Una breve discusión sobre temas de física en el examen de ingreso a la escuela secundaria.
(1) Potencia eléctrica (W)
1. Concepto:
Se puede realizar trabajo cuando la corriente eléctrica pasa a través de un conductor. El proceso de realización de trabajo actual es el proceso de convertir energía eléctrica en otras formas de energía. Cuánto trabajo realiza la corriente, cuánta energía eléctrica se convierte en otras formas de energía.
2. Fórmula:
La fórmula básica de la energía eléctrica es:
Según la ley de Ohm, la fórmula básica también se puede derivar.
Derivado de la definición de potencia eléctrica:
3. Unidad:
Julio:
Kilovatio hora (grado):
4. Medidor de electricidad: (comúnmente conocido como medidor eléctrico)
Un medidor de energía eléctrica es un instrumento para medir la potencia eléctrica (energía eléctrica), y la unidad en su dial es grados. La diferencia entre las dos lecturas del contador de energía es el consumo de electricidad durante ese período.
(2) Electricidad
1. Concepto:
El trabajo realizado por la corriente en la unidad de tiempo se llama potencia eléctrica. Es una cantidad física que refleja la velocidad de la corriente que realiza el trabajo.
2. Fórmula:
Según la definición de potencia eléctrica
La fórmula básica para calcular la potencia eléctrica se puede derivar de la definición de potencia eléctrica y la Fórmula básica para el trabajo eléctrico.
3. Unidad:
Vatios:
Kilovatios:
4. Tensión nominal y potencia nominal:
El voltaje cuando el aparato eléctrico funciona normalmente se llama voltaje nominal, y la potencia eléctrica del aparato eléctrico al voltaje nominal se llama potencia nominal. Estos dos valores suelen estar marcados en aparatos eléctricos. Para diferentes aparatos eléctricos, estos dos valores generalmente son diferentes.
Cuando el voltaje a través del aparato eléctrico es igual al voltaje nominal del aparato eléctrico, su potencia eléctrica es igual a su potencia nominal y el aparato eléctrico funciona normalmente.
Cuando el voltaje en un aparato eléctrico es menor que su voltaje nominal, la potencia real del aparato eléctrico es menor que su potencia nominal y el aparato eléctrico no puede funcionar correctamente.
Cuando el voltaje a través de un aparato eléctrico es mayor que su voltaje nominal, la potencia real del aparato eléctrico es mayor que su potencia nominal, y el aparato eléctrico no puede funcionar correctamente y se daña fácilmente.
Lo que determina el estado de funcionamiento de un aparato eléctrico es su potencia real, que cambia con el voltaje real que lo atraviesa.
(3) Experimento: medición de la potencia de bombillas pequeñas
De acuerdo con los requisitos experimentales, diseñe el circuito, dibuje el diagrama del circuito y forme el circuito experimental a partir de componentes físicos.
Ajuste la posición del control deslizante P en el reóstato deslizante y use un voltímetro y un amperímetro para medir el voltaje real, el voltaje nominal y la corriente real correspondiente y la corriente nominal de la bombilla pequeña, respectivamente.
Utiliza la fórmula para calcular la potencia real y la potencia nominal de la bombilla pequeña.
Nota: Al conectar circuitos y medir, debe estar familiarizado con el uso de voltímetros, amperímetros y reóstatos deslizantes; seleccionar correctamente el rango de medición y los terminales y poder leer con precisión;
(4) Ley de Joule
El calor generado por la corriente que pasa por un conductor es proporcional al cuadrado de la corriente, la resistencia del conductor y el tiempo de energización. Esta ley se llama ley de Joule. Se puede expresar como:
(5) Cálculo de potencia y energía eléctrica
Pasos para resolver el problema:
Dibujo basado en el análisis de. el significado de la pregunta Diagramas de circuitos equivalentes en diferentes condiciones, e indique las condiciones conocidas y las cantidades físicas requeridas en el diagrama de circuito;
2. Utilice las características de los circuitos en serie y en paralelo y la fórmula de cálculo de la energía eléctrica. (la fórmula derivada se puede usar directamente) Enumere las ecuaciones o ecuaciones;
3.
