中考物理精品辅导讲义电功与电热专题

中考物理精品辅导讲义电功与电热专题

精品辅导讲义--《电功与电热》专题 学员编号： 年 级：初三 课时数： 3‎ 学员姓名： 辅导科目： 物理 学科教师： ‎ 课 题 电功和电热专题 授课日期及时段 ‎2014-‎ 教学目的 1、 知道电功电热的区别，能够在非纯电阻电路里准确选用公式；‎ 2、 掌握电能表的相关计算；‎ 3、 掌握用电器铭牌在计算中的应用，以及电热器的双档问题。‎ 教学内容 考点1、电功：‎ ‎1、定义：电流通过某段电路所做的功叫电功。‎ ‎2、实质：电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，就消耗了多少电能。‎ ‎ 电流做功的形式：电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。‎ ‎3、规定：电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压，电路中的电流和通电时间的乘积。‎ ‎4、计算公式：W=UIt =Pt（适用于所有电路）‎ ‎ 对于纯电阻电路可推导出：W= I2Rt= U2t/R ‎①串联电路中常用公式：W= I2Rt W1:W2:W3:…Wn=R1:R2:R3:…:Rn ‎②并联电路中常用公式：W= U2t/R W1:W2= R2:R1‎ ‎③无论用电器串联或并联。计算在一定时间所做的总功 常用公式W= W1+W2+…Wn ‎ ‎5、单位：国际单位是焦耳（J）常用单位：度（kwh） 1度=1千瓦时=1 kwh=3.6×106J ‎6、测量电功：‎ ‎⑴电能表：是测量用户用电器在某一段时间内所做电功（某一段时间内消耗电能）的仪器。‎ ‎⑵ 电能表上“220V”“5A”“3000R/kwh”等字样，分别表示：电能表额定电压220V；允许通过的最大电流是5A；每消耗一度电电能表转盘转3000转。‎ ‎(电子式电能表，其参数为imp/KW·h——每消耗1KW·h的电能，指示灯闪烁的次数）‎ ‎⑶读数：‎ A、测量较大电功时用刻度盘读数。‎ ‎①最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。‎ ‎②电能表前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。‎ ‎3‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎6‎ ‎8‎ ‎3‎ ‎2‎ ‎6‎ ‎5‎ ‎4‎ 如：电能表月初读数 月底读数是 这个月用电 度合J ‎ B、测量较小电功时，用表盘转数读数。如：某用电器单独工作电能表（3000R/kwh）在10分钟内转36转则10分钟内电器消耗的电能是 J。‎ ‎【精题解析】‎ ‎1、一台25寸电视机正常工作时耗电功率120W，若一天正常工作6h，耗电　_________　kW•h．其余时间电视机处于待机状态，待机耗电功率6W，一天待机消耗的电能，若全部转化为内能是　______　J。‎ ‎2、小红家新购买了一台标有“220V 1000W”字样的电热器，他想借助家中的电能表测一测该电热器的实际功率，他关闭了其它用电器，让电热器单独工作了2min，电能表转盘转过了80圈，电能表的铭牌如图所示，电热器在2min内消耗的电能是　_________　J，实际功率是　_________　W．‎ ‎3．小伟利用电能表和秒表测某家用电器的电功率，当电路中只有这个用电器工作时，测得在15min内消耗的电能为0.3kW·h，则这个用电器可能是 ( )‎ A．