正文第20讲电功电功率

1、物理 电功 电功率第二十讲1知道电功和电能，并能结合生活、生产中的实例进行说明，能运用关系式WUIt进行简单的计算。2理解电功率的概念，并能运用关系式PUI进行简单的计算。3能举例说明用电器的额定功率和实际功率的物理意义。4理解电流的热效应，并能解释生产和生活中的现象；会用焦耳定律进行电热计算。一、电能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，实质上是将电能转化为_能的过程。可以用公式WUIt计算电功的大小，推导公式有 2电能(电功)：国际主单位是_，符号_，日常生活中常用单位是_，物理学中叫_，1 kWh_J。3电能表：俗称电度表，是测量_的仪表。 其他形式焦耳

2、(焦)J度千瓦时(kWh)3.6106电能(电功)灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的；用电器的P额、U额具有唯一性、对应性，而用电器的U实、P实有很多个，且U实、P实具有同体性、同时性。三、焦耳定律8电流的热效应：电流通过导体时电能转化为热能的现象。例如利用电热工作的用电器有电饭锅等。9焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟_成正比，跟导体的_成正比，跟_成正比。用公式表示为：Q_，电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，则有：QW。10生活中要注意防止电热造成的危害。例如短路易引起火灾等。电流的平方电阻通电时间I2Rt1(2014，兰州) 有两个电阻：R13 ，R24 ，若将它们串联在电路中，则

3、在相同时间内消耗的电能之比W1W2_34_；若将它们并联在电路中，则在相同时间内产生的热量之比Q1Q2_43_。2(2013，兰州)2012年10月1日起，我国分阶段逐步禁止进口和销售普通照明白炽灯，并将在2018年淘汰白炽灯。节能灯比同光效的白炽灯节能60%80%，且使用寿命长。一只标有“220 V 60 W”的白炽灯，正常发光时通过灯丝的电流大约为_0.27_A，1 kWh的电能，可供它正常发光_16.67_h；可供光效相同的“220 V 15 W”的节能灯正常发光_66.67_h。3(2013，联考)如果10 s内流过导体某横截面的电荷量为6库仑，则通过导体的电流是_0.6_A；若导体两

4、端电压为10 V，则电流做功为_60_J；将导体两端电压减小，导体电阻_不变_(选填“变大”“变小”或“不变”)。 8(2014，兰州)在如图所示的电路中，电源电压恒为9 V，电压表的量程为015 V，电流表的量程为00.6A，定值电阻R1的规格为“30 0.5 A”，滑动变阻器R2的规格为“20 1 A”，灯泡L上标有“6 V 3 W”的字样，假设灯丝的电阻不变，闭合开关，在不损坏电路元件的情况下，下列说法中正确的是( A )A整个电路消耗的总功率的变化范围是3.3754.5 WB电压表示数的变化范围是36 VC滑动变阻器允许的调节范围是520 D电流表示数的变化范围是0.10.5 A9.

5、(2012，兰州)将阻值为40 的电阻丝接在电源两端，通电10 min，电流产生的热量是1.5103 J，若将阻值为10 的电阻丝接入同一电源的两端，通电20 min，电流产生的热量是( A )A. 1.2104 J B. 3.75103 J C. 7.5103 J D. 6.0103 J 11(2014，联考)某校兴趣小组的同学利用图(甲)所示电路进行两项实验研究：第一、测定某电阻的阻值；第二、研究灯泡灯丝的电阻随电压的变化规律。 次数物理量123U/V2.04.05.0I/A0.200.390.51(1)首先，他们只闭合S1，断开S2，调节滑动变阻器，观察电压表和电流表的读数，得到表中三组

6、数据。请你根据表中的数据，帮他们计算电阻R的阻值(计算结果保留1位小数)。(2)然后，他们断开开关S1，闭合开关S2，调节滑动变阻器，记录电压表和电流表的示数，根据记录结果将数据绘制成电流和电压的关系图象(乙)。根据图象，他们发现灯泡电阻是随电压变化而变化的。请你计算，当电压表示数为2.5 V保持不变时，在50 s时间内，灯泡L消耗了多少电能？(3)最后，他们同时闭合S1和S2，调节滑动变阻器，使灯泡L的功率为0.1 W时，R的功率是多大？ 13. (2013，联考)如图(甲)所示是生活中常见的自动加热、保温的电水壶，它的铭牌如下面表格。现将它接在220V的电压下工作。 (1)如图(乙)所示为

7、电水壶的电路图，其中R0是电热水壶中的电热管，R是与电热水壶的电热管串联的电阻，S是一个自动切换的温控开关，此热水壶是在热胆中储水，由电热管加热工作的，请根据电路图判断：当温控开关闭合还是断开时，电水壶处于加热状态。(2)按铭牌上所标电水壶的加热功率、保温功率，计算R0和R的阻值分别是多少？(3)当它处于加热状态时，如果消耗的电能全部用来加热水，使热胆中2 kg、20 的水温度升高到90 至少需要多少时间？ 额定电压220V频率50Hz容积6L加热功率1000W保温功率40W【例1】(2013，扬州)今年6月，我国空调“能效比”实行新的等级标准，空调制冷“能效比”EER是指空调制冷量与制冷时消

