2018--2019学年九年级物理全册 第十八章电功电功率巩固提高讲义 新版新人教版

电功、电功率巩固提高

电流的热效应
导体中有电流通过的时候, 导体要发热, 这种现象叫做电流的热效应.
电热
电流通过导体产生的热量
焦耳定律
电流通过导体时产生的热量Q等于电流I 的二次方、导体的电阻 R 和通电时间 t 三者的乘积 .
公式:　　　焦耳定律适用于纯电阻电路, 也适用于非纯电阻电路.
如图所示的家用电器中, 利用电流热效应工作的是( )
A
将一台“220V　100W”的电风扇、一个“220V　100W”的充电器、一把“220V　100W”的电烙铁分别接到220V的电源上, 在相同时间内, 通电后产生热量最多的是( )
A．电烙铁　　　 B．充电器　　　　 C．电风扇　　　　 D．一样多
A
如果超导体技术能够在常温实现, 那么你将会把超导体应用到下列哪种用电器中呢? ( )
A. 白炽灯泡 B. 电风扇 C. 电烙铁 D. 电饭锅
B
标有“220V　40W”的电烙铁, 接在220V的电源上, 该电烙铁每分钟产生的热量是
　　　　J, 10h消耗的电能是 　　　kW·h.
2400 0.4
有甲、乙两只电炉, 已知电炉电阻R甲>R乙, 现将两只电炉分别接入电源电压为220V的电路中, 在相同时间内, 通过两电炉的电阻丝的电流I甲　　　　I乙, 两电炉的电阻丝放出的热量Q甲　　　Q乙. (均选填“>”、“<”或“=”)
< <
在相同的时间内, 电热丝甲比电热丝乙放出的热量多, 这是因为( )
A．甲的阻值比乙大
B．甲中的电流比乙大
C．甲两端的电压比乙两端电压大
D．甲消耗功率比乙消耗的功率大
D
电炉通电后不久电炉丝就会热得发红, 而与电炉丝相连的导线却不是很热, 主要原因是( )
A．通过导线的电流较大
B．通过电炉丝的电流较大
C．导线的电阻比电炉丝的电阻小, 相同时间内产生的热量较少
D．电炉丝的电阻比导线的电阻小, 相同时间内产生的热量较少
C
家庭电路中, 为了防止电路中因电流过大引起火灾, 需要在火线上安装保险丝, 请你分析一下保险丝的作用以及应该选用什么样的材料更好?
选用电阻率大、熔点低的材料. 根据公式, 家庭电路中干路电流过大时, 在相等的时间内保险丝会产生更多的热量, 而且由于其熔点低, 会首先熔断, 断开电路, 对电路起到保护作用, 防止火灾.
某同学探究“通电导体产生的热量与电阻的关系”而设计如图的实验．A、B两个相同的烧瓶里装有相同的煤油．
A B
(1)将铜丝 A 和镍铬合金丝 B 串联, 其目的是_______________________．
(2)这位同学通过实验得出：电阻越大, 导体消耗的电功率则越大．另一位同学指出他的结论不严密, 请你将这位同学的实验结论补充完整：_________________________．
(3)已知 RB ＞ RA, 通电一段时间后, 烧瓶________中的温度上升较高．
(4)若保持电源电压不变, 利用该实验装置还可以探究通电导体产生的热量与______的关系(写出一种)．
(1)保证电流相等(2)通过导体的电流相同时(3)B (4)通电时间
为探究电流通过导体时产生的热量跟哪些因素有关系, 小明设计了如图所示的实验, 他的方法是用电阻丝(其中R甲>R乙)给烧瓶中的煤油(煤油质量相同)加热, 然后观察插入密封烧瓶里的温度计温度上升的高低, 比较电阻丝放热的多少. 请你仔细观察小明设计的实验电路, 并应用所学知识分析回答问题: 探究产生电热的多少与电阻的关系时, 应闭合开关 , 断开开关
S2, S1
如图是某实验小组在“探究影响电流通过电阻丝产生热量的因素”时设计的一个实验方案：将三个相同的空烧瓶口分别用完全相同的气球密封, 用三段阻值不同的电阻丝(R1＜R2＜R3)分别给三个烧瓶中的空气加热. 请回答下列问题：
(1)如图所示的电路要研究的是电流产生热量的多少跟______大小的关系.
(2)实验中, 通电一段时间后, 体积变得最大的是气球______(选填“a”、“b”、“c”或“一样大”). 由此可以得到的结论是：在通电时间和______一定时, ______________________________.
(1)电阻 (2)c; 电流; 电阻丝的电阻越大, 电流通过电阻丝产生的热量越多
1．比例法：
; ; 同一用电器(一定)
不管串联还是并联
2．利用公式(适用于任何电路); (适用于纯电阻电路)进行计算．
如图是某家用电热器内部电路结构示意图, 其中R1、R2为加热电阻丝(R1>R2)．电阻丝有四种连接方式可使电热器提供不同的发热功率, 其中发热功率最大的连接方式是( )

