14电功 电热 电功率.docx
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14电功电热电功率
专题十四电功电热电功率
【中考要求】
1、理解电功率和电流、电压之间的关系,并能进行简单计算。
2、能区分用电器的额定功率和实际功率
3、通过实验探究,知道在电流一定时,导体消耗的电功率与导体的电阻成正比。
4、了解家庭电路和安全用电知识。
有安全用电的意识。
电功率的有关计算是中考的热点,常和欧姆定律、串并联电路特点、电能、电流及热学部分综合应用。
计算中,往往涉及的物理量,综合性很强,具有一定的灵活性和难度。
家庭电路与实际联系紧密,在中考中着重考查学生运用已有知识分析和解决实际问题的能力。
中考中常以填空和选择的形式出现。
【考点集训】
考点①电功
1、定义:
电流通过某段电路所做的功叫电功。
2、实质:
电流做功的过程,实际就是___能转化为____________能(消耗电能)的过程;电流做多少功,就有多少电能转化为其他形式的能,就消耗了多少电能。
电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。
3、计算公式:
W=______=______(适用于所有电路)
对于纯电阻电路可推导出:
W=______=______
4、单位:
国际单位是______,常用单位是___(______)1度=___千瓦时=_________J
6、测量电功:
⑴电能表:
是测量用户用电器在某一段时间内所做电功(某一段时间内消耗电能)的仪器。
⑵电能表上“220V”“5A”“3000R/kwh”等字样,分别表示:
电电能表额定电压220V;允许通过的最大电流是5A;每消耗一度电电能表转盘转3000转。
⑶读数:
①最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。
②电能表前后两次读数之差,就是这段时间内用电的度数。
考点②电功率
1、定义:
电流在单位时间内所做的功。
2、物理意义:
表示电流____________的物理量灯泡的亮度取决于灯泡的_________大小。
3、电功率计算公式:
P=______=______(适用于所有电路)
对于纯电阻电路可推导出:
P=______=______
4、单位:
国际单位______常用单位:
______
5、额定功率和实际功率:
⑴额定电压:
用电器____________时的电压。
额定功率:
用电器在____________下的功率。
⑵当U实=U额时,P实___P额用电器_________
当U实
当U实>U额时,P实___P额用电器_________
考点③测定灯泡的功率实验
1、原理:
P=UI
2、电路图:
考点④电热
1、实验:
目的:
研究电流通过导体产生的热量跟那些因素有关?
原理:
根据煤油在玻璃管里上升的高度来判断电流通过电阻丝通电产生电热的多少。
实验采用煤油的目的:
煤油比热容___,在相同条件下吸热温度升高的___,且是绝缘体。
2、焦耳定律:
电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。
3、计算公式:
________(适用于所有电路)对于纯电阻电路可推导出:
Q=______=______=______。
考点⑤家庭电路:
1、家庭电路的组成部分:
低压输电线(火线零线)、电能表、闸刀开关、保险丝、用电器、插座、灯座、开关。
2、家庭电路的连接:
各种用电器是___联接入电路的,插座与灯座是___的,控制各用电器工作的开关与电器是___联的。
3、家庭电路的各部分的作用:
⑴低压供电线:
⑵电能表:
测量用户消耗的电能(电功)的仪表。
⑶闸刀(空气开关):
①作用:
控制整个电路的______,以便检测电路更换设备。
②安装:
家庭电路的___路上。
⑷保险盒:
材料:
①保险丝是由电阻率___、熔点较___的______合金制成
②保险原理:
当过大的电流通过时,保险丝产生较多的热量使它的温度达到熔点,于是保险丝熔断,自动切断电路,起到保险作用
③电路符号:
④连接:
与所保护的电路___联,且一般接在___线上
⑸插座:
①作用:
连接家用电器,给可移动家用电器供电。
⑹用电器(电灯)、开关___联接入电路。
考点⑥安全用电
1、家庭电路电流过大的原因:
发生______、用电器______过大。
2、安全电压:
不高于___V,动力电路电压___V,家庭电路电压___V都超出了安全电压。
3、触电形式:
_________、____________、____________和____________。
安全用电原则:
不接触_________,不靠近____________。
【常见题型】
类型一:
家庭电路安全用电
1.小强在开着空调的书房里复习功课,妈妈在厨房忙着做晚饭,当她把电饭煲的插头插入插座时,家里的空气开关就“跳闸”了,原因可能是电饭煲插头内部发生了,导致电路中过大,引起“跳闸”.
