第6章 电能 复习与训练（有答案）

电能 复习与训练
知识清单
一、电功
1.定义:　　　　所做的功,简称电功。
2.实质:电流做功的过程,实际就是电能转化为　　　　　　　　　(消耗电能)的过程;电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能,即消耗了多少电能。
3.规定:电流在某段电路上做的功等于该电路两端的　　　　、电路中的　　　　和　　　　　　的乘积。
4.计算公式:　　　　　　　　(适用于所有电路)。
对于纯电阻电路可推导出:W=I2Rt=。
5.单位:国际单位是　　　　;常用单位是千瓦时(kW·h),俗称度。
换算:1kW·h=　　　　　　J。
6.测量电功
(1)电能表是测量用电器在某一段时间内所做　　　　(消耗电能)多少的仪表。
(2)电能表上“220V”“5A”“3000r/(kW·h)”等字样,分别表示:该电能表适用的额定电压是220V;该电能表允许通过的最大电流是5A;每消耗1kW·h电能,电能表转盘转3000转。
(3)读数:①最后一位有红色标记的数字表示小数部分;②电能表前后两次读数之差,就是这段时间内用电器消耗的电能。
二、电功率
1.定义:电流在　　　　　　内所做的功。
2.物理意义:表示　　　　　　的物理量。灯泡的亮度取决于灯泡的　　　　　　　　。
3.计算公式:P=UI=(适用于所有电路)。对于纯电阻电路可推导出:　。
4.单位:国际单位是　　　　,常用单位有千瓦(kW)、兆瓦(MW)等。
5.额定电压和额定功率
(1)额定电压:用电器正常工作时的电压。
(2)额定功率:用电器在　　　　　　下工作时消耗的电功率。
6.伏安法测灯泡的额定功率
(1)原理:　　　　　　　。
(2)电路图如图所示。
三、焦耳定律
1.内容:通电导体产生的热量Q与通过导体的电流I的平方、导体的电阻R和通电时间t成正比。
2.公式:　　　　　。
注意:在纯电阻电路中,电能全部转化为电热,而没有转化为其他形式的能,即Q=W=Pt=UIt=t=I2Rt;对于电能没有全部转化为电热的非纯电阻电路,如含有电动机的电路,则有Q四、生活用电
1.家庭电路
(1)家庭电路的组成部分:进户线(相线与零线)、电能表、闸刀开关、熔丝盒、插座、开关、用电器。
(2)家庭电路的连接:各种用电器是　　　　接入电路的;插座与灯座是并联的;控制各用电器的开关与用电器是　　　　的。
(3)家庭电路电流过大的原因:发生　　　　或者用电器总功率过大。
2.安全用电
(1)触电事故
①定义:一定强度的电流通过人体所引起的伤害事故。
②危险性:与电流大小、通电时间长短等因素有关。
③对人体不造成危险的安全电压值是　　　　以下。动力电路电压为　　　　　,家庭电路电压为　　　　　,都超出了安全电压值。
(2)安全用电原则: 　。
强化训练
易错点 1　实际功率和额定功率
1.甲、乙两灯泡的额定电压均为110V,额定功率分别为P甲=100W,P乙=40W,如图所示,将两灯泡接在220V的电路中,能使两灯泡正常发光且电路消耗电功率最小的是
(　　)
[易错点拨] 用电器在不同工作状态下电压和电功率的额定值和实际值的关系:
工作 状态 用电器正常工作 用电器不正常工作
电压 U实=U额 U实≠U额
电功率 　P实=P额。 　P额由用电器本身性质决定,一般体现在用电器的铭牌上,如灯泡铭牌上标有“220V　40W”字样,“40W”即为其额定功率 　P实≠P额。 　①U实U额,P实>P额,灯泡发光过亮(或烧毁)。 　用电器的实际功率会随着用电器两端实际电压的变化而变化,由实际使用情况决定
说明 　根据用电器的规格“U额　P额”,可以求出用电器的正常工作电流:I额=,以及用电器的电阻:R=(不考虑温度对电阻的影响)
易错点 2　特殊法测电功率
