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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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