初三物理專題：電功率知識精講重點.doc

初三物理專題：電功率【本講主要內(nèi)容】專題：電功率1. 知道電功及其單位，掌握電功的公式，知道電能表是測量電功的儀表。2. 掌握電功率的概念，理解額定功率。3. 理解焦耳定律，知道電熱器的原理。4. 會測小燈泡的電功率?！局攸c、難點】1. 理解電功、電功率的概念2. 運用電功、電功率的公式解決有關(guān)問題3. 理解額定功率和實際功率的概念4. 理解焦耳定律及有關(guān)計算【知識掌握】【知識點精析】一. 電功：1. 定義：電流通過某段電路所做的功叫電功。2. 實質(zhì)：電流做功的過程，實際就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能（消耗電能）的過程；電流做多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，就消耗了多少電能。 電流做功的形式：電流通過各種用電器使其轉(zhuǎn)動、發(fā)熱、發(fā)光、發(fā)聲等都是電流做功的表現(xiàn)。3. 規(guī)定：電流在某段電路上所做的功，等于這段電路兩端的電壓，電路中的電流和通電時間的乘積。4. 計算公式：WUItUQPt（適用于所有電路） 對于純電阻電路可推導(dǎo)出：WI2RtU2t/R串聯(lián)電路中常用公式：WI2Rt 。W1:W2:W3:WnR1:R2:R3:Rn并聯(lián)電路中常用公式：WU2t/R W1:W2R2:R1無論用電器串聯(lián)或并聯(lián)，計算在一定時間內(nèi)所做的總功常用公式WW1+W2+Wn 5. 單位：國際單位是焦耳（J）常用單位：度（kWh） 1度1千瓦時1 kWh3.6106J6. 測量電功：（1）電能表：是測量用戶用電器在某一段時間內(nèi)所做電功（某一段時間內(nèi)消耗電能）的儀器。（2）電能表上“220V”“5A”“3000R/kWh”等字樣，分別表示：電能表額定電壓220V；允許通過的最大電流是5A；每消耗一度電電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)。（3）讀數(shù)：A、測量較大電功時用刻度盤讀數(shù)。最后一位有紅色標(biāo)記的數(shù)字表示小數(shù)點后一位。電能表前后兩次讀數(shù)之差，就是這段時間內(nèi)用電的度數(shù)。B、測量較小電功時，用表盤轉(zhuǎn)數(shù)讀數(shù)。如：某用電器單獨工作電能表（3000r/kWh）在10分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)36轉(zhuǎn)，則10分鐘內(nèi)電器消耗的電能是 J。二. 電功率：1. 定義：電流單位時間內(nèi)所做的功。2. 物理意義：表示電流做功快慢的物理量，燈泡的亮度取決于燈泡的實際功率大小。3. 電功率計算公式：PUIW/t（適用于所有電路）對于純電阻電路可推導(dǎo)出：PI2RU2/R串聯(lián)電路中常用公式：PI2R P1:P2:P3:PnR1:R2:R3:Rn并聯(lián)電路中常用公式：PU2/R P1:P2R2:R1無論用電器串聯(lián)或并聯(lián)，計算總功率常用公式PP1+P2+Pn 4. 單位：國際單位 瓦特（W） 常用單位：千瓦（kW）5. 額定功率和實際功率：（1）額定電壓：用電器正常工作時的電壓。額定功率：用電器在額定電壓下的功率。P額U額I額U2額/R某燈泡上標(biāo)有“PZ22OV-25”字樣分別表示：普通照明，額定電壓220V，額定功率25W的燈泡。若知該燈“正常發(fā)光”可知：該燈額定電壓為220V，額定功率25W，額定電流IP/U0.11A，燈絲阻值U2額/1936。