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文档简介
第一部分考点研究 第十五讲电功率 四川2012 2014中考试题精选 知识精讲考点清单重难点突破 实验突破 2015备考猜押 考点清单 电功率 电能电功 电功率 焦耳定律 电能电能的计量电功 电功率 千瓦时 的来历额定电压额定功率 电流的热效应焦耳定律电热的利用和防止 电能 在物理学中 常用的能量单位是 生活中也常用度为单位 度的学名叫做 符号是kw h 1度 kw h j 焦耳 千瓦时 1 3 6 106 电能的计量 测量工具 用电器在一段时间内消耗的电能 可以通过 计量出来 电能表上显示的数字是从开始计数到读数为止用去的电能 为了计量一段时间内消耗的电能 必须记录这段时间起始和结束时电能表上计数器的示数 前后两次示数之差 就是这段时间内用电的度数 电能表 也叫电度表 电功 定义 电能可以转化成多种形式能量 电能转化为其他形式的能的过程也可以说是电流做功的过程 有多少电能发生了转化就说电流做了多少 即电功 用符号 表示 电功的公式为 其中w表示电功 单位是j u是电路两端的电压 单位是v i是电路中的电流 单位是a t是通电时间 单位是s 影响因素 电流的大小 电压的高低 通电时间的长短 功 w w uit 电功率 物理意义 物理学中 用电功率表示电流做功的 用符号 表示 单位及符号 电功率的单位是瓦特 符号是 单位换算 比瓦更大的单位是千瓦 kw 比瓦小的单位是毫瓦 mw 1kw w 1mw w 快慢 p w 103 10 3 常考的电功率 家用空调的电功率约1000w 电吹风机的电功率约500w 洗衣机的电功率约为300w 台式计算机的电功率约200w 液晶电视机的电功率约100w 日光灯的电功率约40w 手电筒的电功率约0 5w 计算器的电功率约0 5mw 电子表的电功率约0 01mw 电功率 定义 作为表示电流做功快慢的物理量 电功率等于电功与时间之比 定义式 电功率的公式为p 其中p表示电功率 单位是w w表示电功 单位是j t表示完成这些电功所用的时间 单位是s 推导式 结合w uit可得p ui 还可根据i 推导出p i2r p 电功率 p和t的单位分别用千瓦和小时 那么它们相乘之后 就得到电能的另一个单位 度 千瓦时可以看作电功率为1kw的用电器使用1h所消耗的电能 千瓦时 千瓦时 的来历 额定电压额定功率 在不同的电压下 同一个用电器的电功率不一样大 用电器实际的电功率随着它两端的电压而改变 额定电压是指用电器 时的电压 额定功率是用电器 在工作时的电功率 实际电压是指在电路中电压表所测的电压 实际功率是用电器 在下工作的电功率 正常工作 额定电压 实际电压 电流的热效应 定义 电流通过导体时 能转化为 能 这种现象叫做电流的热效应 在电流相同 通电时间相同的情况下 电阻越大 这个电阻产生的热量越多 在电阻相同 通电时间相同的情况下 通过一个电阻的电流越大 这个电阻产生的热量越多 电 内 内容 电流通过导体产生的热量跟 成正比 跟导体的 成正比 跟 成正比 这个规律叫做焦耳定律 公式 焦耳定律的公式为 其中q表示热量 单位是j i表示电流 单位是a r表示电阻 单位是 t表示时间 单位是s 焦耳定律 q i2rt 流的平方 电阻 通电时间 电 利用 电热水器 电饭锅 电熨斗 养鸡场的电热孵化器等 防止 带有孔的电视机后盖 电脑的微型风扇 电热的利用和防止 重难点突破1 额定功率和实际功率的区别 由额定电压 额定功率可以求得的物理量 若某用电器的额定电压为u0 额定功率为p0 则用电器正常工作时通过用电器的电流i 用电器的电阻r 用电器正常工作时在一定时间内消耗的电能w p0t 用电器在电压为u u u0 下工作时的实际功率p 设用电器电阻不变 例1 2014齐齐哈尔改编 小哲同学用甲 乙两个小灯泡连接如图所示电路 闭合开关s后 甲 乙两灯均正常发光 但甲灯比乙灯亮 下列说法错误的是 