电功率知识点及习题(带答案).doc

第八章 电功和电功率 1电功（W）：电流所做的功叫电功， 2电功的单位：国际单位：焦耳。常用单位有：度（千瓦时），1度=1千瓦时=3.6106焦耳。 3测量电功的工具：电能表（电度表） 4电功计算公式：W=UIt（式中单位W焦(J)；U伏(V)；I安(A)；t秒）。 5利用W=UIt计算电功时注意：式中的W.U.I和t是在同一段电路；计算时单位要统一；已知任意的三个量都可以求出第四个量。 6. 计算电功还可用以下公式：W=I2Rt ；W=Pt；W=UQ（Q是电量）；7. 电功率（P）：电流在单位时间内做的功。单位有：瓦特(国际)；常用单位有：千瓦 8. 计算电功率公式：（式中单位P瓦(w)；W焦；t秒；U伏（V）；I安（A） 9利用计算时单位要统一，如果W用焦、t用秒，则P的单位是瓦；如果W用千瓦时、t用小时，则P的单位是千瓦。 10计算电功率还可用右公式：P=I2R和P=U2/R 11额定电压（U0）：用电器正常工作的电压。 12额定功率（P0）：用电器在额定电压下的功率。 13实际电压（U）：实际加在用电器两端的电压。 14实际功率（P）：用电器在实际电压下的功率。 当U U0时，则P P0 ；灯很亮，易烧坏。 当U U0时，则P P0 ；灯很暗， 当U = U0时，则P = P0 ；正常发光。 （同一个电阻或灯炮，接在不同的电压下使用，则有；如：当实际电压是额定电压的一半时，则实际功率就是额定功率的1/4。例“220V100W”是表示额定电压是220伏，额定功率是100瓦的灯泡如果接在110伏的电路中，则实际功率是25瓦。） 15焦耳定律：电流通过导体产生的热量，与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。 16焦耳定律公式：Q=I2Rt ，（式中单位Q焦；I安(A)；R欧()；t秒。） 17当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热 量(电热)，则有W=Q，可用电功公式来计算Q。（如电热器，电阻就是这样的。） 练习：一、 填空题（每空1分，共 24分）1.我国照明电路的电压为 伏，家用电器之间是的 ( 选填 “并联”或“串联”)，家庭消耗的电能是用 表来测量的。2.甲、乙两个灯泡分别标有“220V，40W”、“220V，60W”字样，并联在220V电源上，通过灯丝电流强度大的是_灯泡，灯丝电阻较大的是_灯泡如果两灯泡钨丝长短一样，则钨丝较粗的是_，使用相同时间，甲、乙两灯消耗的电能之比是_3据报道：近来有许多重大火灾都是因线路连接处接触不良造成的，教训十分深刻当线路连接处接触不良时，该处的电阻将_，在该处就会产生局部过热，接触处的电阻又将随着温度的升高而_，从而形成电热的逐步积累，以致引发火灾（以上两处均选填“增大”、“减小”或“不变”）4.由于电动机具有结构简单，操作方便、效率高、无污染等优点，因此许多家电中都有电动机，例如_,电动机工作时主要将电能转化为_能。5养鸡场有一台电热孵卵器，其电阻为110，在额定电压下工作，通过孵卵器的电流是A ，那么该孵卵器10s产生的热量为_6.某导体两端的电压由3V增大为6V，导体中的电流增大了0.6A，则该导体的电阻 _，导体的电功率增大了_W7小红家买了一台电烤箱，有高、中、低三个档位的发热功率。图8-9是其内部简化电路图，开关S1可分别与触点a、b接触。已知：Rl60.5，R2=121，电源电压保持不变。当开关S1置于b端， S2断开时，电烤箱处于档位；电烤箱在中档位工作时，消耗的电功率是W；电烤箱在高档位工作时，对食物加热5min，消耗的电能是 J。8.小明利用标有 “6V 6W”的灯泡L1和“6V 3W”的灯泡L2进行实验。（1）当L1正常发光时，电流表A1的示数为 A。（2）如图8-10甲所示：和分别为通过灯泡L1和L2中的电流随两端电压变化关系的曲线。现将两灯连入图乙所示电路，要使其中一个灯泡正常发光，电路中电流表的示数为 _ A，电压表的读数是 V，电路消耗的总功率为 W。图8-11甲L2L1AVS乙9. 小明家的电能表如图8-11所示，家中用电器的总功率不能超过 W.当小明家只有一盏电灯工作时，3min内转盘正好转过5圈，则该灯泡消耗的电能是 J，它的电功率为 W.