第25课时 电功 电功率Word文档格式.docx
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180W 一次充电时间:
5~8h
(1)该电动自行车的额定电流多大?
(2)若该电动自行车行驶的平均车速为20千米/时,使用50%的电池容量(按额定电流放电,不计放电时能量损失),能行驶多长路程?
(3)某天小华想在自家的小车库内充电,发现车库内只安装了电灯,没有插座,于是小华想在如图所示的原有线路上安装一个双孔插座,应在a、b、c三处中的哪两处之间安装才合理?
________。
A.a和b B.b和c C.a和c
二、电功率
电流在单位时间内所做的功叫__________,是用来表示__________的物理量。
电功率的单位为瓦特(简称瓦,符号为W)、千瓦(kW)。
1kW=1000W。
电功率计算公式为:
P=__________、P=_________。
对于纯电阻性用电器,电功率还可用公式P=__________、P=__________计算。
1.额定功率:
用电器在__________下工作时所消耗的电功率。
2.用电器只有在额定电压下工作时,实际功率等于额定功率。
灯泡的亮度取决于灯的__________电功率。
以灯泡为例:
PZ220V 25W
PZ表示普通照明灯泡,220V表示额定电压为220V,25W表示该灯泡的额定功率为25W。
3.(2019·
温州)小明按图甲连接电路,闭合开关,灯泡L1的功率为P1。
他将一个阻值大于L1的灯泡L2串联接入电路(如图乙),闭合开关后,L1、L2的功率分别为P1′、P2′(不计温度对灯泡电阻的影响,电源电压恒定)。
下列关系式正确的是( )
A.P2′>
P1′>
P1B.P2′>
P1>
P1′
C.P1>
P2′>
P1′D.P1>
P2′
4.某兴趣小组设计的“温度控制器”工作时有加热和恒温两种状态。
电路如图甲所示,S为开关,双金属开关在温度低时闭合,温度到达一定值时自动断开,降温后再闭合,循环工作,起到调节温度作用,指示灯的额定电压为200V,且亮起即正常工作,发热电阻阻值为40Ω。
求:
(1)当指示灯亮时,温度控制器处于__________状态。
(2)指示灯的电阻值。
(3)加热状态时,温度控制器所消耗的电功率。
(4)温度控制器正常工作时,记录灯泡在一段时间内,规律性亮灭情况如图乙,求温度控制器1小时所消耗的电能。
三、测定小灯泡的电功率
原理为________。
考点14 测定小灯泡的额定功率和实际功率,收集和整理实验数据得出实验结论
调节滑动变阻器,当电压表读数不等于额定电压时,可测实际功率;
当电压表读数__________额定电压时,可测额定功率。
5.(2018·
嘉兴、舟山)在探究小灯泡的电功率与哪些因素有关的实验中,小组同学猜想:
小灯泡的电功率可能与电压、电流有关,于是他们设计了如下所示的三个电路图:
(1)你认为图________电路可以研究小灯泡的电功率与电压的关系,理由是________________________________________________________________________。
(2)小组同学经过分析讨论,选择正确的电路进行实验,得出了小灯泡的电功率与电压关系的正确实验结论。
支持该结论的实验现象是____________________________。
6.(2019·
台州)图甲是测定小灯泡(额定电压2V)电功率的实验电路。
(1)某同学根据实验数据画出如图乙所示的图像,则该小灯泡的额定功率为__________瓦。
老师认为图乙曲线右半段不符合实验事实,理由是______________。
(2)另一同学为探究电流跟电阻的关系,换用4.5V的电源,并用多个不同阻值的定值电阻替换图甲中的灯泡,得到如图丙的图像,则他选用的滑动变阻器的最大阻值至少为________欧姆。
四、电流的热效应
考点15 知道电路具有热效应,概述探究影响电流热效应因素实验的原理和涉及的科学方法
1.电流热效应
电流通过导体时,________能转化为________能,这种现象叫做电流的热效应。
2.用控制变量法进行研究
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,通过电阻的电流越大,这个电阻产生的热量越多。
考点16 说出焦耳定律的内容和数学表达式,应用焦耳定律解决简单问题
焦耳定律:
电流通过导体产生的热量,跟_________的平方、导体的__________和通电时间成正比。
表达式:
Q=_________
7.(2019·
绍兴)在验证焦耳定律(Q=I2Rt)中电热与电阻的定性关系时,实验小组出现了如图三种电路连接情况(已知R甲<
R乙)。
闭合开关,三种电路的电流表指针均发生了偏转,经过一段时间后观察并记录2根玻璃管内液面上升的高度Δh。
小组实验报告汇总如下表,请把表格空白处填写完整。
实验
电路
玻璃管内
液面高度
小组结论
你的合理解释与评价
A
液面都不上升
导体产生的热量跟电阻无关