空调机 B．电冰箱 C．电视机 D．节能灯 ‎【成果检验】‎ ‎1、一台洗衣机工作0.5h，电流做功3.6×106J，这台洗衣机消耗的电能是　_________　J．‎ ‎2、将规格都是“220V 200W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁，同时接入家庭电路中，在相同时间内，电流通过它们产生热量　_________　；电流所做的功　_________　．（选填“电风扇最多”、“电视机最多”、“电烙铁最多”、“一样多”）‎ ‎3、小鹏同学家的电能表如图所示，则小鹏家已消耗的电能为___kW•h，转盘已转过______转；他发现家里只使用一只电水壶（其它用电器都关闭）时，观察到电能表转盘3分钟转过100转，电水壶工作时的实际电功率为______W．‎ 考点2、电功率：‎ ‎1、定义：电流在单位时间内所做的功。‎ ‎2、物理意义：表示电流做功快慢的物理量 灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小。‎ ‎3、电功率计算公式：P=UI=W/t（适用于所有电路） ‎ 对于纯电阻电路可推导出：P= I2R= U2/R ‎①串联电路中常用公式：P= I2R P1:P2:P3:…Pn=R1:R2:R3:…:Rn ‎②并联电路中常用公式：P= U2/R P1:P2= R2:R1‎ ‎③无论用电器串联或并联。计算总功率 常用公式P= P1+P2+…Pn ‎ ‎4、单位：国际单位 瓦特（W） 常用单位：千瓦（kw）‎ ‎5、额定功率和实际功率：‎ ‎⑴ 额定电压：用电器正常工作时的电压。‎ 额定功率：用电器在额定电压下的功率。‎ P额=U额I额=U2额/R 某灯泡上标有“PZ220V-25”字样分别表示：普通照明，额定电压220V，额定功率25W的灯泡。‎ 若知该灯“正常发光”可知：该灯额定电压为220V，额定功率25W，额定电流I=P/U=0.11A 灯丝阻值Ｒ＝U2额/Ｐ＝2936Ω。‎ ‎⑵ 当U实 =U额时，P实=P额用电器正常工作（灯正常发光）‎ ‎ 　当U实＜U额时，P实＜P额 用电器不能正常工作（灯光暗淡）,有时会损坏用电器 P实 ‎ P额 ‎ U2 额 U2实 ‎＝‎ ‎①实际功率随电压变化而变化根据P=U2/R得 ‎②根据P=U2/R　如果U 减小为原来的1/n ‎ 则P′=　　‎ 当U实 > U额P实 > P额 长期使用影响用电器寿命(灯发光强烈)‎ ‎　 P实= 0 用电器烧坏(灯丝烧断)‎ ‎⑶ 灯L1“220V 100W”， 灯L2“220V 25W”相比较而言，L1灯丝 粗短 ，L2灯丝 细长。‎ 判断灯丝电阻口诀：“大（功率）粗短，小细长”（U额 相同）‎ 两灯串联时，灯L2亮，两灯并联时，灯L1亮。‎ 判断哪个灯亮的口诀“串小（功率）并大” （U额 相同）‎ ‎⑷“1度”的规定：1kw的用电器工作１h消耗的电能。‎ Ｐ＝Ｗ/ t 可使用两套单位：“W、J、s”、“kw、 kwh、h”‎ ‎【精题解析】‎ ．把标有“220V 100W”和“220V 40W”字样的两个灯泡串联接在220伏特的电路中下列说法中正确的是( )‎ A．100W灯泡比40W灯泡亮 ‎ B．40W灯泡两端的电压较高 C．100W灯泡的实际功率大于它的额定功率 D．40W灯泡的实际功率大于它的额定功率 ‎2．某小区最近一段时间由于楼道灯的供电系统高压偏高，灯丝经常熔断，在电压暂时无法改变的情况下，为了延长楼道灯的寿命，小明采取下列方法，可行的是（）‎ A. 用额定功率较大的灯泡替换原来的灯泡接入原电路中使用 B. 