗的最大电能是450J
如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R1 为定值电阻，R2为滑动变阻器，当滑动变阻器凡的滑片P从b端移动到a端时，R1消耗的电功率随电流变化的图象如图乙所示，下列说法中正确的是(　　)
A．电源电压为18V
B．R1的阻值为3Ω
C．滑动变阻器R2的最大阻值为10Ω
D．电路消耗总功率的变化范围是0.5W～18W
已知小灯泡的额定电压，小明打算增加一个定值电阻R0，只利用一只电表，通过操作开关来测量小灯泡的额定功率。下列图中是小明设计的四种不同方案的电路图。其中能够测出小灯泡额定功率的是(　　)
A．甲和丙 B．丙和丁 C．乙和丙 D．乙和丁
电灯泡上标着“220V　80W”字样，它的意义是________________________，如果将灯泡接在电压为55V的电源上，则灯泡的实际功率是_______。
家里“220V　800W”的电饭锅正在工作，实测家中电压约为额定电压的0.9倍，电饭锅煮饭时的实际功率约为_______。
小华在探究“小灯泡发光时的亮度与电功率的关系”的实验中，所用的电源电压是4V，小灯泡的额定电压是2.5V，小灯泡两端允许加的最大电压为额定电压的1.2倍。(1)请将图甲的实验电路连接完整，后画出对应分电路图。
(2)小华连接的电路中，电流表接的是大量程，滑动变阻器的滑片滑到了阻值最大端。
在检查电路连接正确后，小明进行了实验操作________________，并根据观察到的实验现象________________________，将电流表从大量程改为小量程。
(3)实验中，观察到小灯泡开始发光时，电压表的示数是0.5V.关于电压测量点的选择有如下三种方案.应该选用________方案。
甲：1.0V 2.0V 3.0V 乙：1.0V 2.5V 4.0V 丙：2.0V 2.5V 3.0V
(4)小刚在做该实验时，用数量和规格均满足实验要求的定值电阻代替了滑动变阻器，请分析说明用定值电阻代替滑动变阻器做实验的两点不足：
①____________________________；②________________________________。
(5)小金同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图乙所示的图象.根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是________W。该图象不是直线，主要原因是________________________________________________。
(6)小力受此实验启发，想测定电动自行车上用作照明的LED(发光二极管)额定功率。在老师的帮助下通过实验得到该LED的电流电压图象如图丙所示，查阅资料知道该LED的额定电压为3V，结合图象可得该LED的额定功率为________W。小明进一步发现，在额定电压下工作时，LED比小灯泡亮，请对此现象作出解释________ _______________________________________________。
为测定“额定电压为2.5V的小灯泡电功率”的实验中，电源电压保持不变。
(1)如图甲所示，连接电路时开关应处于________状态。实验时，若无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡始终不亮，但电压表有示数，电流表示数几乎为零，则故障的原因可能是________(选填“电流表与导线”或“灯泡与灯座”)接触不良。
(2)故障排除后，闭合开关，变阻器滑片P在某处时，电压表示数为2V，电流表示数如图乙所示。若想测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向_______ (选填“左”或“右”)端移动。
(3)当小灯泡正常发光时，电流表示数如图丙所示，小灯泡的额定功率为________W。在初中学习阶段，我们通常把电流表的电阻近似看作0，把电压表看作断路，这是一种理想模型。实际上，电流表也有一定的阻值，电压表中也有较小的电流，因此，我们用以上方法测出的小灯泡的额定功率比真实值偏________。
(4)没有电压表，小军找了一个阻值为10Ω的定值电阻R，设计了图丁所示的电路图也测出了小灯泡的功率。简述实验过程中需测量的物理量并用相应字母表示。
A．只闭合开关S1和S2，调节变阻器使电流表示数为______A时，小灯泡正常发光；
B．只闭合开关S1和S3，________________________；
C．P灯= ________(用已知量和测量量表示)。
课后作业
一只灯泡的额定电压为220V，为了确定该灯泡的额定功率，下述方案中最佳者为(　　)
A．接入220V电路中使之正常发光，再与有标记的灯泡比较亮度进行判断
B．在实验室里用伏安法测出灯丝电阻，再用公式P=U2/R进行计算
C．接入220V电路中，测出通过灯泡的电流强度I，再用公式P=UI进行计算
D．直接与其它标有220V的灯泡从外观上比较确定
如图2是通过额定电压为6V的小灯泡的电流随它两端电压变化的关系，则关于该小灯泡下列说法中正确的是(　　)
A．小灯泡的电阻是一个定值 B．小灯泡的额定电流是0.3A
