“改错”是近两年出现的一种新题型,需要改错的地方一般也就是大家最容易错的地方。解答此类问题最关键的还是平时要有良好的分析题意的习惯、正确的解题思路与方法、规范的解题步骤。
典例1如图1所示,“6V 3 W”的小灯泡L与额定功率为10W的电阻器R串联,电源电压大小为10V,且保持不变。闭合电键S,电流表、电压表示数分别为0.20A和2.4V,不考虑电阻器和小灯泡电阻随温度的变化,求:
(1)电阻器R的阻值。
(2)整个电路消耗的实际功率。
王刚同学的求解如下:
(1)根据欧姆定律,电阻器的电阻;(2)因为整个电路只有小灯泡L和电阻器R两个用电器,所以整个电路消耗的电功率P=3W+10W=13。
请你指出王刚同学求解过程中存在的错误,并指出正确的解答。
[研析](1)运用欧姆定律时一定要注意电压、电流、电阻要对应,即它们必须是同一导体或同一段电路的数值,才能进行计算,有时还需要是同一时刻的数值。本题中要计算电阻器R的电阻,只能用它两端的电压(10V-2.4V=7.6V)与它的电流值相除;(2)将额定功率与实际功率混为一谈,题目要求的是实际功率,而此时电路中的实际功率并不等于额定功率,因而不能直接进行计算。整个电路中的总实际功率可以由总电压与电流的乘积得出。
[答案](1)电压不是电阻器的电压值R=U/I= (10V-2.4V)/0.20A =38Ω
(2)实际功率此时不等于额定功率P总=UI=10V×0.20A=2W
小王同学的计算过程 灯泡电阻RL==Ω=1210Ω 当滑动变阻器的滑片在左端时 电阻R=1210Ω 功率P==W=40W 当滑动变阻器的滑片在右端时 电阻R′=1210Ω+1210Ω=2420Ω 功率P′==W=20W 答:灯泡实际功率的变化范围是20W~40W | 小李同学的计算过程 当滑动变阻器的滑片在左端时,灯泡的实际电压等于额定电压,实际功率等于额定功率为40W 当滑动变阻器的滑片在右端时 RL==Ω=1210Ω UL=U=×220V=110V 灯泡的实际电压等于额定电压的 灯泡的实际功率等于额定功率的为20W 答:灯泡实际功率的变化范围是20W~40 W |
典例2在综合实践活动中,小王和小李同学设计的调光台灯的电路如图2所示。电源电压为220Ⅴ,灯泡规格为“220V 40W”,滑动变阻器的规格为“1210Ω 2A”。小王和小李同学分别计算了灯泡实际功率的变化范围,过程如下。小王和小李同学的计算过程是否正确?如有错误,请写出错误之处并作出对应的正确解答。
解析:本题针对解答电功率题目过程中比较容易出错的几个环节设置“错误”,能充分考查出学生对于解答电功率问题的真实理解程度。两位同学的解法中,滑片在最左端使用了两种方法进行计算,其方法及结论都是正确的。关键是求滑片在最左端时的实际功率。解题时要注意从以下几点入手:1。同一性。求解某个电路的电功率必须要对应于应用它的电流、电压或电阻代入计算。2。额定电压、额定功率、实际电压、实际功率间的正确关系。
小王的解法中:计算电功率时没有注意到同一性。正确解法:P’=()2R=(
)21210Ω=10W
小李的解法中:计算电功率时没有注意到功率与电压间关系。根据可知,灯泡的实际电压等于额定电压的,灯泡的实际功率等于额定功率的
为10W。
例3.小华同学查阅课外资料时,获得一幅“220V 40W”白炽灯泡电流和电压的关系图象,如图3所示。从图象上能推知,白炽灯泡在不同电压下的实际电阻值。小华想:若将两只相同的这种灯泡串联在220V的电源上,两只灯泡实际消耗的总电功率会是多少呢?小华与小明同学交流了这一想法。
图3
小明给出以下解答:
一只灯泡的电阻
两只灯泡串联接在220V的电源上,消耗的总电功率为:
你认为小明同学的解答是否正确?若不正确,请你说明不正确的原因,并给出正确的解答。
解析:小明同学的解答不正确。灯泡的电阻是随温度的变化而变化的。
正解:每只灯泡两端的实际电压是110V。由图象分析可知,110V电压下工作,通过灯泡的实际电流为0.155A(0.153 A—0.158 A),每只灯泡的实际功率P=UI= 110V×0.155A = 17.05W (16.8W—17.4W)
P总=2P= 2×17.05W = 34.1W (33.6W—34.8W)
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