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《第十八章 电功率》复习
第十八章 电功率
知识梳理
考点集训
一、电能和电功
1.电能的转化:电能可以转化为 能.
2.电功的单位和能量的单位是一样的,国际单位是 ;常用单位有 ;1 kW·h= J.
3.6×106
kW·h
J
其他形式的
3.电能表
(1)电能表是测量 的仪器.
(2)电能表俗称电度表,电能表计数器上前后两次 _
就是这段时间内用电的度数.
示数差
电能
220 V——表示这个电能表 ;
10 A——表示这个电能表的 ;
20 A——表示这个电能表的 ;
720 r/(kW·h)——表示用电器每消耗 的电能,电能表的转盘转过 转.
(3)电能表的铭牌上通常标有的内容有:
720
1 kW·h
额定最大电流为20 A
标定电流为10 A
应该在220 V的电路中使用
4.公式:W= .
UIt
二、电功率
1.电功率:表示电流做功 的物理量,符号用
表示.
2.电功率的单位是 ,简称 ,符号为 ,即用电器在1 s内消耗1 J的电能,其功率就是1 W.常用的单位还有 ,1 kW= W.
3.定义式:P= .
4.变形公式:P= ;P= ;P= .
I2R
UI
103
kW
W
瓦
瓦特
P
快慢
5.额定电压:用电器在 的电压叫做额定电压.
额定功率:用电器在 下消耗的功率叫做额定功率.
实际电压:用电器实际使用时其两端的电压叫做实际电压.
实际功率:用电器在实际电压下工作时的功率叫做实际功率.
额定电压
正常工作时
三、测定小灯泡的功率
1.原理: .
2.实验器材:电源、开关、导线若干、小灯泡、 、
、滑动变阻器.
3.电路图:(如图)
电压表
电流表
P=UI
四、焦耳定律
1.电流的热效应:电流通过导体时电能转化为 的现象.
2.影响电流热效应的因素有 、 和 .
3.焦耳定律:电流在导体上产生的热量与电流的平方成
,与 成正比,与 成正比.
公式: .
Q=I2Rt
通电时间
电阻
正比
通电时间
电阻
电流
内能
4.电热的利用和防止:利用电流的 效应作各种电热器;而有些地方则要避免产生热效应,减少热量的产生,要注意通风散热,避免火灾.
热
一、电能 电功
解题要点:电能、电功的计算公式:①W=UIt,电功W的单位是J,电压U的单位是V,电流I的单位是A,通电时间t的单位是s;②W=Pt,W的单位是kW·h,P、t的单位分别取kW、h.
1.(2022江西模拟)测量是学习和生活中的一种基本技能.回答下列有关测量的问题:如图所示的仪表叫 ,此时的示数为 kW·h;转盘转动50 r时,该户用电器消耗电能 J.
7.2×104
931.6
电能表
2.太阳能充电宝上表面贴有太阳能板,可利用太阳能为内部锂电池充电,但销量低迷.某款太阳能充电宝内锂电池容量为0.1 kW·h,合 J.在充足阳光下太阳能板产生5 V电压、0.25 A电流为锂电池充电,充电效率为80%,将锂电池从无电状态下充满,太阳能板需要输出 J的电能,若每天充足太阳光照10小时,需要 天才能将锂电池充满.
10
4.5×105
3.6×105
3.(2020南京改编)有一款平面镜防雾膜,膜内装有电热丝,将它贴在镜的背面并通电,利用电流的 效应,可防止水蒸气在镜面上液化,如图所示.防雾膜的规格是2 W/dm2,一块面积为30 dm2的防雾膜正常工作10 min消耗的电能是
.
