电功与电热错解分析专题
图片预览
文档简介
课件15张PPT。电功与电热错解分析专题 如图分别为电冰箱和电扇的铭牌，请你判断正常使用电冰箱12h和使电扇连续运转12h，哪个消耗的电能少？BC——65B电冰箱
额定电压 220V
工作频率 50Hz
额定功率 70W
耗电量 0.5kW·h/24hFS——69电扇
规格 400mm
额定电压 220V
工作频率 50Hz
额定功率 65W错解之一：错在哪里？W1＝P1t=0.07kW·12h=0.84 kW·hW2＝P2t=0.065kW·12h=0.78 kW·h∴电扇消耗的电能少正解: W1＝0.5kW·h/2=0.25kW·h∴冰箱消耗的电能少冰箱的工作时间问题错解之二： 某定值电阻两端的电压由U变为U/3时，消耗的电功率变化了0.8W，当电阻两端的电压变为2U时，该电阻消耗的电功率为多少？错在哪里？ΔP=（ΔU）2/R=( U- U/3)2/R=4U2/9R=0.8∴ U2/R=1.8(W)P=(2U)2/R=4U2/R=4×1.8=7.2（W） 分析：ΔP=P2-P1=U2/R-U’2/R=（U2-U’2）/R≠ΔU2 /R正解：
ΔP=P2-P1=U2/R-U’2/R=〔U2-(U/3)2〕/R=8 U2/9R=0.8∴ U2/R=0.9(W)P=(2U)2/R=4U2/R=4×0.9=3.6（W）∴ ΔP＝ΔU·ΔI＝2×0.2＝0.4（W） 变式： 如果加在定值电阻两端的电压从8V增加到10V时，通过定值电阻的电流相应变化了0.2A，则该定值电阻所消耗的电功率的变化量是
A．0.4W B．2.8W C．3.2W D．3.6W错在哪里？∵ ΔU＝U’－ U=10－8＝2（V），且ΔI＝0.2AΔU=ΔI·R正解：
ΔU＝ U’－ U＝ I’·R － I·R=ΔI·R
故R=ΔU/ΔI=2/0.2= 10(Ω)
ΔP=P2-P1=U’2/R-U2/R=（U’2-U2）/R=(102-82)/10=3.6(W)√ 如图所示是一个理发用的电吹风的实物连接图，其中发热电阻丝的阻值为50Ω，求：①电吹风吹冷风时，测得插头处的电流为0.2A，此时电吹风消耗的电功率？②电吹风吹热风时，正常工作2min，消耗的电能是多少J？错解之三：错解1： ①电吹风消耗电功率P=UI=220×0.2=44(W) 电吹风电阻R=U／I=220 ／0.2=1100(Ω) ②W=P总t=U 2t／R总=220 2 ×120 ／(1100+50)
＝5050.43(J)错解原因:不知道电吹风中的电热丝和电动机并联，认为两者是串联. 如图所示是一个理发用的电吹风的实物连接图，其中发热电阻丝的阻值为50Ω，求：①电吹风吹冷风时，测得插头处的电流为0.2A，此时电吹风消耗的电功率？②电吹风吹热风时，正常工作2min，消耗的电能是多少J？错解之三：错解2： ①电热丝发热功率P=I2R=0.2 2×50=2(W) U＝IR=0.2×50=10(V) ②W=U2 t／R=1O2 ×120／50=240(J)
或W=Pt=2×120=240(J)错解原因：不理解电吹风工作原理，认为电吹风工作时只有一只用电器在工作 如图所示是一个理发用的电吹风的实物连接图，其中发热电阻丝的阻值为50Ω，求：①电吹风吹冷风时，测得插头处的电流为0.2A，此时电吹风消耗的电功率？②电吹风吹热风时，正常工作2min，消耗的电能是多少J？错解之三：错解3： ①吹冷风时，电吹风消耗电功率P=UI=220×0.2 =44(W )
②吹热风时, W=Pt=U2t／R=2202×120／50
