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電功率 第一輪復習 電功和電功率 定義 公式 電功 電流所做的功 用W表示 國際 焦耳 簡稱焦 用J表示 W UIt Pt普遍適用 I2Rt U2t R只適用純電阻電路 單位 電熱 定義 測定 電功率 焦耳定律 內(nèi)容 電流在單位時間內(nèi)所做的功 用P表示 單位 常用單位 千瓦時 用KW h表示 換算關系 1KW h 3 6 106J 公式 P I2RP U2 R只適用純電阻電路 常用 千瓦 用KW表示 原理 電路圖 器材 用電器的功率 額定功率 實際功率 公式 Q I2Rt 電熱的利用和防止 換算 1KW 1000W 1 電能表 電度表 是測量電能的儀表 接線 干路 讀數(shù) 前后兩次讀數(shù)之差 參數(shù) 220V表示電能表應該在220V的電路中使用3A表示電能表的標定電流為3A6A表示短時間應用時電流允許大些 但不能超過6A即為瞬時電流50HZ表示電能表在50赫茲的交流電中使用360r KWh表示接在電能表上的用電器每消耗1千瓦時的電能 電能表上的轉盤轉過360轉 電路中允許接的用電器的最大功率為P UI 220V 3A 660W 知識點二 電能表的參數(shù) 電子式電能表表盤上標有 3000imp kW h 字樣 將某用電器單獨接在該表上工作20min 電能表指示燈閃爍了300次 該用電器在上述時間內(nèi)消耗的電能為 kW h 它的電功率是 W 0 1 300 知識點四 利用電能表求功率 已知轉數(shù)求消耗的電能 已知消耗的電能求轉數(shù) 電能 3000轉 千瓦時 知識點十 比較燈泡的亮暗規(guī)律應用 現(xiàn)在有兩個銘牌模糊的普通燈泡 你怎么幫助鑒別 幾種方法 220V 40W 220V 100W 方法一 并聯(lián)在220V的電源上 較亮的是100w 較暗的是40w 方法二 串聯(lián)在220V的電源上 較亮的是40w 較暗的是100w 方法三 燈絲較粗的是100w 較細的是40w 在如圖所示電路中 電源電壓保持不變 當開關S由斷開到閉合 電流表兩次示數(shù)之比為1 5 閉合S后 R1與R2的阻值之比和電功率之比分別為 A 4 11 4B 1 44 1C 1 55 1D 5 11 5 A 知識點十一 比值問題 電功率與電阻的關系 不同用電器比較 1 并聯(lián)電路 電阻消耗的電功率與電阻成反比 2 串聯(lián)電路 P1 P2 R1 R2 電阻消耗的電功率與電阻成正比 一盞標有 6V3W 字樣的小燈泡 接入電壓為12V的電路中 若使燈泡正常發(fā)光 則需聯(lián)一個阻值為 的電阻 串 12 知識點十二 判斷串并聯(lián)電路中燈泡的發(fā)光及電路中的最大電壓最大電流 一盞標有 6V3W 字樣的小燈泡 接入電流為1A的電路中 若使燈泡正常發(fā)光 則需聯(lián)一個阻值為 的電阻 并 12 當實際電壓大于額定電壓時不能將用電器直接接入電路 否則會損壞用電器若讓燈泡正常發(fā)光則需要串聯(lián)一電阻 串聯(lián)電阻起分壓的作用 若電路的電流大于燈泡正常發(fā)光的電流 則需要并聯(lián)一電阻 并聯(lián)電阻起分流的作用 1 把兩個分別標有甲 10V10W 和乙 9V5 4W 的燈泡串聯(lián)后接到電源上 其中一個燈泡只能正常發(fā)光 正常發(fā)光的燈泡是 另一盞燈的實際功率是 電源的最大電壓為 2 把兩個分別標有 10V10W 和 9V5 4W 的燈泡并聯(lián)后接到電源上 要使兩燈都不被損壞 干路電流最大為 為了不損壞用電器當兩個燈泡串聯(lián)讓額定電流小的正常發(fā)光 并聯(lián)應取額定電壓小的正常發(fā)光 