专题一电功与电功率

1、专题一 电功与电功率一、知识梳理1 叫电功。电流做功的过程，实际就是 的过程。2电流通过某段导体做的功与 、 和 有关。电功计算公式： 。电功的国际单位： ；常用单位有： ，l度 千瓦时 焦耳。3探究电流做功多少与哪些因素有关：(1)研究方法： 和 。(2)电流做功多少用 来体现。4测量电功的工具： ，电能表上标有“220 V”“10 A”“3000 R/kW·h”等字样，分别表示： ； ； 。电能表 读数之差，就是这段时间内用电的度数。5电功率： 。电功率计算公式： 。国际单位有： ；常用单位有： 。6某灯泡上标有“220 V 25 W”字样，则该灯泡的额定电压为 ，该灯泡的额定功

2、率为 。当实际电压低于额定电压时，该灯泡的实际功率 额定功率(填“大于”“小于”或“等于”)。7串并联电路总功率等于 。8探究电流热效应的实验。装置：两个装有 质量、 初温的 的 。通过比较 ，判断电阻丝产生热量的多少。要探究电阻对电热的影响，需控制 和 一定，两电阻应 。要探究电流对电热的影响需控制 和 一定，两电阻应 。9焦耳定律：电流通过导体产生的热量， ， ， 与 。计算公式： 。10电热器：利用电流的 而制成的发热设备。其主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率 、熔点 的合金制成。二、例题【例l】铭牌上标有“220 V 11 W”的节能灯，正常工作时的电流为 A，若它每天正常工作2

3、h，那么一个月消耗的电能是 kW·h(一个月按30天计算)。【例2】近日福州闽江两岸灯光夜景改造工程完工，使江滨夜景更加美丽，又节能环保。其中尤溪洲大桥换上了约3000盏新型LED灯，灯的功率由原来的28 W变成了13 W，若这些夜景灯每天工作3 h，则一个月(按30天计算)节省的电能为 kW·h，节省下的电能可使额定功率为1000 W的电热水壶正常工作 h。【例3】一台电热水器的铭牌上标有“220 V 3000 W”字样，其中装有50kg的水，将这些水从20加热到30。求：(1)这些水从20加热到30需要吸收的热量已知：c水 =4.2×l03J(kg·

4、)。(2)为了加热这些水，电热水器正常工作15 min所产生的热量。三、课堂巩固练习1某日光灯接在照明电路中正常工作时，其电流是0.13 A，若通电10 mIn，有 J的电能转化成了热能和 能。2把标有“6 V 3 W”的灯泡L1和标有“12 V 3 W的灯泡L2串联接在电压为6 V的电源两端，通过它们的电流为 A，它们消耗的功率之比为 ；若将它们并联接在该电源上，消耗的总功率为 W。3有一种XX88型号电水壶的铭牌如下表，图1-9-1-1是电水壶的电路图，R为加热器，温控器S是一个双金属片温控开关，当温度较低时，其处于闭合状态，加热器加热；当水沸腾后，会自动断开进入保温状态，从而实现了自动温

5、度开关控制。若加热器电阻阻值随温度改变而发生的变化可忽略不计，则：(1)电水壶正常工作时，其加热电阻的阻值是多大?(2)若电水壶产生的热量全部被水吸收，现将一满壶23的水在标准大气压下烧开需要多长时间?水的比热容c = 4.2×103 J(kg·)，l L=103m3(3)当电水壶处于保温状态时，通过加热器的电流是0.2 A，此时电阻R0的电功率是多少?四、课后练习1如图1-9-1-2所示的两个电流表均为学校实验室里常用的电流表(如图l-9-1-3所示)闭合开关后，两电流表的指针都正常偏转且偏转角度相同，此时灯L1和L2所消耗的电功率P1和P2的比值为 ( )A4：1 B1

