复习：电功率 满中中学1.doc

第八章电功率知识点复习提纲一、电能1、电能电灯泡把电能转变为光能，电动机把电能转变为动能，电热器把电能转变为热(内能)。2、电能的计量(1)电能用表示(2)电能的单位：焦J 千瓦时（度）kWh 1 kWh=36106 J(3)测量电能用电器在一段时间内消耗的电能可以通过电能表（也叫电度表）计量出来。电能表上“220V” 表示该电能表应该在220伏的电路中使用； “10（20）A”表示该电能表的标定电流为10安，在短时间应用时电流最大不能超过20安；“50Hz”表示该电能表在50赫的交流电路中使用；“600 revs/kWh”，表示接在该电能表上的用电器，每消耗1千瓦时的电能，电能表的转盘转600转。读数：A、测量较大电能时用刻度盘读数。最后一位有红色标记的数字表示小数点后的一位数。电能表前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。B、测量较小电能时，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108转。则10分钟内电器消耗的电能W = （108/3000）3.6106J = 1.296105J.图1例、【2009福州市】家庭中的电灯、电视机、电风扇等用电器都是并联在电路中的。小林家4月底电能表读数为2708.7 kWh，5月底电能表读数如图4所示，那么5月份他家消耗了110 kWh的电能。二、电功率1、电功率在物理学中用电功率表示消耗电能的快慢。电功率用P表示。单位：瓦（W） 千瓦（kW） 1kW=1000W。用电器电功率的大小等于它在1s内所消耗的电能。家用电器的电功率：空调 微波炉 电炉 电热水器 都是约1000W 电吹风机 洗衣机 约500W 电子计算机 电视机 约200W 电冰箱 电扇 约100W 手电筒 约0.5W公式：P = 公式中各符号的意义和单位：P 用电器的功率瓦特（W）W 消耗的电能焦耳（J）t 所用的时间秒（s）例、【2009上海市】标有“220V 100W”字样的家用电器正常工作时的电功率【 C 】A大于100瓦B小于100瓦C等于100瓦D无法判断2、“千瓦时”的来历由公式P=W/t变形后，得W = P t，如果P、t的单位分别是千瓦、小时，那么它们相乘之后，就得到千瓦时（度）。1千瓦时是功率为1kW的用电器使用1h所消耗的电能。例、功率为4.5千瓦的一台电动机，带动水泵工作2时，共做_3.24107_焦的功。3、额定功率用电器正常工作时的电压叫做额定电压，用电器在额定电压下的功率叫做额定功率。电灯泡上标有“PZ220V 25W”字样，表示电灯泡的额定电压是220伏，额定功率是25W。灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小。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）当U实 U额时P实 P额 长期使用影响用电器寿命（灯发光强烈），用电器烧坏（灯丝烧断）例、灯L1“220V 100W”，灯L2“220V 25W”相比较而言，L1灯丝粗短，L2灯丝细长。两灯并联时，灯L1亮；两灯串联时，灯L2亮。4、电功率的测量理论分析证明： P = UI公式中各符号的意义和单位：P功率瓦特（W），U电压伏特（V），I电流安培（A）根据 I=U/R P=UI 得:P = UI = U U/R=U2/R 即P = U2/R根据 U=I R P=UI 得:P = UI = IRI = I2 R 即P = I2 R图2例、【2009兰州市】一台电动机正常工作时，两端的电压为220V，通过线圈的电流为10A，若此线圈的电阻为2，那么它的电功率是2200W，这台电动机1min内产生的热量是12100J。三、测量小灯泡的电功率伏安法测灯泡的额定功率：原理：P=UI电路图(与用伏安法测电阻的电路图相同)： 所需仪器：电流表、电压表、滑动变阻器、电池组、开关、小灯泡、导线。实验目的：测定小灯泡在三种不同电压下的电功率：U实 = U额 U实 1.2 U额 U实 U 额 实验结论：对于同一小灯泡来说，其实际功率随着它两端电压的变化而变化。实际电压越大，灯泡的实际功率越大；只有在额定电压下它才能正常发光，此时的实际功率等于额定功率。