河南中考物理 第一部分 教材知识梳理 第18章 电功率 第1节 电功率基础知识课件 （新版）新人教版.ppt

第一部分考点研究 第十八章电功率第一节电功率基础知识 1 电能 1 单位国际单位 符号是 常用单位 也叫做度 符号是kw h 换算关系 1度 kw h j 焦耳 j 千瓦时 1 3 6 106 中招考点清单 考点一电能 电功 2 计量工具 电能表 3 计量方法 电能表结束和起始时的示数之 即为这段时间内电路消耗的电能的度数 2 电功 1 定义 电能转化为其他形式的能的过程也可以说成是电流做功的过程 2 大小 电流做功的多少跟电流的大小 电压的高低 通电时间的长短都有关系 3 计算公式 差 w uit 1 电功率 1 意义 用电功率来表示电流做功快慢 用符号p表示 2 大小 电功率等于电功与时间之比 3 公式 4 单位国际单位 瓦特 w 常用单位 千瓦 kw 换算关系 1kw w 考点二电功率 103 5 常考电功率估测 家用空调的电功率约为1000w 电吹风机的电功率约为500w 洗衣机的电功率约为300w 台式电脑的电功率约为200w 液晶电视机的电功率约为100w 日光灯的电功率约为40w 2 额定电压 额定功率 1 额定电压 用电器 时的电压 2 额定功率 用电器在 下工作时的电功率 3 实际电压 用电器 时的电压 4 实际功率 用电器在 下工作时的电功率 正常工作 额定电压 实际工作 实际电压 11 12 13 1 电流的热效应 电流通过导体时电能转化为 这种现象叫做电流的热效应 2 焦耳定律 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成 跟导体的电阻成 跟通电时间成 3 公式 4 电热的利用与防止 1 利用 电热水器 电饭锅 电熨斗 电热孵化器 2 防止 散热窗 散热片 散热孔 电脑的微型风扇 内能 正比 正比 正比 q i2rt 14 15 16 17 18 考点三焦耳定律 1 15河南6题2分 如图所示是某款电热水龙头的电路原理图 r1 r2为电热丝 通过旋转手柄可使扇形开关s同时接触两个相邻触点 实现冷水 温水 热水挡之间的切换 当开关同时接触2 3触点时 水龙头放出的是 选填 冷 温 或 热 若r2 2r1 水龙头在温水挡正常工作时电功率为2000w 则它在热水挡正常工作1min消耗的电能为 j 1 8 105 河南五年中招 第1题图 温 解析 开关接触1 2时没有电阻联入电路 电热水器放出的是冷水 开关接2 3时 r1接入电路 接3 4时 r1和r2并联 电阻最小 根据知 开关接触2 3时放出温水 接3 4时放出热水 由题意可知 当温水挡时功率为2000w 由可得r1 24 2 r2 2r1 48 4 则热水挡的功率p p1 p2 p1 2000w 3000w 所以在热水挡正常工作1min产生的热量q w pt 3000w 60s 1 8 105j 即消耗的电能为1 8 105j 2 13河南5题2分 小明家的电能表月初的数字是 月末表盘的示数如图所示 若按840 5元 kw h 的标准收费 他家本月应缴纳电费 元 若电能表的转盘在10min内转过400转 则接在该电能表上的用电器总功率为 w 1200 第2题图 42 解析 小明家本月用电量 月末表盘示数 月初表盘示数 1469 5kw h 1385 5kw h 84kw h 所需电费为84 0 5元 42元 电能表消耗的电能为 所用时间为10min即h 由得用电器的功率为1 2kw 即1200w 3 13河南15题2分 如图所示 在四个相同水槽中盛有质量和温度都相同的纯水 现将阻值为r1 r2的电阻丝 r1 r2 分别按下图的四种方式连接放入水槽 并接入相同电源 通电相同时间后 水温最高的是 d 解析 用电加热水是将电能转化为内能 由公式q w pt知 电功率最大的在相同时间内使质量相同的水温度升高得最高 由可知 在电压相同时 电阻越小的功率越大 a选项中两电阻串联 电阻最大 功率最小 水温最低 所以a选项错误 b选项中只用一个电阻加热 功率不是最大 所以b选项错误 c选项中也只用一个电阻加热 功率不是最大 所以c选项错误 d选项中将两电阻并联 总电阻最小 功率最大 所以d选项正确 4 11河南16题2分 如图是甲 乙两电阻的电流与电压关系的图像 现将甲 乙串联后接在电压为4 