初级中学科学电功率电功.doc

知识点一：电能、电功 知识梳理1、 电功：电流通过某段导体所做的功叫电功，消耗电能的过程即电流做功的过程，实质是将电能转化为_ _能的过程，可用公式WUIt计算电功大小，推导式有W _ _ _。电功的大小一般在家庭电路中用电能表来测量。2、 计算电功公式WPtUIt是普遍适用的公式，由定义式WUIt和欧姆定律I，可以推导两个式子：Wt(方便用于并联电路)和WI2Rt(方便用于串联电路)。3、 无论串联还是并联，电路的总功W总W1W2Wn。4、 电能(电功)：国际主单位是_ _，符号是_ _，日常生活中常用单位是_ _，物理学中叫_ _，1 kWh_ _J。电能表表盘上标有“220 V 50Hz”表示的意义是 _，10(20)A 的意义是 _，1500 r/kWh 的意义是 _ 典例分类【题型一】【典例】1、（天津市中考试题）电能表是测量_的仪表1kWh的电能可供标有“220V40W”的灯泡正常工作_h2、如图是某校科技兴趣小组设计的一个简易电子压力测量仪的示意图其中，电源电压保持不变，R是一只固定着的、竖直放置的硬电阻棒。下列判断正确的是 （ ）A.该电路中的压力表可用电流表改装B.电路中的R0是没有作用的C.对金属片的压力越大，压力表的示数增大D.对金属片的压力越小，电路消耗的电能越少3、图是“光电互补型”太阳能热水器，晴天以吸收太阳能作为加热方式，阴雨天可用电加热方式某该种太阳能热水器水箱内的水为120kg，当水温由15升高到45时，求：（1）、这些水吸收的热量是多少？c水=4.2103J/（kg）（2）、若在阴雨天，采用电加热方式进行工作时的效率为70%，则要消耗的电能是多少千瓦时？ 4、 在图中，导体A、B是由同种材料做成的，A和B等长，但A比B的横截面积大，当S闭合后，在相同时间内，下列叙述正确的是（）A 电流通过A、B所做的功是WAWBB 电流通过A、B所做的功是WAWBC 电流通过A、B所做的功是WA=WBD 无法比较电流通过A、B时做功的大小5、在如图所示的电路中，电源电压不变，闭合开关S，电压表V1与V2示数之比为3：4，电流表A的示数为1A，电阻R1的功率是4W若将电压表V2换成电流表A2，电流表A2的示数为3A则下列计算结果正确的是（）A 电阻R1与R2之比是3：4 B 电阻R2的阻值是2C 电源电压是8V D 在如图所示的电路中，若通电1min，电阻R2消耗的电能是720J知识点二：电功率 知识梳理1、电功率：反映电流做功 的物理量，等于 与 的比值。2、电功率公式：P ，若是纯电阻电路，由欧姆定律可得变形公式P 或P 。3、单位：国际主单位是 ，另一个单位是 二者换算关系是 。4、额定电压和额定功率：额定电压是指用电器在 时的电压，额定功率是指用电器在 电压下的电功率，与实际电压、实际功率的关系如下：P实()2P额若U实U额时，则P实_P额，用电器正常工作；若U实U额时，则P实_P额，用电器不能正常工作；若U实U额时，则P实_P额，损坏用电器。灯泡的亮度是由灯泡的 决定的。【补充】：实际生活中的照明电路是并联电路，如果并联的用电器越多，并联部分的总电阻就越小，在总电压不变的条件下，电路中的总电流就越大，因此输电线上的电压降就越大，这样，分给用电器的电压就越小，每个用电器消耗的功率也就越小。所以灯开的少时比灯开的多时要亮些。晚上七八点钟，大家都用电灯照明，所以电灯发的光就比深夜时的暗。 典例分类【题型一】1、如图所示，电源电压不变，当开关S1、S2同时闭合时，电流表的示数是0.3A，电压表示数是6V若两表互换位置，当开关S2闭合、S1断开时，电流表示数是0.2A，则下列说法不正确的是（ ）AR1和R2的阻值之比是1：2 BR1的阻值是20C电压表示数仍是6V DR2消耗的功率为0.4W2、如图所示，电源电压恒定，R1=20闭合开关S，断开开关S1，电流表示数是0.3A；若再闭合S1，发现电流表示数变化了0.2A，则电源电压为 V，R2的阻值为 控制开关的通断，该电路中消耗的最大功率为 W，最小功率为 W 3、如图是某一温度下两个电路元件甲和乙的I- U关系图，将甲、乙两元件并联接入电源两端，测得其消耗的电功率之比为3：1，则电源电压为_V，元件甲的电阻为_，元件乙的电功率为_若把它们串联在3V的电路中，此时电路中的电功率是_4、某同学在做电学实验时，连成的电路如图所示，已知他所使用的电流表量程为00.6A，电压表量程为03V，滑动变阻器R2的最大阻值为40，定值电阻R1为20，电源电压为6V且保持不变S闭合后，在实验操作正确的情况下，下列说法正确的是（）A 滑片向右移动时，电流表示数变小，电压表示数变大B 电压表的最小示数是2V，电流表最大示数为0.2AC 滑动变阻器消耗的最小电功率为0.4W D 滑动变阻器的变化范围为10405、如图所示电路，电源电压不变，R1=12，小灯泡R3上标有“6V 12W”（电阻不变）求：（画出下列每小题的等效电路图）（1）、只闭合S1时，电流表示数为0.8A，则电源电压为多大？