选择和连接实物时须注意：电源：其电压高于灯泡的额定电压滑动变阻器：接入电路时要变阻，且调到最大值。根据能否调到灯泡的额定电压选择滑动变阻器。电压表：并联在灯泡的两端。“+”接线柱流入，“”接线柱流出。根据额定电压选择电压表量程。电流表：串联在电路里。“+”接线柱流入，“-”接线柱流出。 根据I额=P额/U额 或I额=U额/R 选择量程。图3例、【2009泰安市】如图3所示，闭合开关，将滑动变阻器的滑片向上滑动时，观察到的现象是【 C 】A灯泡变暗，电压表示数变大 B. 灯泡变亮，电压表示数不变 C电路消耗的总功率变小，电压表示数不变 D. 电路消耗的总功率变大，电压表示数变大 四、电与热1、电流的热效应电流通过导体时电能转化成热，这个现象叫做电流的热效应。与电流的热效应有关的因素：在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多；在通电时间一定、电阻相同的情况下，通过的电流越大，产生的热量越多；在电流、电阻相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越多。实验采用煤油的原因：在相同条件下吸热，温度升高得快；煤油是绝缘体。图4实验原理：根据煤油在玻璃管里上升的高度来判断电流通过电阻丝通电产生电热的多少。8、【2009威海市】图4是“探究电流通过导体产生热量与导体电阻关系”的实验装置，两阻值分别为R和2R的电阻丝浸在相同质量和相同初温的煤油中，每一烧瓶里各插一支温度计，则闭合开关，经过一段时间，两电阻丝产生热量的多少是通过温度计的示数反映出来的；采用这种连接方式的目的是串联。2、焦耳定律焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。计算公式：Q = I2Rt (适用于所有电路)符号的意义及单位：Q热量焦耳（J） ，R电阻欧姆（），I电流安培（A），t时间秒（s）对于纯电阻电路 Q=W=Pt=UIt= U2t/R=I2Rt图5例、【2009河南省】用同种材料制成两段长度相等、横截面积不同的圆柱形导体，甲比乙的横截面积大，如图5所示。将它们串联在电路中，通电一段时间后，比较甲、乙两导体升高的温度正确的是【 B 】A.甲导体的温度升高得多 B.乙导体的温度升高得多C.甲、乙两导体升高的温度相同D.条件不足，无法判断3、电热的利用和防止利用电热：电热水器、电饭锅、电熨斗防止电热：电视机的后盖有很多孔，电动机的翼状散热片例、【2009锦州市】小洁家购买了一台电饭锅，在使用时闻到橡胶的焦糊味，用手摸其电源线发现很热，而其它用电器仍正常工作，请你用所学的物理知识帮小洁分析一下，发生这一现象的原因是【 C 】 A.电压太高B.导线太粗C.导线太细D.导线太短4应用电热器：定义：利用电流的热效应而制成的发热设备。原理：焦耳定律。组成：电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的合金制成。优点：清洁卫生没有污染、热效率高、方便控制和调节温度。例、【2009泰安市】图6是某品牌家用电饭锅的工作原理图，已知R2 的阻值为44；单独闭合开关S1时，电饭锅处于保温状态，此时的保温功率为40W。求：（1）R1阻值是多少？（1210欧姆）图6（2）同时闭合开关S1、S2，电饭锅工作1min消耗多少电能？ W=W1+W2=Pt+U2.t/R=40W60S+(220V)2/4460s=68400J五、电功率和安全用电1、电功率和安全用电由于各种用电器都是并联的，供电线路上的电流会随着用电器的增加而变大，不要让供电线路上的总电流超过供电线路和电能表所允许的最大电流值。家庭电路电流过大原因：短路、用电器总功率过大。家庭电路保险丝烧断的原因：发生短路、用电器功率过大、选择了额定电流过小的保险丝。例1、【2009宜昌市】实验室购买了一批规格为“2.5V 0.75W”的小灯泡，某同学在利用其中一只小灯泡做测量电功率的实验时，得到了如下一组数据。次数第一次第二次第三次电压/V32.52电流/A0.440.40.34（1）分析这组数据，你认为该小灯泡是否合格：不合格_，其原因是：_当U=2.5V时，不等于_额定功率_。（2）假如生产这种小灯泡钨丝的粗细是一定的，则这个小灯泡内钨丝的长度与合格产品相比是长了还是短了：短，原因是：根据P=U.U/R可知，电压相同时，电阻越小，电功率越大。