第15章 电功和电热（单元复习）

第15章 电功和电热（单元复习）
【知识结构】
电功
电功率
家庭安全用电
【典型例题】
[例1]家用电热驱蚊器中的发热元件是由一种半导体材料制成的电阻器。其电阻R随温度t的变化关系如图所示。通电后，电阻器发热，温度上升，使药片散发出驱蚊药味。当电阻器产生的热量与向外散发的热量平衡时，电阻器的温度达到一个稳定值，并保持这个稳定的温度工作。由图可以判断，通电后该电阻器的功率变化情况是_________，稳定时的温度可能在______区间内。(选填“0～t1”、“t1～t2”或“t2～t3”)
[例2] 下表为一台电冰箱的部分参数，如果将它单独接在3000r/（kW·h）的电能表上，让其正常工作。求：
（1）电能表转盘每分钟旋转多少转？
（2）从表中可以推算出该冰箱正常工作一个月（按30天计算）耗电多少度？
（3）如果电冰箱每次启动工作15min，那么该冰箱每天大约启动多少次？
使用环境 额定电压 输入总功率 耗电量
10℃～38℃ 220V 120W 1.1kW·h/24h
选择：
1.（ ）标有“220V 25W”、“110V 25W”、“36V 25W”字样的三盏灯，若各自在额定电压下工作，则它们的亮度：
A. “220 25W”的最亮 B. “110V 25W”的最亮 C. “36V 25W”的最亮 D. 三盏灯一样亮
2.（ ）标有“110V 60W”和“110V 40W”字样的甲、乙两个灯泡，串联后接在220V的电路中（设灯丝电阻恒定不变）：
A. 两灯都不能正常发光，且都可能被烧坏。 B. 两灯实际电压都为110V。
C. 60W的可能被烧坏。 D. 40W的可能被烧坏。
3.（ ）一千瓦时电可供“220V 15W”电灯L1正常发光的时间为t1，可供“36V 15W”的电灯L2正常发光的时间为t2，则：
A. t1＞t2。 B. t1＜t2。 C. t1＝t2。 D. 不能确定。
4.（　　）电工师傅常用一只标有“220V 40W”的灯泡L0（检验灯泡）取代保险丝来检查新安装的照明电路中每个支路的情况，如图所示。当只闭合S、S1时L0不亮；当只闭合S、S2时，L0和L2都呈暗红色；当只闭合S、S3时，L0正常发光。下列判断正确的是：
A．L1所在的支路短路 B．L2所在的支路断路
C．L3所在的支路短路 D．各支路均完好。
实验：
5、给你滑动变阻器一只，定值电阻（已知电阻值为R0）一只，电压表、电源、电键各一个，导线若干，你能测出额定电压为2.5伏的小灯泡的额定功率吗？如能，则：（1）画出测量的电路图。（2）简述测量步骤和所需测的物理量。（3）写出小灯泡的额定功率的计算公式。
计算：
6. 为了缓解用电高峰电力紧张的矛盾，降低居民的用电费用，我市部分地区使用了分时电（能）表，电费价目表如下：
原电表计费方法 分时电表计费方法
时间范围 全天 高峰期 低谷期
8：00～21：00 21：00～次日8：00
单价（元/度） 0.52 0.55 0.30
小明家每天要用电水壶将质量为4kg、初温为20℃的水烧开，已知气压为1标准大气压，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）. 求：
（1）烧开的这些水吸收了多少热量？
（2）使用分时电表后，小明把烧水时间安排在低谷期，若不计热量损失，仅此一项，一个月（以30天计）比原来节省多少元电费？
答案
例一：分析：由于家庭电路中的电源电压保持220V恒定不变，根据Q＝(U2/R)t可知当电阻变小时，单位时间内电流产生的热量变大，电蚊器温度上升加快；反之，当电阻变大时，单位时间内电流产生的热量变小，电蚊器温度上升较慢。所以电热驱蚊器通电后，在t0～t1阶段，随着温度上升，电阻变小，电热变大，温度上升较快；到t1～t2阶段，随着温度上升，电阻变大，电热变小，温度上升减慢，当电流单位时间内产生的热量与电蚊器向周围散发的热量达到平衡时，电蚊器的发热元件温度就不再上升。
解答：先变大后变小。t1～t2
例二：分析：（1）由铭牌可知，冰箱的使用环境为10℃～38℃，其额定电压为220V，冰箱工作时的功率为120W，每天耗电量为1.1kW·h。
（2）电能表表盘上标明“3000r/(kW·h)”的意思是，每消耗1kW·h的电能，表盘转动3000r。
（3）在计算电冰箱每天启动多少次时，不能简单地用24h除以15min，得96次，因为电冰箱每工作一段时间，使温度达到设定要求时，要休息一段时间，直到温度超出设定温度，再重新启动，使温度下降。即电冰箱的工作是断断续续的。
解答：（1）由于电能表每转过3000r耗电1kW·h，设冰箱正常工作时，电能表转盘每分钟旋转n转，则电冰箱正常工作1min消耗的电能为
W＝Pt＝0.12kW×h＝0.002kW·h，
n＝3000r/(kW·h)×0.002kW＝6r，即电能表转盘每分钟旋转6r。
（2）冰箱正常工作一个月消耗电能为：
W＝1.1kW·h/天×30天＝33kW·h。
（3）冰箱每次启动工作15min，消耗电能为：
W＝Pt＝0.12kW×h＝0.03kW·h。
由于电冰箱每天消耗电能为1.1kW·h，则一天内电冰箱启动次数为
N＝＝37次。
选择
1. D。 2 D。 3 C。 4 C。
实验
5 （1）电路如图。
（2）步骤是：①如图连接电路，将P调至A端。
　　　②闭合开关S，移动滑片P，使的示数为U额＝2.5V。
　　　③保持P的位置不变，将改接至虚线位置，读出的示数记为U0。
（3）P额＝U额·U0/R0。
计算
6、（1）1.344×106J。（2）2.44元。