2.如图所示,电路中R的阻值已知,小灯泡的额定电压为2.5V,在不拆电路的情况下能测出小灯泡额定功率的是(　　)
[易错点拨] 测电功率问题需要解决的问题一般都是间接测出额定电压下用电器的额定电流。对于只提供电流表的情形,需要将必需的电学元件并联起来,再利用开关实现电流表两次测量。
易错点 3　电路安全问题
3.如图所示的家庭电路中,当开关都闭合时,灯L不亮,用测电笔测试插座的左、右孔,氖管都发光,电路中只有一处故障,下列有关电路图及故障的说法中错误的是(　　)
A.电能表的单位是千瓦时
B.使用三孔插座是为了防止用电器外壳带电发生触电事故
C.若在导线a和b之间接一个灯泡L1,则它和L是并联的
D.根据测试结果,应该是m与j之间断路
[易错点拨] 分析电路安全问题时需要考虑到电路中各个元件都要在额定值范围内工作,如以下几方面:
(1)测量仪表安全问题:电压表、电流表在使用中,被测值不能超过仪表的最大测量值。
(2)滑动变阻器:通过滑动变阻器的电流不能超过其允许通过的最大电流。
(3)额定值:所有用电器工作时,其两端电压和通过的电流、电功率不能超过其额定值。
(4)家庭电路中的用电安全问题:家庭电路的连接要规范;家庭电路中的最大电流不能超过电能表的额定最大电流;家庭电路中的最大电流不能超过保险丝的额定电流;防止触电等。
答案
一、1.电流
2.其他形式的能
3.电压　电流　通电时间
4.W=UIt=Pt
5.焦耳(J)　3.6×106
6.(1)电功
二、1.单位时间
2.电流做功快慢　实际功率
3.P=I2R=
4.瓦特(W)
5.(2)额定电压
6.(1)P=UI
三、2.Q=I2Rt
四、1.(2)并联　串联　(3)短路
2.(1)③24V　380V　220V
(2)不接触低压带电体,不靠近高压带电体
答案
1.C
2.B　[解析] 图A:改变开关的状态,使定值电阻R、灯泡、滑动变阻器串联,电压表测量灯泡两端电压,移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为2.5V,然后保持滑片的位置不动,无论怎样改变开关的状态,电压表都无法测量出定值电阻两端电压,也就无法计算灯泡正常发光时电路中电流,因此不能测出灯泡的额定功率。
图B:改变开关的状态,使定值电阻R、灯泡、滑动变阻器串联,电压表测量灯泡两端电压,移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为2.5V,然后保持滑片的位置不动,再改变开关的状态,使电压表测量定值电阻和灯泡两端总电压,根据串联电路电压特点和欧姆定律求出此时电路中的电流,即灯泡的额定电流,并利用P=UI可求出灯泡的额定功率。
图C:根据电路图可知,无论如何改变开关的状态,都无法让电压表测量灯泡两端电压,因此无法确保灯泡正常发光,故不能测量灯泡的额定功率。
图D:改变开关的状态,使定值电阻R、灯泡、滑动变阻器串联,电压表测量灯泡两端电压,移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为2.5V,然后保证滑片的位置不动,再改变开关的状态,使电压表测量定值电阻两端电压,但此时电压表的正、负接线柱接反,故无法测量出定值电阻两端电压,也就无法计算灯泡正常发光时电路中的电流,因此无法测量灯泡的额定功率。
3.D　[解析] 电能表是测量用电器消耗电能多少的仪表,单位是千瓦时。三孔插座中多出一个专门用于接地的孔,是为了让用电器的金属外壳与大地相连,当用电器外壳带电时,电流从地线导入大地,可以防止触电事故的发生。若在导线a和b之间接一个灯泡L1,即L1接在相线和零线之间,它和L是并联的。当开关都闭合时,灯L不亮,说明电路中可能有断路故障;用测电笔测试插座的左、右孔,氖管都发光,说明m、j两点都与火线相连,所以故障是m点左侧的零线断路。