5v的电源两端 下列分析正确的是 a 甲的阻值是乙阻值的两倍b 通过乙的电流是甲的电流的两倍c 乙两端的电压是甲两端电压的两倍d 甲的电功率是乙的电功率的两倍 c 第4题图 解析 5 15河南22题9分 在课外活动中 同学们设计了一种物品自动筛选器 可将质量小于一定标准的物品自动剔除 其原理如图甲所示 放在水平轻质传送带上的物品 经过装有压敏电阻r的检测区时 使r的阻值发生变化 其阻值随压力f变化的关系如图乙所示 已知电源电压为12v r0为定值电阻 当电路中电压表示数小于2 4v时 机械装置启动 将质量不达标的物品推出传送带 实现自动筛选功能 g取10n kg 试问 1 当物品随传送带匀速运动时 物品 选填 受 或 不受 摩擦力 不受 第5题图 解析 物品随传送带匀速运动 物品受平衡力 竖直方向受重力和支持力 二力平衡 水平方向不受力 物品不受摩擦力 解 当检测区上没有物品时 压力为零 由r f图像可知此时压敏电阻阻值r 100 当r0两端的电压为2v时 r两端的电压u1 u u0 12v 2v 10v由于串联电路中电流相等 所以有 代入数据得 解得 r0 20 2 当检测区上没有物品时 电压表的示数为2v r0的阻值为多少 解 r的功率p u u0 i u ir0 i 12i 20i2利用求极值公式 可知当i 0 3a时 p有最大值 此时电压表的示数u ir0 0 3a 20 6v 则由图像可知 当r 20 时 传送带上的压力f 40n 物体对传送带的压力等于物体重力 即f g 40n 物体的质量 3 当压敏电阻的电功率最大时 电路中的电流为多少 此时在检测区上物品的质量是多少 4 电路中的电池使用一段时间后 电源电压会降低 能通过检测区物品的最小质量将 选填 增大 或 减小 增大 解析 使机械装置启动的电压表示数2 4v不变 r0不变 则i不变 因为电源电压降低 所以使机械装置启动的r值降低 对照r f图可知对应的f值增大 即能通过检测区物品的最小质量将增大 6 14河南21题8分 南阳市南召县回龙抽水蓄能电站 是我省第一座抽水蓄能电站 在深夜用电低谷 它用电网过剩的电能把山下水库的水抽到山顶水库内 白天用电高峰时放水发电 补充电网电能不足 为缓解我省电网的调峰压力做出了贡献 1 蓄能电站放水发电时 转化为 机械能 电能 解析 蓄能电站是座拦河坝 通过提高上游的水位 来提高水的机械能 重力势能 放水时 水的机械能带动发电机转动 转化成电能 2 该蓄能电站的发电总功率为110mw 采用220kv高压进行输电 求高压输电线中的电流 解 根据p ui 得 3 该蓄能电站每天发电 小时 如果一天的发电量由热电转换效率为30 的热电厂来提供 需要消耗多少煤 煤的热值q 3 0 107j kg 解 5h发电的电能 w pt 1 1 108w 5 3600s 1 98 1012j由得燃烧煤放出的热量 由q放 mq得煤的质量 7 12河南21题8分 利用太阳能电池在太阳光照射下发电叫光伏发电 安阳市启动了 光伏工程 示范项目 在某中学的教学楼顶安装了总功率为20kw的光伏发电系统 1 光伏发电系统发电时 能转化为 能 2 一天的有效光照时间按 计算 该光伏发电系统一天共发电多少千瓦时 太阳 电 解 w pt 20kw 8h 160kw h 3 该光伏发电系统一天的发电量 如果由热电转换效率为30 的热电厂来完成 需要燃烧多少千克煤 煤的热值 煤 3 0 107j kg 解 160kw h 160 3 6 106j 5 76 108j 4 请写出一条光伏发电的优点 答 节能环保 8 11河南22题8分 节约能源应从点滴做起 不少家庭习惯用遥控器关电视而不断开电源 这一方式虽然便捷 但电视在待机状态下仍要消耗电能 洋洋家彩色电视机的待机功率大约是5w 若他家平均每天看4h电视 看完后电视总处于待机状态 水的比热容为4 2 103j kg 试问 1 在一个月中 按30天计 洋洋家的这台电视因待机浪费的电能是多少焦耳 解 浪费的电能为w pt 5w 24 4 3600s 30 1 08 107j 2 如果将这些浪费的电能全部用来烧水 可将多少质量的水从15 加热到40 若洋洋洗一次澡需40 的水20kg 这些烧热的水可供他洗澡多少次 解 依题意可知 q w由q c水m t t0 得加热水的质量为洋洋洗澡的次数为 3 请你就如何降低彩电的电能消耗 