3.6×104
热
A.当R1和R2串联时,两个电阻的阻值不可能相等
B.当R1和R2并联时,通过它们的电流不可能相等
C.当R1和R2串联在电压为9 V电路中,电路中总功率为4.5 W
D.当R1和R2并联在电压为4 V电路中,电路中总功率为3.2 W
4.小军同学根据他在电学实验课上获得的实验数据,画出如图所示的图象.其中图线①表示电阻R1,图线②表示电阻R2.根据图象信息下列判断中正确的是( )
C
A.电功率较大,亮度较亮 B.电功率较小,亮度较暗
C.电功率相同,亮度相同 D.电功率较大,亮度较暗
5.(2021广东)如图中,灯泡L1、L2分别标有“6 V 3 W”“6 V 6 W”字样,电源电压不变,开关S闭合.①只闭合S1,灯泡L1、L发光;②只闭合S2,灯泡L2、L发光.灯泡L在②中比在①中(设灯丝电阻不变)( )
A
A.电源电压为20 V B.R的电功率变化量为1.6 W
C.电源电压为15 V D.R的电功率变化量为3.2 W
6.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,R为定值电阻,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,发现电流表的示数由0.1 A变为0.3 A,电压表的示数由8 V减小到4 V.下列说法正确的是( )
B
A.灯L1中的电流为0.2 A
B.电路的总电阻是10 Ω
C.灯L1和L2的电功率之比P1∶P2=5∶1
D.相同的时间内,
灯L1和L2消耗的电能之比为W1∶W2=4∶1
7.如图甲的电路中,闭合开关S后,电压表的示数为2 V,两个电流表的指针偏转至表盘的同一位置(如图乙),则( )
D
8.“6 V 3 W”的小灯泡,正常工作时的电阻是 Ω;
要将它接在9 V的电源上正常使用,必须 联一个 Ω
的电阻,该电阻的实际功率为 W.
1.5
6
串
12
9.图甲是小灯泡L和电阻R的电流随电压变化图象,将它们按图乙所示接入电路中,只闭合开关S,电路消耗的总功率为1 W;再闭合开关S1,电流表示数变化了 A,此时电路消耗的总功率为 W.
1.4
0.2
10.(2022春安庆月考)如图甲所示的电路中,电源电压为3 V,L1和L2是相同的两个小灯泡,它们的伏安特性曲线如图乙所示,闭合开关S,10 s内两个小灯泡消耗的电能为 .
24 J
11.(2017广东)有“3 V 0.75 W”的L1灯泡和“3 V 1.5 W”的L2灯泡,如图甲所示,闭合开关,L1灯泡和L2灯泡均正常发光,则电路总电阻R= Ω;如图乙所示,闭合开关,L1灯正常发光,则电源2的电压U= V,此时L2消耗的实际功率P= W(假设灯丝电阻不变).
0.375
4.5
4
12.小明家电热水器铭牌标识为“220 V 1 000 W”.由于使用了多年,该电热水器中的电热丝明显被氧化,导致其电阻发生了变化,为准确测量被氧化电热丝的实际电阻值,小明在家中把该电热水器单独接入220 V的家庭电路中工作5 min,发现电能表指示灯闪烁了242次,电能表规格如图所示.问:
(1)小明测得该电热水器的实际电功率是多少
(2)该电热水器氧化电热丝的实际电阻值是多少
(3)为恢复该电热水器的铭牌功率,可与氧化电热丝并联一段新的电热丝,则并联的这段电热丝的电阻值为多少
三、测量小灯泡的电功率
解题要点:测量小灯泡的电功率实验要点
1.调节滑动变阻器,使电压表示数等于额定电压,再读出此时电流表示数,则小灯泡额定功率可以用P=UI计算.
2.元器件规格的选择依据:
电源:选择电源的电压要大于小灯泡的额定电压.
电流表:电流表的量程要大于小灯泡的额定电流.
电压表:电压表的量程要大于小灯泡的额定电压.
滑动变阻器:滑动变阻器允许通过的最大电流要大于小灯泡的额定电流,选择滑动变阻器的最大阻值时要兼顾电源电压和灯泡的额定电压,不要出现滑动变阻器处于阻值最大时,灯泡的实际电压大于其额定电压的情况.
(1)连接电路时,开关应 .请用笔画线将图乙电路连接完整,要求滑片P向左滑动时,接入电阻变小.
13.在测定额定电压为“2.5 V”的小灯泡电功率(正常发光时电阻约为8 Ω)的实验中,电源为两节新干电池.
断开
(1)答案图
如(1)图所示
(2)电路连接后,闭合开关,移动滑片(未达到最小阻值),发现灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,则故障可能是
.在实验中,小明把电流表与电压表的位置互换,闭合开关后会造成小灯泡 (选填“被烧坏”或“不亮”).
