09中考物理单元复习 电功和电热

学而思教育 版权所有 中国教育考试资源网 09 中考物理单元复习中考物理单元复习 电功和电热电功和电热 教学内容与目的要求教学内容与目的要求 1 知道电功及其单位 掌握电功的公式 知道电能表是测量电功的仪表 2 掌握电功率的概念 理解额定功率 3 理解焦耳定律 知道电热器的原理 4 会测小灯泡的电功率 知识重点与学习难点知识重点与学习难点 1 理解电功的概念 2 理解电功率的概念 掌握电功率的计算公式 3 理解额定功率和实际功率的概念 4 理解焦耳定律及有关计算 方法指导与教材延伸方法指导与教材延伸 1 怎样理解电功这个物理量 电流做功的过程就是电能转化为其它形式能 如 内能 机械能和化学能等的过程 电功的计算公式 W UIt 是电功的基本计算公式 适用于任何电路 根据 W Pt 也可以计 算电功 但是 根据 I U R 推出的电功的两个计算公式 和只适用于RtIW 2 t R U W 2 计算将电能完全转化为内能的用电器的电功 电功的单位是焦耳 常用的电功单位是千瓦时 度 1 千瓦时 焦耳 6 106 3 2 怎样理解电功率这一物理量 电功和电功率是既有联系又有区别的两个物理量 电功率表示电流做功的快慢 即电流 在单位时间内做的功 公式 P UI 是计算电功率的基本公式 另两个公式 P I2R P U2 R 这 两个公式是根据 P UI 结合欧姆定律 I U R 推出的 仅适用于将电能完全转化为内能的用电 器或电路 3 额定功率和实际功率 1 额定电压 U0 用电器正常工作的电压 2 额定功率 P0 用电器在额定电压下的功率 3 实际电压 U 实际加在用电器两端的电压 4 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 学而思教育 版权所有 中国教育考试资源网 4 焦耳定律 焦耳通过大量实验精确地确定了电流产生热量跟电流强度 电阻和时间的关系 电流通 过导体产生的热量 跟电流强度的平方成正比 跟导体的电阻成正比 跟通电的时间成正比 即 Q I2Rt 它适用于任何用电器热量的计算 在仅有电流热效应存在的电路中 电能全部转化成了内能 而没有转化为其他形式的能 这时电流产生的热量等于电流所做的功 即 Q W 再根据 W UIt 和 U IR 可推导得出 Q I2Rt 焦耳定律的公式也可以表述为 用它解决某些问题比较方便 但必须注意t R U Q 2 它适用于只存在电流热效应的电路中 例题选讲例题选讲 例 1 灯泡 L1和 L2串联在电路中 L1的电阻比 L2大 在相等的时间里 电流做的 A L1灯做的功多 B L2灯做的功多 C 两灯一样多 D 无法确定 例 2 把 12V 8W 的电灯接到 9V 的电路中 它的实际功率为多大 例 3 现有甲 乙 丙三盏灯 分别标有 220V 40W 110V 40W 36V 40W 的字样 它们均在额定电压下工作 比较它们的亮度 哪一盏灯最亮 例 4 一台 220V 1000W 的电炉 想把它改装后接到 110 伏的电源上 但功率保持不变 以下哪个措施是正确的 A 将电炉丝截掉一半后接入电路 B 将电炉丝截掉四分之三接入电路 C 将电炉丝分成等长的两段 然后并联接入电路 D 将电炉丝截掉四分之一后接入电 路 例 5 标有 6V 3W 的灯 L1和标有 6V 1W 的灯 L2串联后接在 12 伏的电源上 求灯 L1的 实际功率 例 6 今有 6V 6W 的电灯 L1和 6V 1 5W 的电灯 L2各式各一盏 把它们分别接到电压 6 伏的电源上 要求两灯具有同样的亮度 应在哪一盏灯的电路里串联一个电阻 阻值为多大 学而思教育 版权所有 