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第十八章電功率 本章考點 1 電能和電功 2 電功率 3 伏安法測量電功率 4 焦耳定律 基礎知識小測 1 電功是指電流所做的功 電流做功的過程就是把 轉(zhuǎn)化為 的過程 用電器消耗多少電能也就是電流做了多少功 電功的單位是 常用單位還有 兩者之間的關系是 家庭電路中測量電功的儀表是 電功的計算公式有 W 2 電功率是描述 的物理量 定義是 電功率的單位是 常用單位還有 兩者之間的關系是 計算公式有P 用電器正常工作時的電壓叫做 此時的電功率叫做 電能 其他形式的能 焦耳 千瓦時 1kW h 3 6 106J 電能表 Pt UIt 電流做功的快慢 電工與電流做工所有時間之比 瓦特 千瓦 1kW 1000W UI 額定電壓 額定功率 I2Rt I2R 基礎知識小測 3 在伏安法測量小燈泡的額定功率的實驗中需要的器材有 電源 開關 導線 小燈泡 等 實驗時 多次測量取平均值 4 電流流過導體會使導體發(fā)熱的現(xiàn)象叫做電流的 產(chǎn)生熱量的多少與電流的平方 與電阻 與通電時間 這就是焦耳定律 用公式表達為 電流表 電壓表 滑動變阻器 不能 熱效應 成正比 成正比 成正比 Q I2Rt 目錄 電能電功 1 電功率 2 測量小燈泡的電功率 3 焦耳定律 4 CONTENTS 考點 考點一 電能電功 從下圖所示的電能表中 可以獲得的正確信息是 A 電能表的讀數(shù)為3572kW hB 電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過2500轉(zhuǎn)消耗電功率1kWC 用電器正常工作時的總功率不得超過2200WD 用電器正常工作時的總功率不得超過4400W 例1 D 解題思路 有關電能表的參數(shù)的意義 220V表示該電能表的正常工作電壓為220V 10 20 A表示其標定電流為10A 額定最大電流為20A 即 只要不超過20A 該電能表都可以長時間正常工作 50Hz表示該電能表應該用在頻率為50Hz的交流電電路中 2500r kW h表示每消耗1度電 電能表的表盤轉(zhuǎn)2500轉(zhuǎn) 另外 此時電能表的讀數(shù)為357 2kW h 用電器正常工作時總功率不能超過P UI 220V 20A 4400W 答案 D 1 2014鄂州市 電動自行車是備受人們青睞的一種交通工具 如圖所示 它可以電動騎行 也可以腳踏騎行 電動騎行時 蓄電池對車上電動機供電 如表是某型號電動自行車的主要技術參數(shù) 關于電動自行車 下列說法正確的是 A 蓄電池一次充電儲存能量為2 103JB 從環(huán)保的角度與燃氣摩托車相比 也有尾氣污染C 如果輪胎與地面接觸的總面積為0 01m2 一般一個中學生騎車時 車對地面壓強約為9 104PaD 以上都不對 C 整車 整車質(zhì)量 40kg最高車速 30km h最大噪聲 62dB蓄電池 電壓 48V容量 12A h電動機 額定電壓 48V額定功率 240W 2 2015泰安市 如圖所示的電路中 電源電壓保持不變 只閉合開關S 電流表的示數(shù)為0 1A 再閉合開關S1 電流表的示數(shù)為0 5A 那么閉合S S1后 在相同的時間內(nèi) 電流通過電阻R1 R2所做電功之比 1 4 考點二 電功率 2015重慶市 電源電壓3V保持不變 把標有 3V3W 的燈L1和標有 3V1 5W 的燈L2按如圖的方式連接 但開關S閉合后 則下列說法中正確的是 A 燈L1消耗的實際功率是3WB 燈L2消耗的實際功率是1 5WC 兩燈消耗的總功率是1WD 電壓表的示數(shù)與電源電壓之比是1 2 例2 C 解題思路 答案 C 3 2015德陽市 有兩個電路元件A B 把它們串聯(lián)在電路中 如圖乙所示 流過元件的電流與其兩端的電壓關系如圖甲所示 閉合開關S 這時電流表的示數(shù)為0 4A 則A B兩元件的電功率之比為 A 4 5B 5 4C 2 3D 1 3 A 5 2015岳陽市 