（2）、只闭合S2时，移动滑片P至b点时，使滑动变阻器所消耗的功率为9W；当S1、S2、S3都闭合时，移动滑片移至距a点处，滑动变阻器消耗的功率为多大？5、 串、并联电路，总功率P总P1P2Pn，串联电路电功率与电阻关系：，并联电路电功率与电阻关系：。6、电功率的极值问题（经常在选择题考到灯泡亮暗的变式；计算题也会有涉及）：（1）、当变阻器和某定值电阻R0串联时，随着变阻器的阻值增大，电路中的电流持续减小，此过程中：、对定值电阻：其消耗的电功率随着电流的减小而持续减小。所以：最大电流对应着最大功率；最小电流对应着最小功率。最佳计算公式：P=I2R0 。（重点就是分析清楚电流的浮动范围）、对变阻器：其消耗的电功率随着电流的减小，将先增大后减小。当变阻器连入的阻值越接近定值电阻的阻值时，变阻器的功率就越大；当二者相等时，变阻器的功率最大。(可以根据P=I2R0画2次函数图得出结论）、 对整个电路：总功率随着电流的减小而持续减小。所以：最大电流对应着最大功率；最小电流对应着最小功率（和定值电阻一样） 。 最佳计算公式：P=U总I【注意】当串联电路中有限制条件时（电表的量程限制以及灯泡的额定电流限制等），最大电流和最小电流就不一定出现在“滑片滑在变阻器两端”的两个端点位置。此时变阻器只能允许使用其中的一段范围。 典例分类【题型一】例题：王霖同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时，电路如图所示，电源电压恒为4.5V，电压表量程“03V”，滑动变阻器规格“20 lA”，灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样(忽略灯丝电阻变化)，在不损坏电路元件的情况下，下列判断正确的是（ ）A.电路中电流变化的范围是0.18A一0.5A B.滑动变阻器阻值变化的范围是2.510C.灯泡的最小功率是0.162W D.该电路的最大功率是2.25W（2）、当变阻器和某定值电阻R0并联时，随着变阻器的阻值增大，变阻器所在支路中的电流将持续减小，定值电阻所在支路中的电流将保持不变，但干路中的电流也将持续减小。此过程中：、 对定值电阻：其消耗的电功率将保持不变。、对变阻器：其消耗的电功率随着电流的减小而持续减小。、对整个电路：其消耗的总功率随着干路电流的减小而持续减小。所以：最大电流对应着最大功率；最小电流对应着最小功率。 典例分类【题型一】S2如图所示，电源电压为12V，且保持不变，已知滑动变阻器的最大值为18，定值电阻R0为24，小灯泡上标有“6V 3W”字样忽略温度对灯丝电阻的影响。求：（1）、S闭合，S1、S2都断开，变阻器连入电路的阻值为多少时，变阻器消耗的功率最大？最大值是多少？此时，灯泡的实际功率等于多少？将灯泡换成“6V 1.8W”，结果又如何？（2） 、S、S1、S2都闭合时，调节滑动变阻器滑片到何处时，整个电路消耗的总功率最小？这个最小功率是多少？ S27、 电功率的测量问题（计算题、实验题经常会考到）：（1）、方法一：根据P=UI测量（伏安法）VALPS（2） 、操作要点：A、 连接电路时，开关处于断开状态B、 闭合开关前，滑片滑到阻值最大处（即右端）C、 调节滑片，使电压表示数等于U额，即可保证灯泡正常工作，此时的功率即为P额。（会判断滑片的有效接入部分，移动划片，接入电路的电阻怎么变化）（3）、滑动变阻器的作用：、 ；、 和 ，从而实现多次测量。【注意】注意：在测量小灯泡电功率的实验中，不能将多次测得的电功率求平均值。选择滑动变阻器的最大阻与小灯泡阻值相差不大，调节效果明显。（4） 、误差分析：由于电表具有内阻，且外接，所以电流表的示数等于电压表和灯泡电流之和。大于灯丝中的真实电流，所以测量结果偏大。 