用额定功率较小的灯泡替换原来的灯泡接入原电路中使用 C. 用额定功率相同的两个灯泡串联后替换原来的灯泡接入原电路中使用 D. 用额定功率相同的两个灯泡并联后替换原来的灯泡接入原电路中使用 ‎3．由电压为220V的电源向远处某工地的一盏标着“PZ 220－‎60”‎的电灯供电，由于导线有电阻，灯泡消耗的实际功率为55W。则导线消耗的功率（）‎ A．小于5W B．等于5W C．大于5W D．不能确定 ‎【成果检验】‎ ‎1．一条电阻丝接在电压为U的电路中，它的功率是P，下列措施可以使电阻丝的功率变为2P的是（　　）‎ A．两条相同的电阻丝串联起来； B．该电阻丝改接在电压是2U的电路中；‎ C．将电流调大到原来的2倍；D．将该电阻丝剪去一半接在原电路中 ‎2． 将两只额定电压相同的小灯泡L1、L2串联在电路中，如图所示。闭合开关后，发现灯L1较亮，灯L2 较暗，其原因是 A．灯L1额定功率较大 ‎ B．灯L2两端电压较大 ‎ C．灯L1的电阻较大 D．通过灯L1的电流较大 ‎ ‎3. 如图所示的电路，闭合开关后，当滑片P向左移动时，下列说法正确的是 A. 灯泡L变亮 B. 电压表示数变大 C. 电流表A1示数变小 D. 电路消耗的总功率变大 考点3、电热器 ‎ ‎1、电流的热效应：电流通过导体时， 。‎ ‎2、电热器：利用， 将能转化为 能的装置。‎ 说明：热效应的产生与导体的电阻有关。当电阻消失，电流的热效应就不在。所以电热器一般是由组成。超导体（能，不能）用于电热器。‎ ‎3、焦耳定律：‎ ‎（1）定义：电流通过导体时产生的热量与 成比，与 成比，与 成比。‎ ‎（2）公式： （适用范围 ）‎ ‎、、（ 适用范围 ）‎ ‎4、电热分配关系 串联电路的分配关系：（ 比）‎ 并联电路的分配关系：（ 比） ‎ ‎【精题解析】‎ ‎1．下列家用电器中，利用电流热效应工作的是 （ ）‎ A．笔记本电脑B．电冰箱C．电风扇D．电暖器 ‎2.给你一个稳压电源、两根电阻不同的电热丝．用来加热一壶水，使水温升高最快的连接方法是 （ ）‎ A、将两根电阻丝串联 B、 将两根电阻丝并联 C、 只用电阻较小的电阻丝 D、只用电阻较大的电阻丝 考点4、电功、电功率、电热的公式：(计算时单位一定要统一)‎ ‎ 1、基本公式：P=________，w=________。‎ ‎ 2、推导式，在纯电阻电路中，电功和电热公式通用；电功率和电热功率公式通用：‎ P=UI=I2R=U2/R ；W=Pt=_____=______=_____。‎ 在非纯电阻电路中，电热Q=I2Rt，电热功率：P热=I2R。‎ ‎3、电功大于电热，电功率也大于电热功率。‎ 注：从能量转化的角度看，纯电阻电路是将电能全部转化为热能，即电功等于电热。例如：日常生活中的白炽灯、电炉子、电饭锅等纯电阻电路工作时W=Q。‎ 而非纯电阻电路是电流做功将电能主要转化为其他形式的能量，但还有一部分电能转化为了热能，此时电功大于电热。例如：在电动机转动、洗衣机、电冰箱、电铃、蓄电池(充电)等这些非纯电阻的电路中W>Q。‎ 特别是涉及非纯电阻电路的有关电功、电热、电功率和发热功率的计算，学生极容易混淆。以电动机为例，同学们在遇到非纯电阻电路时，可牢记以下公式，解答所消耗的电能和产生的热能。电动机工作时所消耗的电能大部分转化为机械能，一小部分才转化为热能。因此，在计算电动机电路可用以下公式。电流做功是所消耗的总能量W总=UIt；工作时所产生的热能Q=W热=I2Rt；所转化的机械能W机＝W总-W热＝UIt-I2Rt。电流做功的功率P总=UI；其发热功率P热=I2R；转化的机械能功率P机=P总-P热＝UI-I2R。‎ ‎【精题解析】‎ ‎1. 