提出两条合理化建议 尽量减少待机时间 看电视时 调小音量 减少看电视时间等 名师点拨 电能表的计算方法1 电能表前后两次读数之差 就是用电器在这段时间所消耗的电能 2 转盘式电能表 电能表转盘转n转电流做的功为 用电器的实际功率为 n是电能表的实际转数 n为电能表常数 如 常考类型剖析 3000r kw h 3 频闪式电能表 电能表指示灯闪烁n次电流做的功为 用电器的实际功率为 1 15莱芜 一天晚上 小华在爷爷家发现爷爷家的电度表在10min内转了60转 如图所示 小华利用物理课上学到的知识 计算出了此时爷爷家用电器的总功率为 kw 如果当地家庭用电的收费标准是0 5元 kw h 假设爷爷家平时用电时 用电器的总功率和此时总功率相同 平均每天用电4h 一个月按30天计算 爷爷家一个月的电费是 元 0 5 第1题图 30 解析 10min消耗的电能 用电器的总功率 爷爷家一个月消耗的总电能 w pt 0 5kw 4h 30 60kw h 爷爷家一个月的电费为 0 5元 kw h 60kw h 30元 2 15遵义 如图所示 电子式电能表盘上标有 3000imp kw h 字样 3000imp kw h 指接在这个电能表上的用电器消耗1kw h的电能 电能表上的指示灯闪烁3000次 现将若干盏规格都为 220v20w 的节能灯接在该电能表上一起正常工作15min 电能表的指示灯闪烁了135次 这些节能灯消耗的电能为 j 接入的节能灯共有 盏 1 62 105 9 第2题图 解析 节能灯消耗的电能为15min 900s 节能灯消耗的总功率为需接入节能灯的盏数为180w 20w 9盏 3 14广元 如图所示 电源电压保持不变 小灯泡l标有 6v0 6w 的字样 r为定值电阻 闭合s1 断开s2 小灯泡正常发光 若再闭合s2 发现电流表示数变化了0 3a 则r的阻值为 此时灯泡l和电阻r消耗的功率之比是 20 1 3 第3题图 类型二电能 电功率的计算 解析 闭合s1 断开s2 小灯泡正常发光 因此电源电压为6v 再闭合s2 r和l并联 电流表测量的是干路电流 电流表示数变化了0 3a 即ir 0 3a 由得 功率为pr uir 6v 0 3a 1 8w 则pl pr 0 6w 1 8w 1 3 4 现在有一种 手机自生能 技术 手机上装上特制电池 上下左右摇晃手机即可产生电能 每摇一分钟可通话两分钟 设手机上下摇动一次 相当于将200g的重物举高10cm 每秒约摇一次 由此可知 每摇一次可以获得的电能为 j 该手机通话时的功率为 w 解析 每摇一次获得的电能为 w gh mgh 200 10 3kg 10n kg 10 10 2m 0 2j 每摇一次的功率为 则手机的功率为 0 2 0 1 类型三电功率计算中的图像问题 5 15荆州 如图甲所示 额定电压为6v的灯泡l与滑动变阻器r串联接入电路 电源电压一定 滑动变阻器的滑片从最右端滑到最左端时 灯泡l的i u图像如图乙所示 以下说 法正确的是 a 灯泡正常发光时的电流为0 5ab 灯泡两端的电压为3v时 它消耗的电功率为1 5wc 灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值为3 d 当滑动变阻器接入电路的阻值为2 5 时 灯泡消耗的电功率为3 2w 此时灯丝的阻值为5 第5题图 d 解析 由题意知 灯泡的额定电压为6v 由图乙知 当灯泡两端的电压为6v时 灯泡的电流为1a a错误 由图乙知 当灯泡两端的电压为3v时 灯泡中的电流大于0 5a 由p ui可知 此时灯泡消耗的电功率大于1 5w b错误 由图知 当变阻器滑片在最左端时 灯泡两端的电压等于6v 可知此时变阻器的阻值为零 c错误 当变阻器阻值为零时 灯泡两端的电压等于6v 可知电源电压为6v 设灯泡两端的电压为u 此时电 阻为r 根据题意可知 即 又 联立 解得u 2v或u 4v 根据灯泡的实际功率 当u 2v时 其实际功率小于3 2w 不符合题意 所以u 4v 代入 得r 5 d正确 故选d 6 15贵港 如图甲所示 电源电压保持不变 小灯泡的额定电流为2a 闭合开关s后 当滑片p从最右端滑到最左端的过程中 小灯泡的i u关系图像如图乙所示 则小灯泡的电阻值为 电路消耗的最小功率为 w 6 6 第6题图 解析 由i u图像可知 灯泡的电阻为 