2.在右图所示的甲、乙两种使用测电笔的方法中,正确的是___。
3.某班同学在学了有关家庭电路的知识后安装了四盏电灯,你认为其中正确的是()
ABCD
4.下列做法中,符合用电安全的是()
A.电器失火时先切断电源B.湿衣服晾在电线上
C.用湿布擦抹电器D.家用电器未加接地保护
5.请用笔画线代替导线,将右图中的连有开关的电灯和三孔插座接人家庭电路中.
6.电能的利用给人们的生产、生活带来了很多方便,但如果使用不当也会给人们带来危害,下列做法中可能给人们带来危害的是()
A.更换灯泡或维修电路时要先断开电源
B.开关要接在火线上
C.三孔插座接地线要保证良好接地
D.暂时没有合适的保险丝.短时间内可以用细钢丝代替
7、.小明晚上做功课,把台灯插头插在书桌边的插座上,闭合台灯开关,发现台灯不亮.为了找出故障原因,小明把台灯插头插入其他插座,发现台灯能正常发光,用测电笔插人书桌边的插座孔进行检查,发现其中一个孔能使测电笔的氖管发光.故障原因可能是()
A.进户线火线上的熔丝烧断B.进户线零线断了
C.书桌边的插座与零线断开D.书桌边的插座与火线断开
8.下列行为符合安全用电常识的是()
A.在高压线旁放风筝B.家里保险丝熔断时用铜导线代替
C.发生火灾时,不带电泼水救火D.发现有人触电,立即用手将触电人拉开
类型二:
电功
1.物业工作人员来李明家收电费,他观察到李明家电能表的情况如图所示.然后从记录本上查出上月电能表的示数是811.6kWh.若按0.5元/kWh计费,李明家本月应缴电费______元。
李明家同时使用的用电器总功率不得超过W。
2.一个家用电能表的盘面上标有“3000r/kW·h”字样,它表示每消耗1kW·h的电能,电能表的转盘转3000转.若某个电热水器单独使用时,电表转盘在300s内转了210转,则热水器消耗的电能是 ,这个热水器放出的热量能使质量为__________的水温度升高10℃.[假设没有能量损失,已知:
c水=4.2×103J/(kg·℃)]
3.小明家新购置一个电饭锅,其铭牌如下表所示,表格中的额定功率均是指电路的总功率,电路原理简图如图所示,图中的S1是电源开关,S2是加热、保温转换开关。
小明在一次煮饭的过程中,同时闭合开关S1和S2,通电15min后,开关S2弹起断开,电饭锅进入焖饭保温工作状态,再经过10min后,锅内米饭完全煮熟,开关S1断开。
试计算:
(1)在这次煮饭的全过程中,电饭锅消耗了多少电能?
(2)R1和R2的阻值分别是多大?
类型三:
电功率
1.在“测量小灯泡电功率”的实验中,已知电源为两节铅蓄电池,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10,滑动变阻器上标有“20lA'’字样,某同学已连接的部分电路如图甲.
(1)该同学连接的电路中有错误,请用笔在错误处划“×”标明.
(2)错误改正后,请你用笔画线代替导线,在图甲中把电路连接完整.
(3)闭合开关,将变阻器的滑片移到某位置时,电压表示数为2.5V,电流表示数如图乙所示,则此时小灯泡中的电流是______A,小灯泡的额定功率是____________W.
