八年级物理下册知识总结与练习第8章(8电功率).doc

第八章 电功率一、电能1电能是人类使用最普遍的一种能，是依靠各类发电厂、电池把其他形式的能转化来的（二次）能源。用电器工作的过程就是消耗电能的过程，是将电能转化为其他形式能的过程，用电器消耗电能的多少用W表示。来源：发电机、电池把其它形式的能转化为电能； 去向（利用）：通过用电器将电能转化为其它形式的能；电能的优越性：来源广泛 便于输送 使用方便，效率高、污染少2电能表计量用电器在一段时间内消耗电能多少的仪表。电能在国际单位制的单位是焦耳，简称焦(J)，常用单位是千瓦时（度），符号是kWh。1kWh =3.6106J。电能表的单位就是kWh（度），它有几个参数是需要同学们明白其含义的。二、电功率（P） 1定义：用电器在单位时间（1s）内所消耗的电能叫做电功率。用P来表示， 物理意义：表示用电器消耗电能快慢的物理量。2公式：P = Wt = U I（适用于所有电路） 单位：瓦特(W)、千瓦(kW)，1kW=103 W。 P电功率，单位W W消耗的电能，单位J t所用的时间，单位s。3额定功率（P额）、实际功率（P实）： 用电器正常工作时的电压叫额定电压。在额定电压下消耗的功率叫做额定功率。一般在铭牌上标明的就是这两项，它们是用电器的重要性能指标。实际功率是用电器实际消耗的电功率。由公式P = IU可知，实际功率的大小随用电器两端电压的变化而变化。 当U实U实时，P实P额，会影响用电器的使用寿命，甚至会烧坏用电器； 当U实=U实时，P实=P额，用电器正常工作； 当U实U实时，P实P额，用电器不能正常工作。4电功率的测量：（直接看用电器的名牌能了解电器的额定功率） 方法一：原理 P =Wt 用于测量家用电器的电功率。所需器材：电能表与计时器（表）。 两套单位：P（W）、t（s）、W（J）； P（kW）、t（h）、W（kWh）。 计算公式：第一套单位下：P = n3.6106JNt ；第二套单位下：P = nNt 其中：3.6106JN、（kWhN）为表盘转一圈用电器消耗的电能。方法二：原理 P = UI伏安法。能测量小灯泡（电阻）的电功率。测量小灯泡的电功率（电学中的重要实验之一）：原理： P = UI 电路图：如右所示。写出实验报告：实验目的： 实验原理（电路图）： 实验器材： 实验步骤： 数据分析与结论： 实验讨论：结论：灯泡的亮度由实际消耗的电功率决定。实际功率大，灯泡就亮。（与额定功率无关）当U实=U额时，P实= P额，灯泡正常发光。灯泡的亮度与P额没有直接关系，P额大的灯不一定亮。如两个灯泡串联时，P额大的灯反而较暗。在不考虑温度对灯丝电阻的影响时，灯的实际功率与额定功率的关系是：P实P额=U实2U额2。在电路中，白炽灯作纯电阻电路处理。5电功率的计算： P = Wt = IU，适用于各种用电器，为普适公式。P = I2R = U2R只适用于纯电阻电路（将消耗的电能全部转化为热的电路）。6串、并联电路的电功率分配特点：串联电路中，各部分电路消耗的电功率与其电阻成正比，即PR P1P2= R1R2 并联电路中，各支路消耗的电功率与其电阻成反比，即P1R P1P2= R2R1 无论是串联还是并联电路，消耗的总功率都等于该电路中所有用电器的功率之和P总= P1 +P2 +。三、电与热1电流的热效应： 探究：电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关？要求明确：实验目的： 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 实验器材： 实验电路（教材中的两个电路）： 实验方法：控制变量法。实验步骤：（能按照实验过程进行书写） 实验结论： 2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。Q = I2Rt。说明 ： 它用来计算电流热效应产生的热量。公式中的物理量统一用国际单位制。如果电路是纯电阻电路(只含有电灯、电阻等发热元件)，用电器消耗的电能全部转化为热，则有：Q = W = IUt = I2R t = U2tR；如果电路为非纯电阻电路(如含有电动机、电铃等)，则消耗的电能只有一部分转化成热，有QW，只能用Q = I2R t来计算电热。