6、：4 C 5：l D1：52如图1-9-1-4所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后( )A电压表的示数变大B电流表的示数变大C电路中的总电阻变大D电路消耗的总功率变小3下列家用电器中，利用电流热效应工作的是( )A笔记本电脑 B电冰箱 C电风扇 D电暖器4在“探究焦耳定律”的实验中，为了找出电流做功产生的热量与电阻的关系，必须同时保持( )A电阻相等和电流相等 B电阻相等和通电时间相等C通电时间相等和电流相等 D电阻相等、通电时间相等、电流相等5图1-9-1-5是小红同学为她家的蔬菜大棚设计的温度监控电路，R1为定值电阻，R2为半导体材料制成的热敏电阻(电阻随温度的升高而变小)。当蔬菜

7、大棚内温度升高时，电流表示数I和电路消耗的总功率P的变化情况是( )AI变大 P不变 BI变小 P变小CI变小 P变大 DI变大 P变大6某电热器有两根电阻丝，只给一根通电，煮沸一 壶水用的时间为t1；只给另一根通电，煮沸同样一壶水用的时间为t2。若两根电阻丝并联接到原来的电源上，煮沸同样一壶水需用的时间为t，则 ( )7如图1-9-1-6所示电路，电源电压保持不变。只闭合开关S，电流表的示数为0.2 A，再闭合开关S1，电流表的示数变化了0.3 A。那么闭合S、S1后，R1与R2的电功率之比是( )A2：3 B3：2 C5：2 D1：28如图l-9-1-7所示，电源电压保持6 V不变，电流表

8、的量程为00.6 A，电压表的量程为03V，定值电阻的规格为“10 0.5 A”，滑动变阻器的规格为“20 1 A”。闭合开关，为了保证电路安全，在变阻器滑片移动过程中，下列说法正确的是( )A电阻R1消耗功率允许的变化范围为0.40.9 WB电流表示数允许的变化范围为0.20.5 AC变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为220 D电路消耗总功率允许的变化范围为1.23 W9如1-9-1-8图所示的电路中，电源电压不变，移动滑动变阻器R1的滑片P，当电流表的示数变化范围为11.3 A时，电压表的示数变化了3 V，则该定值电阻尺2所消耗功率的变化范围是( )A33.9 W B35.07 WC3

9、.910 W D1016.9 W10如图1-9-1-9所示，电源电压保持不变，电阻R1=R2=R3=10。当Sl、S2都断开时，电流表示数为1 A，则 ( )A电源电压为30 VB当S1、S2都闭合时，电流表示数为2 AC当闭合S1、断开S2时，R1的功率为10 WD当S1、S2都闭合时，整个电路消耗的功率最大11某次雷电的电流是2×104 A，电压约为1×108 V，放电时间约为0.001s，这次雷电释放的能量是 J，电功率约 W。12过去大部分家庭电路中都安装着总开关和保险丝。现在新建的楼房供电线路已经采用 替代过去的总开关和保险丝。家里的电热水器、电饭锅等都是利用电热

10、的例子，但很多情况下我们并不希望用电器的温度过高，请举出一个防止电热造成危害的例子： 。13小明家的电能表月初的数字是，月末表盘的示数如图1-9-1-10所示。若按0.5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10 min内转过400转，则接在该电能表上的用电器总功率为 W。14如果加在某定值电阻两端的电压从6 V升高到 10 V，通过该电阻的电流变化了0.1 A，则该电阻的电功率变化了 。15世界自然基金会倡导的“地球一小时活动”，号召大家用关灯一小时的方式提高节能意识，它是通过减少通电时间来减少消耗的 ；则一只100 W的节能灯关灯l h可节电 kW

11、3;h。16某快速热水壶上标有“220 V，1000 W”的字样，它表明该热水壶在额定电压220 V下工作时，功率为1000 W，小明用该水壶盛水至l L刻度线处，若水的比热容为c水4.2×103 J(kg·)，水的初温为20，若在1标准大气压下将水烧至沸腾，则该电热水壶在额定电压下工作，所用的时间为 分钟。17图1-9-1-11甲是家用电吹风的工怍原理图，电吹风工作时可以吹出热风也可以吹出凉风。(1)要让电吹风工作时吹出热风，它的开关应置于题图甲中 (填“l”“2”“或”“3”)位置，此时电风扇与电热丝的连接方式是 。(2)某次用该电吹风将头发吹干的过程中，电吹风的功率随