Fórmula principal:
Ejemplos típicos
[Ejemplo 1] El hervidor eléctrico de Xiaohua se quemó debido a un uso inadecuado. Planeaba reemplazar él mismo el cable de resistencia para reparar la tetera, pero no sabía el valor de resistencia del cable de resistencia.
Encontró la caja de embalaje del hervidor eléctrico, la cual tenía impresa la siguiente tabla:
-Hervidor eléctrico 220 voltios 50 Hz
Modelo de potencia y capacidad
SPS— 1,0 L 800 W
900 W
1,0 L
SPS—1,5 L 1200 W
1500 W
1,5 L
Con base en la información de la tabla, ¿puedes ayudar a Xiaohua a calcular el valor de resistencia de este recipiente de cable de resistencia?
Conocido:
Pregunta:
Solución:
[Ejemplo 2] Dos bombillas L1 y L2 están marcadas con " "220V 40W" y "110V 100W". Si se conectan en serie en un circuito, ¿cuántos vatios no puede exceder la potencia total? Si se conectan en paralelo en el circuito, ¿cuál es la potencia total máxima en vatios?
Conocido:
Encuentra la potencia total máxima cuando se conectan en serie.
Potencia total máxima de conexión en paralelo
Análisis: Este problema es un problema típico de "cuidar a los débiles", es decir, para evitar que ambos se dañen, la corriente que pasa a través de ellos debe ser igual a la corriente nominal más pequeña cuando están conectados en paralelo, el voltaje a través de ellos debe ser igual al voltaje nominal más pequeño de los dos;
Solución:
Cuando se conecta en serie (como se muestra en la Figura 1A)
Figura 1
∴
Conexión en paralelo (como se muestra en la Figura 1 B) ∵∴
∴
[Ejemplo 3] Cuando la bombilla L y la resistencia constante R0 están conectadas en paralelo en un circuito de 12V , la bombilla L emite luz normalmente. La corriente principal en este momento es 1,8A. Cuando se conectan en serie en otro circuito, la potencia de la bombilla L es su potencia nominal y la potencia de la resistencia R0 es 0,9W. Encuentre la potencia nominal de la lámpara.
Este problema radica en que los circuitos conectados en serie y en paralelo tienen diferentes voltajes, por lo que generalmente es complicado solucionar este tipo de problemas. Si las proporciones se usan con habilidad, se puede hacer fácil.
Solución: Dibujar el diagrama del circuito equivalente según el significado de la pregunta, como se muestra en la Figura 2.
Se puede obtener de la Figura A, y tras sustituir los datos (1)
Se puede obtener de la Figura B, tras sustituir los datos ②.
Se obtiene resolviendo ① y ② simultáneamente.
Figura 2
[Ejemplo 4] Usar un hervidor eléctrico marcado "220V 800W" para hervir una olla de agua a 220V tarda 1h 4min. Se acerca el Día del Ejército. Thomas Lee y Liu Ning escucharon que a los soldados del ferrocarril les resultaba difícil beber agua hervida en el sitio de construcción cerca de la escuela. Organizaron a algunos estudiantes de la clase para expresar sus condolencias y trajeron esta bolsa de agua caliente. Cuando conectaron la fuente de alimentación de 220 V al sitio de construcción, descubrieron que les tomó 1 hora y 40 minutos hervir la misma olla de agua. Cuando los estudiantes estaban confundidos, Liu Ning dijo que debía haberse perdido algo de energía porque el cable era demasiado largo. ¿Cuánta energía se pierde en el conductor? Por favor ayúdelos a calcularlo. En aras del cálculo, ¿qué factores hemos ignorado en comparación con la situación real?
El cálculo de esta pregunta es relativamente complicado y es fácil cometer errores si no se presta atención a las habilidades de cálculo. Cuando se encuentre con un ejercicio de este tipo, tenga en cuenta: si no obtiene el resultado final, intente no aproximar el cálculo y trate de mantener la forma fraccionaria para que el número de puntos pueda reducirse y simplificarse en operaciones posteriores. Esto simplifica la operación y garantiza la precisión del resultado final. El siguiente análisis es para su referencia.
Solución: Según el significado de la pregunta, dibuje los diagramas de circuito equivalentes en las dos situaciones como se muestra en la Figura 3.
Tiempo de ebullición a tensión de 220V y tiempo de ebullición en obra.
