正文第20講電功電功率

1、物理 電功 電功率第二十講1知道電功和電能，并能結(jié)合生活、生產(chǎn)中的實例進(jìn)行說明，能運用關(guān)系式WUIt進(jìn)行簡單的計算。2理解電功率的概念，并能運用關(guān)系式PUI進(jìn)行簡單的計算。3能舉例說明用電器的額定功率和實際功率的物理意義。4理解電流的熱效應(yīng)，并能解釋生產(chǎn)和生活中的現(xiàn)象；會用焦耳定律進(jìn)行電熱計算。一、電能1電功：電流通過某段導(dǎo)體所做的功叫電功，消耗電能的過程即電流做功的過程，實質(zhì)上是將電能轉(zhuǎn)化為_能的過程?？梢杂霉絎UIt計算電功的大小，推導(dǎo)公式有 2電能(電功)：國際主單位是_，符號_，日常生活中常用單位是_，物理學(xué)中叫_，1 kWh_J。3電能表：俗稱電度表，是測量_的儀表。 其他形式焦耳

2、(焦)J度千瓦時(kWh)3.6106電能(電功)燈泡的亮度是由燈泡的實際功率決定的；用電器的P額、U額具有唯一性、對應(yīng)性，而用電器的U實、P實有很多個，且U實、P實具有同體性、同時性。三、焦耳定律8電流的熱效應(yīng)：電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化為熱能的現(xiàn)象。例如利用電熱工作的用電器有電飯鍋等。9焦耳定律：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟_成正比，跟導(dǎo)體的_成正比，跟_成正比。用公式表示為：Q_，電流通過導(dǎo)體時，如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，則有：QW。10生活中要注意防止電熱造成的危害。例如短路易引起火災(zāi)等。電流的平方電阻通電時間I2Rt1(2014，蘭州) 有兩個電阻：R13 ，R24 ，若將它們串聯(lián)在電路中，則

3、在相同時間內(nèi)消耗的電能之比W1W2_34_；若將它們并聯(lián)在電路中，則在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比Q1Q2_43_。2(2013，蘭州)2012年10月1日起，我國分階段逐步禁止進(jìn)口和銷售普通照明白熾燈，并將在2018年淘汰白熾燈。節(jié)能燈比同光效的白熾燈節(jié)能60%80%，且使用壽命長。一只標(biāo)有“220 V 60 W”的白熾燈，正常發(fā)光時通過燈絲的電流大約為_0.27_A，1 kWh的電能，可供它正常發(fā)光_16.67_h；可供光效相同的“220 V 15 W”的節(jié)能燈正常發(fā)光_66.67_h。3(2013，聯(lián)考)如果10 s內(nèi)流過導(dǎo)體某橫截面的電荷量為6庫侖，則通過導(dǎo)體的電流是_0.6_A；若導(dǎo)體兩

4、端電壓為10 V，則電流做功為_60_J；將導(dǎo)體兩端電壓減小，導(dǎo)體電阻_不變_(選填“變大”“變小”或“不變”)。 8(2014，蘭州)在如圖所示的電路中，電源電壓恒為9 V，電壓表的量程為015 V，電流表的量程為00.6A，定值電阻R1的規(guī)格為“30 0.5 A”，滑動變阻器R2的規(guī)格為“20 1 A”，燈泡L上標(biāo)有“6 V 3 W”的字樣，假設(shè)燈絲的電阻不變，閉合開關(guān)，在不損壞電路元件的情況下，下列說法中正確的是( A )A整個電路消耗的總功率的變化范圍是3.3754.5 WB電壓表示數(shù)的變化范圍是36 VC滑動變阻器允許的調(diào)節(jié)范圍是520 D電流表示數(shù)的變化范圍是0.10.5 A9.

