中考物理专题复习五 电功 电功率

中考物理专题复习五 电功 电功率

‎ 电功和电功率 知识结构 重点难点 l.电功 ‎(1)电功：电流通过电路所做的功。电流做功的实质，实际上是电能转化为其他形式的能的过程，并且电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能。‎ ‎(2)电功的计算：电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端电压、电路中的电流和通电时间的乘积。‎ 即：W＝UIt ‎(3)电功的单位：电功和我们初二所学的机械功的单位一样，也是焦．常用的电功的单位是“度”，也叫千瓦时，符号是。‎ 注意：在应用电功的公式计算时，电压的单位是伏，电流的单位是安，时间的单位是秒，电功的单位才是J。‎ ‎(4)电功的测量：生产和生活用电中，用电表测量电功的大小。电能表上电功的单位是 ‎2．电功率P ‎(1)电功率：电流在单位时间内所做的功。基本公式是：P＝W／t电功率只表示电流做功的快慢，不表示做功的多少。‎ ‎(2)电功率的单位：电功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是W，注意不要和电功的表示符号W混淆。常用的电功率的单位是千瓦，符号是kW。‎ ‎(3)电功率的计算：电流在某段电路上的电功率，等于这段电路两端电压和通过这段电路的电流的乘积。即：P＝UI 由电功率的定义式P＝W／t和电功的公式W＝UIt，可以很方便推导出P＝UI。‎ ‎3．电功、电功率和欧姆定律的联系 由于电功和电功率中，基本的物理量还是电压和电流，所以仍然要应用欧姆定律求出电压、电流，才能进行有关计算。同学们可以自己进行公式的推导，并总结每个公式的适用条件。‎ 由可得：(当电流相等时使用很方便)‎ 又如：由只可得：‎ 由可得：‎ 注意：上述导出的公式，只适用于电灯、电热器等纯电阻电路。对含有电动机等非纯电阻电路，还要应用基本公式和进行计算。‎ ‎4.额定电压和额定功率 ‎(1)额定电压：用电器正常工作的电压。(一般都标在用电器的铭牌上)‎ ‎(2)额定功率：用电器在额定电压下的功率。(标在用电器的铭牌上)‎ 注意：用电器的额定功率是由用电器的内部结构和组成材料决定的，与外加电压和通过的电流无关。用电器两端电压等于额定电压时；用电器的功率等于额定功率；用电器两端电压低于额定电压时，用电器的功率也低于额定功率用电器两端电压高于额定电压时，用电器的功率也高于额定功率，还有可能烧坏用电器。‎ ‎(3)实际功率：用电器实际发挥的电功率。用电器的叫际功率可以等于额定功率，也可以不等于额定功率。在不引虑温度对用电器电阻的影响的情况下，可以用下列方法进行实际功率的计算：是基本计算方法。或由R=U2额/P额计算出用电器的电阻，再利用R=U2实/P实计算出用电器的实际功率。(适用于纯电阻电路)‎ ‎(4)电功率是反映电流做功快慢的物理量，不能表示电流做功的多少。电灯发光的亮度决定于电灯的实际功率，因为由可知，电功率越大，在单位时间内电能转化为的内能越多，电灯发光就越亮。不能认为电压越高或电流越大，电灯发光越亮。‎ ‎5．实验：测定用电器的额定功率和实际功率(伏安法)‎ ‎(1)实验原理：‎ ‎(2)实验方法：利用滑动变阻器改变用电器两端电压同时用电流表测出在不同电压下通过用电器的电流，就可以算出用电器在额定电压下的额定功率和不在额定电压下的实际功率。‎ ‎⑶掌握实验电路图和实验连线图。‎ ‎⑷伏安法则电灯的额定功率和实际功率，是中招电学实验的基本题型。要求从：①实验原理；②实验电路图和实验连线图，包括电表量程的正确选择和滑动变阻器的正确接入；③对实验电路故障的分析等多方面掌握。‎ ‎6.焦耳定律 ‎⑴电流的热效应：电流通过任何导体时，导体都要发热的现象。‎ ‎⑵焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。即：公式中，电流、电阻和时间的单位分别是安、欧和秒。