电热器：利用电流的热效应而制成的发热设备。 制作原理：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。3电功率和安全用电：家庭电路中造成电流过大的原因有二：短路和用电器总功率过大。为了安全，电路中必须安装保险丝（或空气开关），保险丝应选择规格要合适，绝不能用铜丝、铁丝代替保险丝。例：如图3所示，R1= 20，R2= 40，电源电压保持不变。 当S1、S2都闭合时，电流表A1的示数是0.6A，小灯泡L恰好正常发光，求电源电压。 当S1、S2都断开时，电流表A2的示数是0.2A，求电灯泡的实际功率。 求小灯泡的额定功率。解析：当S1、S2都闭合时，R2被短路，R1与灯L并联接在电源上。此时灯恰正常发光。由并联电路的特点可知：U = U1= UL额= I1R1 = 0.6A20=12V。 当S1、S2都断开时，R1断路，R2与灯L串联接在电源上。U2 =IR2 = 0.2A40= 8V UL实=UU2 =12V8V= 4V PL实= IUL实= 0.2A4V = 0.8W RL = UL实I = 4V0.2A = 20 PL额 = UL额2RL = 12V20= 7.2W四、生活用电常识：1家庭电路的组成及各组成元件的作用（P54图8.61）： 组成：进户线（火线、零线）、电能表、总（闸刀）开关、保险（装置）盒、插座、灯座、开关及其它用电器（按顺序记忆）。组成元件的作用： 进户线：电源与用电器的连接线，火、零线间的电压为220V； 电能表：（装在家庭电路的干路上）测量用户在一定时间内（用电器）消耗电能多少的装置； 总开关：控制整个家庭电路通断（检修时用于切断电源）的； 保险盒（空气开关）：保险盒中装有保险丝，当家庭电路中电流过大时，它能自动切断电路，起到保护电路的作用，保险盒要串接在火线上； 插座：用于连接可移动式用电器（有固定、移动的，有二孔和三孔的）； 灯座：安装照明灯具； 开关：控制单个用电器； 各种用电器：是消耗电能的装置。2家庭电路的连接：各种用电器都是并联接入电路的，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。3火线和零线：火线是“端线”的俗称，零线是与大地相连通的。4试电笔（P54图8.62）： 作用：判断零线和火线。氖管发红光说明接触的导线是火线或接触点是与火线连通的。使用：手拿笔体，拇指接触笔尾金属体，笔尖金属体与进户线的一根接触。手指千万不能碰到笔尖金属体。试电笔接触火线时，如果观察不到氖管发光，原因可能是：试电笔氖管已坏或手没有接触笔尾金属体或火线断路； 检修电路时，若灯泡不亮，火、零线都能使试电笔氖管发光，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。5三线插头和漏电保护器：三线插头：火线（L）、零线（N）、地线（E）它与用电器的金属外壳相连。三线插座：火线、零线（左零右火）、地线它与室外的大地相连。 把三线插头插在三孔插座里，在把用电部分连入电路的同时，也把用电器的金属外壳与大地连接了起来，万一用电器的外壳与火线相连通而带电，电流就会经地线流入大地，从而保护人身安全。正常情况下，火线、地线间也有220V的电压，而零线、地线间的电压为 0V。6漏电保护器（多与总开关组合在一起形成漏触电保护开关）：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，这是总开关上的“漏电保护器”就要起作用了，它会迅速的切断电流，对人体起到保护作用。7两种类型的触电：同时接触火线与零线； 同时接触火线与大地。安全电压：不高于36V。动力电路电压380V，家庭电路电压220V都超出了安全电压。安全用电原则：不接触低压带电体，不靠近高压带电体。（不接触高于36V的带电体；不靠近高压带电体；不弄湿用电器；不损坏电器设备中的绝缘体。例：如右图所示，是某同学画的两盏电灯和两只插座连人家庭电路的部分电路图。