（2）（3）燈L1“220V 100W”，燈L2“220V 25W”相比較而言，L1燈絲粗短，L2燈絲細(xì)長。判斷燈絲電阻口訣：“大（功率）粗短，小細(xì)長”（U額相同）兩燈串聯(lián)時，燈L2亮，兩燈并聯(lián)時，燈L1亮。判斷哪個燈亮的口訣“串?。üβ剩┎⒋蟆保║額相同）（4）“1度”的規(guī)定：1kW的用電器工作h消耗的電能。/ t 可使用兩套單位：“W、J、s”、“kW、 kWh、h”6. 測量：. 伏安法測燈泡的額定功率：原理：PUI 電路圖：選擇和連接實物時須注意：. 測量家用電器的電功率：器材：電能表 秒表 原理：PW/t三. 電熱1. 實驗?zāi)康模貉芯侩娏魍ㄟ^導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)？ 原理：根據(jù)煤油在玻璃管里上升的高度來判斷電流通過電阻絲通電產(chǎn)生電熱的多少 。 實驗采用煤油的目的：煤油比熱容小，在相同條件下吸熱溫度升高的快；是絕緣體。 2. 焦耳定律：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時間成正比。 3. 計算公式：QI2Rt（適用于所有電路）對于純電阻電路可推導(dǎo)出：QUItU2t/RWPt串聯(lián)電路中常用公式：QI2Rt Q1Q2Q3QnR1R2R3Rn 并聯(lián)電路中常用公式：QU2t/R Q1Q2R2R1無論用電器串聯(lián)或并聯(lián)，計算在一定時間所產(chǎn)生的總熱量常用公式QQ1+Q2+Qn分析電燈、電爐等電熱器問題時往往使用：QU2t/RPt4. 應(yīng)用電熱器：定義：利用電流的熱效應(yīng)而制成的發(fā)熱設(shè)備。原理：焦耳定律。組成：電熱器的主要組成部分是發(fā)熱體，發(fā)熱體是由電阻率大、熔點高的合金制成。優(yōu)點：清潔衛(wèi)生沒有污染、熱效率高、方便控制和調(diào)節(jié)溫度?！窘忸}方法指導(dǎo)】例1. 一臺“220V、1000W”的電爐，想把它改裝后接到110伏的電源上，但功率保持不變，以下哪個措施是正確的（ ）。A. 將電爐絲截掉一半后接入電路B. 將電爐絲截掉四分之三接入電路C. 將電爐絲分成等長的兩段，然后并聯(lián)接入電路D. 將電爐絲截掉四分之一后接入電路解：根據(jù)題意要求時，P實P額。由可知要滿足題設(shè)條件，只有改變電阻R，才能滿足要求。由若，P實才能等于P額。所以是選擇答案的首要依據(jù)，在上述四個答案中可發(fā)現(xiàn)（B）（C）均滿足條件，究竟兩個答案誰更合理呢？我們還應(yīng)該考慮當(dāng)U變化后，R也變時，I是否變化，對于一個能正常工作的電阻來說，它有一個額定電流，若實際電流超過它允許的額定電流，則它必將燒毀，所以接下來應(yīng)判定（B）（C）中由實際電路中通過的電流大小。對B：，而C選項每根電阻絲上的電流顯然應(yīng)排除B，而選擇C。例2. 標(biāo)有“6V、3W”的燈L1和標(biāo)有“6V、1W”的燈L2串聯(lián)后接在12伏的電源上，求燈L1的實際功率。解： 例3. 今有“6V、6W”的電燈L1和“6V、1.5W”的電燈L2各一盞，把它們分別接到電壓6伏的電源上，要求兩燈具有同樣的亮度，應(yīng)在哪一盞燈的電路里串聯(lián)一個電阻？阻值為多大？解：U 若L1、L2直接接入6伏電路上均能正常發(fā)光，即P16瓦，P21.5瓦。今要求兩燈具有相同的亮度，即L1的實際功率與L2的額定功率相同： P1P2L1的電路中應(yīng)串聯(lián)一個電阻RX起分壓作用，如圖所示 答：應(yīng)給“6V、6W”的電燈串聯(lián)一個6歐的電阻。