二、选择题（每空3分，共 33分 ）10.下列电器正常工作时，每秒钟做功几十焦的是 （ ）A.教室里的一盏日光灯 B.微波炉C.家用手电筒里的灯泡 D.空调11.家用电能表的盘面上，标有3000R/kwh的字样，当接入一个用电器正常工作时，1min内电能表的转盘转了解15转，则该电器消耗的实际功率是（ ）A.5W B.500W C.300W D.3KW12下列家用电器中，利用电流热效应工作的是 ( ) A电熨斗 B电风扇 C电冰箱D电视机13.下列事例中符合安全用电原则的是 ( )A湿衣服晾在电线上 B多个大功率用电器接在同一插座板上C湿手拨动开关 D用干木棒挑开裸导线图8-1214.图8-12是新安装的照明电路，已知两个并联灯泡的灯头接线存在一处故障。小明学电工的检修方法，在保险丝处接入一个“220V、40W”的灯泡。当只闭合S、S1时L0和L1都呈暗红色；当只闭合S、S2时，L0正常发光，L2不发光。由此可以确定（ ）A.L1灯头断路 B.L1灯头短路 C.L2灯头短路 D.L2灯头断路 15有两只灯泡L1和L2，分别标有“PZ110-40、“PZ110-60”字样，若不考虑温度对电阻的影响，下列说法正确是 （ ）A正常发光时，通过L1的电流大B并联后，接在110V的电源上，L2消耗的功率大C串联后，接在220V的电源上，它们都能正常发光D串联后，接在110V的电源上，L1消耗的功率大16下列做法中，不符合安全用电要求的是 （ ）A在家庭电路中安装保险丝或空气开关B用湿布擦正在发光的白炽灯或日光灯C更换灯泡时，先断开开关图8-13D外壳损坏的插座，应及时更换17.小华准备参加玩具赛车比赛，他运用图8-12所示的电路来挑选一只能量转换效率较高的电动机设电池的电压恒定不变，他先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，闭合开关后读出电流表的读数为2A；然后放手，当电动机正常转动时，又读出电流表的读数为0.6A则该玩具电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率为 ( )A91% B70% C30% D9%图8-1418.把标有“6V 3W”的小灯泡与最大阻值为100的滑动变阻器连接在电源电压恒为18V的电路中，各电表选择的量程如图8-14所示，要求闭合开关后两电表的示数均不超过所选量程，且灯泡两端电压不允许超过额定值（灯丝电阻不变）。下列说法正确的是 （ ）A在滑动变阻器滑片向左移动的过程中，电流表示数变大，电压表示数变大B电路的总功率最大值为10.8W图8-15C小灯泡的电功率最小值为0.75WD滑动变阻器允许调节的范围是186019.学校电工要给教室安装一个三孔插座(如图8-15所示)，其中接地的孔是 （ ）A.a B.b C.c D.a和b20.灯Ll标有“8V 16W”的字样，灯L2标有“12V 36W”的字样两灯串联后接在电压为U的电路中，要保证两灯不损坏，电压U的最大值应是（ ）A8V B12V C16V D20V三、作图题（5分）21.小明要将一个“一开三孔”开关（即一个开关和一个三孔插座连在一起）安装在新房里。图8-16甲为实物图，图8-16乙为反面接线示意图，“A”“B”是从开关接线柱接出的两根导线，请你帮他将图8-16乙中的电路连接完整, 使开关控制电灯，插座又方便其它电器使用甲乙图8-16四、实验探究题（22题8分，23题6分，24题6分，共20分）22.在用电流表、电压表测小灯泡功率的实验时，灯泡上标有“3.4V” 字样。小红设计了实验电路图，如图8-17甲所示，并连接了部分实验电路，如图8-17乙所示。图8-17A图甲图乙（1）请帮助小红完成实验电路的连接。图8-18（2）连接完实验电路后，小红闭合开关，发现灯泡不亮、电流表无示数、电压表有示数且接近于电源电压，请帮助小红分析电路出现故障的原因：_。（3）排除故障后，小红调节滑动变阻器，使灯泡正常发光，此时电流表的示数如图8-18所示，读数为_A，则小灯泡的额定功率为_W。（4）假若电压表15V量程损坏，3V量程能正常使用，电源电压为6V且稳定不变，仍利用现有的器材完成实验，你认为如何操作_。