灯泡的亮度是由其所消耗的实际电功率决定的,与额定电压和额定功率无关 。
额定电压相同,额定功率不同的灯泡,灯丝越粗,功率越大 。
将这两个灯泡串联,额定功率大的,实际功率小;将这两个灯泡并联,额定功率大的,实际功率大 。
串并联电路P实与R大小的关系
实验原理:P=UI
实验器材:电源、开关、导线、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器 。
实验电路图:
实验步骤:
①按电路图连接实物 。
②检查无误后,闭合开关 。 移动滑片,使小灯泡在额定电压下发光,观察小灯泡的亮度,并记下电压表和电流表的示数,代入公式P=UI计算出小灯泡的额定功率 。
③调节滑动变阻断器,使小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍,观察小灯泡的亮度,并记下电压表和电流表的示数,代入公式P=UI计算出小灯泡此时的实际功率 。
④调节滑动变阻断器,使小灯泡两端的电压小于额定电压,观察小灯泡的亮度,并记下电压表和电流表的示数,代入公式P=UI计算出小灯泡此时的实际功率 。
实验表格:
注意事项:
①接通电源前应将开关处于断开状态,将滑动变阻器的阻值调到最大;
②连好电路后要通过试触的方法选择电压表和电流表的量程;
③滑动变阻器的作用:改变电阻两端的电压和通过的电流;保护电路;
④不需要计算电功率的平均值 。
焦耳定律及其应用
电流通过导体时电能转化成热(电能转化为内能),这个现象叫做电流的热效应 。
焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比 。 (英国物理学家焦耳)
定义式:
导出式:
Q——热量——焦耳(J);
I——电流——安培(A);
R——电阻——欧姆(Ω);
t——通电时间——秒(s);
P——电功率——瓦特(W);
U——电压——伏特(V) 。
有关焦耳定律的注意事项:
对于纯电阻电路,电流做功消耗的电能全部转化为内能(Q=W),这时以下公式均成立Q=UIt Q=(U2/R)t(2为平方) Q=Pt;
对于非纯电阻电路,电能除了转化为内能,还要转化为其他形式的能量 。 求Q时只能用Q=I2Rt
利用电热的例子:热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等 。
防止电热的例子:电视机外壳的散热窗;计算机内的散热风扇、电动机外壳的散热片等 。
串并联电路电功特点
①在串联电路和并联电路中,电流产生的总热量等于部分电热之和;
②串联电路中,各部分电路的热量与其电阻成正比,即Q1/Q2=R1/R2;
③并联电路中,各部分电路的热量与其电阻成反比,即Q1/Q2=R2/R1(各支路通电时间都相同) 。
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