(4)另一同学连好电路闭合开关后,发现小灯泡先很亮后熄灭,你认为他在连接电路时可能出现的问题是______________________________________.
2.如图所示,一个白炽灯泡L标有“4V4W”的字样,将它与一个定值电阻R0串联后接入电源电压恒为6V的电路中,当开关闭合后,测得R0消耗的电功率为2W,此时灯泡未正常发光,不计温度对灯泡阻值的影响,求:
(1)灯泡L的电阻值.
(2)定值电阻R0的电阻值.
(3)灯泡L的实际电功率.
【即时巩固】
1.下列四种情况中,人相对安全的是(请同学们千万不要尝试做本实验)()
2.关于家庭电路与安全用电,下列做法中正确的是()
A.家庭电路中的地线可以不接地
B.发现家用电器或电线失火时,必须先切断电源,然后再救火
C.熔丝被烧断后,可用铜丝代替熔丝接入电路
D.发现有人触电后,应立即用手把触电人拉离电线
3.家庭电路中安装熔断器(其中安装熔丝、俗称“保险丝”),它的作用是()
A.当电压过高时自动切断电路B.当发生触电时自动切断电路
C.当用电器发生漏电时自动切断电路D.当电路中电流过大时自动切断电路
4.关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是()
A.保险丝烧断一定是发生了短路B.只有220V电压才能引起人触电
C.开关一定要接在零线上D.家用电器的金属外壳一定要接地
5.如图电路中电源电压保持不变,闭合开关后,滑动变阻器滑片从左端向右移动的过程中,下列说法正确的是()
A.电压表示数逐渐变大B.电流表示数逐渐变小。
C.电灯的亮度逐渐增大D.电路总功率逐渐变小
6.清华大学的虞昊教授致力于第三代照明技术——LED灯的普及工作。
LED灯的能耗小,造价低廉,使用寿命长。
虞昊自制的LED台灯,用电压为6伏的电源供电,正常工作电流为300毫安。
那么,此LED台灯正常工作时的功率为()
A.1.8瓦B.18瓦C.180瓦D.1800
7.在“测定小灯泡额定功率”的实验中,当手移动变阻器滑片时,眼睛应观察()
A.灯泡的发光情况B.变阻器滑片的位置C.电压表的示数D.电流表的示数
8.将两只额定电压相同的小灯泡L1、L2串联在如图所示的电路中,闭合开关后,发现灯L1较亮,灯L2较暗,其原因可能是()
A.灯L1额定功率较大B.灯L2两端电压较大
C.灯L1的电阻较大D.通过灯L1的电流较大
9.标有"2V1W”字样的小灯泡和标有“20Ω1A”字样的滑动变阻器,连接在如图所示的电路中.已知电源电压为6V,电流表的量程为“0—0.6A”,电压表的量程为“0—3V”.闭合开关,移动滑动变阻器滑片,电流表、电压表示数的变化范围是()
A.0.25A—0.5A1V—2VB.0.25A”0.6A1V—2V
C.0.3A”0.5AlV—1.5VD.0.25A”0.5A1.5V-2V
10.甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中正确的是()
A.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多
B.两灯均正常发光时,甲灯的电阻小于乙灯的电阻
C.将两灯串联在220伏的电路中,甲灯比乙灯亮.
