苏州中考压轴题,剖析电功率的几个热点

2015-07-17 18:23朱军
亚太教育 2015年18期
关键词:电功率变阻器灯泡

朱军

摘要:电功率是电学规律的大综合,是初中电学知识学习的终极目标和核心,教学中不仅仅让学生经历了提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验收集证据、分析、论证与评估等科学探究的过程,来探究用电过程中电功率与什么因素有关,又有欧姆定律等电学知识的整合和重组,更有实际生活的应用,与电热、安全用电等生活实际联系紧密,学生普通对电功率心里上有畏难情绪。

关键词:中考;电功率

中图分类号:G634文献标志码:A文章编号:2095-9214(2015)06-0028-01

近几年的全国各地中考试题中有关电功率的综合试题又层出不穷,更让不少学生感到难以把握。本文就中考中电功率的几个热点问题进行剖析。

中考热点一有关额定功率与实际功率的考察

这类考察的重点知识通常有:1灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的,一般情况下,灯泡越亮,实际功率越大2若两灯是串联,我们根据P=I2R可知,在电流相同的情况下,电阻大的灯亮。3若两灯是并联,我们根据P=U2/R可知,在电压相同的情况下,电阻小的灯亮。这类考察常常涉及串联电路,并联电路,欧姆定律的相关知识。中考难度相对教易。

典型题1、小明将两只灯泡L1、L2串联在电路中,如图所示.闭合开关后,发现:灯泡L1较亮,灯泡L2较暗.这现象可说明()

A.通过两只灯泡的电流不相同

B.两只灯泡的电阻可能相等

C.两只灯泡的实际功率可能相同

D.两只灯泡的两端电压一定不相同

解析:(1)灯泡L1较亮,灯泡L2较暗,说明灯泡L1实际功率较大,灯泡L2的实际功率较小,即P1>P2,故C错误;(2)由于两灯泡串联,则流过它们的电流相等,故A错误;

(3)因为P1>P2,I1=I2=I,由P=I2R知,R1>R2,故B错误;(4)因为I1=I2=I,R1>R2,由U=IR可知,U1>U2,故D正确;

(变式张家港一模)小明将额定电压相同的两只小电灯L1、L2串联接在电源上,如图所示,闭合开关后发现L1发出明亮的光,却看不到L2发光,造成此现象的原因可能是()

A.L2断路

B.L1的电阻相对于L2太小

C.L1的额定功率相对于L2太大

D.L2的额定功率相对于L1太大

(变式2重庆中考)李明同学为了探究“电功率与电阻的关系”,他找来额定电压均为6v的L1、L2两只灯泡。将两灯串联起来,按照右图所示的电路开始了实验探究,闭合开关后,看见灯L2微微发光,灯L1几乎不发光,则关于两灯的电阻R1,和R2、两灯的额定功率P1和P2的大小关系成立的是(不考虑灯丝电阻值随温度的变化)()

A.R1>R2P1>P2B.R1

C.R1>R2P1P2

分析:灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的,因为灯L2微微发光,灯L1几乎不发光,所以L2的实际功率比L1的实际功率大.应为两灯是串联,我们根据P=I2R可知,,用电器的电功率与阻值成正比,所以R2>R1.因为两灯的额定电压U相同,根据P=U2/R可知,电功率与电阻成反比.由于R1P2.选D

中考热点二有关电功率与用电器两端电压、用电器中的电流的关系的探究过程的考察这类考查相对热点一难度有所加大,不仅考察了学生测量电功率的实验探究过程、考察了科学探究的方法,会重点区分用电器的额定功率和实际功率,更进一步探究了电功率与电压和电流的关系。完成这类试题不仅要掌握串联电路规律、欧姆定律,电功率公式,还要会补全电路图、了解电源电压、灯泡亮度和灯泡实际功率的关系,只有认真分析题意、才可以正确解题。

典型题(2013·长春)2、在学校科技节上,甲、乙两组同学各自设计了一个灯泡和滑动变阻器串联的调光电路,同时还想研究灯泡亮度改变时电功率的变化情况,老师提供的器材有:“2.5V”和“3.8V”两种规格的灯泡(灯丝电阻随温度的升高而增大)、滑动变阻器,电流表和电压表、开关、导线若干、电源(电压相等且保持不变)。

两组同学连接好电路后,调节滑片过程中电表示数都发生变化,当两组电路的灯泡都正常发光时,恰好电压表示数均为3.8V,电流表示数均为0.3A,并且甲组的灯泡比乙组的暗。

(1)请将甲组同学设计的电路图补充完整(如右图所示)。

(2)两组同学所使用的电源电压是▲V。

(3)调节滑动变阻器的滑片,使两组电路中小灯泡两端的电压均为2.5V时,▲(选填“甲组”或“乙组”)灯较亮。

(4)乙组同学在研究灯泡电功率变化情况时,想通过测量来比较以下两种情况灯泡电功率的大小关系:

①灯泡实际电压为额定电压一半时的电功率P1;

②灯泡实际电流为额定电流一半时的电功率P2。

老师告诉他们不用测量也可以比较,同学们经过分析得出P1与P2之间正确的关系是P1▲P2。

分析(1)灯泡额定电压一个是2.5V,一个是3.8V,当灯泡正常发光时电压表示数都是3.8V,则测额定电压为2.5V灯泡功率时,电压表与滑动变阻器并联;灯泡正常发光时的电流都是0.3A,则额定电压为2.5V的灯泡实际功率小,灯泡较暗,由题意知,甲组灯泡比乙组灯泡暗,则甲组使用的是2.5V的灯泡,其电压表与滑动变阻器并联,据此作出电路图。

(2)甲灯正常发光时灯泡两端电压为额定电压2.5V,由题意知,滑动变阻器两端电压为3.8V,则电源电压为2.5V+3.8V=6.3V

(3)电压为2.5V时,甲的实际功率P甲=2.5V×0.3A=0.75W,∵I=U/R,∴灯泡乙的电阻R乙=U乙额/I乙额=3.8V/0.3A≈12.67Ω,电压为2.5V时,乙的实际功率P乙=U2/R乙=(2.5V)2/12.67Ω≈0.49W,甲灯的实际功率大于乙灯的实际功率,则甲灯亮。

(4)灯泡实际电压为其额定电压一半时,它的实际功率P1>1/4P额,实际电流等于额定电流一半时,实际功率P2<1/4P额,则P1>P2;

(作者单位:江苏省张家港外国语学校)

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