如图所示，当开关闭合时，电压表V1、V2的示数分别为10V和4V，已知电动机M的线圈电阻为1Ω，R是阻值为4Ω的定值电阻，下列结论正确的是 A. R两端的电压为6V B. 通过电动机的电流为‎6A C. 电阻R消耗的电功率为144W D. 电动机消耗的电功率为6W ‎2．一个电动机的线圈电阻是4.4Ω，当把它接在220V电压下工作10min。已知：通过线圈的电流是5A,这时电动机做功____J，线圈产生的热量是_____J。‎ ‎【成果检验】‎ ‎1.某电动机线圈电阻为1Ω，接在220V的直流电压下，工作电流为1A，则电动机消耗的电功率为_____W；发热损耗的电功率为____ W ；转化为机械能的功率为____ W。‎ 考点5、用电器铭牌在计算中的作用：‎ ‎ 1、额定电压和额定功率P额=U额I额；‎ ‎ 2、用电器铭牌上提供的数据非常重要，在计算时，往往抓住电阻不变这个“桥梁”，利用P= U2/R。‎ ‎ 由可得，同一个电阻或灯炮，在不同的电压下使用，则有；‎ ‎220 V 图14‎ ‎【精题解析】‎ ‎1、浴霸是安装在浴室内供取暖和照明的家用电器，某品牌浴霸的铭牌和简化电路如图14所示，L为照明灯，L1和L2是两个功率均为275 W的红外线取暖灯 额定电压 额定频率:‎ 额定功率 照明 取暖 ‎220V ‎50HZ ‎40W ‎ ‎550w ‎(1)浴霸工作时，为了使取暖功率达到最大值，应闭合的开关是 ‎（2）照明灯工作时，它的电阻是多大？‎ ‎（3）三灯同时正常工作半小时，消耗多少电能？ ‎ ‎【成果检验】‎ ‎1、某电水壶的铭牌信息如图1所示，电水壶在标准大气压下工作.【c水=4.2×103J/（kg·℃)】‎ (1) 电水壶装满初温为‎20℃‎的水时，在额定电压下将水烧开用了7 min.‎ 求：①水吸收的热量是多少?‎ ‎②电水壶烧水过程中的能量转化效率是多少? ‎ ‎(2)农村电网改造前，用电高峰时电压会下降l0％.求：这时电水壶的实际功率P。.(电阻不随温度改变)‎ ‎(3)为使电水壶的功率在用电高峰时仍能达到2000W，甲、乙两位同学对电水壶的电路进行了改造，在原电阻丝R1两端并联一个电阻丝R2，如图2所示，并分别推导出了R2的表达式.‎ 请你指出哪个表达式是错误的，并分析若用此电阻丝来改造 电水壶的结果.‎ 考点6、电热器的“双档”问题：‎ 此类问题都是看实际电路中的实际功率，往往是电源电压不变，故选公式：P=U2/R来进行计算，通常是通过开关的不同组合，这要对电路图有较好的识别能力，并熟悉同样几个电阻，串联时电阻越串越大（此时为低温档），并联时越并越小（此时为高温档）。‎ ‎【精题解析】‎ ‎1.如下表及图所示，是某电热饮水机说时书的一些数据和电路原理图，该电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内的温控开关S0控制）。求：‎ ‎（1）当开关S闭合，开关S0断开时，饮水机的功率是多大？‎ ‎（2）保温电阻R2的阻值是多少？‎ ‎（3）若正常工作时，该电热器加热的效率为90％，将满热水箱的水从‎20℃‎加热到‎95℃‎需要多长时间？（C水=4.2×103J/kg·℃）‎ ‎2.图甲是内胆为铝质材料的电饭锅，内部电路如图乙所示，R1是加热电阻，阻值为48.4Ω；R2是限流电阻，阻值为484Ω。煮饭时，接通电源（220V50Hz），闭合手动开关S1，电饭锅处在加热状态。当锅内食物温度达到103℃时，开关S1会自动断开，断开后若无外力作用则不会自动闭合，S2是一个自动温控开关，当锅内食物温度达到80℃时会自动断开，温度低于70℃时会自动闭合。