‎ 电流产生的热量的单位是J。‎ 注意：焦耳定律的基本形式是，但当电流做功全部转化为内能时（即纯电阻电路），所用计算电功的公式，都可以用来计算电热.但当含有电动机等非纯电阻电路，电流产生的热量只能用进行计算。‎ 注意：电功和电功率的联系：由，可以变形为，在已知条件满足的情况下。使用起来很方便.单位有两套：‎ J ‎ 希望同学们灵活掌握和应用。‎ ⑶ 电路的基本连接是串联或并联，电功或电功率公式中的基本物理量是电流、电压。所以本章知识实际上是一章知识的延续和应用。解题时的基本思路仍然是：‎ a.画出电路简图（如图2-73）；‎ b.在简图上标量；‎ c.应用欧姆定律和串、并联电路的电学特点及电功率公式解题。‎ ‎⑷利用电能表测定用电器的电功率.这是电学实验在实际生活中的应用。首先应明确电能表的表盘上所标量的物理意义。电能表表盘上所标的电压和电流，是电能表正常工作时两端的电压和允许通过的最大电流，如果电压或电流大于所标的值，电能表就可能烧坏。电能表上标有的每转数，如720，意义是：当用电器消耗的电能时，电能表表盘转过720转。如果只让一个用电器工作，用秒表记下电能表表盘转过转所用的时间，则就可以根据上述数据计算出用电器的点功率。‎ ‎ 典型例题 例1把标有“12，12”的灯和“12，6”的灯串联起来接在电源电压为12的电路中，正确的说法是　　(　　　　)‎ A.　、两灯均能正常发光 B.  、两灯均不能正常发光，但较亮 C.  、两灯均不能正常发光，但较亮 D.  把电源电压提高到24，、两灯都能正常发光 解析：本题主要考查是否知道灯泡正常发光的条件及亮度的比较方法。‎ 要使灯泡正常发光，加在灯泡两端的电压必须等于它们各自的额定电压。额定电压均为12的两灯串联接在12的电源上，加在灯泡两端的电压均小于12，显然选项错，若将两灯串联接在24的电源上.因，则各灯两端分得的电压均不为12，则是错误的。‎ 灯泡的亮度取决于它消耗的实际功率大小，即因相同，所以有，灯较亮。‎ 答案：B 例2普通电熨斗工作时可以看成一根电热丝，通电加热即可使用。马老师把电熨斗串联一只“220、40”的灯泡，用来调节电熨斗的温度，方便熨烫不同衣服，如图2－76所示，电熨斗的额定电压和额定功率分别为220、100。‎ ‎⑴用物理知识分析开关的通断对电熨斗温度的影响；‎ ‎⑵计算开关在通断状态下电熨斗所消耗的电功率。‎ 解析：考查是否会用学过的知识解决实际问题。解答本题的关键是明确开关闭合或断开时电路的连接情况。‎ ‎⑴当闭合时，灯泡被短路，只有电熨斗连入电路；当断开时，灯泡与电熨斗串联在电路中。由可知，当断开时，大，小，小，电熨斗温度低;闭合时小，大，大，电熨斗温度高。‎ ‎⑵当闭合时，加在电熨斗亮端的电压等于其额定电压，于是有。‎ 当断开时，灯与电熨斗串联，‎ ‎，‎ ‎≈8.2‎ 例3如图2－77所示电路，电源电压不变，闭合开关，当滑动变阻器的滑片位于端时，电流表的示数是0.2，电阻与滑动变阻器两端电压之比3：5，此时消费的功率是1.2，已知，求：‎ ‎⑴的电阻值；‎ ‎⑵滑动变阻器的最大电阻值;‎ ‎⑶当滑片在端时，请通过计算说明电流表的示数如何。‎ 解析：⑴题目告诉了上消耗的功率及通过的电流。这样不难求。‎ ‎⑵与串联，电压与电阻成正比，也易求得。‎ ‎⑶当在端时，与串联，在端时，串联，利用其中不变量，电源电压及阻值不变，得到电流表的关系式，再利用数学知识处理即可。‎ ‎⑴由得：‎ 的电阻值 ‎⑵在端时，与串联，通过它们的电流相等，则的最大电阻为 ‎⑶在端时，、和串联，有电源电压 在端时，和串联有电源电压(为此时电流表示数)‎ 联立①②，消去有 ‎∵即 ‎∴‎ 又∵‎ ‎∴‎ ‎∴‎ 答案：‎ 习题精粹 ‎1. 如图所示，标有“63.6”字样的小灯泡和最大阻值为50，的滑动变阻器串联后接在电源电压恒为6的电路中，设灯泡电阻不变，择下列判断正确的是(提示：答案不惟一)　(　　　)‎ A.无论如何移动滑片，电路中的总功率不会超过2W B.移动滑片P，电路中总功率最小值为0.6W C.