典例分类【题型一】小亮同学做测定“小灯泡的额定电功率”实验时所用器材有电压为6V的电源、额定电压为2.5V的小灯泡（小灯泡的额定功率小于1W）、滑动变阻器（50 1A）、以及符合实验要求的电表、开关和导线如图（甲）是小亮同学没有连接完整的电路（1）、本实验的实验原理是 （2）、请你用笔画线代替导线，将图（甲）所示的电路连接完整（3）、小亮同学连接电路后闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表无示数，电流表有示数且不改变，则故障是 （4）、小亮同学排除故障后闭合开关，为了电路安全，应该 移动滑动变阻器滑片P，同时，眼睛应注视 （选填序号）（5）、小亮同学移动滑动变阻器滑片P到某处时，电压表的示数为2.2V，要测量小灯泡的额定功率时，应将滑片P向 端移动（选填“A”或“B“）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图（乙）所示，则小灯泡的额定功率是W，此时小灯泡的电阻是 该实验中滑动变阻器除了保护电路外，还有 的作用（6）、小亮利用该电路探究电流跟电阻的关系，他将小灯泡换成多个定值电阻R，保持电压表示数始终为如图（丙）所示，多次更换阻值不同的定值电阻R，并记录各次电流表的示数，若不更换其他器材，为了能够完成实验，更换的电阻阻值不能够大于 （2）、方法二：根据P=W / t 测量（电能表法）操作要点：1、只接通待测用电器，而其它所有用电器均关闭。2、用秒表测量铝盘转动一定的圈数 n 所用的时间 t 。计算要点：1、W = n / N（N表示电能表每消耗1千瓦时电能时转过的圈数，n表示实际转过的圈数）2、P = W / t 典例分类【题型一】某家庭用的一只电能表的盘面上标着3000r/（kWh），用它来测定一个电钣锅的电功率时，在18秒钟内，电能表上的小铝盘转动了15转，则这个电饭锅的电功率是多少？ 8、 电-热转换问题：有用能量：水吸收的热量 Q吸= cmt总能量：消耗的电能 W = P t 典例分类【题型一】1、 （2013南安市）某微电脑电热水壶具有温度可控、自动抽水等优点，下表是该电热水壶的铭牌（1）、如图所示，小电动机将l.2kg的水从桶中提升了0.5m，电动机对水做的功至少是多少？（g=10N/kg）（2）、将水从25加热到85，则1.2kg的水需吸收热量是多少？c水=4.2103J/（kg）（3）、若加热题（2）中的水需用时315s，电热水壶加热效率为96%，则它的实际工作电压是多少？2、如图甲是电热水龙头，即开即热、冷热兼用如图乙是它的电路原理图，R1、R2为电热丝，通过旋转手柄带动开关S在1、2、3之间接通对应的电路，从而实现冷水、温水、热水之间的切换它的有关技术参数如下表请回答下列问题：（1）、开关处于位置2时，它放出的是热水还是温水？并求出电热丝R1的阻值？（2）、如果进水口的水温是14，水龙头1min流出1kg的水，放出热水的水温能达到50，此时该水龙头的电热效率是多少？水的比热容为4.2103J/（kg）额定功率温水2kW热水2.8kW额定电压220V额定频率50Hz9、 电-力转换问题有用能量：输出的机械能 W机=F牵s 或 W机=P机t （P机=Fv）总能量：消耗的电能 W总 = UIt 或 W 总= P总t 典例分类【题型一】（2014丹东）小明买了一辆电动自行车，该车电动机的工作电压为32V，电能转化为机械能的效率为75%，车轮与地面接触的总面积为40cm2小明骑电动自行车在水平公路上以6m/s的速度匀速直线行驶了10min，牵引力为20N，人和车的总质量为100kg，在此过程中：（1）、电动自行车对水平地面的压强是多少？ （g=10N/kg） （2）、电动自行车通过的路程是多少？牵引力做功为多少？（3）、电动自行车匀速行驶时，电动机的工作电流为多少？2、（2014.泰安）电动汽车以蓄电池为驱动能源，汽车运动时，蓄电池为车上的电动机供电，电动机为汽车提供动力某辆电动汽车的总质量（含驾驶员）为2.5103kg，汽车车身长3.5m当它在水平路面以某一速度v匀速行驶时，电动机工作电流为50A，工作电压为400V，电动机的能量转换效率为75%，汽车所受阻力为汽车重力的0.03倍（g取10N/kg）（1）、求电动汽车匀速前进的速度v多大？（2）、若汽车以10m/s的速度通过9.5m长的桥梁，求汽车通过桥梁的时间10 / 10