12、时间的变化关系如题1-9-1-11图乙所示，则在该次吹干头发过程中电吹风消耗的总电能是 。(3)电热丝在工作时的电阻值是 (保留一位小数)。(4)使用几年后，发现电热丝变细，则其电阻变 ，它的实际功率将变 。18今年6月，我国空调“能效比”实行新的等级标准，空调制冷“能效比”EER是指空调制冷量与制冷时消耗的电功率比。小明家需要一台制冷量为3200 W的空调，若选“能效比”为32的空调，则制冷消耗的电功率为 W；若选“能效比”为4.0的空调，工作1 h将比原空调节约电能 kW·h。19某校科技小组的同学们用PTC元件(即半导体陶瓷材料)制作了一个电加热保温杯。常温下的凉开水放在杯内可

13、加热至60，并利用这种元件的特性设定保温温度为60。已知所用的PTC元件的阻值RT随温度的变化关系如图1-9-1-12甲所示，使用时PTC元件如图1-9-1-12乙接人家庭电路中。请回答下列问题：(1)当温度为60 时，电路中的电流是 mA，通电1 min，PTC元件消耗的电能是 J。(2)PTC元件的最大电功率是 W。(3)保温杯可以利用PTC元件的特性进行保温的原理是：当温度达到60时，PTC元件发热功率等于散热功率(即在相同时间内产生的热量与散失的热量相等)，温度保持不变。从图甲可以看出：当它的温度高于60时， ，温度下降；当温度低于60时， ，温度上升。因此保温杯中的水可以保持在60左

14、右。20生活中大多数电热器都有多个挡位，学习了电功率知识后，小锐同学利用电压为6 V的电源，两个阻值不同的定值电阻，设计了如图1-9-1-13所示的电路来探究电热器多挡位的问题。已知Rl10 ，R230 ，请计算：(1)S1、S2断开，S3闭合时，电路中的电流是多少?(2)S1断开，S2、S3闭合时，通电5 min电路消耗的电能是多少?(3)该电路的最大功率和最小功率之比是多少?专题一 电功与电功率一、知识梳理1 电流通过某段电路所做的功 叫电功。电流做功的过程，实际就是 电能转化为其他形式的能 的过程。2电流通过某段导体做的功与 导体两端的电压 、 通过导体的电流 和 通电时间 有关。电功计

15、算公式： WUIt 。电功的国际单位： 焦耳 ；常用单位有： 度(千瓦时) ，l度 l 千瓦时 3.6×106 焦耳。3探究电流做功多少与哪些因素有关：(1)研究方法： 控制变量法 和 转换法 。(2)电流做功多少用 重物上升的高度 来体现。4测量电功的工具： 电能表(电度表) ，电能表上标有“220 V”“10 A”“3000 R/kW·h”等字样，分别表示： 电能表额定电压是220 V ； 允许通过的最大电流是10 A ； 每消耗一度电电能表转盘转3000转 。电能表 前后两次 读数之差，就是这段时间内用电的度数。5电功率： 电流在单位时间内做的功 。电功率计算公式：

16、PUI 。国际单位有： 瓦特 ；常用单位有： 千瓦 。6某灯泡上标有“220 V 25 W”字样，则该灯泡的额定电压为 220 V ，该灯泡的额定功率为 25 W 。当实际电压低于额定电压时，该灯泡的实际功率 小于 额定功率(填“大于”“小于”或“等于”)。7串并联电路总功率等于 各用电器功率之和 。8探究电流热效应的实验。装置：两个装有 相同 质量、 相同 初温的 煤油 的 相同烧瓶 。通过比较 温度计示数变化快慢 ，判断电阻丝产生热量的多少。要探究电阻对电热的影响，需控制 通电时间 和 电流 一定，两电阻应 串联 。要探究电流对电热的影响需控制 通电时间 和 电阻 一定，两电阻应 并联 。