中国教育考试资源网 1 LL2 V A S 例 7 如图所示 两盏灯 L1和 L2串联接入电路 合上开关后两灯均正常发光 电压表和电流 表均有示数 突然两灯先后熄灭 同时发现电压表示数变为零 电流表 示数先增大后变为零 电路发生故障的首要原因是 A L1断路 B L2断路 C L1短路 D L2短路 例 8 如图所示 一个标有 6V 3 6W 字样的小灯泡 L 和最大阻值为 50的滑动变阻器 R 串联后接在电源电压 U 恒为 6V 的电路中 设灯 泡电阻不变 则下列判断不正确的是 A 无论如何移动滑片 P 电路中总功率不会超过 2W B 移动滑片 P 电路中总功率最小值为 0 6W C 当滑片 P 滑到某个位置时 L 和 R 的电功率相等 D 当滑片 P 由 a 滑向 b 的过程中 灯泡 L 的电功率一直是减小 例 9 如图所示 小灯泡 L 标有 6V 3 6W 滑动变阻器 R 最大值为 10 欧 当滑片 P 移到 a 端 小灯泡正常发光 试求 电源电压和小灯泡电阻 当滑片 P 移到 b 端时 闭合 S 你还能求出哪些物理量 例 10 如图是供电设备向居民楼用房户输电的示意图 为保证居民楼内的用户所有用电器 都能正常工作 居民楼的输入导线间的电压必须保证为 220V 当居民楼内消耗的功率为 44 学而思教育 版权所有 中国教育考试资源网 千瓦的时候 问 通过输电线的电流为多少安 若输电线的总电阻为 0 1 欧 供电设备的输出电压是多少伏 居民楼内由于家用电器的增加 将向供电部门申请 增容 即增加用电功率 当居民的用 电器的额定功率由 44 千瓦增加到 88 千瓦所有用电器均在正常工作时 输电线路损失的功率 比 增容 前增加了多少 若要求减少输电线损失的功率 用学过的公式及知识说明应采取的措施 例 11 市场上有一种双能源太阳能热水器 晴天享用太阳能 阴天可用电加热 如图 该热水 器电路图 电热管 R 标有 220V 1100W R0与 R 构成保温电路 当 K 连到 2 时 电热管正 常工作 给水箱里的水加热 当 K 连到 3 时 热水器处于保温状 态 保温功率为 100W 求 R R0的值 保温时 R 实际功率是多少 例 12 如图所示是某同学家庭电路中的电能表 若照明灯泡的规格为 220V 60W 两孔插座接一台 220V 100W 的电视机 三孔插座接一台 220V 280W 的电饭锅 当它们全部工作时 通过电流表的电流 是多大 如果某一天电灯和电视机都使用了 5h 电饭锅使用了 1h 这一天它们消耗了 几度电 学而思教育 版权所有 中国教育考试资源网 如果该同学家中添置了一台铭牌标示为 220V 600W 的电热水器 他想测试一下标示的功率 与实际使用时的功率是否相符 他让这台电热水器单独工作 用手表计时 结果 10电能表的 min 转盘转了 250 转 请计算说明电热水器的实际功率是多大 例 13 如图 是一个电热毯示意电路图 R0是电热毯中的电阻丝 R 是与电热毯电阻丝串联的电 阻 电热毯上标有 220V 100W 字样 S 是控制电热毯处于加热状态或保温状 态的开关 用学过的公式推理说明开关 S 断开时 电热毯是处于加热状态还是保温 状态 若要求在保温时电流通过电阻线 R0每分钟有 60 焦的电能转化 为内能 电阻 R 的阻值是多大 学而思教育 版权所有 中国教育考试资源网 例 14 某同学在做完 测定小灯泡的电功率 的实验后 所用小灯泡的额定电压为 2 5 伏 及 时完成了实验报告 实验报告中他设计了表格 如该同学对实验现象的观察和数据的记录都 正确 请你指出他所设计的表格中的错误 专题练习专题练习 一 填空 1 电流做功的过程 就是电能 的过程 