15V 1 5A 乙 3 6W 知識點十二 判斷串并聯(lián)電路中的最大電壓最大電流 如圖 6V3W 和 6V6W 的燈泡的電流隨兩端電壓變化關系曲線 1 由坐標圖可知 A為燈的圖象 B為燈的圖象 析 由坐標圖象可知 當U 6V時 IA 1 0A IB 0 5APA UIA 6V 1 0A 6WPB UIB 6V 0 5A 3W 6V3W 6V6W 知識點十三 電功率與圖像問題 2 當兩燈并聯(lián)在3V的電源上時 兩燈消耗總功率為W 析 由坐標圖象可知 當U 3V時 IA 0 7A IB 0 3APA UIA 3V 0 7A 2 1WPB UIB 3V 0 3A 0 9WP PA PB 2 1W 0 9W 3W 3 當U I圖象不為直線時 說明電阻不是定值 在求電功率時利用P UI從圖象中找到U及對應的I 或者求出該點的電阻利用P I2R或P U2 R 同時還要結合串并聯(lián)電路的特點分析 知識點十四 電動機的知識 一個電動機正常工作時的電壓6V 電流0 5A 電動機線圈的電阻是2 則工作20S消耗的電能是J 產(chǎn)生的熱量是J對外做的機械功J 若電動機卡住不動 則工作20S產(chǎn)生J的熱量 卡住不動可以看作純電阻 60 10 50 360 電動機的相關知識電動機若被卡住 則相當于純電阻電路 可以利用歐姆定律及所有的電功 電功率及焦耳定律的公式電動機工作時不能用歐姆定律電功 消耗的電能 只能利用W UIt Pt產(chǎn)生的熱量Q I2Rt機械能為W Q電動機的電功率為P UI發(fā)熱功率為P I2R機械功率為P UI I2R電動機的效率為 某加熱裝置的工作原理如圖所示 兩電阻絲的阻值相等 電源電壓不變 它有高溫檔 中溫檔和保溫檔三個工作狀態(tài) 你能說出加熱裝置分別處于三檔時開關S1 S2是什么狀態(tài)嗎 知識點十五 加熱功率與保溫功率的知識 分析 S1接a S2閉合為高溫檔 S1接b S2斷開為低溫檔 S1接b S2閉合為中溫檔 判斷高溫 中溫 低溫檔 加熱 保溫 的方法利用P U2 R當電源電壓不變時并聯(lián)電阻小功率大高溫檔串聯(lián)電阻大功率小低溫檔單獨電阻在中間為中溫檔 2 某工廠開發(fā)研制了一種高 中 低三檔家用電火鍋 觀察其內(nèi)部結構發(fā)現(xiàn)是由兩個相同的發(fā)熱電阻絲構成 改變檔位就是改變電熱絲連入電路的方式 研究發(fā)現(xiàn) 旋動開關 當轉換開關在中檔位置時 發(fā)熱功率為600W 這時只有一個電阻絲連入電路 當轉換開關分別處于高 低兩檔位置時 其發(fā)熱功率分別為W和W 簡單方法是找到高 中 低三檔的電阻的連接方式為并聯(lián) 單獨一個 串聯(lián) 所以電阻的關系為R 2 R 2R 根據(jù)P U2 R 電壓相同 得到功率的關系為 2P P P 2 1200 300 1 如果加在某定值電阻兩端的電壓從6V升高到10V 通過該電阻的電流變化了0 1A 則該電阻的電功率變化了 知識點十六 電功率的變化量 若電阻是定值電阻則R 功率的變化量 P2 P1 利用電壓的變化量和電流的變化量之比求出電阻 利用P U2 R求出P2和P1不能用U的變化量 I的變化量 1 6w 2 如圖2所示 將滑動變阻器滑片P從某一位置移動到另一位置 則電壓表的示數(shù)由8V變?yōu)?V 電流表示數(shù)相應由0 4A變?yōu)? 