17、9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 。计算公式： Q=I2Rt 。10电热器：利用电流的 热效应 而制成的发热设备。其主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率 大 、熔点 高 的合金制成。二、例题【例l】铭牌上标有“220 V 11 W”的节能灯，正常工作时的电流为 0.05 A，若它每天正常工作2 h，那么一个月消耗的电能是 0.66 kW·h(一个月按30天计算)。【例2】近日福州闽江两岸灯光夜景改造工程完工，使江滨夜景更加美丽，又节能环保。其中尤溪洲大桥换上了约3000盏新型LED灯，灯的功率由原来的28 W变成

18、了13 W，若这些夜景灯每天工作3 h，则一个月(按30天计算)节省的电能为 l.35 kW·h，节省下的电能可使额定功率为1000 W的电热水壶正常工作 1.35 h。【例3】一台电热水器的铭牌上标有“220 V 3000 W”字样，其中装有50kg的水，将这些水从20加热到30。求：(1)这些水从20加热到30需要吸收的热量已知：c水 =4.2×l03J(kg·)。(2)为了加热这些水，电热水器正常工作15 min所产生的热量。(1)水吸收的热量是 (2) 电热水器正常工作15 min所产生的热量三、课堂巩固练习1某日光灯接在照明电路中正常工作时，其电流是0.

19、13 A，若通电10 mIn，有 l7160 J的电能转化成了热能和 光 能。2把标有“6 V 3 W”的灯泡L1和标有“12 V 3 W的灯泡L2串联接在电压为6 V的电源两端，通过它们的电流为 0.1 A，它们消耗的功率之比为 l：4 ；若将它们并联接在该电源上，消耗的总功率为 3.75 W。3有一种XX88型号电水壶的铭牌如下表，图1-9-1-1是电水壶的电路图，R为加热器，温控器S是一个双金属片温控开关，当温度较低时，其处于闭合状态，加热器加热；当水沸腾后，会自动断开进入保温状态，从而实现了自动温度开关控制。若加热器电阻阻值随温度改变而发生的变化可忽略不计，则：(1)电水壶正常工作时，

20、其加热电阻的阻值是多大?(2)若电水壶产生的热量全部被水吸收，现将一满壶23的水在标准大气压下烧开需要多长时间?水的比热容c = 4.2×103 J(kg·)，l L=103m3(3)当电水壶处于保温状态时，通过加热器的电流是0.2 A，此时电阻R0的电功率是多少?解答：(1)加热电阻R(2)水吸收的热量消耗的电能。加热时间(3)串联的总电阻保温电阻电阻的电功率四、课后练习1如图1-9-1-2所示的两个电流表均为学校实验室里常用的电流表(如图l-9-1-3所示)闭合开关后，两电流表的指针都正常偏转且偏转角度相同，此时灯L1和L2所消耗的电功率P1和P2的比值为 ( A )A

21、4：1 B1：4 C 5：l D1：52如图1-9-1-4所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后( B )A电压表的示数变大B电流表的示数变大C电路中的总电阻变大D电路消耗的总功率变小3下列家用电器中，利用电流热效应工作的是( D )A笔记本电脑 B电冰箱 C电风扇 D电暖器4在“探究焦耳定律”的实验中，为了找出电流做功产生的热量与电阻的关系，必须同时保持( C )A电阻相等和电流相等 B电阻相等和通电时间相等C通电时间相等和电流相等 D电阻相等、通电时间相等、电流相等5图1-9-1-5是小红同学为她家的蔬菜大棚设计的温度监控电路，R1为定值电阻，R2为半导体材料制成的热敏电阻(电阻随温