=ll6160(J)错解原因：有点懂电吹风的工作原理，但认为吹冷风时只有电动机工作，吹热风时只有电热丝工作. 如图所示是一个理发用的电吹风的实物连接图，其中发热电阻丝的阻值为50Ω，求：①电吹风吹冷风时，测得插头处的电流为0.2A，此时电吹风消耗的电功率？②电吹风吹热风时，正常工作2min，消耗的电能是多少J？错解之三：错解4： ①电吹风消耗电功率P=UI=220×0.2=44(W) ②W=Pt=44 ×120=5280(J)错解原因：不理解电吹风工作原理，认为电吹风工作时只有一只用电器在工作 如图所示是一个理发用的电吹风的实物连接图，其中发热电阻丝的阻值为50Ω，求：①电吹风吹冷风时，测得插头处的电流为0.2A，此时电吹风消耗的电功率？②电吹风吹热风时，正常工作2min，消耗的电能是多少J？错解之三：正解： 电吹风吹冷风时，消耗功率 P1=UI=220×0.2=44(W) 电吹风吹热风时，电热丝功率P2=U2/R=220 2／50=968(W) P总=P1+P2=44 +968=1012(W)
W总=P总t=1012×120=121440(J)变式：一电动机线圈的电阻为1Ω，线圈两端所加电压为2V时，电流为O.8A，电动机正常工作． 在求电动机正常工作lmin所消耗的电能时，有以下两种不同的解法 小明解：W＝UIt＝2V×O.8A×6Os＝96J 小华解：W＝I2Rt＝(O.8A)2×1Ω×60s＝38.4J 你认为哪位同学做得对，请作出判断并说明理由． 答案：小明对 因为电动机工作时电能没有全部转化为内能，大部分电能转化为机械能，所以电动机工作时电功大于电热(或电动机的电流与电压、电阻之间的关系不满足欧姆定律)错解之四：灯泡之电阻变化 小明利用标有 “6V 6W”的灯泡L1和“6V 3W”的灯泡L2进行实验。如图甲所示：Ａ、Ｂ分别为通过灯泡L1和L2中的电流随两端电压变化关系的曲线。现将两灯连入图乙所示电路中，使其中一个灯泡正常发光时，电路消耗的总功率为 W。错解： I1=P1/U1=6/6=1（A） I2=P2/U2=3/6=0.5（A） 为不损坏灯泡，电路最大电流应为I=0.5A R1=U12/P1=62/6=6(Ω)，R2=U22/P2=62/3=12(Ω) P=I2 (R1+R2)=0.52(6+12)=4.5(W)错解之四：灯泡之电阻变化 小明利用标有 “6V 6W”的灯泡L1和“6V 3W”的灯泡L2进行实验。如图甲所示：Ａ、Ｂ分别为通过灯泡L1和L2中的电流随两端电压变化关系的曲线。现将两灯连入图乙所示电路中，使其中一个灯泡正常发光时，电路消耗的总功率为 W。正解： I1=P1/U1=6/6=1（A） I2=P2/U2=3/6=0.5（A） 为不损坏灯泡，电路最大电流应为I=0.5A 由图甲可知：U1=2V，U2=6V P= (U1+U2) I = (2+6) ×0.5=4 (W)变式： 如图是一个小灯泡的电流和电压变化规律图像，物理学中叫做伏安特性图像。由图像可知，当小灯泡在U=4V时，灯泡灯丝的电阻为 Ω；当小灯泡中流过0.3 A电流时，它消耗的功率是 W。 100. 6错解之五： 某物理兴趣小组设计并制作了一台恒温箱．设计要求箱内安装一根电热丝，在采用220V恒定电压供电的情况下，电热丝每秒向箱内提供1000J的热量(设电能全部转化为内能)．恒温箱组装好后，经测量发现该电热丝实际每秒供热1210J．(设电热丝的电阻不随温度改变) 问：(1)电热丝的阻值是多少? (2)为了使电热丝供热达到设计要求，在不改变电热丝阻值及电源电压的条件下，应在箱外怎样连接一个电阻元件? 所连接的电阻元件的阻值是多少？错解：（1）Q=U2·t/R1 1210=2202·1/R1 R1=40(Ω) (2)应串联一个电阻。 Q′= U2·t/R总 1000=2202·1/R总 R总=48.4（Ω) R2= R总-R1=48.4-40=8.4（Ω) 错误原因在于对此种恒温箱的电路以及目的未能有清醒的认识，只凭想象解题。所以解题关键在于审清题意。 Q=U2·t/R1
1210=2202·1/R1 (1)
R1=40(Ω)Q’=U1’2·t/R1
1000= U1’2·1/R1 (2)
(2）/(1)
1000/1210=U1’2/2202
U1’/220=10/11
U1’/U2’=10/1
R1/ R2=10/1
R2=4(Ω)Q=U2·t/R1