该图中出现错误的地方是 。DZL10型额定工作电流10A额定漏电动作电流30mA最大工作电流50A漏电分断时间0.1s额定漏电不动作电流15mA例：小红家的家庭电路进户开关上安装着漏电保护器，其额定漏电动作电流为30mA，额定漏电不动作电流为15mA,漏电分断时间t0.1s，上面写着如右表一些数据，根据你的理解： (1)在以下几种说法中正确的是 （ ）A漏电电流大于30mA，保护器会在0.1s之内切断电源B漏电持续时间超过0.1s时保护器才能动作C当漏电电流达到50A时就能起到可靠的保护作用D只有当用电电流大于10A时，才能起到保护作用(2)在制作设计时，额定漏电动作电流的值越大越好，还是越小越好? 漏电分断时间越长越好，还是越短越好? 物理量、物理定律与定义式、物理规律、串并联电路特点总结 电学中涉及到的物理量：电流I、电压U、电阻R、电功率P、电能W、电热Q欧姆定律：内容P26 数学表达式：I = UR 焦耳定律：内容P49 数学表达式：Q = I2Rt 电功率定义式：P = Wt ；计算式： P = UI （两种测量电功率方法的原理） 实际功率与额定功率：实际功率随电压变化而变化，根据P=U2R得：P实P额= U2实U2额 如果U减小为原来的1n 则：P= U2R = P （如：U实 = U额2 P实 = P额 4） 用电器不工作或被烧坏时，P实= 0。 电能的计算： W =P t = UI t （电流的做功与消耗的电能是等值的） 对于纯电阻电路：Q = W = UI t = I2Rt = U2 tR 电热功率：PQ = Qt = U I = I2R = U2R 对于非纯电阻电路：（通过电流做功）电能转化为内能和其它形式的能WQ 且WQ ，这种情况下，电能只能用W = UI t来计算，电热只能用Q = I2Rt来计算。WQ = E 即为除内能外的其它形式的能（如机械能，化学能等），这部分能量占绝大部分，电热占少部分。串联电路的基本特点与规律：电流：文字表述：电流处处相等，数学表述：I = I1 = I2 = =In。电压：文字表述：总电压等于各部分电压之和，数学表述：U =U1+U2 +Un U = nU1。电阻：文字表述：总电阻等于各部分电阻之和，数学表述：R =R1+R2 +Rn R= nR1。 电功率：总功率等于各部电路消耗的电功率之和，即P = P1+ P2+ Pn P = nP1电 能：总电能等于各部电路消耗的电能之和，即W = W1+ W2+ Wn W = nW1电 热：总电热等于各部电路产生的电热之和，即Q = Q1+ Q2+ Qn Q = nQ1分压规律：各部分电路两端的电压与其电阻成正比，即UR U1U2= R1R2功率分配规律：各部分电路消耗的电功率与其电阻成正比，即PR P1P2= R1R2并联电路的基本特点与规律：电流：文字表述：干路电流等于各支路中电流之和，数学表述：I =I1 +I2 +In I = nI1。电压：文字表述：各支路两端的电压都相等， 数学表述：U = U1 = U2 = = Un 电阻：总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和，即1R=1R1+1R2 +1Rn R= R1n。 电功率：总功率等于各支路消耗的电功率之和，即P = P1+ P2+ Pn P = nP1(同时工作)电 能：总电能等于各支路消耗的电能之和， 即W =W1+W2+Wn W = nW1(同时工作)电 热：总电热等于各支路产生的电热之和， 即Q =Q1+Q2+Qn Q = nQ1(同时工作)分流规律：流过各支路的电流与其电阻成反比，即I1R I1I2= R2R1功率分配规律：各支路消耗的电功率与其电阻成反比，即P1R P1P2= R2R1由上述可知：用电器无论串联还是并联，总电能、电功率、电热的计算公式是相同的。电能、电热的分配规律与电功率的分配规律相同。练 习 题一、填空题：（14题每空1分，59题每空2分，共33分）1小亮家3月底电能表盘的示数是106.7kWh，4月底的电能表盘的示数如图1所示，那么小亮家4月份用了 度电。