用这只小灯泡做实验时，容易出现的故障是发热多，烧坏灯丝。例2、【2009江苏省】某照明灯额定电压是36V，正常发光时灯丝电阻为24，则照明灯的额定电流是1.5A如果电源电压是48V，为使照明灯正常发光，可以在电路中串联一个阻值为8的电阻2、保险丝的作用保险丝是由电阻率较大、熔点较低的铅锑合金制作的。保险丝电路符号： 保险丝保险原理：当电流过大时，它由于温度升高而熔断，切断电路，起到保护的作用。 连接：与所保护的电路串联，且一般只接在火线上。选择：保险丝的额定电流等于或稍大于家庭电路的最大工作电流。规格：越粗额定电流越大。注意：不能使用过粗的保险丝。更不能用铁丝、铜丝、铝丝等代替保险丝。（铜丝的电阻小，产生的热量少，铜的熔点高，不易熔断。）六、生活用电常识1、家庭电路的组成家庭电路的组成部分：进户线(火线零线)、电能表、总开关、保险装置、插座、灯座、开关、用电器。家庭电路的连接：各种用电器是并联接入电路的，插座与灯座是并联的，控制各用电器工作的开关与电器是串联的。2、火线和零线进户的两条输电线中，有一条在户外就已经和大地相连，叫做零线，另一条叫做端线，俗称火线。用试电笔可以判断哪条是火线。使用时，如果被测导线是火线，电流经过笔尖、电阻、氖管、弹簧，再经过人体、经过大地，流到零线，与电源构成闭合电路，氖管就会发光。如果笔尖接触的是零线，不能形成闭合电路，氖管中不会有电流，也就不会发光。试电笔中电阻的作用十分重要。试电笔中的电阻约有一百万欧姆，所以，使用时，通过人体的电流很小，不会伤害人体。3、三线插头和漏电保护器三线插头其中的一条接火线（通常标有L字样），一条接零线（标有N），第三条（标着E）接用电器的金属外壳，插座上相应的导线和大地相连。万一用电器的外壳和电源火线之间的绝缘损坏，使外壳带电，电流就会流入大地，不致对人造成伤害。正常情况下，用电器通过火线、零线和供电系统中的电源构成闭合电路。如果站在地上的人不小心接触了火线，电流经过人体流入大地，漏电保护器就会迅速切断电流，对人身起到保护作用。4、两种类型的触电人体同时接触火线和零线，人体、导线和电网中的供电设备构成了闭合电路。人体同时接触火线和大地，人体、导线、大地和电网中的供电设备构成了闭合电路。5、触电的急救如果发生了触电事故，要立即切断电源，必要时应该对触电者进行人工呼吸，同时尽快通知医务人员抢救。例、某次检修电路时，发现灯泡不亮，火线零线都能使测电笔发光，可能的原因是：（火线完好，零线处有断路，被测段零线通过用电器和火线构成通路）。区别联系符号定义单位换算单位符号测量工具电荷量电流电压电阻电功电功率电热电学物理量比较电学实验比较探究电流电压电阻关系测小灯泡电 阻测定值电阻测定小灯泡功 率原理器材及作用电路图注意事项数据处理实验结论材料比较电阻丝发热体保险丝相同点不同点要点考点聚焦测定小灯泡的功率的实验是本章的重点内容，其中电功率的概念及其计算，用电器额定电压、额定功率和实际电压、实际功率的联系、区别及计算，用电压表和电流表的计算公式的应用，用电器额定功率和实际功率的区别和计算，小灯泡的功率的测定实验的讨论是难 点.复习 时要弄清概念之间的联系和区别.并注意以上重点知识在实际电路中的应用.与上述内容相 关的考点有：电功率的基本概念、额定电压、额定功率和实际功率的概念，用电器电功率与 电阻的变化关系，测定小灯泡的功率的实验，将功率与串、并联电路特点及欧姆定律联系 起来进行综合考查，同一电路中不同用电器的功率的比较等.初中电学中电功率的计算都 是与串、并联电路特点和欧姆定律相结合的，所以分析电路串、并联情况和熟练运用串、并 联特性及欧姆定律是解题的关键，此外深入剖析用电器的电功率的变化与电压、电阻的变化 关系，往往在解题中起到事半功倍的效果.有关电功率问题，在今后的中考试题中将可能向 综合性、解题技巧性、紧密联系日常生活方面提出更高的要求.典型例题解析【例1】下列判断中正确的是( C )A.根据P=I2R可知，电阻越大，电功率也越大B.根据P=U2/R可知，电阻越大，电功率反而越小C.根据P=UI可知，同一导体两端的电压越小，电功率也越小D.根据P=W/t可知，电流做功越多，电功率也越大 【例2】在如图所示的电路中，灯L上标有“6V，6W”字样，当S闭合 时，A的示数为0.5安，则灯L消耗的功率为_1.5_瓦.