例4. 如圖所示，兩盞燈L1和L2串聯(lián)接入電路，合上開關(guān)后兩燈均正常發(fā)光，電壓表和電流表均有示數(shù)，突然兩燈先后熄滅，同時發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)變?yōu)榱?，電流表示?shù)先增大后變?yōu)榱?，電路發(fā)生故障的首要原因是（ ）A. L1斷路 B. L2斷路C. L1短路D. L2短路解：應(yīng)選擇C。電壓表示數(shù)突然變零，有可能是L2斷路，也可能是L1短路。由于題中兩燈是先后熄滅，L2斷路不會出現(xiàn)這種情況。如果L1短路，電路中電流增大，導(dǎo)致L2的消耗功率過大而燒毀，因而出現(xiàn)L1先熄滅L2緊接著熄滅的情況，所以本題只有選C才是正確的?！究键c突破】【考點指要】 這是電學(xué)出難題的部分，屬于理解層次的考點占到6個。分別是：利用電功的公式解決有關(guān)問題、電功率的概念、用電器的額定電壓和額定功率、運用電功率的公式解決有關(guān)問題、焦耳定律、運用焦耳定律解決有關(guān)問題。 近幾年中考試題對這部分的考查，基本以兩種方式出現(xiàn)，一是綜合性不高的選擇題、填空題和常規(guī)實驗題，側(cè)重對基礎(chǔ)知識的考查，分值一般在6分左右；一是綜合性較高的計算題，分值一般在8分左右。要注意綜合分析能力的培養(yǎng)，適當(dāng)多做點練習(xí)，注意總結(jié)解題方法?！镜湫屠}分析】例1. 把一個小電熱器接在電壓為20V的電源上，它的功率是10W，通電5min產(chǎn)生多少熱量？工作時它的電阻值是多少？分析與解：要依據(jù)焦耳定律計算出電阻產(chǎn)生的熱量，除通電時間外，還必須知道通過電熱器的電流和電熱器的電阻值。我們可以根據(jù)題目給出的電壓值和功率值，首先計算出它的工作電流和電阻值，然后計算出5min產(chǎn)生的熱量。 PUI，0.5A 40W QI2Rt（0.5A）240W300s3000J 答：該電阻器通電5min產(chǎn)生熱量3000J，工作時的電阻值是40W。提示：這種解題的方法思路簡單順暢，條理清晰。不足之處在于計算中間量多，盡管電阻值是題目的待求量，但在上述解法中，熱量的計算離不開電阻值。如果在計算電流或電阻值時出錯，就必然影響后面的計算結(jié)果。在有些題目的運算過程中，一些中間量無法回避，我們就要倍加小心，避免出錯。在電學(xué)部分，一個問題，多種思路，多種解法是很常見的。應(yīng)當(dāng)充分利用學(xué)到的電學(xué)知識，認(rèn)真審題，在幾種方法中，選擇最優(yōu)方法解決問題。例2. 1kWh的電能可供1盞“PZ22040”的白熾燈正常使用 h。分析與解：這是一道計算型填空題，一般做法是W1kWh3.6106J，40W的白熾燈正常使用的功率P40W，代入導(dǎo)出公式90000s25h。更簡便的方法是W1kWh，P40W0.04kW代入公式進行運算，直接得到正常使用的小時數(shù)：25h提示：在第一種解法中，包含了兩個單位變換：1kWh3.6106J和3.6103s1h。任何一個變換過程的忽略，都可能導(dǎo)致錯誤。第二種方法優(yōu)勢就是回避了容易出錯的單位變換，同時簡化了數(shù)字運算。解答正確率更高一些。是否還有第三方案？例3. 一把電烙鐵上標(biāo)有“220V 55W”的字樣，如果加在它兩端的電壓為200V，此時電烙鐵的實際功率多大？分析與解：此題的正確解法應(yīng)該首先利用額定電壓和額定功率計算出電烙鐵的電阻值，然后計算出實際功率。