不亮
灯泡短路
(3)排除故障后,为了测量小灯泡的额定功率,调节滑片使电压表的示数为 V,此时电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是 W.
0.75
2.5
(4)若在实验中电流表坏了,为了测量小灯泡的额定功率,小明打算只选用一个R0=5 Ω的电阻,断开开关后接入原来电路,其他不改变,并设计了如图丁的电路及以下实验方案:
①调节滑片使电压表的示数为额定电压;
②保持滑片位置不变,将电压表的a点接线改接到c点,测出R0两端的电压U0;
③通过计算得到小灯泡的额定功率.
指出他的设计方案中存在的两个问题:
问题一: _
.
问题二: _
.
反,无法测出R0两端电压
将电压表a点接到c点,电压表正负接线柱接
(或电源电压不足或无法调到额定电压等)
无论怎样调节变阻器,灯泡都无法正常发光
(1)通过R2的电流.
(2)若小灯泡正常发光,1 min内电流在R1上做的功.
(3)现把电源电压调到某一值时,通过R2的电流为0.1 A,灯泡与R2两端的电压之比为1∶2,灯泡的实际功率.
14.如图甲所示,电源电压可调,R1、R2为定值电阻,灯泡的额定电压为2.5 V,图乙是该灯泡的I-U图象.闭合开关S,把电源电压调到4 V,R2的功率为0.8 W.求:
(2)由图乙可知,当灯泡正常发光时,UL=2.5 V,IL=0.3 A,因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以R1两端电压:U1=U-UL=4 V-2.5 V=1.5 V,
通过R1的电流:I1=IL=0.3 A,
1 min内电流在R1上做的功:
W=U1I1t=1.5 V×0.3 A×60 s=27 J.
答:(1)通过R2的电流为0.2 A;
(2)若小灯泡正常发光,则1 min内电流在R1上做的功是27 J;
(3)灯泡的实际功率是0.2 W.
四、焦耳定律
解题要点:纯电阻电路与非纯电阻电路:
(1)在某些电路中,电流做功所消耗的电能全部转化为内能,我们把这种电路称为纯电阻电路,如各种白炽灯、电热器都是纯电阻电路.而除了内能还有其他形式的能量产生时,也就是指消耗的电能不全部转化为热能时,称为非纯电阻电路,如电风扇、电动机等是非纯电阻电路.
A.60 J B.36 J
C.30 J D.6 J
15.把一个标有“10 V 3 W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12 V的电源上(如图所示),小灯泡刚好能正常工作.该电路工作10 s,定值电阻产生的热量是( )
D
16.(2021上海二模)额定功率为1.2千瓦的取暖器连续正常工作2小时,消耗的电能为 度.远距离输电过程中为减少输电线上电能的损耗,采用 (选填“高压”或“低压”)输电.滑动变阻器通过改变接入电路中的电阻丝的 改变电阻的大小(选填“长度”“横截面积”或“材料”).
长度
高压
2.4
17.一学生按照图甲所示的电路图做实验.此时两表示数如图乙所示,电压表的示数为 V,则电热丝电阻Rx的阻值为 Ω.
已知电热丝Rx和滑动变阻器的最大阻值相等,滑片P在b端时,电热丝的发热功率为Pb,滑片P在a端时,电热丝的发热功率为Pa,那么Pa∶Pb= .(不考虑电热丝阻值随温度化)
4∶1
5
2
18.(跨学科·日常生活)如图1为一款陶瓷电煎药壶,工作电路简化为图2所示,它在工作时,有高火加热、文火萃取和小功率保温三个过程.已知正常工作时,高火加热功率为500 W,文火萃取功率为100 W.若壶中药液的总质量为1 kg,且在额定电压下煎药时,药液的温度与工作时间的关系图象如图3.
(1)观察图象中高火加热过程可知:电煎药壶在前半段比后半段时间的加热效率 ,上述高火加热过程中,1 kg药液所吸收的热量是 .[c药液=4.2×103 J/(kg·℃)]
(2)分析电路可知:当Sa接2,同时Sb 时,电路处于文火萃取阶段,电路中的电阻 在工作.
(3)已知电阻R2=484 Ω,则R1的阻值是多少 电煎药壶的额定保温功率是多少瓦
R2
断开
3.36×105 J
低
谢谢大家!