(1)________________________________________________________________________
____________________________________________________________
B
液面都上升,且Δh甲<
Δh乙
电流通过导体时,电阻越大,产生的热量就
(2)__越多__
电流和时间都相同,验证了焦耳定律中Q与R的定性关系
C
液面都上升,且Δh甲(3)
______Δh乙
电流通过导体时,电阻越小,产生的热量就越多
(4)________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
___________________________________
如图所示是家用吹风机的工作原理,既可吹热风也可吹冷风,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变化如图乙所示,则在该次吹干头发的过程中电吹风消耗的总电能是( )
A.7040JB.12320JC.21120JD.13200J
1.(2019·
淄博)灯泡L的电流随电压变化的图像如图乙所示,将此灯泡与定值电阻R接入图甲所示的电路中,只闭合开关S,小灯泡的实际功率为0.5W,则电源电压是________V;
再闭合开关S1,电流表的示数变化了0.1A,则R的阻值是________Ω;
通电1min,定值电阻R消耗的电能是________J。
(2019·
宁波)如图甲所示电路,分别把定值电阻R1、R2(R1>
R2)接入A、B之间后进行实验,并根据电流表和电压表示数画出A、B之间电阻的P-U图像,如图乙所示。
如果把R1和R2并联后接入A、B之间进行实验,同理,可以在图乙中画出它的P-U图像③。
则图像①所对应的电阻和图像③所在的区域分别是( )
A.R1和ⅠB.R1和Ⅲ
C.R2和Ⅰ D.R2和Ⅲ
(2018·
玉林)如图所示,电源电压U为10V并保持不变,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。
闭合开关S,当滑片P移至最左端时,灯泡正常发光,电流表示数为0.5A;
当滑片P移至中点时,电流表示数为0.4A。
则( )
A.电路消耗的最小功率为2.5W
B.滑片P在中点时,灯泡消耗的功率为2.4W
C.滑片P在中点时,灯泡消耗的功率为3.2W
D.滑片P在最左端时,2min内电流通过灯泡所做的功为10J
无锡)小明和小红做测量小灯泡的功率实验,实验目的是测量小灯泡的额定功率和实际功率。
器材有:
电压恒为4.5V的电源,额定电压为3.8V的小灯泡,滑动变阻器(20Ω 2A),电压表,电流表,开关各一个,导线若干。
(1)小明连接了如图甲所示的电路,准备将电压表连接在小灯泡两端,电压表的表盘如图乙所示,小红认为这样连接电压表不妥,理由是______________________________。
(2)小明和小红讨论后,选择0~3V的量程,将电压表并联在滑动变阻器的A、B接线柱上,请你用笔画线代替导线将电路连接完整。
(3)正确连接好电路后,他们采用合理的操作方式,闭合开关,移动滑片P,读出电压表、电流表的示数,观察小灯泡的亮度变化,记录在下表中:
电压表的示数U/V
2.9
2.5
2.3
1.7
0.7
0.5
电流表的示数I/A
0.20
0.22
0.24
0.26
0.31
0.34
________
__________
小灯泡的亮度
逐渐变亮
①为达成实验目的,请将表格中的栏目补充完整。
②当电压表示数为0.7V时,电流表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为_________。
③实验结果表明,小灯泡的亮度与实际功率的关系是__________。
④实验时,若移动滑片P至B端,则开关闭合后会出现__________现象,可能导致器材损坏。
【提醒】本题考查了串联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用,难点是正确计算不超过电表量程前提下变阻器的取值范围。
(2018·
连云港)如图所示,电源电压恒为15V,定值电阻R的阻值为20Ω,闭合开关后,使变阻器的阻值减小5Ω,电流表示数变化了0.1A,则下列说法正确的是( )
A.电流表示数减小了0.1A
B.电压表示数减小了0.5V
C.定值电阻的电功率增大了0.2W
D.电路总功率增大了1.5W
额定功率
额定电压
水箱容积
60L
建议使用人数
3~4
图a
黄石)一般热水器由加热系统、测温系统和控水系统组成。
某台电热水器铭牌部分信息已经模糊,如图a所示,其测温系统可以简化为如图b所示的电路,电源为9V恒定电源,R1为4Ω定值电阻,R2为热敏电阻,其阻值随温度变化的关系如图c所示。
(1)为估算电热水器的额定功率,关闭其他用电器,让热水器正常工作1分钟,观察电能表,如图d所示,转动了150转,则消耗电能多少千瓦时,电热水器的额定功率是多少瓦?