D
把两个完全相同的电阻丝串联后接在电压为U的电源上, 它们在时间 t内产生的热量为Q1; 若把它们并联起来接在同一电源上, 在相同的时间内产生的热量为Q2, 则( )
A．Q1∶Q2＝1∶4　　B．Q1∶Q2＝4∶1　　C．Q1∶Q2＝1∶2　　D．Q1∶Q2＝2∶1
A
用电热丝烧水, 当电压为U时, t秒内可将水烧开.如果电压降为原来的一半, 则同样烧开这些水所需的时间应为( )
A．t／4　　 B．t／2　　　 C．2t 　 　 D．4t
D
在“家电下乡”活动中, 小明家买了一台电烤箱, 其内部简化电路如图所示, R1和R2均为电热丝. 电烤箱说明书中的铭牌如下表所示, 根据表格中的参数, 回答下列问题:
X X牌电烤箱
额定电压
220V
额定
功率
高温档
1100W
低温档
440W
电源频率
50Hz
(1)电路中R1的阻值;
(2)电烤箱在高温档正常工作5min所消耗的电能;
(3)电烤箱在低温档正常工作时, R2的功率
(1)S2闭合时, 电烤箱处于高温档, R1工作, R1==44Ω
(2)电烤箱在高温档正常工作5min消耗的电能为： W=P高t=1100W×300s=3.3×105J
(3)S2断开时, 电烤箱处于低温档, 此时R1、R2都工作, 设此时通过电阻R2的电流为I：
I===2.0A, R2的电阻为：I=, R2===66Ω
R2消耗的功率为: P2=I2R2=2.0A×2.0A×66Ω=264W
如图所示的电路中, 闭合开关S后, 电流表A1的示数为0.2A, 电流表A2的示数为 0.8A, 此时, 电阻R1和R2消耗的功率之比是( )
A．1：3 B．3：1
C．1：4 D．4：1
B
一只标有“220V 1000W”的电热水器, 若工作电压在220V±10%的范围内波动, 那么它的实际功率的变化范围大约是_______W．
810W～1210W
将标有“PZ 220V 60W”的白炽灯L1和标有“PZ 220V 100W”的白炽灯L2串联后接在220V的照明电路上, 消耗的电功率分别为P1和P2, 若将L1和L2并联后接到同一照明电路上, 消耗的电功率分别为P3和P4, 则以下关系正确的是( )(不考虑灯丝电阻的变化)
A．P4 >P3 >P2 >P1 B．P4 >P3 >P1 >P2 C．P2 >P1 >P4 >P3 D．P1 >P2 >P4 >P3
B
(多选)L1、L2两盏电灯的额定电压相同, 均为U, 额定功率P额1＞P额2, 把它们接入电源电压为U的电路中, 下列说法中正确的是( )
A．两灯串联使用时, 实际功率P1＜P2
B．两灯并联使用时, 实际功率Pl＜P2
C．串联时两灯消耗的总功率P总＜P额2
D．并联时两灯消耗的总功率P总＜P额1
AC
有两个规格不同的小灯泡L1、L2(小灯泡电阻变化可忽略)和一个输出电压保持不变的电源E. 如果将L1和L2 串联起来接在电源E两端, 它们的实际功率之和为P. 如果只将L1接在电源E两端, L1的实际功率是1.5P. 如果将L1和L2并联起来接在电源E两端, 则它们的实际功率之和为______.
4.5P
将两个定值电阻R1、R2并联在电压为U的电源两端, R1消耗的功率为P1, R2消耗的功率为3P1, 当把它们串联在电压为4U的电源两端时, 下列说法正确的是( )
A．R1两端的电压为U B．R2消耗的功率变小
C．通过R2的电流变小 D．两个电阻消耗的总功率为12P1
D
电功与电热
(1)在纯电阻电路中, 电功等于电热：W=Q
即电能全部转化为内能：UIt=I2Rt→U=IR, 也即欧姆定律成立.
此时有： UIt=I2Rt=(U2/R)t
(2)在非纯电阻电路中, 电功大于电热：W＞Q
即电能只有一部分转化为内能, 另一部分转化为机械能、化学能等其它形式的能量： UIt=I2Rt+E其它＞I2Rt→U＞IR, 也即欧姆定律不成立.
电动汽车成为未来汽车发展的方向. 若汽车所用电动机两端的电压为380V, 电动机线圈的电阻为2Ω, 通过电动机的电流为10A, 则电动机工作10min消耗的电能为多少焦? 产生的热量是多少焦?

