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文档简介
专题03电功电功率
考点清单
一、电功
1.定义:电流所做的功叫电功。电流做功的过程,实际就是电能转化为其他形式的能(消耗电能)的
过程。电流做多少功,就有多少电能转化为其他形式的能,就消耗了多少电能。
2.单位:国际单位是焦耳(J),常用单位有千瓦时(kWh),俗称"度",1度=1千瓦时=3.6x10八6焦
耳。
3.计算公式:
o原始公式:W=Ult(适用于所有电路)。
o推导公式:W=l2Rt;W=U2t/R(适用于纯电阻电路)。
oW=Pt(适用于所有电路,其中P为电功率)。
4.电能表:是测量用户用电器在某一段时间内所做电功(某一段时间内消耗电能)的仪器。
二、电功率
1.定义:电流在单位时间内所做的功。
2.物理意义:表示电流做功快慢的物理量。灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小。
3.单位:国际单位是瓦特(W),常用单位有千瓦(kW)、毫瓦(mW)。
4.计算公式:
o定义式:P=W/t=UI(适用于所有电路)。
o推导公式:PWR(适用于纯电阻电路,一般用于串联);P=U7R(适用于纯电阻电路,一般
用于并联)。
5.额定电压与额定功率:
o额定电压:用电器正常工作时的电压。
o额定功率:用电器在额定电压下的功率。
6.实际电压与实际功率:
o实际电压:用电器实际工作时的电压。
o实际功率:用电器在实际电压下的功率。
O当实际电压等于额定电压时,实际功率等于额定功率,用电器正常工作。
O当实际电压小于额定电压时,实际功率小于额定功率,用电器不能正常工作(如灯光暗淡)。
O当实际电压大于额定电压时,实际功率大于额定功率,长期使用会影响用电器寿命(如灯发
光强烈,易烧坏)。
三、实验与测量
1.伏安法测小灯泡的电功率:
o实验原理:P=Ulo
O实验器材:电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、小灯泡(额定电压已知)、导线等。
O实验步骤:按照电路图连接实物电路,移动滑动变阻器的滑片,观察电压表的示数,使电压
表的示数等于小灯泡的额定电压,读出电流表的示数,计算小灯泡的额定功率。改变电压,
测量不同电压下的电功率。
2.测量家用电器的电功率:
O器材:电能表、秒表。
o原理:P=W/to通过测量家用电器在一定时间内消耗的电能W和时间t,来计算家用电器的
电功率Po
四、电热与焦耳定律
1.电流的热效应:电流通过导体时电能转化成内能,这种现象叫做电流的热效应。
2.焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成
正比。
3.计算公式:QWRt(适用于所有电路)。对于纯电阻电路,电流做的功全部用来产生热量,此时电
功等于电热,即W=Q。
实验突破
一、实验目的
探究电流通过导体时产生热量的多少与电流、电阻和通电时间的关系,并理解焦耳定律的内容。
二、实验器材
电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、电阻丝(不同阻值)、煤油(或其他绝缘液体)、烧瓶、温
度计、导线等。
三、实验原理
电流通过导体时会产生热量,这个热量与电流的二次方、导体的电阻和通电时间成正比,即焦耳定律:Q=FRt。
其中,Q表示热量,I表示电流,R表示电阻,t表示通电时间。
四、实验步骤
1.准备阶段:
o将两个烧瓶中分别装入等量的煤油,并插入温度计以测量煤油的温度。
o将两段不同阻值的电阻丝(如铜丝和银铭合金丝)分别浸泡在两个烧瓶的煤油中。
O连接电路,确保电阻丝串联或并联(根据需要探究的因素而定),并接入电流表、电压表和
滑动变阻器以测量电流、电压和调节电流大小。
2.探究热量与电阻的关系:
o将电阻丝串联接入电路,确保通电时间和电流相等。
o观察并记录两个烧瓶中温度计示数的变化,比较不同电阻丝产生的热量多少。