(2)若已装满水的水箱温度显示75℃时突然停电,但不停水。
现有4人要洗浴,正值秋冬季节,需用40℃热水洗浴,通过控水系统将10℃冷水和水箱中热水进行调配,请问每人平均用水量是多少升?
(不计热损失)
(3)控温系统某时刻电压表示数为4V,此时水箱中水温是多少?
(友情提示:
本栏目建议午休时间完成)
衢州)下列用电器主要利用电流热效应工作的是( )
第2题图
无锡)用如图的装置探究影响电流热效应的因素,电阻丝R1和R2分别密封在两只完全相同的烧瓶中,且R1<R2,瓶中装有质量相等的煤油。
下列说法正确的是( )
A.该装置用来探究电流热效应与电流大小的关系
B.闭合开关后,装R1电阻丝的烧瓶中温度计示数上升较快
C.实验中,通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
D.将某一烧瓶中的煤油换成等质量的水,可比较煤油和水的比热容大小
第3题
黄石)如图所示电路,电源电压保持不变,R1=5Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为15Ω。
闭合开关S,向左移动滑动变阻器滑片P的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表
的示数变小
B.电压表
的示数增大
C.滑片可在R2上任意移动
D.若滑片移到b端时,R1与R2的电功率之比为3∶1
第4题图
4.(2018·
深圳)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑片P向右移动时,下列说法错误的是( )
A.电压表示数变大
B.电流表示数变小
C.灯L的亮度不变
D.电路的总功率变小
5.(2019·
聊城)有一只标有“6V 3W”字样的灯泡A和一只定值电阻B,A和B的电流随两端电压变化关系的图像如图甲所示。
则错误的是( )
第5题图
A.定值电阻B的阻值为6Ω
B.将A、B串联接在9V电源两端,灯泡A正常发光
C.将A、B并联接在6V电源两端,10s内电路消耗的电能是30J
D.将A与一个滑动变阻器串联接在6V电源两端,如图乙所示,当灯泡的功率与滑动变阻器的功率相等时,滑动变阻器的功率为0.9W
绵阳)人类已进入智能化时代。
小明家安装了空调智能控制系统,空调自动开启条件是:
家中有人且室温等于或高于26℃。
S1和S2是控制空调开启的两个智能开关,当家中有人时S1自动闭合,家中没有人时S1自动断开;
当室温等于或高于26℃时S2自动闭合,室温低于26℃时S2自动断开,则控制空调开启的电路示意图是图甲和图乙中的________。
已知小明家某天室内温度变化情况如图丙所示,当天8h~12h和14h~18h家中没有人,空调的额定电压是220V,额定功率是1kW,则这台空调当天消耗的电能是________kW·
h。
第6题图
(2019·
枣庄)在如图甲的电路中,电源电压保持不变,R为滑动变阻器,其规格为“20Ω 2A”,闭合开关S,当滑片P从一端滑到另一端的过程中测到R的电功率与通过它的电流关系图像如图乙所示,则电源电压为________V,定值电阻R0的阻值为________Ω。
第7题图
8.(2018·
金华、丽水)小科想知道标有“3.8V”字样的小灯泡正常工作时的电功率,于是连接了如图所示的实验电路。
电源电压6伏恒定不变,滑动变阻器规格为“50Ω 1A”。
第8题图
(1)请你用笔画线代替导线,将电路连接完整。
(2)正确连接电路,闭合开关,发现小灯泡不亮。
小科观察到两电表的示数情况是_________________________________,由此判断故障是小灯泡断路。
(3)排除故障后,小科进行了正确操作,观察到的现象和测得的数据如下:
实验次数
1
2
3
4
5
发光情况
很暗
较暗
较亮
亮
很亮
电压U/伏
3.8
4.5
电流I/安
0.2
0.25
0.30
由表中数据可得,小灯泡的额定功率是________瓦。
(4)小科根据表中数据,计算了各次实验的灯丝电阻,分析后认为,闭合开关前小灯泡灯丝的阻值小于5欧姆,小科的理由是____________________________________。
9.(2019·
绍兴)电加热眼罩对缓解眼疲劳有一定效果。
如图甲是一款市场上的产品,小敏查阅使用说明书,其相关参数如下表乙。
甲
型号
***
额定充电电压
4.8V
充电电流
500mA
电池容量
800mAh
乙
丙
第9题图
(1)当该款眼罩还剩10%的电池容量时,在额定电压下充电,充满电至少需要多少时间?