D.将乙灯接入110伏电路中,它的实际功率为50瓦
11.如图所示,电源电压保持不变,当变阻器滑片P滑到A端时,闭合开关S1和S2,灯泡L恰好正常发光,以下说法正确的是( )
A.滑片P仍在A端,开关S1断开,S2闭合,灯泡L仍正常发光
B.滑片P仍在A端,开关S1闭合,S2断开,灯泡L仍正常发光
C.滑片P滑到B端,同时闭合开关S1和S2,灯泡L仍正常发光
D.滑片P滑到B端,开关S1闭合,S2断开,灯泡L仍正常发光
11.如图所示是电阻甲和乙的U-I图像,下列说法中正确的是()
A.电阻甲和乙都是阻值不变的电阻
B.当乙两端电压为2V时,R乙=5Ω
C.甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.2A时,电源电压为2V
D.甲、乙并联在电路中,当电源电压为2V时,电路总功率为1.2W
12.将额定电压相同的两个灯泡L1、L2串联后接入电路中,如图所示。
接通电路后发现L1要亮一些,则下列判断正确的是()
A.L1的电阻比L2的小
B.L1的额定功率比L2的大
C.两灯正常工作时L1发光要暗一些
D.若将两灯并联接入电路,L1发光要亮一些
13.把两个分别标有“10V10W”和“9V5.4W”的灯泡串联后接到电源上,要使两灯都不被损坏,则电源的最大电压应为()
A.10VB.15VC.19VD.25V
14.下列电路图中电源电压U保持不变,小灯泡的额定电压为U0,且U>U0,定值电阻的阻值为R。
在不改变电路连接的情况下,能测出小灯泡额定功率的是()
15.某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时,电路如图所示,电源电压恒为4.5V,电压表量程“0~3V”,滑动变阻器规格“20ΩlA”,灯泡L标有“2.5V1.25W”字样(忽略灯丝电阻变化),在不损坏电路元件的情况下,下列判断正确的是
A.电路中电流变化的范围是0.18A一0.5A
B.滑动变阻器阻值变化的范围是2.5Ω~10Ω
C.灯泡的最小功率是0.162W
D.该电路的最大功率是2.25W
16.将灯L1接在12V的电路中,功率为12W。
若保持电路电源电压不变,再在电路中连入灯L2,使电路的总功率为18W。
在如图所示的四个电路中,连接方法正确的是()
17.用两节串接后的干电池给小灯泡供电,电压是3V,小灯泡发光时通过的电流为0.3A,此时小灯泡的电阻为_____,工作0.5min消耗的电功为_______J。
18.家庭电路中,照明灯泡与控制它的开关之间的连接方式是_______联.一只标有"PZ220—100”字样的白炽灯泡,正常工作5h消耗的电能是_______kW·h.
19.小华家电能表4月底的示数为
,5月底的示数为
,则小华家5月份消耗的电能为_______kW·h,应付电费_______元(按每度电均价0.5元计算).
20.按如图所示的电路图做测量小灯泡额定功率的实验时出现下列两种情况:
(1)一位同学连接好电路,在闭合开关时发现小灯泡不亮,电流表无示数,但电压表有示数.出现这种故障的原因是_______.
(2)另一位同学连接好电路,在闭合开关时发现小灯泡比正常工作时亮,这说明他在闭合开关前没有_______.
21.将灯L1“6V3W”和L2“6V6W”串联(灯泡电阻不变),现要使其中一盏灯长时间正常发光,则电源电压是___V,电路的总功率是___W.
22.如图甲所示电路中,电源电压不变,闭合开关S,将滑片P移到某一位置时,电压表示数为6V,两块电流表指针的位置均如图乙所示,则R1电阻是________Ω,此时R2的电功率是________W;若将滑片P向右移动,A1的示数将________,A2的示数将________(填“变大”、“变小”或“不变”).