C．小灯泡的额定功率是1.5W D．电压为4V时小灯泡的电阻是0.2Ω
第2题 第3题 第4题
如图3所示电路，电源电压不变。闭合开关S，当滑片P置于变阻器的中点时，电压表的示数为4V；当滑片P置于变阻器的b端时，电压表的示数变化了2V，在15s内定值电阻R1产生的热量为60J。则下列结果正确的是(　　)
A．电源电压为10V B．R1的阻值为18Ω
C．滑动变阻器R的最大阻值为6Ω D．R1先后两次的电功率之比为16:9
如图所示，将小灯泡L1和L2串联在电路中，闭合开关S，灯L1比L2暗，下列说法正确的是(　　)
A．通过L1灯丝的电流比通过L2灯丝的电流小
B．灯L1两端的电压比灯L2两端的电压大
C．灯L1的电阻比灯L2的电阻大
D．灯L1的实际电功率小于灯L2的实际电功率
下列数据最接近实际的是(　　)
A．人的正常体温约为39℃ B．成年人的正常步行速度约为10m/s
C．中学生立定跳远的成绩约为6m D．U额为2.5V的小灯泡的额定功率约为0.8W
如图所示，电源电压保持12V不变，小灯泡L上标有“6V 3W”字样，滑动变阻器最大阻值R=60Ω，不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是(　　)
A．开关S断开时，电压表没有示数
B．开关S闭合后移动滑片P，当电压表的示数减少1V时，滑动变阻器两端的电压就增加1V
C．开关S闭合后，灯泡L的最小电功率约为0.48W
D．灯泡L正常发光时，滑动变阻器消耗的电功率为6W
如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L1、L2分别标有“6V 3W”和“6V 6W”的字样，滑动变阻器R的阻值变化范围为0～12Ω，当S1、S2和S3都闭合，滑动变阻器的滑片滑到a端时，两灯都正常发光。不考虑温度对灯泡电阻的影响，则(　　)
A．电源电压为12V B．两灯都正常发光时电流表的示数为3A
C．整个电路的最小功率2.25W D．整个电路的最大功率9W
图甲中的A、B分别为小灯泡和定值电阻的I﹣U图像，小灯泡和电阻的连接情况如图乙所示，电源电压8V，下列说法不正确的是(　　)
A．小灯泡电阻随温度的增大而增大 B．灯泡的实际电功率为0.6W
C．电阻的阻值为20Ω D．电阻的电功率为0.18W
如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻，滑动变阻器的最大阻值为R2，且R1=2R2，灯泡L上标有“6V 3W”字样，所用电流表的量程均为0~0.6A和0~3A。当三个开关S1、S2、S3都闭合时，灯泡L正常发光，两电流表指针的位置相同。当三个开关的状态及滑动变阻器的阻值变化时，电路消耗的总功率也随之变化，下列判断不正确的是(不计温度对灯丝电阻的影响)(　　)
A．电源电压为6V
B．R1的阻值为24Ω
C．电路消耗总功率的最小值为0.5W
D．电路消耗总功率的最大值为3.75W
如图所示，电路中R的阻值已知，小灯泡额定电压为 2.5 V，在不拆电路的情况下能测出小灯泡额定功率的是(　　)
A． B． C． D．
在如图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S1闭合、S2断开，甲、乙两表均为电流表时，两表示数之比是I甲∶I乙=2:5，则R1:R2=______；当开关S1、S2闭合，甲、乙两表均为电压表时，两表示数之比U甲∶U乙=______，R1、R2消耗的电功率之比为P1∶P2=_______。
甲、乙两灯的额定电压均为9V，测得其电流与电压变化的关系图像如图所示，则甲灯的额定功率为________W；若将甲、乙两灯串联接入9V的电路中，通电10s，两灯消耗的总电能为________J。
小明在进行“测量小灯泡电功率”的实验时，实验台上给他提供的器材有：6V蓄电池、电流表(0﹣0.6A、0﹣3A)、电压表(0﹣3V、0﹣15V)、“50Ω、1A”和“10Ω、1.5A”两种规格的滑动变阻器，额定电压为2.5V的小灯泡(正常发光时的电阻约为10Ω)、开关各一个，导线若干。
(1)为顺利完成实验，小明在实验中应选用规格为________的滑动变阻器；
(2)请你用笔画线代替导线，帮小明将图甲的实物电路连接完整(要求：滑片P向右移动时，小灯泡变亮)；
(3)连好电路后，闭合开关，通过移动滑动变阻器的滑片，分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制了U﹣I图象如图乙所示。根据U﹣I图象提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是________W，当加在小灯泡两端的电压为1.5V时，小灯泡的电阻是________Ω；
(4)小明根据U﹣I图象中数据计算发现：随着小灯泡两端电压的增大，灯丝的电阻________，你认为原因可能是________________________________。
如图所示，电源电压为12 V，R0="60"Ω，滑动变阻器的规格为“50Ω 2A”，电流表的量程为“0～0.6A”，小灯泡上标有“6V 3W”字样。不考虑灯丝电阻变化，并保证电路安全。求：
(1)S闭合，S1、S2都断开，滑动变阻器接入电路的阻值范围是多少？