VA图8-1923某班同学到实验室做“测定小灯泡额定功率”的实验。被测小灯泡的额定电压为3.8V，电阻约为10。实验室有如下器材：电源（电压为6V）、电流表（00.6A 03A）、电压表（03V 015V）、开关各一只，导线若干，滑动变阻器三只：R1（5 0.5A）、R2（10 0.5A）、R3（500 1A）。同学们设计的电路如图8-19所示：（1）电压表应选用 挡，滑动变阻器应选用_（选填“R”、“R”、“R”）；（2）实验电路接好后，合上开关时，部分同学发现电路出现故障，主要有下表所列的两种情况，请根据现象和检测结果指出故障的可能原因：故 障 现 象检 测故 障 原 因灯泡较暗、两表的示数均较小移动滑动变阻器滑片，现象不变灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数取下灯泡，两表的示数不变 （3）下表为某小组的实验记录分析表：实验序号电压表示数/V电流表示数/A功率/W额定功率/W13.00.361.08 23.80.41.5234.50.421.89 老师认为该小组数据处理过程有误，你认为正确测量结果P额= W。 24.小明家电热毯的电阻线断了，他把电阻线接上后继续使用一段时间，发现接头处烧焦了。(1)小明猜测接头处的电阻(选填“变大”或“变小”)，相同时间热量增多，是接头处烧焦的原因。(2)剪下包含有接头处的电阻线一段(足够长)，请你设计一个实验来验征小明的猜测。要求：画出所用的电路图。 写出实验步骤。图8-20五、计算题（每题6分，共18分）25.如图8-20所示电路，电源电压为45V，R1阻值为5，滑动变阻器R2最大阻值为20，电流表量程为006A，电压表量程为03V。求：(1)滑动变阻器允许接入电路的阻值范围； (2)正常工作时整个电路消耗的最大功率。26. 2007年3月欧盟峰会通过了一项协议：在2009年之前，欧洲各国将彻底终结“白炽灯时代”，推广使用节能灯。如图8-21所示，一只“220V 11 W”的节能灯与一只“220 V 60W”的白炽灯发光效果相当。(1)兰兰的台灯用的是“220V 60W”的白炽灯，它正常发光时的电流是多少?(2)兰兰用一只11W的节能灯取代了台灯上的白炽灯，一年中台灯工作的时间2000h算，可节约多少度电?(3)兰兰了解到白炽灯的发光效率大约只有8，图8-22表示了它工作时的能量转化情况，请计算这盏60w的白炽灯一年工作2000h，会白白浪费掉多少电能?图8-22图8-2127.)在图8-23的电路中，电源电压为9V且保持不变，电流表的规格为“006A”，电压表的规格为“015V”，灯泡上标有“6V 6W”字样，灯泡电流随电压变化关系如图8-24所示，求：(1)灯泡正常发光时的电流。(2)当电流表示数为04A时，电压表的示数。(3)为了保证电路安全，滑动变阻器接人电路中的最小阻值及此时电路消耗的总功率。图8-24图8-23答案与解析1.220V ；并联；电能表2.乙；甲；乙；2：3 提示：在额定电压相同时，额定功率越大，额定电流越大，导体的电阻越小；根据材料、温度、长度相同时，导体电阻越小，导体的横截面积越大，可知乙的电阻较粗。当两灯使用相同时间，所消耗的电能之比就是两灯的功率之比，即2：33.增大；增大 提示：一般金属导体的电阻随温度的升高而增大。4.电风扇（或洗衣机）；机械能5. 4400 提示：利用焦耳定律公式Q=I2Rt求解。6. 5 ；5.4 提示：由于导体的电阻不变，可利用，导体增大的电功率，在计算增大的功率时可不能用求解。 7.低；800；36000 提示：在电压相同时，总电阻越大，总功率越小，当开关S1置于b端， S2断开时，电阻Rl和R2串联，故处于低档。电烤箱在中档位时，只有电阻Rl工作，所以P=U2/R=800W，高档时，两电阻并联，消耗的电能W=U2t/R并=36000J8.(1) 1；(2)0.5A；2；4 提示：灯泡L1正常发光的电流为I1=P/U=1A，L2正常发光的电流为I2=P/U=0.5A，因串联电路的电流相等，故满足L2正常发光，电路中电流0.5A，由OA图象可知，电压表的示数为2V，电路中消耗的总功率P=UI=8V0.5A=4W9. 