电流做多少功 就有多少电能 2 PZ220 40 的灯泡接在 220 伏的电路上工作 小时消耗 1 度电 改接在 110 伏的电 路是 功率为 瓦 额定功率为 瓦 3 甲灯标有 220V 40W 乙灯标有 110V 40W 将它们分别接在电路中 都能正常发光 则甲 乙两灯实际功率之比为 甲 乙两灯通过的电流之比为 甲灯的电 阻是欧 甲 乙两灯的电阻之比为 4 电热器是利用电流的 制成的加热设备 它的发热体是由 的 电阻丝绕在绝缘材料上制成的 5 我国大亚湾核电站一号机组的发电功率为 若这个机组连续工作一天 输出kW 4 105 4 的电能为 6 把标有 6V 3W 和 6V 6W 的两盏电灯串联后接入电路中 如果让其中一盏灯正常 发光 另一盏灯的实际功率不超过额定功率 则该电路两端的电压应为 V 两灯消耗 的实际总功率为 W 7 如图所示电路 电源电压不变 当 S1闭合 S2断开 30 1 R 时 电流表的示数为 0 1A 当 S1和 S2都闭合时 电流表的示数为 0 4A 在 10min 内电流通过 R1与 R2做功之比 W1 W2 8 下表为某型号双缸洗衣机的铭牌在额定电压下洗衣时 通过洗衣机 的电流为 A 若洗衣用 20min 脱水用 10min 则 该洗衣机消耗的电能共是 KWh 9 甲 乙两个用电器并联在电路中 它们的电阻之比为 R甲 R乙 1 3 则通过它们的电流之比 I甲 I乙 它们的电功率之比 P甲 P乙 额定电压220V 频率50Hz 洗衣功率330W 脱水功率300W 最大电流5A 学而思教育 版权所有 中国教育考试资源网 10 如图所示 电源电压恒定 定值电阻的阻值 R 10 滑动 R 的规格为 20 1A 闭 合开关 S 当滑动变阻碍器接入电路的阻值在 0 10范围内变化时 电流表的示数在 0 3A 0 6A 的范围内变化 则电源电压为 V 当滑动变阻器接入电路的阻值分别是 10和 20时 滑动变阻器上所消耗的电功率之比等于 11 灯泡的灯丝断了再搭接上 接到原来的电源上 灯泡比以前更 了 这是因为灯丝电阻 消耗的功率 12 如图是电吹风机送热风时的工作电路 对应额定功率为 1100W 正常工 作 10 分钟 消耗电能 焦 则电动机的机械能一定小于 焦 二 选择题 13 下列各组中都属于电功单位的一组是 A 焦耳 伏特 安培 千瓦时 B 焦耳 伏特 安培 秒 千瓦时 C 瓦特 伏特 安培 秒 焦耳 秒 D 瓦特 千瓦时 瓦特 秒 14 家庭电路中正在使用的两盏白炽灯 若甲灯比乙灯亮 则 A 甲灯灯丝电阻一定比乙灯的大 B 甲灯两端的电压一定比乙灯的大 C 通过甲灯的电量一定比乙灯的多 D 甲灯的实际功率一定比乙灯的大 15 电风扇 白炽灯 电烙铁三个用电器上都标有 220V 60W 字样 正常工作时 相同的时 间内产生的热量 A 电风扇最多 B 白炽灯最多 C 电烙铁最多 D 三者一样多 16 下列说法中不符合事实的是 A 一只鸡的质量大约为 1 5 千克 B 一只 100 瓦的白炽灯泡正常工作一小耗电 1 度 C 如果导体两端的电压是 1 伏 通过的电流是 1 安 这段导体的电阻就是 1 欧 D 拿起两只鸡蛋举高 1 米 做的功大约是 1 焦耳 17 如图所示电路中 电源电压保持不变 开关 S 闭合后 调节滑动变 阻器滑片 P 的为 2V 则关于该电路 下述判断不正确的是 A 电流表示数变小 电压表示数变 B 电流表示数变大 电压表示数变小 C 电阻 R1消耗的功率增大 D 整个电路消耗的总功率减小 18 如图所示的电路中 电源电压保持不变 开关 S 闭合后 调节滑动 变阻器滑片 P 的为位置 当灯泡 L 恰好正常发光时 电流表 A 