5、(2012，蘭州)將阻值為40 的電阻絲接在電源兩端，通電10 min，電流產(chǎn)生的熱量是1.5103 J，若將阻值為10 的電阻絲接入同一電源的兩端，通電20 min，電流產(chǎn)生的熱量是( A )A. 1.2104 J B. 3.75103 J C. 7.5103 J D. 6.0103 J 11(2014，聯(lián)考)某校興趣小組的同學(xué)利用圖(甲)所示電路進(jìn)行兩項實驗研究：第一、測定某電阻的阻值；第二、研究燈泡燈絲的電阻隨電壓的變化規(guī)律。 次數(shù)物理量123U/V2.04.05.0I/A0.200.390.51(1)首先，他們只閉合S1，斷開S2，調(diào)節(jié)滑動變阻器，觀察電壓表和電流表的讀數(shù)，得到表中三組

6、數(shù)據(jù)。請你根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，幫他們計算電阻R的阻值(計算結(jié)果保留1位小數(shù))。(2)然后，他們斷開開關(guān)S1，閉合開關(guān)S2，調(diào)節(jié)滑動變阻器，記錄電壓表和電流表的示數(shù)，根據(jù)記錄結(jié)果將數(shù)據(jù)繪制成電流和電壓的關(guān)系圖象(乙)。根據(jù)圖象，他們發(fā)現(xiàn)燈泡電阻是隨電壓變化而變化的。請你計算，當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5 V保持不變時，在50 s時間內(nèi)，燈泡L消耗了多少電能？(3)最后，他們同時閉合S1和S2，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使燈泡L的功率為0.1 W時，R的功率是多大？ 13. (2013，聯(lián)考)如圖(甲)所示是生活中常見的自動加熱、保溫的電水壺，它的銘牌如下面表格。現(xiàn)將它接在220V的電壓下工作。 (1)如圖(乙)所示為

7、電水壺的電路圖，其中R0是電熱水壺中的電熱管，R是與電熱水壺的電熱管串聯(lián)的電阻，S是一個自動切換的溫控開關(guān)，此熱水壺是在熱膽中儲水，由電熱管加熱工作的，請根據(jù)電路圖判斷：當(dāng)溫控開關(guān)閉合還是斷開時，電水壺處于加熱狀態(tài)。(2)按銘牌上所標(biāo)電水壺的加熱功率、保溫功率，計算R0和R的阻值分別是多少？(3)當(dāng)它處于加熱狀態(tài)時，如果消耗的電能全部用來加熱水，使熱膽中2 kg、20 的水溫度升高到90 至少需要多少時間？ 額定電壓220V頻率50Hz容積6L加熱功率1000W保溫功率40W【例1】(2013，揚州)今年6月，我國空調(diào)“能效比”實行新的等級標(biāo)準(zhǔn)，空調(diào)制冷“能效比”EER是指空調(diào)制冷量與制冷時消

8、耗的電功率比。小明家需要一臺制冷量為3200 W的空調(diào)，若選“能效比”為3.2的空調(diào)，則制冷消耗的電功率為_W；若選“能效比”為4.0的空調(diào)，工作1 h將比原空調(diào)節(jié)約電能_kWh?！窘馕觥扛鶕?jù)能效比的含義，求出制冷量為3200 W的空調(diào)制冷消耗的電功率P1 1000 W；再求出能效比為4.0空調(diào)的電功率P2 800 W；兩者功率的差值即為節(jié)約的電功率，利用WPt求出工作1 h節(jié)約的電能WPt(1000 W800 W)1 h0.2 kWh。【答案】電能 10000.2【變式題1】(天津中考)如圖是某同學(xué)家中的電能表，現(xiàn)用它測量一只燈泡的實際功率。他關(guān)掉其他用電器只讓該燈泡工作，電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過30

9、轉(zhuǎn)用時10 min。這段時間燈泡消耗的電能是_ kWh，燈泡的實際功率是_ W。0.0160【例2】(2013，鄂州)“賽龍舟”是端午節(jié)里的傳統(tǒng)節(jié)目。小安同學(xué)自制了一個卡通龍舟，她想用亮度可調(diào)節(jié)的紅、綠燈做它的眼睛。她選用規(guī)格為“12 V6 W”的紅燈和“12 V12 W”的綠燈及“24 2 A”的滑動變阻器等元件設(shè)計了如圖電路。當(dāng)閉合開關(guān)S、S1、S2，且滑動變阻器的滑片P移至b端時，兩燈都正常發(fā)光(電源電壓不變，不考慮燈絲電阻的變化)。求：(1)兩燈都正常發(fā)光時電流表的示數(shù)為多少？(2)該電路中最大電功率和最小電功率分別為多少？與電功率有關(guān)的計算 【解析】(1)當(dāng)S、S1、S2都閉合，滑片