如果按每度电0.6元计算，则他家本月应该缴纳 元的电费。 2电功率为40W的灯泡正常连续工作25h，消耗的电能是 J，合 kWh。National 微电脑电饭煲型号 SRCP15 220V880W 50Hz净重 4kg容量 4L 3用电器的额定功率是指用电器 的电功率。用电器的实际功率是随着它两端的 而改变的。例如标有“220 V 60 W”字样的灯泡接在110V的电路中时，灯泡的实际功率是 。4右表所示是某电饭煲铭牌上的一部分技术数据。由这些数据可知这个电饭煲的额定功率是 ，正常工作时的电流是 A。5一个白炽灯泡铭牌上标有“220V 100W”字样，则这盏灯的灯丝电阻为 。如果灯丝烧断之后重新将灯丝搭上，设灯丝电阻变为440，则通电后，灯丝中实际电流为 A；通电1min，灯丝实际消耗的电能为 J。6输电线的电阻为0.5，输送功率为105kW，输电电压为106V，那么输电线中的电流是 A，输电线发热消耗的功率是 W。家用电器待机功率PW每天平均待机时间th彩色电视820VCD12227一个标有“220 V 500 W”的电热器，在额定电压下使用，通过它的电流为 A，通电10min，产生的热量是 J。 8很多家用电器都有待机功能，比如，电视可以用遥控器关机而不必断开电源。这一功能虽给人们带来了方便，但电器在待机状态下仍有能耗。上表是小明家两台电器的数据统计。这两台电器每天待机共耗电 度。若能及时断开电源，他家每月可以节约电费 元。（电价为0.55元度，每月按30天计算) 9现有两个灯泡L1、L2，分别标有“10V 10W”和“9V 5.4W”的字样。当将它们串联使用时，电路两端允许加的最大电压是 V；当将它们并联使用时，干路允许通过的最大电流是 A，电路消耗的最大功率是 W。二、选择题 （每题2分 共30分） 10安装在家庭电路中的电能表，测量的是 ( ) A电流 B电压 C电能 D电功率 11标有“6 V 6 W”、“6 V 3 W”的灯L1和L2，串联接在某电源上。设灯丝电阻不变，则 A通过灯L1、L2的电流之比为2:1 B灯L1、L2的实际功率之比为1:2 ( ) C电源电压为18 V时，L2正常发光 D电源电压为9 V时，L1正常发光 12把标有“PZ220 V 100 W”的甲灯和“PZ220 V 15 W的乙灯相比较，下列说法中正确的是 ( ) A甲灯的灯丝较细，正常发光的电流较小 B甲灯的灯丝较粗，正常发光的电流较大 C乙灯的灯丝较细，正常发光的电流较大 D乙灯的灯丝较粗，正常发光的电流较小13在下列现象中，不可能引起家中保险丝熔断的是 ( ) A开关中的两个线头相碰 B电路中增加了大功率的用电器 C插座中的两个线头相碰 D室内电线绝缘皮损坏14在一个寒冷的冬天,小明家来了许多客人,当他刚把第二个电烤炉接人电路中时,家里所有的灯突然熄灭,电烤炉也不发热,检查后发现保险丝断了。导致保险丝烧断的原因可能是 A电路中用电器的总功率过大 B第二个电烤炉的电阻丝烧断了 ( ) C灯泡的灯丝烧断了 D开关接触不良 15电炉丝通电后热得发红，而与电炉丝连接的铜导线却不怎么热，这主要是因为( ) A通过电炉丝的电流比通过铜导线的电流大 B铜导线有绝缘层，所以不怎么热 C铜导线比电阻丝传热快，所以不怎么热 D铜导线的电阻小，所以消耗的电能少，电炉丝的电阻大，消耗的能量多16小明利用电能表测量某一家用电器的电功率。当电路中只有这一个用电器连续工作时，测得在1h内，消耗的电能为1.2kWh，那么这一个用电器是 ( )A电冰箱 B普通白炽灯 C彩色电视机 D壁挂式空调机17通常情况下，下列家用电器中，额定功率从小到大排列正确的是 ( )A电子石英钟、日光灯、电热水器、电冰箱 B日光灯、电子石英钟、电热水器、电冰箱C日光灯、电子石英钟、电冰箱、电热水器 D电子石英钟、日光灯、电冰箱、电热水器18把标有“8V 16W”的灯泡L1和“12V 36W”的灯泡L2串联后接在电源两端，其中一只灯泡正常发光，另一只没有达到其额定功率：则 ( ) A电源电压为20V B电路中电流为3AC两灯泡的总功率为32W D灯L2的实际功率小于灯L1的实际功率19下列关于电功率的说法正确的是 ( )A用电器在相同时间内消耗的电能越多，电功率越大 B串联的几只灯泡工作时，电阻大的消耗的功率小C电功率是用来表示用电器消耗电能多少的物理量D灯泡两端所加的电压不等于额定电压时，消耗的功率可以等于额定功率20在已经接好的照明电路中，若再增添大功率的用电器，则 ( ) A只需更换额定电流较大的保险丝 B继续使用原来的线路 C只需换较粗的导线，别的可不必考虑D应计算电路最大正常工作电流，重新选用合适的导线、保险丝和电能表21在“测定小灯泡功率”的实验中，某同学电路连接正确，闭合开关，灯泡发光，但无论怎样调节滑动变阻器，电压表的示数虽然有变化，却始终达不到灯泡的额定电压值，其原因可能是 ( ) A变阻器的电阻太大 B电压表的量程太大 C电流表的量程太大 D电源的电压太低22在计算电流产生热量（电热）时，下列公式能普遍适用的是 （ ）AQ = P t BQ =U I t CQ =U 2 tR DQ =I 2Rt 23人们的工作、学习和生活都离不开电，树立安全用电意识十分重要，下列做法中不符合安全原则的是 （ ）A家用电器的金属外壳要接地 B用湿布擦正亮着的台灯灯泡 C使用测电笔时，手按住笔尾金属体，用笔尖接触被测导线 D发现家用电器或导线失火时，必须先切断电源，然后再救火24某同学在做“测定小灯泡功率”的实验时，所用电路如图2所示。已知他所用电流表的量程为00.6A，电压表的量程为03V，电源电压6V保持不变，滑动变阻器的最大阻值为50，小灯泡正常工作时电阻RL为10。开关S闭合后，在实验操作无误的情况下，下列说法正确的是 ( ) A电压表的最小示数为1 V B滑动变阻器消耗的最小功率为0 WC电流表最大示数为0.6 A D小灯泡消耗的最大功率为1.8 W三、实验探究题 （20题8分，21题5分， 共13分）25按图3所示电路对额定电压为3.8V的小灯泡进行实验时，测得5组实验数据，并记录在表中，同时记录了小灯泡亮度变化的情况。次数12345U/V3.03.53.84.04.5I/A0.280.300.310.320.34亮度 增加 请你仔细分析实验数据和实验现象，回答以下问题： 小灯泡的额定功率是 ；小灯泡亮度变化的规律是 ； 除了表格中列出的数据和现象外，你还能发现的问题有 。26现给你提供如下器材：一个电源、一个小灯泡、一个滑动变阻器、一个开关和若干导线。 请你在图4所示的虚框中设计一个电路，使灯泡既能正常发光，又能起调光作用。如果将这样的调光方式用到家庭照明电路中，能否真正起到节能作用? 请说说你的想法。27四、综合应用题 （22题6分，23题8分，24题10分， 共24分）27从公式P = I 2R来看，电功率与电阻成正比；公式P = 来看，电功率与电阻成反比，这两个结论是否矛盾? 说说你的道理。 28摩托车有左、右两个转向灯L左、L右，它们的规格均为“6V 9W”，仪表盘上另有转向指示灯L，规格为“6V 1W”，电源电压为6V。当开关拨至左边时，L左正常发光，提醒行人摩托车将要向左转；而另一侧的L右与L组成如图5所示的电路，L发光用来提示驾驶员L左亮了，但此时L右不发光。把开关拨至右边时的道理和左边时一样。分别求出转向指示灯L和转向灯L左、L右正常工作时的电阻；求出图5中通过L右和L的电流(不计温度对灯丝电阻的影响)；图5中，L右虽然有电流通过，但不发光。试通过计算说明此时L右不发光的原因。用电器额定功率数量照明灯40W8盏彩电100 W1台洗衣机150 W1台电冰箱100 W1台电饭煲750 W1个闸刀开关上保险丝的额定电流为10A电能表上标有“220V 10A”字样 29炎热的夏天到了，小明的父亲想添置一台1kW的空调机，他要小明从安全用电方面考虑，帮助解决这一问题。为此小明对家中的用电情况进行了调查，记录如下表。 试通过计算说明小明家中原有电路上再安装这样一台空调机是否安全。 为了保证小明家能安装这台空调机，请你从安全用电的角度考虑，帮助小明提出合理的解决办法。参考答案一、填空题：（14题每空1分，59题每空2分，共33分）170.5 42.3； 23.6106 1； 3正常（额定电压下）工作时 电压 15W； 4880W 4； 5484 0.5