的示数为 0 5A 电压表 V 的示数为 2V 则关于该电路 下述判断正确的是 A 电源电压是 2V B 灯泡的额定功率是 1W C 若滑片再向右运动 灯泡有可能被浇毁 D 若滑片再向左运动 A 表示数将减小 V 表示数将增大 学而思教育 版权所有 中国教育考试资源网 19 如图所示是一位同学已经连接好的电路 闭合开关 并将 滑动变阻器的滑片向 A 端移动 则不会观察到的现象是 A 电流表的示数逐渐减小 B 电压表的示数逐渐减小 C 小灯泡越来越暗 D 电路消耗的总功率增大 20 将 220V 25W 和 220V 40W 的两个灯泡先并联起来 接到 220V 的电路中 后串联起来接入同一电路 则 A 两种情况下灯泡都能正常发光 B 两种情况下灯泡都不能正常发光 C 并联接入时两灯消耗的总功率比串联时大 D 串联接入时两灯消耗的总功率经并联 时大 21 一个灯泡的灯丝烧断了 把断了的灯丝搭在一起 灯泡会更亮 其原因是 A 灯丝电阻增大 功率增大 B 灯丝电阻减小 功率增大 C 灯丝两端电压增大 功率增大 D 灯丝中电流增大 功率减小 22 图中所示的电路中 不计温度对灯丝电阻的影响 电源电压保持 不变 当在 ab 间接入 6V 6W 的灯泡时 闭合开关 灯 L 恰能正常 发光 断开开关 在 ab 间换接入一个 6V 4W 的灯泡后 再闭合开 关 下列说法错误的是 A 灯 L 将变亮 B 灯 L 将变暗 C 换接的灯可能烧坏 D 电路总功率要变小 23 调无台灯的电路是由一只灯泡和一个电位器 滑动变阻器 串联组成 调节电位器的旋 钮使灯由亮变暗的过程中 电路的总功率将 A 变小 B 变大 C 不变 D 无法确定 24 四只相同的灯泡分成两组 两只灯泡并联 两只灯泡串联 分别接上电压相同的电源 如果这两组灯泡消耗的电能相等 则串联通电时间是并联通电时间的 A 8 倍 B 4 倍 C 2 倍 D 0 5 倍 25 一台电动机正常工作时线圈两端的电压为 380V 线圈电阻为 2 线圈中电流为 10A 这台电动机正常工作 1s 消耗的电能为 W 产生的热量为 Q 则 学而思教育 版权所有 中国教育考试资源网 A W 3800J Q 200J B W 3800J Q 3800J C W 72200J Q 200J D W 72200J Q 3800J 26 一只标有 220V 100W 的灯泡 灯丝电阻不变 与一电阻串联后 接在 220V 电源上 电 阻消耗的功率为 10W 则此时 A 灯泡与电阻消耗的总功率为 110W B 灯泡与电阻消耗的总功率为 100W C 灯泡消耗的功率小于 90W D 灯泡消耗的功率大于 90W 27 有甲 乙两只灯泡 分别标有 3V 1 8W 和 4 5V 1 5W 的字样 若将这两只灯泡接入一 个电路 要使它们同时正常发光 下图所列方案中可行的是 三 实验题 28 在测定额定电压为 2 5V 电阻约为 10的小灯泡 的额定功率的实验中 某同学将器材连成如图所示的电 路 请指出该电路连接中错误或不妥 a b 将上述错误或不妥改正后 闭合开关发现电流表有示 数 但电压表无示数 灯泡也不发光 出现故障的原因是 故障排除后 调滑动变阻 使灯泡正常发光 此时电流表示数如上图所示 则该灯泡的额 定功率为 W 29 按图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情况 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 W 小灯泡亮度变化规律是 30 某小组同学探究灯泡发光时的亮度与哪些因素有关 他们将九只不同规格的灯泡分别接 入电路 使它们都正常发光 