闭合开关后, 用手按住玩具电动机的转子, 不让它转动, 这时与电动机并联的电压表读数为3V, 与电动机串联的电流表读数为6A．松手后, 电动机正常转动, 此时电流表读数为1A．这台玩具电动机正常转动时, 每秒钟有 焦耳的电能转变为机械能．
2.5 按题意可求得电动机的电阻
电动机正常转动时, 电压不变, 电流为1 A, 1s内做的功．
电动机产生的热量．
每秒钟电能转变成的机械能．
1．原理：
2．器材的选择：电源、开关、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器各一个, 导线若干．
3．实验电路图(如上)
注意事项：
(1)观察电流表、电压表、滑动变阻器的量程和允许通过的最大电流, 选择量程时电压表的量
程要大于小灯泡的额定电压, 电流表的量程要大于小灯泡的额定电流．变阻器的电阻应与小
灯泡的电阻相当为好, 允许通过的最大电流要大于小灯泡的额定电流．
(2)断开开关, 调节滑变到最大阻值处, 使电路中的电阻最大．
(3)闭合开关, 调节滑变, 使小灯泡两端电压为其额定电压．
(4)此实验只做一次, 不用求平均值．
小鹏同学利用伏安法测量额定电压为V的小灯泡正常发光时的功率．
(1)图中的电路没有连接完整, 请你把图中的元件连接完整．(要求滑片P向右移动时变
阻器阻值变大)．
(2)在连接电路时, 开关应该 ; 滑动变阻器的滑片P应放在 端(填：A或B)
(3)小鹏闭合开关, 通过调节滑动变阻器的滑片P, 使得电压表的示数为2.5V, 这时电流
表的示数如图所示, 小灯泡正常发光时的功率是 W．

(1)图略　(2)断开, B　(3)0.75
小金同学在做“测定小灯泡电功率”的实验时, 所用电源电压为4.5V, 小灯泡额定电压为2.5V.
(1)为了测出小灯泡的电功率, 请只添加一条导线完成图甲所示的实验电路的连接;
(2)开关闭合前, 滑动变阻器的滑片P应移至　　端(选填“A”或“B”); 闭合开关后, 移动
滑片P到某一位置时, 电压表的示数如图乙所示, 若要测量小灯泡的额定功率, 应将
图甲中滑片P向　 　端(选填“A”或“B”)移动.
(3)小金同学移动滑片P, 记下多组对应的电压表和电流表的示数, 并绘制成图丙所示的
图像, 根据图像信息, 可计算出小灯泡的额定功率是　 　W; 该图像不是直线, 主
要原因是　 　.
(1)电路连接如图：
(2)A; B
(3)0.5 灯丝电阻随温度升高而增大

两个用电器, 分别标有“1500Ω 16W”和“1500Ω 8W”, 将它们串联在电路中, 它们的电功率之比是( )
A．1:2 B．2:1 C．1:1 D．4:1
C
将电阻为R1的灯泡L1与电阻为R2的灯泡L2串联接到电源上, 如果R1=3R2, 在t秒时间内电流通过L1所做的功W1为120J, 那么在这段时间内, 电流通过L2所做的功W2及电流通过两盏灯所做的总功W分别为( )
A．W2=120J, W=240J B．W2=360J, W=480J
C．W2=40J, W=160J D．W2=30J, W=150J
C
要使某用电器在相同时间内消耗的电能变为原来的2倍, 以下措施可行的是( )
A．仅使电压变为原来的2倍
B．仅使电流变为原来的2倍
C．电压不变, 而使用电器电阻变为原来的一半
D．同时改变电压为原来的4倍, 电阻为原来的2倍
C
两个电阻, R1＝3Ω, R2=5Ω, 并联后接入电路, 总电流为3.2A, 求各支路的电流I1和I2各为多少? 各电阻消耗的电功率P1和P2各为多少?
I1＝2A, I2=1.2A, P1=12W, P2＝7.2W
如图所示, 电源电压和灯L的电阻不变, 灯L上标有“6V 3W”字样．当开关S闭合, 滑片P移至a端时, 电流表的示数为1.0A, 灯L正常发光; 当开关S断开, 滑片P移至b端时, 电源电压U和灯L消耗的电功率P为( )
A．6V ; 1.5W B．6V; 0.75W C．3V ; 1.5W D．3V ; 0.75W
B
如图所示, 电源电压保持不变. 当电阻箱调到10Ω时, 电压表示数为3V, 此时灯L正常发光; 当电阻箱阻值调到40Ω时, 灯L的功率为额定功率的. (不计温度对电阻的影响)
求：(1)电阻箱阻值为10Ω时, 电路中的电流;
(2)电源电压;
(3)灯L的额定功率.
(1)　　(2)　(3)
如图所示电路中, 电源电压保持不变, 灯L标有“12V 12W”字样, R2＝12Ω, 当S、S1、S2都闭合时, 电流表示数为1.2A, 这时灯L正常发光(不计温度对电阻的影响).
求：(1)灯L的电阻值和电源电压为多少?
(2)电阻R1的阻值是多大?
(3)当S闭合, S1、S2都断开时, 灯L实际消耗的功率是
多少?
(1)当S、S1、S2都闭合时, 电路如右图
(1分)
∵此时灯L正常发光
∴U＝UL＝12V (1分)
(2) IL＝U/RL＝12V/12Ω＝1A
I1＝I－IL＝1.2 A－1 A＝0.2A (2分)
R1＝U/I1＝12 V /0.2 A＝60Ω
(3)当S闭合, S1、S2都断开时, 电路如右图
I＇＝U/(RL＋R2)＝12 V/(12+12)Ω＝0.5A (2分)
PL＇＝I＇2RL＝(0.5 A)2×12Ω＝3W