22、度的升高而变小)。当蔬菜大棚内温度升高时，电流表示数I和电路消耗的总功率P的变化情况是( D )AI变大 P不变 BI变小 P变小CI变小 P变大 DI变大 P变大6某电热器有两根电阻丝，只给一根通电，煮沸一 壶水用的时间为t1；只给另一根通电，煮沸同样一壶水用的时间为t2。若两根电阻丝并联接到原来的电源上，煮沸同样一壶水需用的时间为t，则 ( B )7如图1-9-1-6所示电路，电源电压保持不变。只闭合开关S，电流表的示数为0.2 A，再闭合开关S1，电流表的示数变化了0.3 A。那么闭合S、S1后，R1与R2的电功率之比是( A )A2：3 B3：2 C5：2 D1：28如图l-9-1-7

23、所示，电源电压保持6 V不变，电流表的量程为00.6 A，电压表的量程为03V，定值电阻的规格为“10 0.5 A”，滑动变阻器的规格为“20 1 A”。闭合开关，为了保证电路安全，在变阻器滑片移动过程中，下列说法正确的是( A )A电阻R1消耗功率允许的变化范围为0.40.9 WB电流表示数允许的变化范围为0.20.5 AC变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为220 D电路消耗总功率允许的变化范围为1.23 W9如1-9-1-8图所示的电路中，电源电压不变，移动滑动变阻器R1的滑片P，当电流表的示数变化范围为11.3 A时，电压表的示数变化了3 V，则该定值电阻尺2所消耗功率的变化范围是(

24、 D )A33.9 W B35.07 WC3.910 W D1016.9 W10如图1-9-1-9所示，电源电压保持不变，电阻R1=R2=R3=10。当Sl、S2都断开时，电流表示数为1 A，则 (D)A电源电压为30 VB当S1、S2都闭合时，电流表示数为2 AC当闭合S1、断开S2时，R1的功率为10 WD当S1、S2都闭合时，整个电路消耗的功率最大11某次雷电的电流是2×104 A，电压约为1×108 V，放电时间约为0.001s，这次雷电释放的能量是 2×109 J，电功率约 2×1012 W。12过去大部分家庭电路中都安装着总开关和保险丝。现在

25、新建的楼房供电线路已经采用 空气开关 替代过去的总开关和保险丝。家里的电热水器、电饭锅等都是利用电热的例子，但很多情况下我们并不希望用电器的温度过高，请举出一个防止电热造成危害的例子： 电视机后面的散热窗 。13小明家的电能表月初的数字是，月末表盘的示数如图1-9-1-10所示。若按0.5元kW·h的标准收费，他家本月应缴纳电费 42 元。若电能表的转盘在10 min内转过400转，则接在该电能表上的用电器总功率为 1200 W。14如果加在某定值电阻两端的电压从6 V升高到 10 V，通过该电阻的电流变化了0.1 A，则该电阻的电功率变化了 l.6 W 。15世界自然基金会倡导的“

26、地球一小时活动”，号召大家用关灯一小时的方式提高节能意识，它是通过减少通电时间来减少消耗的 电能 ；则一只100 W的节能灯关灯l h可节电 0.1 kW·h。16某快速热水壶上标有“220 V，1000 W”的字样，它表明该热水壶在额定电压220 V下工作时，功率为l 000 W，小明用该水壶盛水至l L刻度线处，若水的比热容为c水4.2×103 J(kg·)，水的初温为20，若在1标准大气压下将水烧至沸腾，则该电热水壶在额定电压下工作，所用的时间为 5.6 分钟。17图1-9-1-11甲是家用电吹风的工怍原理图，电吹风工作时可以吹出热风也可以吹出凉风。(1)要让电吹风工作时吹出热风，它的开关应置于题图甲中 1 (填“l”“2”“或”“3”)位置，此时电风扇与电热丝的连接方式是 并联 。(2)某次用该电吹风将头发吹干的过程中，电吹风的功率随时间的变化关系如题1-9-