八年级物理暑假复习专题（四）—电能和电功率 人教版

用心 爱心 专心 一 教学内容 暑假复习专题 四 电能和电功率 二 学习目标 1 建立电功概念 了解电源和用电器工作过程中能量的转化情况 知道消耗了多少电能 其实就是电流做了多少功 能的转化过程也就是做功的过程 能与功的单位都是焦耳 2 掌握电能表的相关知识 主要是理解相关参数的含义 并根据这些参数做电功 电能以 及后面电功率方面的计算题 重点 3 理解电功率的概念 学会判定用电器的额定功率与实际功率 额定电压与实际电压 以 及这些状态下用电器的工作情况 4 进行电功率的计算 能灵活运用电功率公式 P UI 与电功公式 W UIt 联合起来变出多 种解电功 电功率方面习题的解题方法 难点 三 重难点讲解 知识点 1 电能的概念 电流通过导体做功 实质是把电能转化为其他形式能的过程 而且电流做了多少功就有 多少电能转化为其他形式能 电流做功的表现形式实质上就是电流的三种效应 即电流的热效应 电流的磁效应和电 流的化学效应 电流通过各种用电器使其产生的转动 发热 发光 发声现象都是电流做功 的表现 知识点 2 电功的计算 难点 1 计算公式 公 式各量单位适用范围 W UIt W J U V I A t s W UQ W J U V Q C W Pt W J P W t s 适用于各种电路电功计算 W t W J U V R t s W I2Rt W J I A R t s 适用于电能完全转化为内能 的电路计算 知识点 3 串联电路和并联电路电流做功的情况 1 对于电流做功把电能全部转化为内能来说 若串联 根据 W I2Rt I t 相同时 W 与 R 成正比 即 串联电路 电流所做的功与电阻成正比 若并联 根据 用心 爱心 专心 W t U t 相同时 W 与 R 成反比 即 并联电路 相同时间内 电流所做的功与电阻成 反比 2 无论是串联 还是并联电路 电流所做的总功都等于电流在各个导体上所做的功之 和 即 W总 W1 W2 W3 Wn 证明证明 设电源电压为 U 总电流为 I 导体 R1的电压 电流分别为 U1 I1 导体 R2的电 压 电流分别为 U2 I2 若 R1与 R2串联 W1 U1 I1t W2 U2 I2 t W1 W2 U1 I1t U2 I2 t U1 It U2 I t U1 U2 I t UI t W总 若 R1与 R2并联 相同时间内 W1 U1 I1t W2 U2 I2 t W1 W2 U1 I1t U2 I2 t UI1 t UI2 t U I1 I2 t UI t W总 知识点 4 电能表 重点 作用 测定电能 消耗电能多少 读数方法 电能表的计数器上前后两次读数之差就是这段时间内用电的度数 正确理解电能表上的参数含义 使用电能表时应看清电能表的参数 弄清参数的意义 例如 220V 表示这个电能表应该接在 220V 的电路中使用 10 20A 是说这个电能 表的额定电流为 10A 在短时间内允许电流大些但不能超过 20A 50Hz 是说这个电能表 在 50Hz 的交流电路中使用 600r kW h 是说该电能表每消耗 1 千瓦时的电能 电能表 上的转盘转 600 转 知识点 5 电功率 1 意义 表示消耗电能的快慢 2 定义 电流在单位时间内所做的功 3 单位 国际单位制中是瓦特 简称瓦 W 还有千瓦 kW 1kW 1000 W 知识点 6 电功率计算 难点 1 普遍适用公式 P P UI 其中单位各是 P W W J t s U V I A 2 当电流做功把电能全部转化为内能时 电功率计算还可用如下公式 P P I2R 单 位各是 P W U V I A R 知识点 7 串联电路和并联电路的功率的特点 1 不论是串联还是并联电路 总功率等于各用电器的功率之和 即 P总 P1 P2 P3 Pn 证明 因为串联电路和并联电路中的总功等于各用电器做功之和 即 W总 W1 W2 W3 Wn 对上式两边同时除以 t 即成为 用心 爱心 专心 即 P总 P1 P2 P3 Pn 2 串联电路的电功率与电阻的关系 2 2 1 2 2 1 RI RI P P 2 1 R R 即串联电路中的电功率与其电阻成正比 3 并联电路的电功率与电阻的关系 1 2 2 2 2 1 2 1 2 1 R R R U R U P P 