1210=2202·1/R1 (1)
R1=40(Ω)Q’=U1’2·t/R1
1000= U1’2·1/R1 (2)
额定电压 220V
工作频率 50Hz
额定功率 70W
耗电量 0.5kW·h/24hFS——69电扇
规格 400mm
额定电压 220V
工作频率 50Hz
额定功率 65W错解之一：错在哪里？W1＝P1t=0.07kW·12h=0.84 kW·hW2＝P2t=0.065kW·12h=0.78 kW·h∴电扇消耗的电能少正解: W1＝0.5kW·h/2=0.25kW·h∴冰箱消耗的电能少冰箱的工作时间问题错解之二： 某定值电阻两端的电压由U变为U/3时，消耗的电功率变化了0.8W，当电阻两端的电压变为2U时，该电阻消耗的电功率为多少？错在哪里？ΔP=（ΔU）2/R=( U- U/3)2/R=4U2/9R=0.8∴ U2/R=1.8(W)P=(2U)2/R=4U2/R=4×1.8=7.2（W） 分析：ΔP=P2-P1=U2/R-U’2/R=（U2-U’2）/R≠ΔU2 /R正解：
ΔP=P2-P1=U2/R-U’2/R=〔U2-(U/3)2〕/R=8 U2/9R=0.8∴ U2/R=0.9(W)P=(2U)2/R=4U2/R=4×0.9=3.6（W）∴ ΔP＝ΔU·ΔI＝2×0.2＝0.4（W） 变式： 如果加在定值电阻两端的电压从8V增加到10V时，通过定值电阻的电流相应变化了0.2A，则该定值电阻所消耗的电功率的变化量是
A．0.4W B．2.8W C．3.2W D．3.6W错在哪里？∵ ΔU＝U’－ U=10－8＝2（V），且ΔI＝0.2AΔU=ΔI·R正解：
ΔU＝ U’－ U＝ I’·R － I·R=ΔI·R
故R=ΔU/ΔI=2/0.2= 10(Ω)
ΔP=P2-P1=U’2/R-U2/R=（U’2-U2）/R=(102-82)/10=3.6(W)√ 如图所示是一个理发用的电吹风的实物连接图，其中发热电阻丝的阻值为50Ω，求：①电吹风吹冷风时，测得插头处的电流为0.2A，此时电吹风消耗的电功率？②电吹风吹热风时，正常工作2min，消耗的电能是多少J？错解之三：错解1： ①电吹风消耗电功率P=UI=220×0.2=44(W) 电吹风电阻R=U／I=220 ／0.2=1100(Ω) ②W=P总t=U 2t／R总=220 2 ×120 ／(1100+50)
＝5050.43(J)错解原因:不知道电吹风中的电热丝和电动机并联，认为两者是串联. 如图所示是一个理发用的电吹风的实物连接图，其中发热电阻丝的阻值为50Ω，求：①电吹风吹冷风时，测得插头处的电流为0.2A，此时电吹风消耗的电功率？②电吹风吹热风时，正常工作2min，消耗的电能是多少J？错解之三：错解2： ①电热丝发热功率P=I2R=0.2 2×50=2(W) U＝IR=0.2×50=10(V) ②W=U2 t／R=1O2 ×120／50=240(J)
或W=Pt=2×120=240(J)错解原因：不理解电吹风工作原理，认为电吹风工作时只有一只用电器在工作 如图所示是一个理发用的电吹风的实物连接图，其中发热电阻丝的阻值为50Ω，求：①电吹风吹冷风时，测得插头处的电流为0.2A，此时电吹风消耗的电功率？②电吹风吹热风时，正常工作2min，消耗的电能是多少J？错解之三：错解3： ①吹冷风时，电吹风消耗电功率P=UI=220×0.2 =44(W )
②吹热风时, W=Pt=U2t／R=2202×120／50