10、P移至b端時，兩燈并聯(lián)且都正常發(fā)光，此時電源電壓等于燈的額定電壓，電流表的示數(shù)等于通過兩燈的電流之和，兩燈的電流分別由PUI公式求得；(2)由PU2/R可知，U一定，電路中總電阻R最小時功率最大，兩燈并聯(lián)且滑片P在b端時電路的總電阻最小，此時兩燈正常發(fā)光，最大功率為兩燈的額定功率之和；R最大時，功率最小，電阻較大的紅燈與滑動變阻器全值串聯(lián)電阻最大，功率最小，由P 計算出最小功率?！咀兪筋}2】(2013，岳陽)如圖所示的電路中，電源電壓恒為6 V。(1)當(dāng)開關(guān)S1閉合，S2、S3斷開時，電流表示數(shù)為0.3 A，求R的阻值。(2)閉合開關(guān)S1、S3，斷開S2時，小燈泡正常發(fā)光，電流表示數(shù)為0.9

11、A，求通電10 s燈泡消耗的電能。(3)閉合開關(guān)S2，斷開S1、S3時，求小燈泡的實際電功率(假設(shè)小燈泡的電阻不變)。解：(1)20 (2)36 J(3)0.4 W【例3】(2013，揚州)右表是小明家電熱水壺的銘牌。求：(1)電熱水壺的電阻。(2)將1 kg水從20 加熱到100 ，水吸收的熱量。(3)要放出這些熱量，電熱水壺正常工作的時間不計熱量損失，c水4.2103 J/(kg)?！窘馕觥?1)已知電熱水壺的額定功率和額定電壓，根據(jù)公式RU2/P可求電熱水壺的電阻；(2)知道水的質(zhì)量、水的比熱容和水溫的變化，利用Q吸cm(tt0)求出水吸收的熱量；(3)不計熱量損失時，根據(jù)QWPt求出放

12、出這些熱量電熱水壺工作的時間。電熱的利用 【答案】(1)根據(jù)RU2/P可得，電熱水壺的電阻RU2/P(220 V)2/1000 W48.4 (2)水吸收的熱量Q吸cm(tt0)4.2103 J/(kg)1 kg(100 20 )3.36105 J(3)不計熱量損失時，根據(jù)QWPt可得，電熱水壺正常工作的時間tW/PQ吸/P3.36105 J/1000 W336 s?！咀兪筋}3】(2012，宿遷)某電飯鍋內(nèi)有R044 、R2156 的兩根電熱絲，將它接入電路，如圖所示。當(dāng)S分別置于“1”擋和“2”擋時，_擋是保溫狀態(tài)；當(dāng)S接“2”擋時，電路中的電流大小是_ A，通電100 s電路產(chǎn)生的熱量是_

13、J。151.1105探究電流產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)1整個實驗用到了控制變量法，也用到了轉(zhuǎn)換法，通過溫度計示數(shù)的變化來反映電熱的多少；2實驗中被加熱的液體用煤油的目的是煤油的比熱容小，在相同條件下吸熱溫度升高較快，便于進(jìn)行電流放熱多少的觀察?！纠?】(2014，瀘州)如圖所示是探究焦耳定律的實驗裝置圖，除燈絲電阻R甲R乙外，其余條件均相同。開關(guān)閉合，電路接通后，下列對甲、乙兩瓶的對比分析和判斷，正確的是( )A因為通過兩種電阻絲的電流相等，所以兩電阻絲兩端的電壓相等B因為通過乙瓶電阻絲的電流大，所以乙瓶的溫度計示數(shù)變化快C因為甲瓶中煤油的比熱容要小，所以甲瓶的溫度計示數(shù)變化快D因為甲瓶中電阻絲產(chǎn)生的熱量多，所以甲瓶的溫度計示數(shù)變化快【解析】本題是探究電流產(chǎn)生的熱量跟電阻的關(guān)系，應(yīng)用的是控制變量法。根據(jù)焦耳定律QI2Rt，R甲和R乙是串聯(lián)的，在電流I和通電時間t相同時，R甲R乙，所以R甲產(chǎn)生電熱多，故甲瓶的溫度上升較快?！敬鸢浮緿一、方法技巧純電阻電路與非純電阻電路中的公式應(yīng)用【例5】把標(biāo)有“36 V15 W”的