6A 那么定值電阻R0的電功率改變量為 不計溫度對電阻的影響 電源電壓保持不變 A 12WB 4WC 8WD 2W D 知識點十七 動態(tài)電路電功率分析 如圖所示的電路中電源電壓保持不變 R為滑動變阻器 當開關閉合時 調節(jié)滑動變阻器 標有 8V8W 的小燈泡L恰好正常發(fā)光 若保持滑動變阻器的阻值不變 將L換成標有 8V4W 的小燈泡 閉合開關后 小燈泡工作時消耗的實際功率 A 大于4WB 等于4WC 小于4WD 無法確定 此類題與滑動變阻器改變電流表電壓表的問題相似 只是不變量是滑動變阻器相當于定值電阻 變量是燈泡相當于滑動變阻器 分析 當8V8W的燈泡正常發(fā)光時其兩端電壓為8V 其電阻為8歐 當8V4W燈泡接入電路 其電阻為16歐 因為滑動變阻器的電阻不變 因此8V4W分的電壓大于8V 所以實際功率大于額定功率故選A 知識點十八 電流的熱效應 此題易錯的原因功率相同時間相同所以熱量相同 忽略電風扇 充電器消耗的電能只有一小部分轉化熱能 將一臺 220V100W 的電風扇 一個 220V100W 的充電器 一把 220V100W 的電烙鐵分別接到220V的電源上 在相同時間內(nèi) 通電后產(chǎn)生熱量最多的是 A 電烙鐵B 充電器C 電風扇D 一樣多 A 某電熱器有兩根電阻絲 只給一根通電 煮沸一壺水用的時間為t1 只給另一根通電 煮沸同樣一壺水用的時間為t2 若兩根電阻絲并聯(lián)接到原來的電源上 煮沸同樣一壺水需用的時間為t 則t與t1 t2的關系若將兩根電阻絲串聯(lián)接到原來的電源上 煮沸同樣的一壺水需要的時間是t 則t與t1 t2的關系 知識點十九 利用電熱器燒水的時間問題 此類題的規(guī)律是利用的公式為Q U2t R得到或利用并聯(lián)電路電阻的關系得到利用串聯(lián)電路電阻的關系R R1 R2得到t t1 t2 知識點二十 電流通過導體是產(chǎn)生的熱量的多少與哪些因素有關 1 如圖是 探究電流通過導體產(chǎn)生熱量與導體電阻關系 的實驗裝置 兩阻值分別為R和2R的電阻絲浸在相同質量和相同初溫的煤油中 每一燒瓶里各插一支溫度計 則閉合開關 經(jīng)過一段時間 兩電阻絲產(chǎn)生熱量的多少是通過 反映出來的 采用這種連接方式的目的是 溫度計的示數(shù) 控制電流和通電時間相同 探究電流通過導體產(chǎn)生的熱量的多少與哪些因素有關的題型主要是以實驗為主 在實驗的過程中注意控制變量法和轉換法的應用 若探究與電阻的關系要注意燒瓶是串聯(lián)還是并聯(lián) 不同的連接方式控制的變量不同 若串聯(lián)控制電流相同 熱量與電阻成正比 若并聯(lián)控制電壓相同 熱量與電阻成反比 知識點二十一 焦耳定律及應用 1 有兩根阻值分別為R1 R2的電阻絲 分別采用下圖所示的四種方法接在同一電源上后 相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量最大的是 只要是同一電源就利用Q U2t R比較電阻的大小即可比較熱量的多少 電阻越小熱量越多 D 2 如圖所示 是研究電流熱效應的部分實驗電路 甲電阻絲的阻值小于乙電阻絲的阻值 比較通電后兩根電阻絲各自兩端的電壓U甲 U乙以及它們在相同時間內(nèi)分別產(chǎn)生的熱量Q甲 Q乙的大小 下面關系中正確的是 A U甲 U乙 Q甲 Q乙B U甲 U乙 Q甲 Q乙C U甲 U乙 Q甲 Q乙D U甲 U乙 Q甲 Q乙 此題為串聯(lián)電路 電流相等 根據(jù)Q I2Rt電阻越大產(chǎn)生的熱量越多 C 3 如圖T所示的實驗裝置中 三個相同的燒瓶A B C內(nèi)都盛有質量和初溫均相等的液體 其中A B燒瓶中裝的是水 C燒瓶中裝的是煤油A B C瓶中電阻絲的阻值分別為RA RB Rc且RA Rc RB 當合上開關S通電一定時間后 三個燒瓶中的液體均未達到沸騰 A B C瓶中溫度計示數(shù)分別為TA TB TC 對三支溫度計示數(shù)的判斷 下列說法正確的是 均不計熱損失 比熱容C水 C煤油 A TA TB TCB TA TC TBC TC TA TBD TA TB TC C 