中考復(fù)習(xí)學(xué)案-電功和電功率

1、PAGE 42PAGE PAGE - 6 -電功和電功率一、電功和電功率（1）電功和電功率所描述的物理概念不同：電功是描述電流做功多少的物理量，而電功率是描述電流做功快慢的物理量。電功率不僅跟電流做功的多少有關(guān)，還跟做功的時間有關(guān)。（2）電功和電功率的計算公式不同：電功的基本計算公式是W=UIt，由此可以看出，電流做功多少跟電壓、電流強(qiáng)度和通電時間三個因素有關(guān)，是由它們?nèi)叩某朔e來決定大小的。電功率的基本公式是P=UI，它表明電功率跟電壓、電流兩個因素有關(guān)，其大小由它們的乘積決定。（3）電功和電功率的單位不同：電功的單位是J和kWh，而電功率的單位是W和kW。（4）電功和電功率的測量方法不同：

2、電功用電能表來直接測量的，而電功率有兩種測量方法，第一種方法是用伏安法間接進(jìn)行測量，即測出用電器兩端的電壓及通過的電流，然后根據(jù)P=UI求出電功率。第二種方法是用電能表和秒表間接測量，即測出某一段時間用電器所做的功，然后根據(jù)可得用電器電功率。（5）電功和電功率的聯(lián)系密切，利用公式可得出W=Pt。二、額定功率和實(shí)際功率一個用電器的電功率是隨著它兩端電壓的改變而改變的，一個用電器不是隨便接入任何一個電路都能正常工作。設(shè)計用電器時，需要確定它在正常工作時的條件（如電壓、電流、電功率）。通常在用電器的銘牌上標(biāo)出。正常工作時的電壓叫額定電壓，在額定電壓下的電功率叫額定功率。一個用電器一但生產(chǎn)出來，其額定

3、電壓和額定功率是確定的。實(shí)際功率是用電器在實(shí)際工作時的電功率，是不確定的，如果用電器兩端的實(shí)際電壓等于它的額定電壓，那么實(shí)際功率就等于額定功率，這是用電器正常工作；如果用電器兩端的實(shí)際電壓小于它的額定電壓，那么實(shí)際功率就小于它的額定功率，這時用電器不能正常工作；如果用電器兩端的電壓大于額定電壓，那么實(shí)際功率就大于額定功率，用電器不僅不能正常工作，嚴(yán)重時還會燒壞用電器。為此，在使用用電器時，應(yīng)保證用電器兩端的電壓等于它的額定電壓，這樣才能使用電器更好地發(fā)揮作用。三、理解焦耳定律焦耳定律是在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上總結(jié)得出的，它定量地描述了電能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化的規(guī)律。用公式Q=I2Rt表示，它適用于任何電路。當(dāng)

4、電流所做的功全部用來產(chǎn)生熱量時，焦耳定律可以根據(jù)電功的公式W=UIt和歐姆定律導(dǎo)出：。這里的條件是電流所做的功全部用于產(chǎn)生熱量，而電流做功全部轉(zhuǎn)化成熱的情況也只對純電阻電路才成立。所以上述導(dǎo)出公式只適用于純電阻電路。例如在電動機(jī)工作的電路中，加在電動機(jī)兩端的電壓是U，通過的電流是I，電動機(jī)的線圈也有一定的電阻R，此時電流做的功W=UIt，而電流做的功并沒有全部轉(zhuǎn)化為熱，絕大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能了，通過線圈電阻R的電流仍使線圈發(fā)熱，產(chǎn)生的熱量為Q=I2Rt，但此時，而是QW，此時WQ機(jī)械能。初中階段所研究的電路僅限于純電阻電路，如電燈、電爐、電烙鐵等電路。故WQ成立。所以我們用公式來計算的結(jié)果都一樣

5、，在不同情況下選用不同的公式進(jìn)行計算問題會更簡單?！镜湫屠}透視】例1. 關(guān)于電熱和電功，以下說法正確的是（ ）A. 電流在電路中所做的功一定等于電熱 B. 電流在電路中所做的功一定大于電熱C. 在電路中包含有電動機(jī)時，電流做的功將轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、內(nèi)能，此時，電功必大于電熱D. 在電路中僅有電阻時，電功等于電熱例2. 照明電路的電壓是220V，如果在某電燈并聯(lián)接入一個大電爐，發(fā)現(xiàn)燈的亮度變暗，其原因是（ ）A. 干路上的電流減小了B. 電爐從燈那里分出了部分電流C. 干路中的電流變大，干路上導(dǎo)線分擔(dān)電壓增多D. 干路上消耗的電壓不變，但電燈兩端的電壓變小了例3. 有兩個定值電阻R1和R2，將它們