計算電阻值時，可以先求出電烙鐵正常工作時的電流I，再求出電阻R，這樣，此題要分三步：（1）0.25A （2）880W （3）45.5W提示：電烙鐵上標(biāo)出了額定電壓值和額定功率值，將它接到實際電壓為200V的電源上時，由于實際電壓U實低于額定電壓U，它的實際功率P實一定小于額定功率P。值得注意的是，此時通過電烙鐵的實際電流I實也小于額定電流I。唯一可認(rèn)為不變的，是電烙鐵的電阻值R。由于有些同學(xué)對這些問題認(rèn)識不清，所以會出現(xiàn)下面的錯誤解法：0.25A；P實U實I200V0.25A50W你能幫助這位同學(xué)指出并改正錯誤嗎？例4. 把一個標(biāo)有“8V 2W”的小燈泡接到12V的電源上，為使它能正常發(fā)光，必須_聯(lián)一個阻值為_W的電阻，這個電阻消耗的功率為_W。分析與解：燈泡正常發(fā)光時，電路中的電流0.25A分壓電阻16W 分壓電阻的功率PI2R（0.25A）216W1W提示：燈泡的額定電壓為8V，使燈泡正常發(fā)光，就必須把多余的4V的電壓分出去。串聯(lián)電路有分壓的作用，所以采用串聯(lián)一個電阻的方法。如果需要分電流，則采用并聯(lián)電阻的方法。此類問題最容易出現(xiàn)的錯誤是忽視各個數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系。采用畫電路圖，并把相關(guān)的物理量分別標(biāo)在圖上的方法，有利于避免錯誤。例5. 有一個小燈泡L，它與R5W的電阻串聯(lián)后接入U15V的電路，小燈泡正常發(fā)光，此時它的功率是10W。求：小燈泡的額定電壓和正常發(fā)光時的電阻。分析與解：通過燈泡的電流；通過電阻R的電流根據(jù)串聯(lián)電路中電流處處相等，有ILIR；整理得：UL2UULPLRUL215VUL10W5W0有UL15V；UL210V當(dāng)UL15V時，2.5W；當(dāng)UL210V時，10W提示：此類題的解法比較多，一般方法是找等量、列等式。因為題目對燈泡的電阻值沒有提出限制，所以兩組答案都是合理的。如果有RLR的限制條件，則只有第二組答案是正確的。【綜合測試】一. 填空1. 電流做功的過程，就是電能 的過程，電流做多少功，就有多少電能 。2. “PZ220 40”的燈泡接在220伏的電路上工作 小時消耗1度電，改接在110伏的電路時，功率為 瓦，額定功率為 瓦。3. 甲燈標(biāo)有“220V 40W”，乙燈標(biāo)有“110V 40W”，將它們分別接在電路中，都能正常發(fā)光，則甲、乙兩燈實際功率之比為 ，甲、乙兩燈通過的電流之比為 ，甲燈的電阻是 歐，甲、乙兩燈的電阻之比為 。4. 電熱器是利用電流的 制成的加熱設(shè)備，它的發(fā)熱體是由 、 的電阻絲繞在絕緣材料上制成的。5. 我國大亞灣核電站一號機組的發(fā)電功率為。若這個機組連續(xù)工作一天，輸出的電能為 。6. 把標(biāo)有“6V ，3W”和“6V ，6W”的兩盞電燈串聯(lián)后接入電路中，如果讓其中一盞燈正常發(fā)光，另一盞燈的實際功率不超過額定功率，則該電路兩端的電壓應(yīng)為 V，兩燈消耗的實際總功率為 W。7. 如圖所示電路，電源電壓不變，。當(dāng)閉合、斷開時，電流表的示數(shù)為；當(dāng)和都閉合時，電流表的示數(shù)為，在內(nèi)電流通過與做功之比 。8. 下表為某型號雙缸洗衣機的銘牌在額定電壓下洗衣時，通過洗衣機的電流為 A；若洗衣用，脫水用，則該洗衣機消耗的電能共是 。額定電壓220V頻率50Hz洗衣功率330W脫水功率300W最大電流5A9. 