并用电压表和电流表分别测得灯泡正常发光时的电压和电流 该小组的同学仔细观察灯泡的亮暗程度 把九只灯泡分成三组 每组的亮暗程度相同 且第 一组最亮 第二组其次 第三组最暗 实验中记录的有关数据分别如表 19 3 表 19 4 表 19 5 所示 学而思教育 版权所有 中国教育考试资源网 分析比较实验序号 1 与 4 2 与 5 3 与 6 的数据及观察到的现象 可得出的初步结论是 分析比较实验序号 的数据及观察到的现象 可得出的初步的结论是 当通过灯泡的 电流相等时 灯泡两端的电压越大 灯泡越亮 请进一步综合分析比较表 19 3 表 19 4 表 19 5 中的数据及观察到的现象 并归纳得出结 论 分析比较表 19 3 表 19 4 或 19 5 中的数据及观察到的现象 可初步得出 分析比较表 19 3 表 19 4 或 19 5 中的数据及观察到的现象 可初步得出 31 下面是小宇同学在实验室中研究电流产生的热量和哪些因素有关的实验过程记录 有不 完整的地方 请你帮他填写完整 课题 研究电流产生的热量与哪些因素有关装置及原理 我们组的同学组装了如图所示的实验装置 在两个相同的烧瓶中装满煤油 瓶中各放一根电 阻丝 甲瓶中电阻丝的电阻比乙瓶中的大 通电 后电流通过电阻丝产生热量使煤矿油的温度升高 体积膨胀 煤油上升的高度越 实验过程 接通电路一段时间 比较两瓶中的煤油哪个 上升得高 实验结果是 瓶中的煤油上 升得高 这表明 电阻越大 产生的热量越多 在两玻璃管中的液柱降回原来的高度后 调节滑动变阻器 加大电流 重做上述实验 通 电时间与前次相同 在两次实验中 比较甲瓶 或乙瓶 中的煤油哪次上升得高 实验结果 在第二次实验中 瓶中煤油上升得较 这表明 电流越大 电流产生的热量越多 实验表明 通电时间越长 瓶中煤油上升得越高 电流产生的热量越 我们小组的同学一起对实验现象进行归纳分析 找到了电流产生热量的多少和哪些因素有关 四 计算 32 电动自行车轻便 实用 无污染 很受人们喜爱 表是某种 型号电动自行车的相关数据 若骑车人质量为 80kg 在 2h 内匀速 行驶 36km 根据表中数据 求 这辆电动自行车在 2h 内克服阻力所做的功 电动自行车匀速行驶时的工作电流 学而思教育 版权所有 中国教育考试资源网 33 给塑料加热要使其受热均匀 为此工厂里用热水浸泡加热 若所用热水质量为 15kg 温 度为 98 oC 由于热量散失 每分钟热水温度会降低 1oC 为维持水恒温 用电热丝给热水加 热使其始终保持 98 oC 已知电源电压 210V 那么电热丝要选择多大的电阻 34 为了缓解用电高峰电力紧张的矛盾 降低居民的用电费用 部分地区已使用了分时电 能 表 电费价目如下 小明家每天要用电水壶将质量 为 4kg 初温为 20 oC 的水烧开 已知气压为 1 标准大气压 水 的比热为 CkgJ o 102 4 3 求 烧开的这些水吸收了多少热量 使用分时电表后 小明把烧水时间安排在低谷期 若不计热量损失 仅此一项 1 个月 以 30 天计 比原来节省多少元电费 学而思教育 版权所有 中国教育考试资源网 1 L 1P 1 5Wx R U 6V 参考答案参考答案 1A 4C 7C 8A 2 解 W V R U P W V P U R R U P5 4 18 9 18 8 12 2 2 222 实 实 例 3 答 三盏灯的亮度完全相同 因为它们均在额定电压下工作 所以它们的实际功率也就 是它们的额定功率均为 40W 例 5 解 12 3 6 2 1 2 1 1 W W P U R 额 额 36 1 6 2 2 2 2 2 W V P U R 额 额 0 9 4 3 3 