17.20W高效节能灯的亮度相当于100W的白炽灯。
一户居民家中的4只100W的白炽灯均换用该节能灯,若平均每天使用5小时,30天可以节电____度,可节约电费____元。
(已知电费是0.5元/kW·h)
18.电吹风是现代家庭的常用电器。
如图所示是某电吹风的电路原理图。
R是电热丝,M是带动风扇转动的电动机,该电吹风的主要技术参数如表格所示。
当吹风时,该电吹风正常工作1min消耗的电能是____J,通过R的电流是____A。
19.小宇和小刚想利用如图所示的装置来探究“导体产生的热量与其电阻大小的关系“。
两只相同的烧瓶中装有适量的煤油。
烧瓶A中浸泡着一段铜丝,电阻较小:
烧瓶B中浸泡着一段镍铬合金丝,电阻较大,温度计显示煤油的温度。
为保证实验科学合理,两个烧瓶中所装煤油的质量应该________。
实验中,小宇和小刚发现B烧瓶中温度计的示数升高得快,这表明:
在电流和通电时间相同的情况下,导体的电阻越大,产生的热量________。
20.在“测定小灯泡电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,灯丝电阻约为10Ω。
(1)请用笔画线代替导线,将图所示的实验电路中未连接部分连接完成(连线不得交叉)。
(2)连接电路时,开关应处于_________状态;按照你连接的电路,滑动变阻器的滑片应调节至最____(选填“左”或“右”)端。
(3)实验时,调节滑动变阻器,当电压表的示数为_____V时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如上图所示,则通过灯泡的电流为____A,小灯泡的额定功率是______W。
(4)若接下来要测量该灯泡比正常发光略亮时的电功率,请详细叙述操作步骤。
(5)该实验还可以测定小灯泡的电阻。
根据以上实验数据,这个小灯泡正常工作时的电阻为____Ω。
21.在做“测定小灯泡的电功率”实验时,选用的器材有电压为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡,以及滑动变阻器、电流表、电压表、开关和导线等。
下图是没有连接完的实物电路。
(1)请你用笔画线代替导线,将实物电路连接完整。
(2)连好电路闭合开关,发现电压表指针偏转很小,其原因可能是______________(写出一种即可)。
(3)经适当调整后,闭合开关,移动滑片P到某处,发现电压表的示数为2.2V,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向________端滑动。
(4)通过移动滑片P,测得多组数据,绘制成U-I,图像如上图。
据此可计算出小灯泡正常发光时,滑动变阻器消耗的功率是________W(设电源电压保持不变)。
22.楠楠同学在资料上看到了一份材料,某大学物理系的同学再测定额定电压为2.5V小灯泡的电阻的实验中,得到部分U和I的数据如下表所示:
实验次数
1
2
3
4
5
6
U/V
0.20
0.80
1.40
2.00
2.50
3.00
I/A
0.02
0.08
0.14
0.18
0.20
0.21
(1)楠楠根据表中的数据,画出该小灯泡的电流跟电压变化的图像,于是设计了如图所示的坐标图。
①请你帮楠楠在坐标图中画出该小灯泡的电流跟电压变化的图像;
②从材料或图像中可知,该小灯泡的额定电流为_____A,正常发光时的电阻为_____Ω;
(2)楠楠还想利用初中的物理实验器材,通过实验来验证上述表格中的每一组数据是否正确,于是她又设计了如图甲所示的电路图,同时找来了实验器材并连接了部分实物电路,其中电源用的是2节新干电池,滑动变阻器的电阻可在0~50Ω内调节。
请你用笔画线代替导线,按照上图所示电路图,帮楠楠将图乙中的实物电路图连接完整;
闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到_______端(选填“A或B”);实验中,由于操作不小心等原因,导致电压表的示数变为零,电流表的示数增大,则电路可能出现的故障是____________________。
楠楠通过这个实验来验证上述表格中的每一组实验数据的正确性,你认为楠楠能做到吗?