a 两灯均正常发光时 甲灯功率等于乙灯功率b 两灯均正常发光时 甲灯电阻小于乙灯电阻c 若两灯位置对换 甲灯仍比乙灯亮d 如果将两灯串联在该电源上 则乙灯比甲灯亮 例1题图 a 1 2014临沂 如图为一只 6v1 5w 小灯泡的电流随电压变化的关系图像 若把这样的三只灯泡串联起来 接在12v的电源两端 则此时每只灯泡的电阻及实际功率为 a 24 0 67 b 20 0 8 c 24 0 96 d 20 0 67 b 解析 三只灯泡串联且规格相同 它们的电流和电阻都相同 即这三只灯泡串联时两端分得的电压都相同 三只灯泡串联接12v的电源两端时 每只灯泡两端的电压都为u 4v 由图像可知 当u 4v时 i 0 2a 则小灯泡的电阻 20 小灯泡的实际电功率 p ui 4v 0 2a 0 8w 2 电能 电功率的计算考情分析 此命题点是中考的必考点 也是初中物理的重点和难点 常结合图像和家用电器进行考查 主要在选择题 填空题和计算题中考查 有时也在实验题的测小灯泡电功率中考查 电功 电功率的计算公式的使用条件 解题方法及步骤 解题注意事项总结如下表所示 例2 2014兰州 有两个电阻 r1 3 r2 4 若将它们串联在电路中 则在相同时间内消耗的电能之比w1 w2 若将它们并联在电路中 则在相同时间内产生的热量之比q1 q2 3 4 4 3 3 电学计算中有关最大值 最小值 取值范围的计算考情分析 此命题点主要为计算滑动变阻器的最大阻值和用电器 灯泡和电阻 的最大 最小电功率 涉及计算电压表 电流表的示数范围 计算滑动变阻器的接入阻值范围 计算实际应用中的测量仪器的测量范围 引起电路范围变化的本质 滑动变阻器接入电阻可变 电流表 电压表量程 用电器规格 小灯泡的额定电压 额定功率 在计算前 首先要明确电源电压不变 定值电阻和用电器的电阻不变 具体如下 1 滑动变阻器的阻值的极值 最大阻值 首先应先进行分析 若随着变阻器阻值的增大 各电表的示数在减小 则变阻器允许的最大值即为变阻器铭牌中标注的最大值 若串联电路中 有电压表并联在滑动变阻器两端 则应利用电压表的量程的最大值和此时电路电流值 求变阻器允许的最大阻值 即 最小阻值 应先确定电路中允许的电流最大值 确定的依据是 电流表的量程 滑动变阻器的铭牌以及并联在定值电阻两端的电压表量程 利用这三者分别求出每一条件限制下允许的最大电流 取三者中最小的 作为电路中允许的最大电流 结合电源电压不变求出总电阻 那么滑动变阻器的最大值rmax r总 r其他 2 电路电流的极值 电路最大电流 依据电路中用电器的额定电流 电流表的量程来决定 取两者中的最小值作为电路的最大电流值 电路最小电流 由滑动变阻器接入电路的最大阻值决定 此时电路中的总电阻值最大 则电路最小电流为 3 用电器两端电压的极值 最大电压 依据用电器的额定电压 电压表的量程来决定 取两者中的最小值作为用电器两端的最大电压值 最小电压 一般是求滑动变阻器的最小电压 此时要根据滑动变阻器之外的用电器的额定电压或电压表的量程来决定 此时要注意电路安全问题 即要注意在变阻器之外的用电器在不超过其额定值的情况下来取最小电压 4 电路 用电器的电功率的极值 这只要根据电路 用电器中各自最大 小 物理量值即可求得 最大 小 电压值 电流值 则有 最大 小 电压值 电阻值 则有 最大 小 电流值 电阻值 则有 例3 2014兰州 在如图所示的电路中 电源电压恒为9v 电压表的量程为0 15v 电流表的量程为0 0 6a 定值电阻r1的规格为 30 0 5a 滑动变阻器r2的规格为 20 1a 灯泡l上标有 6v3w 的字样 假设灯丝的电阻不变 闭合开关 在不损坏电路元件的情况下 下列说法中正确的是 a 整个电路消耗的总功率的变化范围是3 375 4 5wb 电压表示数的变化范围是3 6vc 滑动变阻器允许的调节范围是5 20 d 电流表示数的变化范围是0 1 0 5a 实验突破 实验一测量小灯泡的功率 2014年8次 