Porque hervir la misma olla de agua requiere la misma cantidad de calor, que es ⅷ
De ∵ R a ∴, p es proporcional a .
∴ ∴
Entonces, la relación proporcional en serie en la Figura B: ⅶ
En el cálculo, ignoramos el cambio de la resistencia del hervidor eléctrico. alambre con factor de temperatura.
Figura 3
[Ejemplo 5] Cuando el voltaje a través de la resistencia aumenta, la corriente a través de la resistencia aumenta (suponiendo que la resistencia de la resistencia permanece sin cambios). Por favor demuestre el cambio en la resistencia.
Hay muchas maneras de demostrar este problema, normalmente mediante la derivación de fórmulas. Debemos ser buenos en el uso de varias herramientas matemáticas que hemos aprendido, como el método de duplicación de coordenadas, que es más simple, más intuitivo y más claro que el método de derivación de fórmulas. Se utilizan dos métodos para demostrar a continuación para referencia y comparación de los estudiantes.
Certificado 1:
∵ ∴
Certificado 2: Como se muestra en la Figura 4.
∵
Pero
∴ (S1, S2 y S3 representan las áreas rectangulares correspondientes en la Figura 4)
Figura 4
p>
[Ejemplo 6] Hay dos bombillas "220V, 40W" y "220V, 60W", pero sus placas de identificación no están claras. Por favor distinga entre dos aspectos.
Análisis: La potencia nominal de las dos bombillas es diferente aunque el voltaje nominal es el mismo, la diferencia está al menos en los siguientes puntos: resistencia, potencia real, etc.
Respuesta: al menos los siguientes puntos: ① Comparación visual del grosor del filamento; la resistencia gruesa es pequeña, "220 V, 60 w"; ②
Medido con un multímetro, la resistencia es "220V, 60w" 40w"; ③ medición de "voltametría"; ④ funciona normalmente.
Compara el brillo, el brillo es "220V, 60W", elige dos.
Extensiones y extensiones: para este tipo de problema abierto, podemos captar las diferencias en las características físicas, la resistencia y la potencia real. A través de la comparación de estas dos físicas, podemos ampliar el método y abrir ideas. y cambie el método.
[Ejemplo 7] Xiaogang usó dos pequeñas bombillas A y B para realizar experimentos de investigación en serie y en paralelo como se muestra en la Figura 5, y encontró dos fenómenos diferentes, que se registran en la tabla.
(1) Compare la potencia total consumida por los circuitos en los dos experimentos
(2) Compare la suma
(3) Analice la generación de estos la causa del fenómeno.
Conexión en serie y paralelo
Una lámpara es brillante y tenue.
bLa luz es tenue.
Figura 5
Análisis: Debido a que el voltaje total en los dos circuitos es el mismo, igual al voltaje de alimentación, sabemos que el que tiene mayor resistencia tiene menos potencia. En un circuito en serie, una bombilla con una resistencia grande es más brillante; en un circuito en paralelo, una bombilla con una resistencia pequeña es más brillante.
Respuesta:
(1) La potencia total de un circuito en paralelo es mayor que la de un circuito en serie
(2);
(3) Un circuito en serie En el circuito paralelo, se sabe que la resistencia de A es grande, la potencia de A es grande y la luz de A está encendida en el circuito paralelo, la resistencia de A es; grande, la potencia de A es pequeña y la luz de A es oscura.
Método de extracción: la pregunta solo encuentra que el brillo de la luz A y la luz B es diferente. La clave para resolver este problema es que el brillo de la bombilla está determinado por la potencia real de la bombilla. De acuerdo con las características de las fórmulas de potencia de circuitos en serie y circuitos en paralelo, el método de control de variables se utiliza para emitir juicios.
[Ejemplo 8] Como se muestra en la Figura 6, el voltaje de la fuente de alimentación y la resistencia de la bombilla permanecen sin cambios. Cuando el interruptor S1 está cerrado y los interruptores S2 y S3 están abiertos, la lámpara R1 se enciende normalmente y el voltaje indicado es de 6 V cuando los interruptores S1, S2 y S3 están cerrados, el número de corriente indicado es 1 A cuando S3 está encendido y S1 y S2 están; cerrado, la potencia real de la lámpara R1 es 1/9 de su potencia nominal y la potencia consumida por R2 es 0,6 W. Encuentre la potencia nominal de la lámpara L y la resistencia de la resistencia R3.