请简要说明理由:
____________________________________________________。
23.如图是啸宇家新买的一台快速电水壶,这台电水壶的铭牌如下表。
为了测量该电水壶烧水时的实际功率,啸宇用所学知识和爸爸合作进行了如下实验:
关掉家里所有用电器,将该电水壶装满水,接入家庭电路中,测得壶中水从25℃上升到35℃所用的时间是50s,同时观察到家中“220V10A(40A)3200imp/(kw.h)”的电子式电能表耗电指示灯闪烁了80imp。
请根据相关信息解答下列问题。
〔c水=4.2×103J/(kg·℃)〕
(1)电水壶中水的质量;
(2)电水壶烧水时的实际功率;
(3)电水壶加热的效率;
(4)通过比较实际功率与额定功率大小关系,简要回答造成这种关系的一种可能原因。
24.人类正面临能源危机,为选用节能交通信号灯的灯源,实验室通过实验发现下表中的LED灯和白炽灯在正常工作时,光照强度相同有关数据如下表
两种灯
LED灯
白炽灯
发光原理
二极管发光
钨丝高温发光
额定电压
24伏
220伏
响应时间
10-9秒
10-3秒
额定功率
12瓦
100瓦
(1)请根据以上材料说明使用LED灯的两个优点
①______________;②______________
(2)LED灯正常工作时的电流是______________A.每天正常工作10小时,使用LED灯比使用白炽灯可节约电能为________kW·h,可将______________kg的水从20℃加热到100℃.【c水=4.2×103J/(kg·℃),结果保留两位小数】
25.小强所在班级的饮水机铭牌如下表所示。
他们对饮水机的工作情况进行了与研究,发现当加热内胆里的水温达到90℃时,温控开关就会自动断开,停止加热;当水温降至60℃时,温控开关又会自动打开重新加热,每次加热的时间为t=4min。
(1)饮水机加热一次消耗的电能W0为多少?
(2)饮水机设计热内胆的好处是每次只加热少量的水,既能使人们在较短的时间内喝上热水,又能避免一次加热过多的水而造成浪费。
请你根据前面的数据,计算加热内胆的容积。
[假设消耗的电能完全转化为水的内能,水的比热容为c水=4.2×103J/(kg·℃)〕。
(3)某日下午放学时,值日生小刚忘了关掉饮水机,直到第二天进教室后才发现,他为自己不小心浪费了电能而内疚。
因为他知道,虽然饮水机是断续工作的,但这一晚上(约12小时)也会浪费不少电能。
他经过一定的测量,就估算出了这一个晚上浪费的电能。
请你简述测量和估算的方祛,不需具体的数据计算。
26.太阳能电动车,它由太阳能电池提供动力,右图是它的电路简化图,光能转化为电能储存在太阳能电池中,提供电动机转动需要的动力,可通过改变调速电阻来调节电动机转速。
已知太阳能电池电压为600V。
请回答以下问题:
(1)当调速电阻的滑片P在最右端时,调速电阻接入电路的阻值为10Ω,闭合开关S,电压表示数为500V,此时电动机的电功率是多少?
(2)当调速电阻的滑片P滑到最左端时,电动机电功率达到18KW,此时电流表示数多大?
27.小华家买了一个家用电吹风,如图甲所示。
其简化电路如图20乙所示,主要技术参数如右表。
请解答如下问题:
(1)当电吹风吹冷风时,正常工作5min消耗的电能是多少?
(2)当选择开关旋至何处时,电吹风正常工作的功率最大?
此时电路中的总电流是多大?
(3)当电路供电电压为200V时,电吹风电热丝的实际电功率为多大?
(计算结果保留一位小数)
【练兵三年】
1、(10陕西)下列关于安全用电做法正确的是()
A.在户外遇到雷雨时,应到大树下躲避
B.更换灯泡时,应切断电源
C.遇到有人触电,应立即用手将他拉离带电体
D.用电器在使用时起火,应立即用水浇灭
2、(10陕西)用发光二极管制成的LED灯具有发光效率高、使用寿命长等优点,在生产与生活中得到广泛应用。
图-1中的手电筒的发光元件就是LED灯。
图-2是一个定值电阻R和手电筒中一个LED的电流与其两端电压关系的图象。
当把LED灯与R串联按图-3接入电路中时,R的电功率为0.08W,求此时R中的电流和电路的
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