当滑片P移动到某一位置时，L和R的总功率相等 D.当滑片P由向移动的过程中，灯泡L的电功率一直是减少的 ‎2 .要使电热器在单位时间内产生的热量减少到原来的一半，下列措施中可行的是  (     )‎ A.电压不变，电阻变为原来的2倍 B.将电压和电阻都减小到原来的一半 C.电阻不变，电压变为原来的2倍 D.电阻不变，电压减少到原来的倍 ‎3.在测定额定电压为2.5、功率约为1.2的小灯泡的额定功率时，备有如下器材：开关一个，导线若干，4.5和6电源各一套，量程为0～0.6、0～3的电流表和0～3，0～15的电压表各一只，标有“200、1”和“10、2”的滑动变阻器各一只，测量时电表的示数必须超过所用量程的一半。‎ ‎⑴应选用__________的电源;‎ ‎⑵电流表量程应选用_________;‎ ‎⑶电压表量程应选用__________;‎ ‎⑷滑动变阻器规格应选择__________;‎ ‎⑸画出实验电路图。‎ ‎4.如图所示电路，电源电压不变，电阻的阻值是2欧。当开关断开时，电压表和的示数之比是5︰7，和的功率之和是消耗功率的4倍。‎ 求：‎ ‎⑴的阻值；‎ ‎⑵断开与闭合时，电阻消耗的功率之比。‎ ‎ ‎ ‎ 参考答案 ‎1.解析：本题是一道多选题，主要考查对欧姆定律和串、并联电路的特点及点功率知识的应用。出现几率100％，所占分值3分。‎ 利用滑动变阻器改变连入电路的电阻，从而改变电路中的电流及部分电路两端电压，进而控制电灯的亮度，是欧姆定律和串、并联电路特点的具体体现。这里只要灵活应用欧姆定律及串、并联电路的特点，就不难解决问题.当变阻器连入阻值为0时，电路的总功率为最大，即等于电灯的功率3.6W；当变阻器全部连入电路时，6×6/‎ ‎；当变阻器连入电路的阻值为10时，和电灯的电阻相等，则二者消耗的功率相等；当变阻器滑片由向滑动的过程中，电路的总电阻逐渐变大，电路中的电流逐渐变小，电灯消耗的功率也逐渐变小。故选B、C、D。‎ 答案：BCD ‎2.解析：本题考查的是对电功率及其变形公式的应用。出现几率100％，所占分值3分。‎ 电功率的基本计算公式是，但本题中没有给出电流，但根据欧姆定律可知，，由此可以很方便比较的大小变化。‎ 由可得，要使减半。‎ 答案：ABD ‎3.解析：本题是一道实验题，考查的是欧姆定律和电流表和电压表量程选择。出现几率100％，所占分值6分。‎ 在电学实验中，正确选择电表量程及滑动变阻器的规格，实际上是实验技能的一种体现.这就要求同学们在平时的实验中，要重视实验过程，明确实验原理、实验步骤.‎ 由于小灯泡的额定电压为2.5，功率约为1.2，所以电源应选择4.5，电压表测量的是小灯泡两端电压2.5，为使示数超过量程的一半，应选择0～3量程。由可知，通过小灯泡的电流约为0.5，所以电流表量程选择0～0.6，可以使示数超过量程的一半。另由欧姆定律可知，小灯泡的电阻约为5，当变阻器连入电路的阻值为，所以变阻器规格选择“10、2”即可。‎ 答案：‎ ‎⑴4.5;⑵0～0.6;‎ ‎⑶0－3;‎ ‎⑷“10，2”;‎ ‎⑸电路图略。‎ ‎4.解析：由图可以看出，当开关断开时、、串联后接入电路，电压表测和的电压之和，电压表测和的电电压之和，其等效电路图如图（甲）所示；当开关闭合时将短接，电路中只有电阻和串联，其等效电路图如图（乙）所示。‎ 在图（甲）中，根据所串联电路的长特点可由电压关系知道电阻关系：根据功率关系及公式．可得出电阻的另一关系式，所以电阻的阻值和的阻值可以求出。于是电阻在两种电路状态下电压关系可以求出，最后根据公式可以求出。‎ ‎（1）设电阻、的总电压为，电阻、的总电压为，当断开时，、、串联，根据串联电路的特点 代入：     ①‎ 又∵      ‎ ‎∴‎ ‎∴                      ②‎ ‎①  ②联立可解得 ‎（2）∴‎ 在图（甲）中，‎ ‎∴‎ 在图（乙）中，‎ ‎∴‎ 根据公式，一定 ‎∴‎ 即断开与闭合时，电阻消耗的功率之比为。‎ 答案：（1）；（2）  ‎