Figura 6
Análisis: Debido a los grandes cambios en el circuito, durante el proceso de solución, primero se realiza el diagrama del circuito equivalente y luego se resuelven las ecuaciones de cada serie en base sobre las características del circuito.
Respuesta:
(1) Cuando S1 está cerrado y S2 y S3 están desconectados, el circuito equivalente se muestra en la Figura 7. La representación del voltaje es 6 V, que es exactamente la potencia tensión de alimentación. La bombilla brilla normalmente. En este momento, la potencia de la bombilla es ①.
Figura 7
(2) Cuando S1 y S2 están encendidos y S3 está apagado, el circuito equivalente es como se muestra en la Figura 8 y la bombilla emite normalmente.
Porque
Por lo tanto, es
Figura 8
(3) Cuando S3 está cerrado y S1 y S2 están abiertos, es equivalente a El circuito se muestra en la Figura 9. Debido a que la lámpara L está conectada en serie con R2 y R3, las características de división de voltaje del circuito en serie están relacionadas de acuerdo con las condiciones dadas en la pregunta.
Figura 9
Porque, es decir
Entonces, en este momento, porque, es decir, ③
Es decir, ④
Sustituye la ecuación ③ en la ecuación ④ y ②:
Solución o (rinde), entonces
Porque, por lo tanto
Como puede Como puede verse en la figura, la solución es
Análisis propenso a errores: hay muchas soluciones a las cuestiones integrales de la electricidad. Este problema se resuelve resolviendo las ecuaciones en el orden en que cambia el circuito. La clave para resolver este problema es dibujar los diagramas de circuito equivalentes correspondientes en diversas situaciones de acuerdo con los requisitos del problema y luego resolver cada circuito paso a paso. El pensamiento es claro y conciso.
Preguntas simuladas de prueba
(Tiempo de respuesta: 60 minutos)
1. Preguntas de opción múltiple
1. serie Un alambre de cobre de la misma longitud y espesor y un alambre de nicrom. La correcta de las siguientes afirmaciones es ().
A. El voltaje en ambos extremos del cable de cobre es grande y la corriente que fluye a través de él es grande.
B. El voltaje a través de la aleación de níquel-cromo es grande y la corriente que fluye a través de ella es grande.
cEl voltaje en ambos extremos del cable de cobre es grande, pero la corriente que fluye a través de los dos cables es la misma.
d. El voltaje a través de la aleación de níquel-cromo es grande, pero la corriente a través de los dos cables es la misma.
2. Como se muestra en la Figura 1, cuando el control deslizante del varistor P se mueve dentro de un cierto rango, el rango de lectura de A es 1 ~ 2,4a, el rango de lectura de V es 10 ~ 7,2v, luego el rango de lectura de R1 El valor de resistencia y el voltaje de la fuente de alimentación son () respectivamente.
A., b, 10 voltios c, 12 voltios d, 10 voltios
Figura 1
3. El voltaje U permanece constante y la resistencia total del varistor deslizante es 2R. Cuando el control deslizante está en el punto medio o del reóstato, las cuatro corrientes representan lo mismo, todas I0. Cuando el control deslizante sube hasta el punto ().
A. El indicador de A1 es mayor que I0 B. El indicador de A2 es mayor que I0.
El indicador de C.a3 es mayor que i0d. El indicador de a4 es mayor que i0d.
Figura 2
4. Cuando se enciende el refrigerador, la lámpara de escritorio conectada en paralelo con el refrigerador se atenúa. Con respecto a este fenómeno, las siguientes afirmaciones son correctas: ()
A. La corriente en la línea entrante aumenta. b.
C. La pérdida de calor en el circuito se vuelve mayor. d.El voltaje a través de la bombilla se vuelve más pequeño.
5. En la Figura 3, después de cerrar el interruptor, ambas luces funcionan normalmente y ambos instrumentos tienen indicaciones. De repente, las dos luces se apagan, el indicador V se hace más grande y el indicador A es cero, entonces se considera que el circuito puede estar defectuoso ().
A. El amperímetro está dañado. b.La lámpara L1 está abierta.
La luz C.L2 está encendida. La lámpara L2 está en cortocircuito.