1100；7200；40 提示：电能表的最大安全电流5A，则最大电功率P=UI=220V5A=1100W，灯泡消耗的电能W=(n/N)3.6106J=7200J，电功率P=W/t=7200J/180s=40W 10.A 提示：由题意每秒钟做功几十焦可知，用电器的功率大约为几十瓦，从选项中看出微波炉、空调大约在1000W以上，教室里的一盏日光灯的功率大约为40W左右，家用手电筒里的灯泡功率大约为几瓦11. C提示：根据公式计算电能W=(n/N)3.6106J=18000J，电功率P=W/t=18000J/60s=300W .12. A 提示：利用电流热效应工作的用电器的特点是将电能全部转化为内能，电熨斗、电饭锅、电烙铁等都是利用利用电热的用电器。而电风扇、电冰箱、电视机产生的电热是有危害的，在一定的程度上损害了用电器。13. D 提示：选项A、B、C中的操作在一定的程度上，容易造成电路损害和触电事故。14. C 提示：在照明电路中，各盏灯都是并联接在火线和零线之间的当断开所有开关后，各支路的火线和零线之间都形成了断路，代替保险丝串联接在火线中的“校验灯L0”不发光再闭合某支路开关，如果该支路断路，“校验灯L0”仍不发光；如果该支路短路，“校验灯L0”一端接火线，另一端通过短路导线接在零线上，两端电压等于额定电压，为220V，正常发光；如果该支路正常，“校验灯L0”和该支路的电灯串联，“校验灯L0”两端电压小于额定电压，不能正常发光(发光暗淡)15. B、D 提示：在额定电压相同时，额定功率越大，通过的额定电流越大，电阻越小，故L2的电流较大，电阻较小，选项A错误；并联在110V的电压上，两灯均正常发光，L2的电功率大于L1的电功率，选项B正确；若两灯串联在220V的电源上，因L2的电阻较小，L2两端的电压小于110V，L1两端的电压大于110V，此时两灯均不能正常发光，但根据P=I2R可知，L1消耗的实际功率比L2大，所以选项C错误，选项D正确。16. D 提示：用湿布擦正在发光的白炽灯或日光灯会使本来不带电的绝缘体带电，容易形成触电事故。17B 提示：电动机工作时，将电能转化为机械能和内能，电动机的转化效率等于机械功率与电功率的比值，即18. C 提示：在滑动变阻器滑片向左移动的过程中，电路的总电阻变小，电流变大，电压表的示数变小，故选项A错误；移动滑片，当灯泡正常发光时，滑动变阻器的阻值最小，且R最小=U/I=12V/0.5A=24，电路的总功率最大，即P最大=UI=18V0.5A=9W,选项B错误；考虑电压表的安全使用，当电压表的示数为15V时，电路中的电流最小，滑动变阻器的阻值最大，且R最大=U/I=15V/0.25A=60，灯泡的电功率最小，P最小=UI=3V0.25A=0.75W，选项C正确；选项D错误。19. A 提示：插座应遵循“左零右火上接地”的原则。 20. C 提示：灯Ll和L2的额定电流分别为I1=P1/U1=16W/8V=2A，I2=P2/U2=36W/12V=3A，由于串联后的电流相等，所以串联后Ll会正常发光，电路中的电流为2A，电路的总电压U=IR总=2A（4+4）=16V21.如图D-23所示图D-2322.(1)如图D-24所示 (2)灯丝断了、灯泡或灯泡接线柱接触不良 (3)0.3 1.02 (4)将电压表改测滑动变阻器两端的电压 提示：利用串联电路的分压特点，将电压表改测滑动变阻器两端的电压，只要电压表的示数为2.6V,灯泡就能正常发光。测得额定功率。图D-2423015V ；R2 滑动变阻器同时接到下面两个接线柱； 灯泡断路 1.52 提示：因灯泡的额定电压为3.8V，大于3V，所以电压表选择015V量程，灯泡的额定电流大约为I=U/R=3.8V/10=0.38A，滑动变阻器的最小值R最小=U/I=2.2V/0.38A=5.8，大于5，故滑动变阻器选择R2 ；在分析电路故障时，应抓住故障现象进行判断，两电表有示数，灯泡发光较暗，移动滑片，现象不变，则一定是滑动变阻器接线错误，失去了调节作用，将下面两接线柱接入电路，若灯泡不亮，电流表无示数，则一定是电路断路，而电压表有示数，进一步判断灯泡断路；在处理额定功率时，取其平均值是毫无意义的，正确的做法应该是取灯泡在额定电压下的功率值。图D-2524.（1）变大 （2）电路图如图D-25所示实验步骤：a.用刻度尺在接口处和电阻线上各量出一段相同的长度，剪断后两断电阻分别记录为R1和R2