熱學與電學結合的題 根據(jù)Q I2Rt比較得到QA QC QB 根據(jù)Q cm t因為煤油的比熱容小于水的比熱容 所以煤油的溫度變化量大于水的溫度變化量即TC最大 A和B燒瓶中都是水所以TA TB 知識點二十二 電熱的利用和防止 電熱毯是冬季北方常用的取暖設備 它是利用 來工作的 而計算機內(nèi)都裝有小風扇 它工作時把熱空氣驅走 這是為了 用電器長時間不用 應該通電一段時間目的是什么 利用電流的熱效應 為了產(chǎn)生熱量防止不能阻止熱量的產(chǎn)生只能使熱量加快散失長時間不用通電一段時間為了驅潮 知識點二十五 電功率的簡答題 若該燈泡的燈絲斷了以后搭接上 再接到原來的電路上使用 燈泡的亮度如何變化 為什么 搭接后的燈泡在以后的使用中為什么還是從搭接處燒斷 燈泡用的時間久了亮度會有什么變化 燈泡的亮度有實際功率決定的 當燈絲斷了搭接后長度變短 電阻變小 根據(jù)P實 U R 當U一定P實變大所以燈泡變亮搭接處的電阻比其他位置的電阻大 根據(jù)Q I2Rt電流 時間相同時電阻越大產(chǎn)生的熱量越多 越易燒壞燈泡用久后燈絲升華使燈絲變細 電阻變大 根據(jù)P實 U R U不變R變大P實小燈變暗 另外升華的鎢蒸氣凝華成鎢的結附著燈泡的內(nèi)壁上使光不容易透出 1 某同學發(fā)現(xiàn)深夜家里的臺燈比傍晚時要亮 學習了電功率的知識后 他知道這與電燈兩端的電壓有關系 但家中沒有電壓表 他借助家中的電能表測得 傍晚只亮這盞臺燈時 在4min10s內(nèi)電能表的轉盤轉了2轉 電能表的銘牌如圖25所示 電燈的銘牌上標有 220V25W 的字樣 請你幫他估算出此時 1 臺燈兩端的實際電壓和實際功率 2 說明在此估算過程中用到了哪些近似 此題易錯為估算過程中近似燈泡的電阻保持不變 知識點二十六 電功率的計算 4 電熱加濕器工作原理 加濕器水箱中部分水通過進水閥門進入電熱槽中受熱至沸騰 產(chǎn)生的水蒸氣通過蒸汽擴散裝置噴入空氣中 從而提高空氣濕度 下表是某同學設計的電熱加濕器部分參數(shù) 其發(fā)熱電路如圖所示 R1 R2為阻值相同的發(fā)熱電阻 1 2 3 4為觸點 S為旋轉型開關 實現(xiàn)關 低 高檔的轉換 1 若加熱前水溫為20 電熱槽內(nèi)氣壓為標準大氣壓 從加熱到沸騰最短時間為3分鐘 則電熱槽中水的質量是多少千克 不計熱損失 c水 4 2 103J kg 結果保留兩位小數(shù) 2 加濕器在低檔時的發(fā)熱功率 3 3 對于需要制冷的室內(nèi) 電熱加濕器會使其氣溫升高 請?zhí)岢鲆粭l改進的建議 額定電壓220V額定最大發(fā)熱功率400W水箱容積4L適用面積40 60m2 分 解 1 不計熱損失 有 Q1 Q2即P1t cm t2 t1 400W 3 60s 4 2 103J kg m 100 20 m 0 21k 2 P2 0 5P1 0 5 400W 200W 3 可以降低電熱槽內(nèi)氣壓其他正確解答均可 5 2010年6月1日 我國對空調產(chǎn)品實行新的能效國家標準 將能效分為1 2 3三個等級 等級1表示產(chǎn)品最節(jié)能 等級2表示產(chǎn)品比較節(jié)能 等級3表示產(chǎn)品的能效為我國市場的平均水平 如圖31所示為A B兩臺家用空調的能效標識 1 按照圖中所給的輸入功率 求出空調A在220V電壓下工作時的電流大小 2 若每臺空調一年均使用1000h 求出使用一年 空調A比空調B節(jié)約多少電能 這些電能可供一盞額定功率為40W的日光燈正常工作多長時間 解 1 IA 3 36A 2 W節(jié) WB WA PB PA t 0 8 0 74 kW 1000h 60kwh t實 W P額 60kwh 0 04w 1500h 或5 4 106s