用兩只電流表按圖示實驗電路探究 電功率與電流的關系 下列說法不正確的是 A 小燈泡電功率的大小是通過燈泡兩端的亮度來判斷的B 將小燈泡并聯(lián)是為了控制燈泡兩端電壓相同C 選用的兩只小燈泡規(guī)格必須相同D 將其中一只電流表移接到干路上也可以完成實驗 C 6 2015巴中市 燈泡L1 L2分別標有 10V10W 和 9V5 4W 的字樣 若將它們串聯(lián)使用時 電路兩端允許加的最大電壓值是 A 10VB 9VC 15VD 19V C 考點三 測量小燈泡的功率 小勇在測量額定電壓是2 5V小燈泡電功率的實驗中 1 為完成實驗 請用筆畫線代替導線 將甲圖連接完整 例3 2 閉合開關前 滑動變阻器的滑片應調(diào)至最 填 左 或 右 端 若開關閉合后 發(fā)現(xiàn)無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器 小燈泡發(fā)光較暗且亮度一直不變 則故障原因是 右 滑動變阻器都接在下面的兩個接線柱上 3 故障排除后 調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片 當電壓表示數(shù)為2V時 電流表示數(shù)如圖乙所示 此時通過小燈泡的電流為 A 小燈泡此時的電功率為 W 若要測量小燈泡的額定功率 應將滑動變阻器的滑片向 填 左 或 右 移動 直到電壓表示數(shù)為 V為止 0 22 0 44 左 2 5 4 移動滑動變阻器的滑片 記下多組電流表及對應電壓表的示數(shù) 并畫出圖丙所示的I U圖象 從圖象可算出小燈泡的額定功率為 W 5 小勇繼續(xù)調(diào)節(jié)滑動變阻器的過程中 小燈泡突然熄滅 電壓表示數(shù) 填 變大 變小 或 不變 經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)燈絲燒斷 0 625 變大 解題思路 1 燈泡的額定電壓為2 5V 電壓表選擇0 3V量程 電壓表與燈泡并聯(lián) 由題意知 電流表使用0 0 6A量程 電流表與燈泡串聯(lián) 電流從電壓表和電流表的正接線柱流入 從負接線柱流出 滑動變阻器選擇一上一下接線柱串聯(lián)在電路中 開關串聯(lián)在電路中 根據(jù)各元件的連接方法 連接實物圖 如圖所示 解題思路 2 由圖知 滑動變阻器的下面接了左邊的接線柱 所以在閉合開關前 應將滑片移至最右端 使其阻值最大 當將滑動變阻器的下方兩個接線柱接入電路時 電路中的電流太小 燈泡發(fā)光較暗 并且滑動變阻器失去調(diào)節(jié)燈泡兩端電壓的作用 解題思路 3 電流表選擇的是0 0 6A量程 對應的分度值是0 02A 指針指在0 2A后第1個小格上 因此示數(shù)為0 2A 0 02A 0 22A 小燈泡的實際功率為P UI 2V 0 22A 0 44W 要測定燈泡的額定功率 應使燈泡兩端的電壓等于其額定電壓 此時應減小滑動變阻器的阻值 將滑片向左端滑動 使電壓表的示數(shù)為2 5V 4 由圖丙所示I U圖象可知 燈泡額定電壓U 2 5V所對應的電流I 0 25A 則燈泡的額定功率P UI 2 5V 0 25A 0 625W 5 實驗中小燈泡的燈絲突然被燒斷 則燈泡兩端的電壓約等于電源電壓 電壓表的示數(shù)變大 答案 1 見解題思路圖 2 右滑動變阻器都接在下面的兩個接線柱上 3 0 220 44左2 5 4 0 625 5 變大 7 2015邵陽市 小紅同學在 測小燈泡額定功率 的實驗中 電源電壓為3V 小燈泡的額定電壓為2 5V 1 她在連接如圖甲所示電路時 導線M的另一端應接在電壓表 V 選填 3 或 15 接線柱上 3 2 閉合開關前 應將滑動變阻器的滑片P移到 選填 a 或 b 端 3 在實驗過程中 她根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制了如圖乙所示的I U圖象 根據(jù)圖象可知 當電流表示數(shù)如圖丙所示時 小燈泡的電阻是 小燈泡的額定功率是 W b 7 5 0 