=ll6160(J)错解原因：有点懂电吹风的工作原理，但认为吹冷风时只有电动机工作，吹热风时只有电热丝工作. 如图所示是一个理发用的电吹风的实物连接图，其中发热电阻丝的阻值为50Ω，求：①电吹风吹冷风时，测得插头处的电流为0.2A，此时电吹风消耗的电功率？②电吹风吹热风时，正常工作2min，消耗的电能是多少J？错解之三：错解4： ①电吹风消耗电功率P=UI=220×0.2=44(W) ②W=Pt=44 ×120=5280(J)错解原因：不理解电吹风工作原理，认为电吹风工作时只有一只用电器在工作 如图所示是一个理发用的电吹风的实物连接图，其中发热电阻丝的阻值为50Ω，求：①电吹风吹冷风时，测得插头处的电流为0.2A，此时电吹风消耗的电功率？②电吹风吹热风时，正常工作2min，消耗的电能是多少J？错解之三：正解： 电吹风吹冷风时，消耗功率 P1=UI=220×0.2=44(W) 电吹风吹热风时，电热丝功率P2=U2/R=220 2／50=968(W) P总=P1+P2=44 +968=1012(W)
W总=P总t=1012×120=121440(J)变式：一电动机线圈的电阻为1Ω，线圈两端所加电压为2V时，电流为O.8A，电动机正常工作． 在求电动机正常工作lmin所消耗的电能时，有以下两种不同的解法 小明解：W＝UIt＝2V×O.8A×6Os＝96J 小华解：W＝I2Rt＝(O.8A)2×1Ω×60s＝38.4J 你认为哪位同学做得对，请作出判断并说明理由． 答案：小明对 因为电动机工作时电能没有全部转化为内能，大部分电能转化为机械能，所以电动机工作时电功大于电热(或电动机的电流与电压、电阻之间的关系不满足欧姆定律)错解之四：灯泡之电阻变化 小明利用标有 “6V 6W”的灯泡L1和“6V 3W”的灯泡L2进行实验。如图甲所示：Ａ、Ｂ分别为通过灯泡L1和L2中的电流随两端电压变化关系的曲线。现将两灯连入图乙所示电路中，使其中一个灯泡正常发光时，电路消耗的总功率为 W。错解： I1=P1/U1=6/6=1（A） I2=P2/U2=3/6=0.5（A） 为不损坏灯泡，电路最大电流应为I=0.5A R1=U12/P1=62/6=6(Ω)，R2=U22/P2=62/3=12(Ω) P=I2 (R1+R2)=0.52(6+12)=4.5(W)错解之四：灯泡之电阻变化 小明利用标有 “6V 6W”的灯泡L1和“6V 3W”的灯泡L2进行实验。如图甲所示：Ａ、Ｂ分别为通过灯泡L1和L2中的电流随两端电压变化关系的曲线。现将两灯连入图乙所示电路中，使其中一个灯泡正常发光时，电路消耗的总功率为 W。正解： I1=P1/U1=6/6=1（A） I2=P2/U2=3/6=0.5（A） 为不损坏灯泡，电路最大电流应为I=0.5A 由图甲可知：U1=2V，U2=6V P= (U1+U2) I = (2+6) ×0.5=4 (W)变式： 如图是一个小灯泡的电流和电压变化规律图像，物理学中叫做伏安特性图像。由图像可知，当小灯泡在U=4V时，灯泡灯丝的电阻为 Ω；当小灯泡中流过0.3 A电流时，它消耗的功率是 W。 100. 6错解之五： 某物理兴趣小组设计并制作了一台恒温箱．设计要求箱内安装一根电热丝，在采用220V恒定电压供电的情况下，电热丝每秒向箱内提供1000J的热量(设电能全部转化为内能)．恒温箱组装好后，经测量发现该电热丝实际每秒供热1210J．(设电热丝的电阻不随温度改变) 问：(1)电热丝的阻值是多少? (2)为了使电热丝供热达到设计要求，在不改变电热丝阻值及电源电压的条件下，应在箱外怎样连接一个电阻元件? 所连接的电阻元件的阻值是多少？错解：（1）Q=U2·t/R1 1210=2202·1/R1 R1=40(Ω) (2)应串联一个电阻。 Q′= U2·t/R总 1000=2202·1/R总 R总=48.4（Ω) R2= R总-R1=48.4-40=8.4（Ω) 错误原因在于对此种恒温箱的电路以及目的未能有清醒的认识，只凭想象解题。所以解题关键在于审清题意。 Q=U2·t/R1
1210=2202·1/R1 (1)
R1=40(Ω)Q’=U1’2·t/R1
1000= U1’2·1/R1 (2)
(2）/(1)
1000/1210=U1’2/2202
U1’/220=10/11
U1’/U2’=10/1
R1/ R2=10/1
R2=4(Ω)Q=U2·t/R1
1210=2202·1/R1 (1)
R1=40(Ω)Q’=U1’2·t/R1
1000= U1’2·1/R1 (2)