2013年9次 2012年7次 1 电路图的连接 电路连接错误的判断 电路图连接中应该注意滑动变阻器 一上一下 的接法 电流表串联在电路中 电压表并联在电路中 2014年2次 2013年3次 2012年2次 2 实验操作过程中滑动变阻器的位置和开关的状态 2014年3次 2013年2次 2012年2次 3 电压表 电流表的读数 2014年3次 2013年2次 2012年1次 4 电路故障分析 2014年2次 2013年3次 2012年2次 5 电功率的计算 p ui 2014年6次 2013年8次 2012年5次 6 能否用多次测量求出的电功率的平均值作为小灯泡的额定功率 2014年2次 2013年3次 2012年2次 a 多次测量不是为了减小误差 是为了找电功率与电压的关系及亮度规律 因为电压改变后小灯泡的功率也改变 不能将平均值作为小灯泡的额定功率b 额定功率为小灯泡在额定电压下的功率 而小灯泡的实际功率是随外加电压的变化而变化 所以求平均值没有意义7 通过数据或图像分析总结相关结论 小灯泡的电阻随温度的变化而变化 例1 2014杭州 为测量规格 6 3v0 15a 小灯泡的额定功率 提供的实验器材有 蓄电池 输出电压约10v 滑动变阻器 有 10 2a 50 1 5a 两种规格 电流表 电压表各一只 1 如图乙是小张测量时所连接的部分实物连线图 请你根据电路图补全实物连线图 2 实验中 小徐同学选择了规格为 10 2a 的滑动变阻器 你预计会出现什么现象 说明理由 滑动变阻器与小灯泡串联 两者电压之比等于电阻之比 由于r滑 10 滑动变阻器的阻值太小 所以滑动变阻器分担的电压过少 使得小灯泡的实际电压大于额定电压 现象 小灯泡被烧坏 或不正常发光 理由 3 在某次测量中 电流表 电压表读数如图丙所示 则电流表读数为 电压表读数为 此时应如何改变滑动变阻器的阻值才能测量小灯泡的额定功率 选填 变大 变小 或 不变 0 08a 2 5v 变小 解析 滑动变阻器与小灯泡串联 两者电压之比等于电阻之比 小灯泡电阻r灯 ui 42 r滑 10 小灯泡的电阻相比滑动变阻器的阻值太大 所以滑动变阻器分担的电压过少 使小灯泡的实际电压可能会大于额定电压 所以小灯泡可能被烧坏 3 观察电流表可以看出电流表量程为0 0 6a 分度值为0 02a 由图丙可知指针对准第4小格 故读数为i 0 02a 4 0 08a 观察电压表量程为0 15v 分度值为0 5v 由题图丙可知指针对准第5小格 故读数为u 0 5v 5 2 5v 要使小灯泡正常发光 得让小灯泡两端的电压增大到6 3v 则要使滑动变阻器两端的电压变小 即需要使滑动变阻器的阻值变小 1 如图所示 同组的小刚同学连接的电路中有一处错误 而且只需改动一根导线的连接 就会符合实验要求 请你在图甲中需要改动的导线上打上 并用笔画线代替导线画出正确的接线 如答图所示 实验拓展题答图 2 如图乙i u图像 观察图中所示的i u图像不是直线的原因是 3 当电路正确连接后 调节滑动变阻器 发现电流表无示数 电压表示数几乎等于电源电压 分析其原因可能是 4 测量小灯泡额定功率时 选填 需要 或 不需要 多次测量求平均值 原因 灯丝的电阻随温度的升高而增大 小灯泡断路 不需要额定功率为 小灯泡在额定电压下的功率 所以求平均值没有 意义 解析 1 在测量小灯泡电功率的实验中 电压表测量小灯泡两端的电压 所以应该接在小灯泡两端 而题图中错接在小灯泡和滑动变阻器两端 2 小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大 所以i u图像是弯曲的 3 电流表示数为零 电压表示数几乎等于电源电压 说明小灯泡断路 电压表测电源电压 4 多次测量是为了减小误差 而额定功率是小灯泡在额定电压下的功率 电压改变后小灯泡的功率也改变 不再是额定电压 所以求平均值没有意义 1 在 测量小电灯功率 的实验中 小电灯的额定电压为2 5v 正常发光时的电阻约为10 