8、耗的电功率比。小明家需要一台制冷量为3200 W的空调，若选“能效比”为3.2的空调，则制冷消耗的电功率为_W；若选“能效比”为4.0的空调，工作1 h将比原空调节约电能_kWh。【解析】根据能效比的含义，求出制冷量为3200 W的空调制冷消耗的电功率P1 1000 W；再求出能效比为4.0空调的电功率P2 800 W；两者功率的差值即为节约的电功率，利用WPt求出工作1 h节约的电能WPt(1000 W800 W)1 h0.2 kWh。【答案】电能 10000.2【变式题1】(天津中考)如图是某同学家中的电能表，现用它测量一只灯泡的实际功率。他关掉其他用电器只让该灯泡工作，电能表转盘转过30

9、转用时10 min。这段时间灯泡消耗的电能是_ kWh，灯泡的实际功率是_ W。0.0160【例2】(2013，鄂州)“赛龙舟”是端午节里的传统节目。小安同学自制了一个卡通龙舟，她想用亮度可调节的红、绿灯做它的眼睛。她选用规格为“12 V6 W”的红灯和“12 V12 W”的绿灯及“24 2 A”的滑动变阻器等元件设计了如图电路。当闭合开关S、S1、S2，且滑动变阻器的滑片P移至b端时，两灯都正常发光(电源电压不变，不考虑灯丝电阻的变化)。求：(1)两灯都正常发光时电流表的示数为多少？(2)该电路中最大电功率和最小电功率分别为多少？与电功率有关的计算 【解析】(1)当S、S1、S2都闭合，滑片

10、P移至b端时，两灯并联且都正常发光，此时电源电压等于灯的额定电压，电流表的示数等于通过两灯的电流之和，两灯的电流分别由PUI公式求得；(2)由PU2/R可知，U一定，电路中总电阻R最小时功率最大，两灯并联且滑片P在b端时电路的总电阻最小，此时两灯正常发光，最大功率为两灯的额定功率之和；R最大时，功率最小，电阻较大的红灯与滑动变阻器全值串联电阻最大，功率最小，由P 计算出最小功率。【变式题2】(2013，岳阳)如图所示的电路中，电源电压恒为6 V。(1)当开关S1闭合，S2、S3断开时，电流表示数为0.3 A，求R的阻值。(2)闭合开关S1、S3，断开S2时，小灯泡正常发光，电流表示数为0.9

11、A，求通电10 s灯泡消耗的电能。(3)闭合开关S2，断开S1、S3时，求小灯泡的实际电功率(假设小灯泡的电阻不变)。解：(1)20 (2)36 J(3)0.4 W【例3】(2013，扬州)右表是小明家电热水壶的铭牌。求：(1)电热水壶的电阻。(2)将1 kg水从20 加热到100 ，水吸收的热量。(3)要放出这些热量，电热水壶正常工作的时间不计热量损失，c水4.2103 J/(kg)。【解析】(1)已知电热水壶的额定功率和额定电压，根据公式RU2/P可求电热水壶的电阻；(2)知道水的质量、水的比热容和水温的变化，利用Q吸cm(tt0)求出水吸收的热量；(3)不计热量损失时，根据QWPt求出放

12、出这些热量电热水壶工作的时间。电热的利用 【答案】(1)根据RU2/P可得，电热水壶的电阻RU2/P(220 V)2/1000 W48.4 (2)水吸收的热量Q吸cm(tt0)4.2103 J/(kg)1 kg(100 20 )3.36105 J(3)不计热量损失时，根据QWPt可得，电热水壶正常工作的时间tW/PQ吸/P3.36105 J/1000 W336 s。【变式题3】(2012，宿迁)某电饭锅内有R044 、R2156 的两根电热丝，将它接入电路，如图所示。当S分别置于“1”挡和“2”挡时，_挡是保温状态；当S接“2”挡时，电路中的电流大小是_ A，通电100 s电路产生的热量是_

13、J。151.1105探究电流产生的热量跟哪些因素有关1整个实验用到了控制变量法，也用到了转换法，通过温度计示数的变化来反映电热的多少；2实验中被加热的液体用煤油的目的是煤油的比热容小，在相同条件下吸热温度升高较快，便于进行电流放热多少的观察。【例4】(2014，泸州)如图所示是探究焦耳定律的实验装置图，除灯丝电阻R甲R乙外，其余条件均相同。开关闭合，电路接通后，下列对甲、乙两瓶的对比分析和判断，正确的是( )A因为通过两种电阻丝的电流相等，所以两电阻丝两端的电压相等B因为通过乙瓶电阻丝的电流大，所以乙瓶的温度计示数变化快C因为甲瓶中煤油的比热容要小，所以甲瓶的温度计示数变化快D因为甲瓶中电阻丝产生的热量多，所以甲瓶的温度计示数变化快【解析】本题是探究电流产生的热量跟电阻的关系，应用的是控制变量法。根据焦耳定律QI2Rt，R甲和R乙是串联的，在电流I和通电时间t相同时，R甲R乙，所以R甲产生电热多，故甲瓶的温度上升较快。【答案】D一、方法技巧纯电阻电路与非纯电阻电路中的公式应用【例5】把标有“36 V15 W”的