【例3】甲灯泡标有“6V，6W”，乙灯泡上标有“12V，9W”字样，现将甲 、乙两灯串联在同一电路中，其中一灯恰好正常发光，另一灯泡可长时间工作，求此时另外 一灯的功率.【例4】在测定小灯泡额定功率的实验中，已知电源电压6伏，小灯泡的额 定电压3.8伏，灯泡电阻约12欧.(1)图9-2-4甲是是未接完的实验电路，请用画线代替导线，完成电路连接.(2)闭合开关前，应使滑动变阻器的滑片P置于_端.若闭合开 关， 灯不亮，电压表的示数接近6伏，电流表示数几乎为零，出现这种现象的原因可能是_.(3)闭合开关后，电压表的示数是2.5伏，应将滑片P向_端移动 ，直至电压表的示数为3.8伏，这时电压表的示数如图9-2-4乙所示.那么小灯泡的额定功 率是_瓦.【例5】已知电路是由两个定值电阻、一个开关和电压为60V的电源用导线 连成的.当开关S处于某一状态(打开或闭合)时，电路的功率为40W，当开关处于另一状态时 ，电路的电功率增加了20W.求这两个定值电阻的阻值.(a) ：R1=90 ，R2=180(b)： R2=90 ，R1=180(c) ：R1=60 ，R 2=30 (d)： R1=30， R2=60中考电功率计算题走向电功率计算是历年中考命题的热点内容之一，纵观近几年中考电功率计算题的走向，会发现除了一直保持着的紧密联系工农业生产和日常生活实际这一大特色外，开始又有了新动向，就是将计算与其它题型结合起来，改单纯的计算为计算与说理、计算与设计、计算与评估等，向以计算为主体的综合型计算方向发展。1. 计算与评估例1. 图（a）是某同学为探究调光灯工作原理而设计的一个调光电路，已知元件的规格分别为：灯泡（6V3W）、变阻器（018）电源电压为6V。（设灯丝的电阻不随温度而改变）（1）S闭合时，把滑动变阻器的滑片从B调到A，求A表和V表的读数变化范围以及灯泡的最小功率。（2）另一位同学设计的调光电路如图1（b）所示，请对这两种调光电路作出你的评价。解析：（1）灯丝的电阻。当S闭合、P在B端时，变阻器全部电阻接入电路，这时电路中电流最小，灯泡两端的电压也最小，UL=IRL=0.2A12=2.4V，灯泡的功率最小，PL最小=ULI=2.4V0.2A=0.48W。P在A端时，电路中只有一个灯泡，电压表示数为电流电压U=6V，电路中的电流为（或此时灯泡正常发光）。滑片P从B调到A，A表示数变化范围为0.2A0.5A，V表示数变化范围为2.4V-6V。（2）对这两种调光电路的评价具有开放性，如：（b）图调光电路好，当P滑到a端时，灯泡被导线短路，不发光，P滑到b端时，灯泡跟变阻器并联正常发光，故它的功率范围为03W；而a图中，灯泡的功率范围较小，为0.48W3W。也可答成（a）图调光电路好，a图中灯泡正常发光时，变阻器不连入电路，不消耗电能，而（b）图中的变阻器仍消耗电能！等等。2. 计算与设计例2. 如图2所示，右边虚线框内有两个阻值相等的电阻R1、R2和一个开关S，当开关S闭合时，电流表的示数增加0.2A，电路的总功率增加1.6W。请你画出两种可能的连接电路图，并分别计算电源电压U和电阻R1、R2的值。解析：先将两种可能的电路设计出来，两电阻R1、R2的连接无非是串联、并联两种，我们设计成：（1）R1、R2串联，然后用开关S对其中一个短路，如图3所示；（2）先将R1连入电路，然后通过闭合开关S，使R2与R1并联，如图4所示。设开关S1闭合前，电路中的总电流为I前，总功率为P前；S闭合后，电路中的总电流为I后，总功率为P后。我们抓住电路中的总电压不变，有：P前=UI前，P后=UI后，P后-P前=U（I后-I前），。对于图3，有：，R=20，R2=R1=20，对于图4，有：，R2=40，R1=R2=403. 计算与说理例3. 如今电力供求矛盾日益突出，为缓解电力紧张的局面，电力部门极力推荐市民使用节能灯，日前市场上有一种“220V 11W”的节能灯，它的发光效果与“220V 60W”的普通白炽灯相当。表中所列为这两种灯的参数。（1）节能灯正常工作时通过的电流是多少？（2）根据表中有关参数，通过计算说明：在正常使用的情况下哪一种灯在经济上更具有优势。额定电压（V）额定功率（W）平均寿命（h）售价（元/只）电费（元/度）白炽灯2206015002.50.5节能灯220116000220.5解析：（1）节能灯正常工作时，通过的电流。（2）以一只节能灯平均使用寿命内所需成本来进行比