o分析数据,得出结论:在电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多。
3.探究热量与电流的关系:
o选择一个烧瓶和其中的电阻丝,保持通电时间和电阻不变。
o调节滑动变阻器,改变电流的大小,观察并记录温度计示数的变化。
O分析数据,得出结论:在电阻和通电时间相同时,电流越大,产生的热量越多。
4.探究热量与通电时间的关系(可选):
o选择一个烧瓶和其中的电阻丝,保持电流和电阻不变。
o改变通电时间,观察并记录温度计示数的变化。
o分析数据,得出结论:在电流和电阻相同时,通电时间越长,产生的热量越多。
五、实验注意事项
1.实验过程中要确保电路连接正确、安全,避免短路或触电等危险情况。
2.使用煤油或其他绝缘液体时,要注意防火和防止液体溅出伤人。
3.观察和记录数据时,要准确、及时,避免数据遗漏或错误。
4.实验结束后,要及时断开电源,清理实验器材和场地。
六、实验结论
通过本实验,可以得出以下结论:
・电流通过导体时产生的热量与电流的二次方成正比。
・电流通过导体时产生的热量与导体的电阻成正比。
・电流通过导体时产生的热量与通电时间成正比。
即时练习
一、单选题
1.如图所示的电路,当开关闭合后,灯Li比L2亮.以下说法正确的是()
A.通过L1的电流大于通过L2的电流
B.Li两端电压大于L2两端电压
C.Li的电阻小于L2的电阻
D.Li的电功率等于1_2的电功率
2.某同学在做"探究串并联电路电压规律”实验时,连接如图所示电路图,闭合开关S后发现Li正常发光,
L2只能微弱发光。以下对于这一现象产生原因的分析中,合理的是()
-^8)~~0-
L.L2
A.灯泡l_2通过的电流小于灯泡L1B.灯泡L2发生了短路
C.由于灯泡L2的电阻较小D.由于灯泡L2的电阻较大
3.下列数据中最符合实际的是()
A.一节新干电池的电压为1.5VB.家用电冰箱的额定功率约为2000W
C.家用节能灯的额定电流约为2.2AD.对人体的安全电压为不高于220V
4.下列数据中最接近实际情况的是
A.普通居民楼一层的高度约为6mB.一个小铁钉受到的重力约为5N
C.成年人正常步行速度约为5m/sD.家用电饭煲的额定功率约为800W
5.如图所示是小明用迷你电动机制成的升降机模型。用它提升重为10N的物体,当电源电压为4V时,闭
合开关,电动机不转动,电流表示数为0.8A;当电源电压为12V时,闭合开关,电动机正常工作,电流表
示数为0.4A,电动机同时以0.4m/s的速度匀速提升物体。若忽略温度对电阻的影响,下列说法不正确的是
A.电动机的机械效率是80%
B.电动机线圈的电阻是5Q
C.电动机正常工作时的机械功率是4W
D.电动机正常工作时消耗的电功率是4.8W
6.下列数据符合实际情况的是()
A.LED台灯工作电流约为2A
B.汽油机的效率约为60%
C.电饭煲的额定电压为220V
D.家用电热水器的功率约100W
7.下列常用物理量与对应单位及符号正确的是()
A.电功率-千瓦时(kW)B.电压一伏(W)
C.电阻一瓦(Q)D.电功一焦(J)
8.下列数据符合或接近实际情况的()
A.考场内一盏日光灯正常发光时的电流约为5A
B.人体的安全电压是36V
C.通常情况下,人体电阻约为IO,〜105Q
D.家用电风扇的额定功率约为2000W
9.将标有"12V6W”的灯泡Li和标有"6V6W"的灯泡1_2串联接在12V的电源上,则()
A.灯泡Li正常发光
B.灯泡L2可能会烧坏
C.电路总功率为4.8W
D.通过Li的电流小于通过1_2的电流
10.如图所示,下列日常生活中的用电器,正常工作时的功率最接近lkW的是()
LED台灯笔记本电脑
电饭煲电视机
二、填空题
11.某体重测试仪的工作原理如图所示,已知电源电压保持不变,体重表是用(选填"电压表"或"电流
表〃)改装而成的。压敏电阻R的阻值随着踏板施加压力的增大而减小。则体重越大,电表示数越,该
电路消耗的电功率就越.