625 8 2015南寧市 小明想知道燈的亮暗程度與什么因素有關 于是找來額定電流均小于0 6A 額定電壓是2 5V的燈L1和額定電壓是3 8V的燈L2 先后接在電源電壓恒為6V的電路中 按如圖甲所示的電路進行探究 1 小明在檢查電路連接時 發(fā)現(xiàn)有一根導線連接錯誤 請在圖甲中找出來并打上 再畫線把它改到正確的位置上 2 電路連接正確后 小明繼續(xù)進行實驗 閉合開關 移動滑動變阻器的滑片 使燈L1發(fā)光 測出燈L1的相關物理量 并在實驗表格中記錄數(shù)據(jù)和現(xiàn)象 實驗中 當滑片移到某一點時 電壓表示數(shù)如圖乙所示 為 V 3 用L2替換L1重復以上的實驗 但需要改變 表的量程 2 電壓 4 在小明完成的實驗報告中 其中的一個實驗表格如下 小明通過對比 推測 分析表中數(shù)據(jù)及現(xiàn)象得出最后的結論是小燈泡的實際功率越 小燈泡越亮 大 5 在交流討論中 小明知道了自己對實驗現(xiàn)象的觀察和數(shù)據(jù)的記錄都是正確的 但所設計的這個實驗表格存在不妥之處 是 6 小明進一步思考 認為 把燈換成定值電阻 該實驗可以用來研究導體中的電流與電壓的關系 他這種想法是 選填 正確 或 錯誤 的 設計電功率 平均值 一欄 正確 考點四 焦耳定律 2015武漢市 如圖是探究電流通過導體時產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關的實驗裝置 兩個透明容器中密封著等量的空氣 U形管中液面的高度的變化反應密閉空氣溫度的變化 下列說法正確的是 A 該實驗裝置是為了探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關系B 將左邊容器中的電阻絲換成10 的電阻絲后 就可以探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關系C 通電一段時間后 左側(cè)U形管中液面的高度差比右側(cè)的大D 該實驗裝置是利用U形管中液體的熱脹冷縮來反應電阻絲放出熱量的多少的 例4 C 解題思路 1 裝置中一個5 的電阻與兩個5 的電阻并聯(lián)后再串聯(lián) 根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點可知 右端兩個電阻的總電流和左端的電阻電流相等 即I右 I左 兩個5 的電阻并聯(lián) 根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點知I右 I1 I2 兩電阻阻值相等 則支路中電流相等 I1 I2 所以右邊容器中的通過電阻的電流是左側(cè)通過電流的一半 即是研究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關系 由Q I2Rt可知 左邊容器中的電阻產(chǎn)生的熱量多 溫度升得較快 因此通電一段時間后 玻璃管左側(cè)液面高度差更大 故A錯誤 C正確 2 將左邊容器中的電阻絲換成10 的電阻絲后 左右兩端的電阻和電流都不同 沒有控制好變量 所以不能探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關系 故B錯誤 3 根據(jù)實驗裝置可知 電流通過導體產(chǎn)生熱量使容器中的空氣受熱膨脹 從而導致U形管中的液面會發(fā)生變化 雖然產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察 但可以通過U形管液面高度差的變化來反映 故D錯誤 答案 C 9 2015欽州市 如圖所示 阻值為R的電阻絲 用四種方法分別接在電壓為U或2U的電源上 閉合開關后 在相同時間內(nèi)虛線框里的電阻絲產(chǎn)生的總熱量最多的是 D 10 2015黑龍江省 如圖是某電熱水壺加熱和保溫電路原理圖 R1 44 R2 440 當開關S1斷開 S2閉合 電熱水壺處于 狀態(tài) 該電熱水壺的加熱功率是 W 保溫 1100