Figura 3
II. Preguntas experimentales
6. La resistencia de las dos lámparas eléctricas L1 y L2 l1 es mayor que L2; si están conectadas en serie al circuito, el voltaje en la lámpara será muy grande y la corriente aumentará. Fluye a través de la lámpara al mismo tiempo.
7. Como se muestra en la Figura 4, una bombilla L con una potencia nominal de 2W se conecta en serie con una resistencia R con una resistencia de , y luego se conecta a un paquete de baterías compuesto por cuatro baterías secas nuevas. Celdas conectadas en serie. La bombilla pequeña sólo brilla normalmente. Para que el circuito consuma menos energía, agregue las resistencias y los voltajes nominales de las bombillas pequeñas por separado.
Figura 4
8. Como se muestra en la Figura 5, el voltaje de la fuente de alimentación es constante. Cuando el interruptor S está cerrado y abierto, la relación de voltaje en R1 es 4:3. Cuando S está abierto, la relación de potencia de R1 y R2 es.
Figura 5
9. A continuación se muestra la factura de electricidad de la casa de un compañero de este mes. ¿Qué información de datos puede obtener de esta factura (mencione dos puntos)?
(1) ;
(2) .
Tres. Preguntas de respuesta corta
10. Algunas personas piensan que si se usa un amperímetro y las corrientes de dos bombillas son iguales, entonces las dos lámparas deben conectarse en serie si se usa un voltímetro para medir el voltaje; de las dos bombillas respectivamente, entonces las dos lámparas deben conectarse en serie. Las luces deben conectarse en paralelo. ¿Crees que estas dos afirmaciones son correctas? ¿Por qué?
Cuatro. Problemas de cálculo
11. Te dan una fuente de alimentación, una resistencia deslizante, una resistencia de valor fijo con una resistencia conocida, una bombilla con un voltaje nominal conocido, un amperímetro, un interruptor y un número. de alambres. Es necesario medir la potencia nominal de la bombilla pequeña. Dibujar diagramas de circuitos, escribir procedimientos experimentales y derivar fórmulas de cálculo.
12. En el circuito que se muestra en la Figura 6, el voltaje de la fuente de alimentación es constante en 6 V, el voltímetro usa el rango de 0 ~ 3 V, el amperímetro usa el rango de 0 ~ 0,6 A y la resistencia. El valor del reóstato deslizante R es 0 ~0. Para garantizar que ambos amperímetros no sufran daños, se encuentra el rango de resistencia del varistor que se permite conectar al circuito.
Figura 6
13. Como se muestra en la Figura 7, es parte de un circuito, en el cual... la corriente en el amperímetro es ().
A.0.2A, derecha B. 0.15A, izquierda C. 0.2A, izquierda D. 0.3A, derecha.
Figura 7
14. Los siguientes ejemplos no utilizan calefacción eléctrica ().
A. Ventilador eléctrico soplando b. Plancha eléctrica para planchar la ropa c. Horno microondas para hornear alimentos d.
15. El circuito que se muestra en la Figura 8 muestra que la corriente a través del miliamperímetro es aproximadamente mA y la corriente a través del amperímetro es aproximadamente A.
Figura 8
16. Dos resistencias idénticas están conectadas en paralelo en un circuito y el calor liberado en t minutos es Q julios. Si estas dos resistencias se conectan en serie en el mismo circuito de voltaje constante, el calor liberado en t minutos es j.
17. Un compañero de clase utiliza un medidor de vatios-hora de "3000r/kW?h" para medir la potencia total del circuito de su casa cuando funciona normalmente. Cuando el plato giratorio gira 30 veces durante 1 minuto, la potencia total de su circuito en ese momento es W.
18. Como se muestra en la Figura 9, es una caja cerrada. y D son cuatro circuitos exteriores. Se sabe que la estructura de la caja consta de tres resistencias conectadas por A, B, C y D. En la actualidad, la resistencia entre A y C, entre A y D y entre C y D se mide con un amperímetro multipropósito. . Conecte B y D con un cable, luego mida la resistencia entre A y D. Desenchufe este cable.
(1) Dibuje el diagrama de conexión de las resistencias en la caja y marque el valor de resistencia de cada resistencia.