4 1 3 1 36 12 1122 21 2 1 2 1 PLLUU UUUU R R U U L 无法工作电路断路会烧毁 伏伏串联 额 例 6 解 U 伏 额额 6 21 UU 若 L1 L2直接接入 6 伏电路上均能正常发光 即 P1 6 瓦 P2 1 5 瓦 今要求两灯具有相同的亮度 即 L1的实际功率与 L2的额定功率相同 P1 P2 瓦 额 5 1 2 P L1的电路中应串联一个电阻 RX起分压作用 如图所示 学而思教育 版权所有 中国教育考试资源网 欧 瓦 伏 额 额 6 6 6 2 1 2 1 1 2 P U R R U P L 欧由分压原理可得 伏伏伏串联伏欧瓦 6 336365 1 1 12111 LX L RR UUURPU 例 9 解析 当滑片移到端时 L 正常发光 此时电源电压 a U 6V 则得小灯泡的电阻为 2 PUR 2 2 6 10 3 6 L VU R PW 当滑 P 滑到 b 端时 电路中的总电阻 20 abL RRR 总 电路中的总电流 6 0 3 20 UV IA R 总 总 电路中消耗的总功率 60 31 8PU IVAW 总总 电灯 L 消耗的功率 2 2 0 3100 9 LL PI RAW 滑动变阻器消耗的电功率 0 9 L PPPW 滑总 答案 电源电压 U 6V 小灯泡的电阻 10 L R 电路中的总电阻 电路中的电流 电路中消耗的总功率 R 总 200 3IA 1 8PW 总 电灯 L 消耗的功率 滑动变阻器消耗的电功率 滑动变阻器两端电 0 9 L PW 0 9PW 滑 压 3 ab UV 例 10 解析 44000 200 220 PW IA UV 户 2000 120UIRAV 线线 22020240UUUVVV 输户线 学而思教育 版权所有 中国教育考试资源网 88000 400 220 PW IA UV 户 2 2 2000 14000PI RAW 增前线 2 2 4000 116000PI RAW 增后线 16000400012000PPPWWW 增后增前 由可知 导线上损失的功率与电流的平方和导线的电阻有关 减小输电线损失 2 PI R 损线 的电功率时 为保障用户的用电器正常工作 I 不能减小 只能减小 随导线长度的 R线R线 变短而变小 随横截面积变大而变小 还跟材料有关 因居民楼到供电设备间距离不能变短 所以导线的长度不能变短 减小输电线的电阻应换用较粗的导线或改变输电线的材料 例如 铝线换成铜线 从而达到减小输电线损失功率的目的 例 11 解 2 2 220 44 1100 VU R PW 时 只有接入电路 正常工作 故电源电压 2K RR220UV 时 和串联 3K R0 R 100PW 2 0 U P PR 2 2 0 220 44440 1100 VU RR PW 保温时 流过的电流有 R I 2205 22011 PW IA UV 消耗的实际功率 R 2 2 5 449 1 11 R PI RAW 例 1 解 60100280440PWWWW 44 2202IP UWVA 度 0 1650 2811 081 08WP tkWhwhkW h AA 电能表转盘转 250 转 电流做功臣 0 1kW hA 0 6600PW tkWW 实际功率 学而思教育 版权所有 中国教育考试资源网 说明 利用电能表测用电器的功率 通常采用了下列步骤 首先按测量要求设计合理的测量电路图 观察电能表 记下它每的转数 N kW hA 测量时使待测用电器工作 其他用电器 属于该电能表的 都停止工作 用秒表或手表记下电能表转一定圈数 盘的边缘有个红点 时所用时间 n t s 利用公式计算出所测用电器的功率值为