1 请你用笔画线代替导线 将图甲中实物电路连接完 如答图所示 2 连接好电路 闭合开关 小电灯发光 但电压表示数为 经检查 图中a b c d四根导线有一根断了 则该导线是 填写字母 3 排除故障后 闭合开关 测量小电灯额定功率 移动变阻器的滑片p 眼睛应先注视 表的示数 然后读出另一电表示数 当小电灯正常发光时 电流表的示数如图乙所示 则小电灯的额定功率为 w b 0 6 电压 4 在小电灯正常发光时 再将滑片p向b端移动到某一位置 则小电灯的实际功率 选填 大于 小于 或 等于 额定功率 小于 解析 1 变阻器的接法是 一上一下 故据此连接即可 2 分析该电路不难看出 电流从正极出发 经开关 变阻器 导线d 导线c 或导线b 导线a 电流表回到负极 所以小电灯正常发光 电压表无示数是导线b损坏造成的 3 灯泡在额定电压下的功率称为额定功率 所以调节滑片时 眼睛要观察电压表的示数 直到电压表示数为2 5v时为止 此时电流表选的是小量程 分度值是0 02a 故此时电流表的示数是0 2a 0 02 2a 0 24a 此时灯泡的额定功率 p ui 2 5v 0 24a 0 6w 4 当变阻器的滑片向b端移动时 变阻器的有效阻值变大 故电路中的电流变小 所以灯泡的实际功率变小 故小于额定功率 实验二探究影响电流热效应的因素 2014年3次 2013年1次 2012年2次 1 转换法的应用 通过细玻璃管中红色液柱的高度的变化反映产生电热的多少 2014年3次 2013年2次 2012年1次 2 控制变量法的应用 1 探究电热与通电电流的关系 控制电阻丝阻值和通电时间相同 改变通过两电阻丝的电流大小 电路设计 将阻值相同的电阻丝并联在其中一个电热丝两端 2014年2次 2 探究电热与电阻的关系 控制通过电阻丝的电流和通电时间相同 选择两个电阻不同的电阻丝 电路设计 将阻值不同的电阻丝串联在电路中 2014年1次 2013年2次 3 探究电热与通电时间的关系 控制电热丝的阻值和通过电阻丝的电流相同 改变通电时间的长短 2014年2次 2013年1次 2012年2次 例2 2014长沙 在做 电流通过导体时产生的热量与什么因素有关 的实验时 小于采用了如图甲所示的实验装置 两个透明容器中封闭着等量的空气 u形管中液面变化反映了密闭空气温度的变化 例2题图 1 如图甲所示通电相同时间 发现b玻璃管内液面上升较高 这表明 在电流和通电时间相同的情况下 导体的 越大 产生的热量越多 2 小刚采用了如图乙所示的实验装置 通电相同时间 发现a玻璃管液面上升较高 这表明 在电阻和通电时间相同的情况下 通过导体的 越大 产生的热量越多 3 该实验中用到的研究物理问题的方法有 法和转换法 电阻 电流 变量 控制 解析 1 从题图甲的装置可知 b管内液面上升较高 说明它吸收的热量比a多 a b两端电阻串联在电路中 通电时间和电流相同 而b端的电阻大于a端的电阻 故说明在电流和通电时间相同的情况下 导体的电阻越大 产生的热量越多 2 在题图乙中与b端相连的电阻并联了一个电阻 根据并联电路分流的特点可知通过b端电阻中的电流小于通过a端电阻中的电流 此时a管内液面上升较高 说明a管吸收的热量比b管多 根据此现象可知 在电阻和通电时间相同的情况下 通过导体的电流越大 产生的热量就越多 3 在研究导体产生的热量与什么因素有关时 根据玻璃中液面上升的高度判断吸收热量的多少 这采用的是转换法 在探究过程中 分别控制电流和通电时间相同 通电时间和电阻相同 这是采用了控制变量法 1 实验现象 当密闭容器中空气温度升高时空气的内能将会 选填 变大 变小 或 不变 这是通过 的方式改变物体的内能的 2 按照图甲的实验装置进行实验 发现随着通电时间的延长 玻璃管a b中液面均逐渐上升 这表明 变大 热传递 在电阻和通过电阻的电流 相同的情况下 通电时间
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