由电路图和i u图像分析可知 滑片移到最左端时 只有灯泡串联接入电路 则电压为12v即为电源电压 滑片移到最右端时 电阻最大 电流最小为0 5a 电路消耗的电功率最小 所以电路消耗的最小电功率p ui 12v 0 5a 6w 7 14柳州 某型号的泡茶壶铭牌如图 它的额定电压是 v 壶中装有1kg温度为20 的水 在标准大气压下将水烧开 泡茶壶有80 的电能被水吸收 至少需要 j电能 已知水的比热容为4 2 103j kg 220 4 2 105 解析 由铭牌可知 泡茶壶的额定电压是220v 标准大气压下水的沸点是100 则烧开水吸收的热量 q吸 cm t t0 4 2 103j kg 1kg 100 20 3 36 105j 由可得 将水烧开需要电能 8 15绵阳 莲莲用电热水壶烧水 她突发奇想 想测量该电热水壶的烧水效率 她查看了该电热水壶的铭牌如图所示 然后装了1l水 测出水的初始温度为25 接通电源 让它以额定功率工作 测量出水烧开用时5min50s 则在一个标准大气压下 把电热水壶中的水烧开 水需要吸收 j的热量 该电热水壶的烧水效率为 水 1 0 103kg m3 c水 4 2 103j kg 3 15 105 90 第8题图 解析 1l水的质量m v 1 103kg m3 1 10 3m3 1kg 把电热水壶的水烧开 水需要吸收的热量q吸 cm t 4 2 103j kg 1kg 100 25 3 15 105j 电热水壶的加热时间t 5min50s 350s 则消耗的电能w p额t 1kw 350s 3 5 105j 故该电热水壶的烧水效率 9 如图甲为一款具有高 低温挡的家用蒸气电熨斗 其工作原理如图乙所示 其中r1 r2为电热丝 电源电压恒定 电熨斗的部分参数如下表 电熨斗在低温挡工作10s 电流所做的功是 j 某次用电高峰时 家庭电路的实际电压为200v 则电熨斗在高温挡的实际功率是 w 假设电热丝电阻不随温度变化而变化 1 1 104 1636 4 第9题图 解析 由铭牌可知当电熨斗处于低温挡时 其功率为p低 1100w 则工作10s 电流所做的功为w p低t 1100w 10s 1 1 104j 电熨斗在高温挡的实际功率为 10 15成都 如图所示 是晨晨同学探究焦耳定律的部分实验装置 已知r甲 5 r乙 10 在探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时 应将两电阻丝 联在电路 若电路中的电流为0 3a 则甲电阻丝在1min内产生的热量为 j 名师点拨 计算加热 纯电阻电路 利用q w pt uit 知道电流时用q i2rt 知道电压时用q u2rt 非纯电阻电路 利用公式q i2rt计算电热 第10题图 27 串 类型五焦耳定律的应用 解析 探究导体产生的热量与电阻大小关系时要应用控制变量法的思想 控制除探究因素 导体电阻大小 之外的其他因素 通电时间 通过导体的电流 相同 应将两电阻丝串联 甲电阻丝产生的热量q i rt 0 3a 2 5 60s 27j 11 15乐山 如图所示 将三个相同的空烧瓶口分别用完全相同的气球密封 用三段阻值不同的电阻丝 r1 r2 r3 分别给三个烧瓶中的空气加热 通电一段时间后体积变化最大的气球是 a ab bc cd 三个相同 c 第11题图 解析 电流产生的热量跟电流大小 电阻大小 通电时间有关 如图 三个电阻是串联的 电流相等 通电时间相等 电阻不同 所以探究的是电流产生热量多少跟电阻大小的关系 根据q i2rt可知 在电流和通电时间相等时 电阻越大 电流产生的热量越多 由于r1 r2 r3 且电流大小和通电时间一定 所以气球c中电流产生的热量最多 空气膨胀更明显 气球膨胀最明显 故选c 1 被加热的材料选用煤油或空气的原因 利用其比热容小 效果明显且安全 2 选择加热物质的要求 物质种类 质量 初温均相同 实验突破 实验探究电流产生的热量与哪些因素有关 3 转换法的应用4 控制变量法的应用5 实验结论总结实验结论 导体产生的电热与电流 电阻和通电时间有关 例 15大连 小明猜想电流通过导体产生的热量与电流 电阻和通电时间有关 为了探究 电流通过导体产生的热量与电流是否有关 所用的实验器材有 稳压电源 电流表 滑动变阻器 开关 停表各一个 绝热的塑料盒一个 盒内密封着空气 盒内电阻丝的阻