(2)图丙是小敏设计的可以手动调节高、中、低三档加热的电热眼罩原理图。
电源电压U恒为4.8伏,已知电热丝R1阻值为4欧,电热丝R2阻值为6欧,开关S3只接a或b。
①图丙电路中S1闭合,S2断开,S3接a时,加热电路为________(填“高”、“中”或“低”)温档。
②中温档功率为多少瓦?
③高温档工作20分钟,眼罩消耗的电能为多少焦?
参考答案
课前预热
考点1 电能 其他形式能
考点2 焦耳 3.6×
106
考点3 电流 时间
考点4 电能
考点5 W=UIt、W=Pt W=(U2/R)t、W=I2Rt
考点6 电能表
【考点真题】1.B 2.
(1)I=
=
=5安
(2)t=
=1小时 s=vt=20千米/时×
1小时=20千米 (3)C
考点7 电功率 电流做功快慢
考点9 W/t UI U2/R I2R
考点10 1.额定电压 2.实际
【考点真题】3.C 4.
(1)恒温
(2)U灯/R灯=U阻/R阻,R灯=U灯·
R阻/U阻=200V×
40Ω/20V=400Ω (3)加热状态时,双金属开关闭合:
P=U2/R=(220V)2/40Ω=1210W (4)灯亮时,I1=20V/40Ω=0.5A,灯灭时,I2=220V/40Ω=5.5A,一个周期(3分钟)消耗的电能:
W=W1+W2=U1I1t1+U2I2t2=220V×
0.5A×
150s+220V×
5.5A×
30s=5.28×
104J 1小时耗电:
W总=W×
20=1.056×
106J
考点12 P=UI
考点14 等于
【考点真题】5.
(1)乙 乙是串联电路,能控制电流相等
(2)电压表示数大的灯泡比示数小的灯泡亮
6.
(1)0.8 当实际电压远大于额定电压时,小灯泡会烧毁
(2)15
考点15 1.电 内
考点16 电流强度 电阻 I2Rt
【考点真题】7.
(1)两实验电阻没接入电路,无现象无法验证焦耳定律中Q与R定性关系
(2)越多
(3)> (4)两实验电阻并联,电流不同,实验现象无法验证焦耳定律中Q与R定性关系
课堂突破
例1 D 例2 C 例3
(1)如果接0~3V量程,会导致灯泡两端电压无法达到额定电压,如果接0~15V量程,由于分度值为0.5V,示数会不准确
(2)如图
(3)①小灯泡的实际功率P/W ②1.14W ③实际功率越大,亮度越亮 ④电压表满偏 例4 D
例5
(1)热水器消耗的电能W=
kW·
h=0.05kW·
h,热水器的功率P=
=3kW=3000W;
(2)水箱内水的温度75℃,水的体积60L=0.06m3,由ρ=
得热水的质量:
m热=ρV=1.0×
103kg/m3×
0.06m3=60kg,将10℃冷水和水箱中热水进行调配,根据热平衡方程可得:
cm热(t1-t)=cm冷(t-t2),冷水质量m冷=
=70kg,调配后水的质量m=m热+m冷=60kg+70kg=130kg,调配后水的体积:
V=
=0.13m3=130L,每人平均用水量:
=32.5L。
(3)由图b知,R1和R2串联,电压表测R1的电压,控温系统某时刻电压表示数为4V,电源电压为9V,则R2两端的电压为5V,串联电路电流相等,I=
,即
,解得R2=5Ω,由图c可知,R2与温度t为一次函数关系,温度为0℃时,R2阻值为8Ω,温度为80℃时,R2阻值为4Ω,R2随温度变化的函数关系为:
R=
Ω;
当R2=5Ω时,解得t=60℃。
【变式拓展】
1.2 20 12 2.B
校内作业
1.A 2.C 3.D 4.A 5.C
6.甲 5
7.12 10
8.
(1)如图
(2)电压表有示数,电流表无示数(或电压表示数为6伏,电流表示数为0) (3)1.14 (4)灯泡灯丝电阻随着温度的降低而减小,实验中很暗时电阻为5欧,没有通电时,温度更低,所以电阻会更小
9.
(1)t=800mAh×
(1-10%)/500mA=1.44h
(2)①低 ②当S1闭合、S2闭合、S3接a时为中温档,P1=U2/R1=(4.8伏)2/4欧=5.76瓦;
③当S1闭合、S2闭合、S3接b为高温档,R2的功率:
P2=U2/R2=(4.8伏)2/6欧=3.84瓦,R1的功率:
P1=5.76瓦,总功率:
P=P1+P2=5.76瓦+3.84瓦=9.6瓦,消耗的总电能:
W=Pt=9.6瓦×
20×
60秒=11520焦。
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