某同學(xué)想估算家中電子石英鐘的功率，他進行了如下操作：將阻值為5的小電珠連接到一節(jié)新的5號電池上進行放電試驗，累計放電后電池基本失效，則在放電過程中通過小電珠的電荷為 C；查閱相關(guān)資料，知道一節(jié)新的同種電池可使家中電子石英鐘工作約300天，則該電子石英鐘的功率為 W。（設(shè)電池在工作過程中電壓保持不變）10. 甲、乙兩個用電器并聯(lián)在電路中，它們的電阻之比為，則通過它們的電流之比 ，它們的電功率之比 。11. 如圖所示，電源電壓恒定，定值電阻的阻值，滑動的規(guī)格為“20 1A”。閉合開關(guān)S ，當(dāng)滑動變阻器接入電路的阻值在010范圍內(nèi)變化時，電流表的示數(shù)在0.3A0.6A的范圍內(nèi)變化，則電源電壓為 V。當(dāng)滑動變阻器接入電路的阻值分別是10和20時，滑動變阻器上所消耗的電功率之比等于 。12. 燈泡的燈絲斷了再搭接上，接到原來的電源上，燈泡比以前更 了，這是因為燈絲電阻 ，消耗的功率 。13. 如圖是電吹風(fēng)機送熱風(fēng)時的工作電路。對應(yīng)額定功率為1100W，正常工作10分鐘，消耗電能 焦。其中電熱絲電阻48.4歐，產(chǎn)生的熱量 焦，則電動機的機械能一定小于 焦。14. 雷電是常見的自然現(xiàn)象，雷電發(fā)生時常?？匆婇W電和聽到雷聲。人眼看到一次瞬間閃光的閃電，經(jīng)高速攝影提示，往往是由多次相繼的放電組成，其中每一次放電，稱為一次閃擊。若某次閃電包含5次閃擊，共由云層向地面輸送了30C的負(fù)電荷，每次閃擊的平均持續(xù)時間為s（假設(shè)每次閃擊向地面輸送的電荷量相等），則一次閃擊的電流是 A；云層和地面之間的電壓約為V，該次閃電釋放電能約為 J。二. 選擇題15. 下列各組中都屬于電功單位的一組是（ ）A. 焦耳，伏特安培，千瓦時B. 焦耳，伏特安培秒，千瓦時C. 瓦特，伏特安培秒，焦耳/秒D. 瓦特，千瓦時，瓦特秒16. 家庭電路中正在使用的兩盞白熾燈，若甲燈比乙燈亮，則（ ）A. 甲燈燈絲電阻一定比乙燈的大B. 甲燈兩端的電壓一定比乙燈的大C. 通過甲燈的電量一定比乙燈的多D. 甲燈的實際功率一定比乙燈的大17. 電風(fēng)扇、白熾燈、電烙鐵三個用電器上都標(biāo)有“220V 60W”字樣，正常工作時，相同的時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量（ ）A. 電風(fēng)扇最多B. 白熾燈最多C. 電烙鐵最多D. 三者一樣多18. 下列說法中不符合事實的是（ ）A. 一只雞的質(zhì)量大約為1.5千克B. 一只100瓦的白熾燈泡正常工作一小時耗電1度C. 如果導(dǎo)體兩端的電壓是1伏，通過的電流是1安，這段導(dǎo)體的電阻就是1歐D. 拿起兩只雞蛋舉高1米，做的功大約是1焦耳19. 如圖所示電路，電源電壓保持不變，當(dāng)閉合開關(guān)、斷開時，電流表的示數(shù)為0.2A，電阻消耗的電功率為1.2W；當(dāng)閉合、時，電壓表的示數(shù)為10V，則以下說法不正確的是（ ）A. 閉合開關(guān)后，電流表示數(shù)將變小B. 電源電壓為10VC. 電阻的阻值為20D. 電阻的阻值為3020. 如圖所示電路中，電源電壓保持不變，開關(guān)S閉合后，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P，使其向右滑動。則關(guān)于該電路，下述判斷不正確的是（ ）A. 電流表示數(shù)變小，電壓表示數(shù)變小B. 電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)變小C. 電阻消耗的功率增大D. 整個電路消耗的總功率減小21. 