6、并聯(lián)到電源上，它們消耗的電功率分別為P1和P2，如果把它們串聯(lián)起來再接到同一電源上，它們消耗的總功率應(yīng)為多大？解：設(shè)電源電壓為U，當(dāng)R1與R2并聯(lián)時，每個電阻兩端的電壓均為U，所以R1和R2消耗的電功率P1和P2分別為：則可以求得定值電阻R1和R2的阻值為：將R1與R2串聯(lián)起來接在電壓U兩端時，它們消耗的總功率為：將定值電阻阻值代入上式得：例4. 如圖1所示電路，燈L上標(biāo)有“12V 9W”字樣，當(dāng)開關(guān)S和S1都閉合，變阻器的滑片P移到a端時，燈恰好正常發(fā)光，電流表示數(shù)是1.25A，求：（1）變阻器的最大阻值是多少？（2）當(dāng)開關(guān)S閉合，S1斷開，變阻器的滑片P移到b端時，燈消耗的功率是多少？圖1

7、例5. 某同學(xué)利用電源、電流表、電壓表、開關(guān)，標(biāo)有“50 2A”字樣的滑動變阻器和若干導(dǎo)線測定小燈泡的額定功率。其中燈泡上所標(biāo)“0.3A”字樣清晰可見，電壓表015V擋損壞，小燈泡的額定功率估計為1.5W左右。該同學(xué)實(shí)驗(yàn)步驟正確。當(dāng)閉合開關(guān)時，電壓表和電流表的示數(shù)分別為2V和0.2A，接著他邊思考邊實(shí)驗(yàn)，直至燈正常發(fā)光，這時滑動變阻器的滑片恰好在中點(diǎn)上（即變阻器連入電路的電阻為25）。（1）畫出燈正常發(fā)光的電路圖，并簡述判定燈正常發(fā)光的理由；（2）求出燈的額定功率。例6. 如圖3所示是一個電熱毯的示意電路圖，是電熱毯中的電阻絲，R是與電熱毯電阻絲串聯(lián)的電阻，電熱毯上標(biāo)有“220V 100W”字

8、樣，S是控制電熱毯處于加熱狀態(tài)或保溫狀態(tài)的開關(guān)。（1）用學(xué)過的公式推理說明開關(guān)S斷開時，電熱毯是處于加熱狀態(tài)還是保溫狀態(tài)？（2）若要求在保溫時電流通過電阻絲每分鐘有60J的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電阻R的阻值是多大？圖3例7. 某課外活動小組，找出了“10 1A”的滑動變阻器、“6V 3.6W”的燈泡、電壓恒為12V的電源、開關(guān)、導(dǎo)線以及電阻為1/cm的足夠長的電阻絲（用“”表示），準(zhǔn)備自制一個亮度可調(diào)的玩具臺燈，要求開關(guān)閉合以后，將滑動變阻器的滑片從一端移動到另一端時，電燈逐漸變亮直至正常發(fā)光，他們利用上述器材，設(shè)計出如圖所示的電路圖，請你解決下列問題：（1）這樣設(shè)計存在的問題是，當(dāng)滑片移近a端時，

9、發(fā)生_現(xiàn)象；（2）畫出符合要求的電路圖，并計算此電路中燈泡有耗的最小動率。（假定燈絲電阻不變）圖4例8. 在如圖6所示的電路中，電源電壓和燈泡電阻不變，電阻R1=12，燈L標(biāo)有“6V 12W”的字樣，電流表量程為03A，電壓表量程為015V，滑動變阻器R2上標(biāo)有“2.5A”的字樣。（1）只閉合S1，電流表的示數(shù)為0.6A，求電源電壓；（2）當(dāng)閉合S1、S2和S3，并將滑片P移到b端時，電流表的示數(shù)為1.2A，求滑動變阻器R2的最大阻值；（3）只閉合S2時，求電路總功率的最大值。圖6例9. 圖7是SD600全自動豆?jié){機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，下表是銘牌。額定電壓220V電機(jī)功率260W額定頻率50Hz干豆