(2) Si se suma un voltaje de 30 V entre C y D, ¿cuál es la potencia total consumida por el voltaje entre A y C y la resistencia en la caja?
Figura 9
19. Como se muestra en la Figura 10, hay bombillas, resistencias y baterías en la "caja negra" y hay cuatro terminales A, B, C. , y D y la bombilla fuera del panel. Actualmente se están probando los dos conectores A y B de A. Si A está conectado a A y B está conectado a B, C y D en secuencia, se descubre que la luz no se enciende cuando B está conectado y la indicación de A es cero cuando C está conectado; la luz está encendida y A tiene una indicación cuando D está conectado, la luz se debilita y el número de expresiones actuales se reduce. Intente dibujar un diagrama de circuito dentro de la caja.
Figura 10
20. En el circuito que se muestra en la Figura 11, el voltaje de la fuente de alimentación es de 9V y permanece sin cambios. Cuando S está cerrado y el control deslizante P del reóstato deslizante se mueve a una determinada posición, la bombilla L se enciende normalmente, A1 y A2 indican 0,2 A y 0,8 A respectivamente, y el valor de resistencia de la resistencia fija R es. Pregunta:
(1) El voltaje nominal y la potencia nominal de la bombilla L;
(2) Cuando el control deslizante P se mueve a otra posición, la potencia real y la potencia nominal de la luz bombilla L La proporción es 16/25, entonces, ¿cuál es la instrucción de A2 en este momento?
Figura 11
Respuestas del examen
1.D 2. C
Derivación 3.BC: Cuando el control deslizante se mueve hacia arriba, el voltaje terminal de la rama donde se encuentra A3 aumenta, por lo que el índice de A3 aumenta, la resistencia total del circuito disminuye, la corriente total aumenta. , y el indicador disminuye, por lo que A2 aumenta.
4. Sistema automático de distribución de llamadas
5. Solución derivada de B: Debido a que el índice de A es cero, D es incorrecto.
6.l 1; L1
7.8; 4. Deducir la solución: resolver una serie de ecuaciones lineales bidimensionales, utilizando las características de los circuitos en serie.
8. Derivación: R2 está en cortocircuito cuando S está cerrado, y R1 y R2 están conectados en serie cuando S está abierto. Como se puede ver en la fórmula,
9.
(1) Cuando se leyó el medidor este mes, el consumo de electricidad era 2929.
(2) El consumo de electricidad este mes es de 207.
(3) La lectura del medidor del mes pasado fue 2722.
(4) El precio de la electricidad es de 0,40 yuanes/kWh.
(5) Calculado en base a 30 días, el consumo eléctrico medio diario es de 6,9.
10. Cuando las corrientes son iguales, se pueden conectar en paralelo si las resistencias son iguales; cuando los voltajes son iguales, se pueden conectar en serie si las resistencias son iguales.
11. Pasos experimentales:
(1) Calcular primero
(2) Conecte a y R0 en serie, ajuste el control deslizante p para que el puntero de a es I1.
(3) Conecte A y L en serie, mantenga quieto el control deslizante P y lea A como I2. Fórmula de cálculo:
Mapa No. 11
12. Solución: R0 y R se conectan en serie para garantizar que A no se queme. La resistencia mínima en el circuito es:<. /p>
Valor mínimo deslizante del varistor:
Para garantizar que V no se queme, el voltaje en ambos extremos de R0 comparte 3V. En este momento, el valor máximo del reóstato deslizante es:
Entonces, el rango de resistencia del reóstato deslizante es ~.
13.c Derivación: el voltaje en R1 cae a 1 V y el voltaje en R2 cae a 0,1 V, luego el voltaje en R3 es 0,9 V, la corriente es 0,3 A y la dirección es ascendente , luego la indicación de A El dispositivo es 0.2A y la dirección es hacia la izquierda.
14.A
15.20;0.12
16.
17.600
18.
(1)Como se muestra en la figura.
Método 1:
Método 2:
Mapa número 18
(2), entonces,
19. Ver imagen.
Mapa No. 19
20. Solución:
(1) se caracteriza por el circuito en paralelo, la corriente en R y la resistencia del bulbo.
Tensión nominal de la bombilla
Potencia nominal:
(2) Según la fórmula:
Bombilla:
Corriente que fluye por r:
Indicador A2:
Referencia/Lectura-499275.html