(2)S、S1、S2都闭合，电路消耗的总功率最小值是多少？
(3)S、S1、S2都闭合，当电路消耗的总功率最大时，滑动变阻器接入电路的阻值是多少
如图甲是定值电阻的和标有“8V　8W”灯泡L的关系图像如图甲所示。电源电压恒定不变，滑动变阻器的最大阻值为12Ω。当开关 S、S2 闭合， 开关 S1 断开，将滑动变阻器的滑片 P 滑到b端时，电流表的示数为0.5A。求：
(1)灯泡正常发光10s，电流通过灯泡产生的热量；
(2)电源电压；
(3)当开关 S、S1、S2同时闭合，调节滑片P，求电路消耗的最大功率。
当堂检测(___月___日) 姓名：__________
在物理实验中，对物理量进行多次测量，有的是为了通过多次测量减小误差，有的是为了通过多次实验寻找规律。其中为了减少实验误差的是(　　)
A．在探究“并联电路中干路电流与各支路电流的关系”时测量多组对应的干路电流和各支路电流
B．在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时测量多组对应的电流和电压值
C．在“测量小灯泡的电功率”时，测量多组对应的电流和电压值
D．在“测量未知阻值的电阻”时，测量多组对应的电流和电压值
某同学利用如图所示电路，测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率，下列说法错误的是(　　)
A．闭合开关前，滑片P应滑到B端
B．闭合开关后，小灯泡不发光，一定是小灯泡灯丝断了
C．当电压表示数为2.5V时，测出小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率
D．实验还可得知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮
一灯泡标有“3.8V”字样，额定功率模糊不清，某同学设计了如图甲所示的电路进行测量，电源电压恒为6V，电压表、电流表使用的量程分别为0～3V、0～0.6A，滑动变阻器的规格为“10Ω 1A”，他根据实验数据作出了电压表、电流表示数的U-I图像如图乙所示。则以下判断正确的是( )
A．小灯泡的额定功率为0.88W
B．滑片向左移时电压表示数变大，小灯泡变亮
C．变阻器允许连入电路的最大阻值约为8.82Ω
D．小灯泡正常发光2s内，变阻器产生的电热为3.04J
为了使电热器的功率变为原来的一半，下列办法中正确的是( )
A．保持电压不变，电阻变为原来的一半
B．保持电阻不变，电压变为原来的一半
C．电压和电阻都变为原来的一半
D．使电压变为原来的1/4，电阻变为原来的一半
如图所示，电源电压U=18V，小灯泡L的额定电压为9V，当滑动变阻器的滑片P移至中点时，小灯泡L正常发光；当滑片移至最右端时，小灯泡的实际功率为6W，则小灯泡的额定功率和滑动变阻器的最大阻值分别为(　　)
A．13.5W　6Ω B．6W　12Ω C．6W　27Ω D．13.5W　12Ω
把标有“6V 6W”的小灯泡L1和标有“6V 3W”的小灯泡L2串联后接在电源电压为6v的电路中(不考虑灯丝电阻的变化)，下列说法正确的是(　　)
A．因为通过它们的电流相等，所以一样亮
B．因为灯L2 电阻较大，实际功率较大，所以灯L2较亮
C．因为灯L1额定功率较大，所以灯L1较亮
D．因为灯L1实际功率较大，所以灯L1较亮
某同学利用如图所示的电路测定小灯泡的额定功率，滑动变阻器上标有“50Ω　2A”，小灯泡的额定电流为0.3A。该同学将滑动变阻器置于最大阻值后，闭合开关，电压表、电流表的示数分别为2V和0.2A，接着移动滑动变阻器直至小灯泡正常发光，这时滑动变阻器的滑片恰好在中点，则小灯泡的额定功率为(　　)
A．0.9W B．0.4W C．1.35W D．无法确定
在“测定小灯泡电功率”的实验中，已知小灯泡的规格为“2.5V”，电阻约为8Ω。
甲 乙
(1)小明所在实验小组连接的电路如图37-甲所示，其中有两处错误或不妥。请指出：①________________；②________________。
(2)将上述错误或不妥改正后，闭合开关发现灯泡发出特别耀眼的光，且此时电流表、电压表都有示数，则出现该现象的原因可能是________。
(3)实验中调节滑动变阻器使电压表的示数为2.5V时灯泡正常发光，此时电流表的示数如图37-乙所示，则流过小灯泡的电流为________A，小灯泡的额定功率为________W。
(4)根据以上实验数据，这个小灯泡正常工作时的电阻为________Ω。
某款能瞬间加热饮水的直饮机，可提供冷、温、热三种水，适用于学校、车站等公共场所。直饮机有5道过滤装置除去水中杂质，可直接饮用的冷水，热水随用随开，它的铭牌如下表所示：
(1)若将直饮机接入220V的电路中，加热器的实际功率是多少？(忽略温度对电阻的影响)
(2)直饮机在额定电压下工作时，若热水的流量是5L/min，不及热量流失，流过加热器的水温会升高多少？[c水=4.2×103J/(kg ℃)，ρ水=1.0×103kg/m3]
(3)若想提高直饮机的加热速度，把加热器的功率提高到14kW，在原电路基础上，应怎样改装电路？通过计算说明。
额定电压380V 加热器额定功率12kW
净重100kg 热水流量4.2﹣﹣5L/min
最大容积100L 开水温度97﹣﹣98℃