10、容量605g電熱功率600W外形尺寸215190347 mm制漿過程：先將90g泡好的黃豆裝入濾杯內(nèi)，再往制漿杯內(nèi)加入1000 mL的水。第一步：加熱，接通電源，加熱管開始加熱，加熱6 min杯內(nèi)水溫升至80；第二步：打漿，加熱停止，電機(jī)開始打漿，按工作10s停8s方式循環(huán)，經(jīng)1.2min停止；第三步：再加熱，打漿結(jié)束后，加熱管繼續(xù)加熱，加熱3min豆?jié){由80升溫至100。根據(jù)以上信息計算：（1）在“第三步，再加熱”的過程中，豆?jié){吸收的熱量（設(shè)豆?jié){與水的比熱容相等）；（2）豆?jié){機(jī)在“加熱打漿再加熱”的全過程中，共消耗的電能。例10. 如圖8所示，家庭用電是通過設(shè)立在附近的“變電站”提供的。為了

11、保證居民用戶所有用電器都能在220V的電壓下正常工作，變電站的輸出電壓一般都高于220V。（1）居民樓用電器的總功率為44kW，當(dāng)這些用電器全部正常使用時，通往居民樓的輸電線路中的電流是多少？（2）若輸電線的總電阻為，“變電站”輸出的電壓是多少？（3）居民樓由于家電增加，向供電部門申請“增容”，即增加功率。當(dāng)用電器的總功率由44kW增加到88kW，用電器兩端電壓仍保持在220V時，輸電線路的功率損失比“增容”前增加了多少？（4）若想在不減小功率的前提下減小輸電線路的損失，應(yīng)采取什么措施？圖8例11. 在一次測定小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)中，老師給出了下列器材：額定電壓為的小燈泡、電源（電壓未知）、一

12、個阻值為R的電阻、一個滑動變阻器、一只電流表、一個單刀雙擲開關(guān)和若干導(dǎo)線。實(shí)驗(yàn)時不能忽略燈絲的電阻隨溫度而發(fā)生的變化。（1）小張同學(xué)設(shè)計的實(shí)驗(yàn)電路圖如下，請你根據(jù)電路圖用筆畫線連接未完成的實(shí)物連線。圖9（2）實(shí)驗(yàn)中所需要的物理量_。（3）本實(shí)驗(yàn)中，小燈泡額定功率的表達(dá)式_。（4）若在給出的器材中只將其中的一只電流表改為一只電壓表，請你重新設(shè)計一個實(shí)驗(yàn)電路圖，測量小燈泡的額定功率（將實(shí)驗(yàn)電路圖畫在下面的方框內(nèi)，不需要說明實(shí)驗(yàn)步驟）。例12. 學(xué)校淋浴用的簡易太陽能熱水箱中的水在冬天往往溫度不夠高，同學(xué)們在水箱中加裝了一個“220V 2000W”的電熱器，并利用一個“6V 1W”的小燈泡和一段10

13、/m的電阻絲為電熱管安裝了一個指示燈。（1）畫出電熱管及指示燈的電原理圖。（2）在同學(xué)們的方案中，小燈泡兩端的電壓是按5V設(shè)計的，對于有指示燈來說，這樣設(shè)計有什么好處？（3）按上述設(shè)計，電阻絲需截用多長一段？（4）安裝指示燈后，電熱管的實(shí)際功率是額定功率的百分之幾？【常見失誤分析】例1. 輸電線電阻是0.5，輸送的電功率為100kW，用1kV的電壓輸電時，輸電線路上的電流和消耗的電功率為（ ）A. 2000A，100kWB. 100A；5kWC. 100A，100kWD. 2000A，2000kW例2. 關(guān)于電功和電功率，下述說法正確的是（ ）A. 電功率的大小決定于電流做功的多少B. 電功與

14、電功率都表示了電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的多少C. 電功與電功率都表示了電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的快慢D. 電功率等于用電器在單位時間里所消耗的電能例3. 電爐的電阻絲熱得發(fā)紅，而與它串聯(lián)的銅導(dǎo)線卻不發(fā)燙，這是因?yàn)殂~導(dǎo)線（ ）A. 電阻較大B. 電阻較小C. 通過的電流較大D. 通過的電流較小例4. 標(biāo)有“6V 6W”和“6V 3W”的燈泡L1和L2串聯(lián)接在某電源上，設(shè)燈絲電阻不變，則（ ）A. 通過燈L1、L2的電流之比為2：1B. 燈L1、L2的實(shí)際功率之比為1：2C. 電源電壓為12V時，L1、L2均正常發(fā)光D. 電源電壓為9V時，L2正常發(fā)光例5. 現(xiàn)有L1為“12V 8W”和L2為“6V 2W”的兩盞電燈，把它們與“20 1A”的滑動變阻器串聯(lián)后，接在18V的電源上，如圖1所示，開關(guān)閉合后，當(dāng)滑動變阻器R的滑片P從a端向b端滑動的過程中，下列說法正確的是（ ）A. 兩燈都變亮，且L2首先正常發(fā)光B. 兩燈燈絲電阻