如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，開關(guān)S閉合后，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P的位置，當(dāng)燈泡L恰好正常發(fā)光時，電流表A的示數(shù)為0.5A，電壓表V的示數(shù)為2V。則關(guān)于該電路，下述判斷正確的是（ ）A. 電源電壓是2V B. 燈泡的額定功率是1W C. 若滑片再向右運動，燈泡有可能被燒毀D. 若滑片再向左運動，A表示數(shù)將減小，V表示數(shù)將增大22. 如圖所示，電源電壓不變，定值電阻R阻值為18。有四只白熾燈泡、，它們的規(guī)格分別為“3V，2W”、“6V，2W”、“12V，2W”、“24V，2W”。當(dāng)把它們分別接在電路中的、兩端時，實際功率最大的是（ ）A. B. C. D. 23. 如圖所示是一位同學(xué)已經(jīng)連接好的電路。閉合開關(guān)，并將滑動變阻器的滑片向A端移動，則不會觀察到的現(xiàn)象是（ ）A. 電流表的示數(shù)逐漸減小B. 電壓表的示數(shù)逐漸減小C. 小燈泡越來越暗 D. 電路消耗的總功率增大24. 將“220V 25W”和“220V 40W”的兩個燈泡先并聯(lián)起來接到220V的電路中，后串聯(lián)起來接入同一電路，則（ ）A. 兩種情況下燈泡都能正常發(fā)光B. 兩種情況下燈泡都不能正常發(fā)光C. 并聯(lián)接入時兩燈消耗的總功率比串聯(lián)時大D. 串聯(lián)接入時兩燈消耗的總功率比并聯(lián)時大25. 一個燈泡的燈絲燒斷了，把斷了的燈絲搭在一起，燈泡會更亮，其原因是（ ）A. 燈絲電阻增大，功率增大 B. 燈絲電阻減小，功率增大C. 燈絲兩端電壓增大，功率增大D. 燈絲中電流增大，功率減小26. 在圖中，導(dǎo)體A、B是由同種材料做成的，A和B等長，但A比B的橫截面積大，當(dāng)S閉合后，在相同時間內(nèi)，下列敘述正確的是（ ）A. 電流通過A、B所做的功是 B. 電流通過A、B所做的功是C. 電流通過A、B所做的功是 D. 無法比較電流通過A、B時做功的大小27. 電路裝置如圖所示，X為0.5的保險絲，電路中串聯(lián)二個同為8V、32W的電燈泡，分別為、，假設(shè)流經(jīng)電燈泡的電流為4A，且電池與導(dǎo)線的電阻可忽略不計，則下列何者為電池輸出的總電功率？（電功率|）（ ）A. 18WB. 64W C. 72WD. 80W28. 圖中所示的電路中，不計溫度對燈絲電阻的影響，電源電壓保持不變。當(dāng)在間接入“6V 6W”的燈泡時，閉合開關(guān)，燈L恰能正常發(fā)光；斷開開關(guān)，在間換接入一個“6V 4W”的燈泡后，再閉合開關(guān)，下列說法錯誤的是（ ）A. 燈L將變亮 B. 燈L將變暗C. 換接的燈可能燒壞D. 電路總功率要變小29. 如圖所示的電路，電源電壓恒定不變，燈的規(guī)格為“6V 12W”，只閉合時，正常發(fā)光；再閉合時，燈也正常發(fā)光，同時電流表的示數(shù)變化了0.5A。則與的電阻之比為（設(shè)燈泡的電阻不隨溫度變化而變化）（ ）A. 4：1B. 1：4C. 4：5D. 5：430. 調(diào)光臺燈的電路是由一只燈泡和一個電位器（滑動變阻器）串聯(lián)組成。調(diào)節(jié)電位器的旋鈕使燈由亮變暗的過程中，電路的總功率將（ ）A. 變小B. 變大C. 不變D. 無法確定31. 四只相同的燈泡分成兩組，兩只燈泡并聯(lián)，兩只燈泡串聯(lián)，分別接上電壓相同的電源，如果這兩組燈