（已知水的比热容为4.2×103J/(kg. ℃);查表可知铝的熔点为660℃）‎ 请解答下列问题：‎ ‎（1）如果接通电源后没有放入食物就闭合开关S1，电饭锅　的内胆是否会熔化？为什么？‎ ‎（2）在保温和加热两种情况下，电饭锅消耗的电功率之比是多少？‎ ‎（3）若在一个标准大气压下将温度为20℃，质量为2.5kg的水烧开需要16min40s，求电饭锅正常工作时电能转化为内能的效率是多少？‎ 课后作业 ‎1．小明家中的电能表如图7所示，从表盘信息可知，小明家接入的用电器总功率不能超过_________W。当家里只有微波炉工作时，电能表在1 min内转60转，则微波炉消耗的电能为___________J。‎ ‎2把标有“6V 3W”的灯泡L1和标有“12V 3W”的灯泡L2串联接在电压为6V的电源两端，通过它们的电流为________A，它们消耗的功率之比为__________；若将它们并联接在该电源上，消耗的总功率为__________W。‎ ‎3. 小华用如图所示的电路测小灯泡功率．电路中电源电压恒为4.5V，电压表的量程为O～3V，电流表的量程为0～‎0‎‎.6A，滑动变阻器的规格为“20Ω lA”，灯泡标有“2.5V 1.25W”字样。若闭合开关，两电表的示数均不超过所选量程，灯泡两端电压不允许超过额定值，不考虑灯丝电阻的变化，则下列说法正确的是 A．电流表示数的变化范围是O～‎‎0.5A B．滑动变阻器的电阻允许调节的范围是2.5～20Ω C．灯泡的最小功率是0.162W D．该电路的最大功率是2.7W ‎4、如图是家庭、宾馆常用的电热水壶，袭中列出了其部分技术参数．‎ ‎ 型号 FY—TSl‎010A ‎ 额定电压 ‎ 220V ‎ 频率 ‎ 50Hz ‎ 额定功率 ‎ 1000W ‎ 容量 ‎ 1.OL ‎ (1)电热水壶正常工作时的电流是多少?‎ ‎ (2)电热水壶正常工作时，用6min就能将整壶水烧开，如果水吸收的热量是3.24×105J，则该电热水壶的效率是多少?‎ ‎ (3)有关电热水壶的安全使用，有下列几种说法，其中不正确的是▲(填序号)．‎ ‎ ①电热水壶不用时，应拔下电源插头；②当壶体和基座被弄脏时，放进清水中清洗；③电热水壶工作时，身体不可靠近壶嘴；④注入水时，水位不超过电热水壶的最高水位线 ‎5.以下关于灯泡亮暗的讨论，你认为正确的是（ ）。‎ ‎ A.灯泡的亮暗由灯泡的电压决定 B.灯泡的亮暗由灯泡的电流决定 ‎ C.灯泡的亮暗由灯泡的实际功率决定 D.灯泡的亮暗由灯泡的额定功率决定 ‎6.2010年上海世博会上，世博园区大量应用了LED技术。LED其实是一种半导体新型节能灯，它可以将电能的90％转化为光能（白炽灯只能将电能的20％转化为光能）。已知某LED灯在一定电压范围内的工作电流都是20mA，只是在不同的电压下发光颜色不同：当加在它上面的电压为1.8 V时，它发红光；当加在它上面的电压为1.4 V时，它发黄光；当加在它上面的电压为3.2 V时，它发蓝光。如果将该LED灯与一定值电阻R串联后接在电压为5V的电源两端时它发黄光，则该LED灯的电功率是_______W，定值电阻R阻值是________Ω。‎ ‎ ‎ ‎7．电冰箱是间断式工作的(即工作一段时间停止一段时间，再工作再停止，如此循环)。某电冰箱铭牌有关参数如右表所示．在家庭电路中只有电冰箱在标定耗电量下工作时，一天实际工作    h；若电冰箱每次从启动到停止工作的时间都为12min，每消耗1kW·h电能，电能表转盘转1500转，则该电冰箱每天启动次，每工作一次电能表转盘转转。‎ 容积(L)    175‎ 功率(w)     150‎ 耗电量(kw·h／24h)    O．9‎ 额定电压(v)     220‎