即在并联电路中电功率与电阻成反比 知识点 8 额定电压 额定功率 1 额定电压 用电器正常工作时的电压 额定功率 用电器在额定电压时的功率 2 对于一个用电器 当 U实 U额 则 P实 P额 用电器正常工作 当 U实 U额 则 P实 P额 用电器不能正常工作 容易被烧坏 当 U实 U额 则 P实 P额 用电器不能正常工作 3 灯泡的亮暗程度取决于灯泡的实际功率 知识点 9 用电器实际功率求解方法 若已知 U实 U额 P额 方法 1 先用 R 再用 P 求解 方法 2 由于 R 一定时 可得 P实 P额 U实 U额 2利用此式也可求解 典型例题典型例题 例 1 有一台电动机工作一段时间后消耗了 2 度电 则下列说法正确的是 A 电流通过电动机做了 7 2 106J 的功 B 有 7 2 106J 的电能全部转化为动能 C 电流做功小于 7 2 106J D 转化成的动能小于 7 2 106J 解析 解析 2 度 2kw h 3 6 106J 2 7 2 106J 电流做功的多少与消耗电能的多少总是 相等的 所以 A 对 C 错 电动机消耗的电能 绝大部分转化成了动能 少量转化成了热能 所以 D 对 B 错 答案 答案 A D 例 2 有两个电阻 R1 R2 若只将 R1接到电源上 1min 内电流做功为 160J 若只将 R2接 到电源上 1min 内电流做功 240J 现将 R1和 R2串联在同一电源上 则 1min 内电流做了多 少功 用心 爱心 专心 解析 解析 将 R1 R2串联起来的电路与 R1 R2单独在电源上相比较 电源电压 U 相同 通 电时间 t 相同 单个电阻阻值 R 不变 因此要利用已知条件解决串联时的问题应选择公式 W t 来分析比较方便 学会根据已知 未知条件选择公式是解题的关键所在 若只将 R1接到电源上 W1 1 2 R U t 若只将 R2接到电源上 W2 2 2 R U t 现将 R1 R2串联后接到电源上 电流所做的功 W 总 R U2 t 21 2 RR U t 联立 解 21 21 2 2 1 2 2 21 2 WW WW W tU W tU tUt RR U 96J 答案 答案 1min 内电流做功为 96J 例 3 电给我们的生活带来了极大的方便 但使用不当也会造成危险 小明家电能表的几个 重要参数如下图所示 家中铺设电路所用的电线允许通过的最大电流为 15A 家中已有用电 器的总功率为 2200W 最近又准备购买一台电热水器 性能指标如下表所示 这种电热水器 是否适合他家使用呢 小明对这个问题进行了认真的研究 1 添置这么大功率的用电器 是否超过电能表的负荷 请你通过计算写出你的看法 2 如果安装了这台电热水器 家中所有用电器同时工作时的最大电流将达到 A 家中电路所用的电线 承受 填 能 或 不能 3 通过对以上问题的研究 你认为如果他家购买了这台电热水器 在使用时应该采取 什么措施 请你为他家提出建议 要求正确提出一条建议即可 4 请你算一算 按照当地 1 kW h 的电费为 0 55 元的标准 如果这台电热水器每天 正常工作 1 h 在电热水器上 小明家一个月需交纳多少元电费 每月按 30 天计算 解析 解析 添置大功率用电器后 是否超过电能表的负荷 关键是比较添置后电路中消耗的 总功率是否超过电能表允许通过的最大功率 电能表允许通过的最大功率由电能表铭牌上标 明的额定电压和允许通过的最大电流决定 求用电器工作时电路中允许通过的最大电流 应 根据电路中连接的最大功率 即根据 P总 UI 得 I P总 U 求出 1 P负 UI 220 V 20 A 4400 W 接入电热水器后电路中总功率 P总 2200 W 2000 W 4200 W 由于 P总 4200W P负 4400 W 所以没有超过电能表的负荷 2 根据 P UI 得 I最大 P总 U 4200 W 220V 19 1A 由于 I最大 19 1 A I线 15 A 所以家中电路所用的电线不能承受 用心 爱心 专心 3 由于购买了这台电热水器 使电路中电流可能超过电线允许的最大电流 因此使用 时应避免电路中的电流超过 15 A 或者更换家庭电路中所用的电线 因此提出的建议为 家 中的用电器不要同时使用 或更换家庭电路所用的电线 4 电热水器每天工作时消耗的电能为 W Pt 2 kW 