踏板
R体里表
12.某家用白炽灯上标有“220V40W"字样,其中额定功率40W表示的物理意义是,在生活中,
人们还常用千瓦•时(kW-h)作为的单位,千瓦•时也称为"度”,1度电可供“220V40W"的白炽灯正常
工作.h.
13.小琳观察到家中电能表的表盘如图所示,此时示数为kWh.若她家中用电器工作一段时间后电
能表的转盘转过250转,则这些用电器在这段时间内消耗的电能为kW-h.
14.图中的电能表的示数是kW-h
单相电能表
四9|5|1|6|
kWh
X
220V10A50Hz
3000revs/kWh
北京电表总厂
15.如图所示,小明利用电磁继电器设计了一个水位自动报警装置,当水位未达到金属块M时,灯泡不亮。
水位达到金属块M时,灯泡亮,则接线柱C应与(选填"A"或"8")相连。已知灯泡的规格为“12V6W",
灯泡正常发光时的电流是Ao通电lmin,灯泡消耗的电能是.Jo
三、计算题
16.如图所示,电源电压为10V保持不变,小灯泡标有"6V3W"字样,滑动变阻器R的最大阻值为5Q.求:
(1)小灯泡正常工作5min将消耗多少电能?
(2)小灯泡恰好正常发光时,则变阻器的电功率是多少?
实战演练
一、单选题
1.如图所示下列四位科学家中,发现杠杆平衡原理的科学家的是(()
2.小明将两只灯泡Li、L2串联在电路中,如图所示。闭合开关后,发现:灯泡L1较亮,灯泡1_2较暗。这现
象可说明()
A.通过两只灯泡的电流不相同
B.两只灯泡的电阻一定不相同
C.两只灯泡的实际功率可能相同
D.两只灯泡的两端电压可能相等
3.某同学在做"探究串并联电路电压规律"实验时,连接如图所示电路图,闭合开关S后发现Li正常发光,
L2只能微弱发光。以下对于这一现象产生原因的分析中,合理的是()
—~Q-
LL2
A.灯泡L2通过的电流小于灯泡LIB.灯泡L2发生了短路
C.由于灯泡1_2的电阻较小D.由于灯泡L2的电阻较大
4.关于电阻,下列说法中正确的是
A.铜导线的电阻比铁导线的电阻小
B.导体的电阻越大,电流通过导体产生的热量越多
C.某学校教学楼中,同时发光的电灯越多,电路的总电阻越小
D.导体两端的电压越大,导体的电阻越大
5.如图所示的电路,当开关闭合后,灯Li比L2亮.以下说法正确的是()
A.通过L1的电流大于通过l_2的电流
B.Li两端电压大于L2两端电压
C.Li的电阻小于1_2的电阻
D.Li的电功率等于1_2的电功率
6.将标有"12V6W"的灯泡Li和标有"6V6W"的灯泡1_2串联接在12V的电源上,则()
A.灯泡Li正常发光
B.灯泡1_2可能会烧坏
C.电路总功率为4.8W
D.通过Li的电流小于通过1_2的电流
7.电功和电功率的单位分别是
A.KW-hJB.KWWC.JWD.KWKW.h
8.下列数据中最符合实际的是()
A.一节新干电池的电压为1.5VB.家用电冰箱的额定功率约为2000W
C.家用节能灯的额定电流约为2.2AD.对人体的安全电压为不高于220V
9.下列数据中最接近实际情况的是
A.普通居民楼一层的高度约为6mB.一个小铁钉受到的重力约为5N
C.成年人正常步行速度约为5m/sD.家用电饭煲的额定功率约为800W
10.下列数据符合或接近实际情况的(
A.考场内一盏日光灯正常发光时的电流约为5A
B.人体的安全电压是36V
C.通常情况下,人体电阻约为IO,〜105Q
D.家用电风扇的额定功率约为2000W
第II卷(非选择题)
请点击修改第II卷的文字说明
二、填空题
11.小芳认真观察了5分钟,查出电能表的转盘转过60圈,则这5分钟内她家的用电器消耗的电能是Jo
用电器的功率为W。
电能表
220V10A50Hz
|3OOOi7(kWh)I
12.小明家的电能表如图所示,示数是kW・h,电路中接入的最大电功率不得超过W,断开其
他用电器,只让电饭锅单独工作2min,转盘转了3
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