知识点:用电高峰时用电器的实际功率与额定功率关系
题目:为什么深夜的电风扇比傍晚时候转的更快了?
小辉同学很善于观察生活现象,他总觉得夏天的电风扇工作时总有些怪怪的,傍晚时大家都感觉到很热,电风扇开到最高档感觉也不过瘾;可是到了深夜,最高档的电风扇的风量感觉有些受不了,感觉到有些冷了?这是错觉吗?他带着问题去咨询物理老师,老师通过构建模型,精心分析,终于让他恍然大悟。
同学,你想知道这个过程吗?
一、选取器材,建构模型
1.器材和模型组装:如图1所示,学生电源(0~12V)、电流表、电压表、各一只,2.5V小灯泡6只和开关6只,0~15Ω滑动变阻器一只,导线若干。连接电路,学生电源选用6V档供电,(不用干电池,由于干电池有内阻)模拟进户电源;串联在干路的定值电阻R线(滑动变阻器接入13
2.演示实验、收集数据: = 1 \* GB3 ①只闭合开关S,电流表示数为0,电压表示数为6V,再依次闭合S1、S2……S6,分别读出电流表和对应的电压表的示数
,记录在表格1中。
表1:模型图中的开关依次闭合时的电流表和电压表的示数和的等效阻值
开关依次闭合
|
S1
|
S2
|
S3
|
S4
|
S5
|
S6
|
电压表示数(V)
|
5.0
|
4.0
|
3.5
|
3.0
|
2.0
|
1.0
|
电流表示数(A)
|
0.4
|
0.5
|
0.6
|
0.7
|
0.75
|
0.8
|
电压与电流的比值R器(Ω)
|
12.50
|
8.00
|
5.83
|
4.30
|
2.67
|
1.50
|
二、原理解析(原创题训练)
物理老师带领同学们运用已经学过的串并联电阻和电功率知识对家庭电路进行认真分析。
1.通过表1中的数据发现:图1接入电路中的灯泡数目越多,干路上的电流会越来越____,灯泡工作的电压越来越_____,灯泡的亮度越来越_______,其实际电功率越来越____。
2.通过表1数据发现:, 家庭电路中的用电器接入电路中的数目越多,根据欧姆定律R=UI,发现电压表与电流表的示数之比在逐渐变小,,用电器总阻值会越来越______,由图4中的导体并联模型图发现其中的原因是:并联导体相当于增加导体的_______,材料和长度一定时,导体横截面积越大,导体电阻越_______。
3.在6只灯泡依次接通直至全部点亮时,其等效电路如图3中虚线框所示,记为R器,此时,整个电路可以看成输电线R线和家庭总负载R器串联。由U=IR和U = U线+U器公式推导得出,从U线=I线R线 可发现输电线的电流逐渐增大, 输电线上分得电压越来越______,家庭负载分得电压越来越________。所以灯泡实际电压_____额定电压,也就是傍晚用户电器使用数目多,家里的电灯较暗;反之,深夜时家庭电器使用数目减少,家庭总负载R总增大,灯泡的实际电压随之______,灯泡亮度会变_____。
4.为什么深夜电风扇比傍晚时候转的更快了的原因你知道了吗?傍晚是用电高峰期,家用电器使用的越多,家庭电器实际电压_____,其每一个用电器实际功率____,电风扇(实质是电动机)转速_____,反之,夜晚时实际电压升高,实际功率变大,电风扇(实质是电动机)转速变大。由上可知,收集与整理实验数据是说服一切的强大力量。
参考答案:
1.大;小; 暗;小。
2.小;横截面积;小。
3.高;低;小于;减小;亮。
4.减小;减小;变小。
(安徽 刘信生 供稿)
张军 :!!(2022-06-20 17:58)
回复