1h 2 kW h 一个月消耗的 电能为 W总 2 kW h 30 60 kW h 故在电热水器上 一个月需交纳的电费为 60 kW h 0 55 元 kW h 33 元 答案 答案 如上分析 例 4 楼道里原来安有一只 220V 60W 的灯泡照明 但觉得太耗电 1 若换用一只 220V 15W 的灯泡 一个月 30 天每天通电 4h 下来可节约多少度电 2 若用两只 220V 60W 的灯串联后接在电路上 每只灯泡实际功率是多少 解析 解析 利用公式 W Pt 可求出 220 V 60 W 的灯泡和 220 V 15 W 的灯泡一个 月消耗的电能 因求解单位为度 故在计算中功率单位用千瓦 时间单位用小时较为方便 2 问中要求实际功率 首先必须求出灯泡工作的实际电压和电流 根据灯泡电阻不变 只 要解出灯泡电阻 由 P UI 就可求出灯泡实际功率 答案 答案 1 原来一个月消耗电能 W1 P1t 60 10 3kW 30 4 h 7 2kW h 现在换用 220 V 15 W 的灯泡后 一个月消耗电能 W2 P2t 15 10 3kW 30 4 h 1 8kW h 故一个月可节约电能 W W1一 W2 7 2kW h 1 8 kW h 5 4kW h 2 因两只灯泡相同 故电阻相同 其电阻由 P 得 R 807 根据串联电路 R总 R R 2R 2 807 1614 故 I P 0 14 A 故灯泡工作电压为 UL IR 0 14A 807 113V 灯泡功率 P ULI 113 V 0 14 A 15 W 模拟试题模拟试题 答题时间 40 分钟 1 如图所示 若通电时间相同 s 闭合与断开相比 电路消耗的电能将 A 减小 B 增大 C 不变 D 无法确定 2 甲乙用电器分别标有 220V 60W 220 V 100 W 下列说法正确的是 A 甲做功比乙多 B 甲做功比乙快 C 甲做功花的时间长 D 正常工作时甲电流小 3 多选 可调光台灯功率为 100 W 旋转调光旋钮使灯泡变暗 则 用心 爱心 专心 A 台灯所在电路总电阻变大 B 台灯实际功率变小 C 相同时间内 台灯所在电路消耗电能减少 D 灯泡两端实际电压不变 4 如图所示 测得 C D 之间电压为 3 V 现在 C D 间接入一个 3 V 3W 的灯泡 灯泡的功率 A 等于 3 W B 大于 3 W C 小于 3 W D 无法确定 5 将电阻为 242 的导体接在 220V 的电路中 通电 10min 电流做了 功 6 加在某一段导体上的电压为 6V 时 电流通过导体做了 108J 功 则通过导体的电荷量 为 C 若通电时间为 10s 则导体中电流为 A 如果电流通过导体做的功全 部转化为内能 导体电阻为 7 把一台电动机接在 380 V 电路上 在 5 min 内消耗 1 5 105J 电能 则电动机的功率是 W 通过电动机的电流为 A 8 标有 6V 6W 和 6V 1 5W 字样的灯 L1和 L2串联接在某电源上 设灯丝电阻不 变 则通过灯 L1和 L2电流之比是 灯 L1与 L2实际功率之比为 要保证两灯都能工 作 电源电压不得超过 V 9 有两电阻 R1 R2 4 5 若将它们并联接入电路 则它们的电功率之比为 若将它们串联接入电路 它们的电功率之比为 10 额定电压相同的 A B 两盏灯额定功率之比为 3 2 如果将它们并联接入电压为额定 电压一半的电路中 它们消耗的实际功率之比为 11 一个小电动机接在 6 V 的电源上 电流在 5 min 内做功 900J 求通过电动机的电流 12 在实验室做电学实验时 小芳将 6V 的电源与 L1 L2组成了串联电路 已知 L1 L2电 阻分别为 6 4 求 1 L1中的电流 2 L2两端的电压 3 通电 100 s 电流在 L1上做的功是多少 13 在下图所示的电路中 电源电压保持不变 电阻 R2的阻值为 10 闭合开关 S 后 电流表的示数为 1 A 通过电阻 R2的电流 0 6A 求 1 电源电压 U 2 电阻 R1的阻值 3 通电 10 S 电流通过电阻 R1所做的功 W1 用心 爱心 专心 14 下表为某型号双缸洗衣机铭牌 在额定电压下洗衣 通过洗衣机电流为 A 若洗 衣用 20min 脱水用 10min 则该洗衣机消耗的电能是 kW h 额定电压220V 频率5