电功率学生用.docx
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电功率学生用.docx
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电功率学生用
电功率
知识点
1、电功
各种用电器在工作时都消耗电能,从能量转化的角度来看,用电器消耗电能的过程就是电能转化为其他形式的能的过程,因此这个过程就是电流做功的过程,各种用电器实际上都是电能转化器。
电流在通过电灯、电热器、电动机、电扇、空调等用电器时,电能转化为光能、内能、声能、机械能等形式的能,因而电流在通过各种用电器时都做了功。
电流做功的多少跟哪些因素有关呢?
实验结果表明:
在相同的时间内,电动机两端的电压越大,通过电动机的电流越大,重物上升的高度也越大,电流做的功也越多。
(1)电功的定义:
电流所做的功,用W表示。
(2)电功的大小:
电功等于导体两端的电压,通过导体的电流和通电时间的乘积。
(3)电功的计算公式:
W=UIt。
在SI制中,U、I、t的单位依次为伏、安、秒,电功W的单位与机械功、热量的单位一样,是焦耳,简称焦,用J表示。
1焦=1牛·米=1伏·安·秒,电流做多少功,就有多少电能转化为其他形式的能。
2、电功率
我们用实验研究电流做功时,发现在相同的时间里,电流做功的多少是不同的,即电流通过不同的用电器,做功的快慢程度是不同的。
例如家用电风扇工作时,电流通过电扇的电动机,每秒钟做功大约是几十焦,电流通过电力机车的电动机,每秒钟做功可达几百万焦。
物理学中用电功率来描述电流做功的快慢。
(1)电功率的定义:
电流在1秒内所做的功,用P表示。
(2)电功率的公式:
∵
∴
在SI制中,U、I的单位分别为伏、安,P的单位和机械功率的单位相同,也是瓦,1瓦=1伏·安。
常用的单位有千瓦,1千瓦=1000瓦。
(3)额定电压和额定功率:
所有用电器都有一个正常工作的电压值,叫做额定电压。
当用电器两端的电压为额定电压时,通过用电器的电流叫额定电流,此时的电功率叫做额定功率。
额定电压、额定电流或额定功率通常被标注在用电器的铭牌上。
(4)实际电压和实际功率:
用电器工作时的电压叫做实际电压,此时的功率叫做实际功率。
灯的亮暗是由其实际功率决定的,实际功率越大,灯就越亮。
当U实>U额时,P实>P额,用电器不能正常工作,容易被烧坏。
当U实=U额时,P实=P额,用电器能正常工作。
当U实<U额时,P实<P额,用电器不能正常工作。
3、电能表
电能表是用来测量用户所消耗的电能(即电流做功多少)的仪表,又称电度表,俗称火表。
前后两次抄见数之差,即为这段时间内的用电量,单位是“千瓦时”,俗称“度”。
1千瓦时相当于功率为1千瓦的用电器使用1小时所消耗的电能,即:
1千瓦时=1千瓦×1小时=1000瓦×3600秒=3.6×106焦。
(1)电能表的二项性能指标:
①电能表上标有如“220V5(10)A”的字样,表示其工作电压为220V,正常工作的最大电流为5A,短时间内允许通过的最大电流为10A。
②电能表上标有如“1800R/kwh”的字样,表示这个电能表的铝盘转动1800转,消耗的电能是1kwh,即为1度。
(2)电能表的功率容量
电能表的功率容量等于它的工作电压与正常工作的最大电流的乘积。
例如标有“200V5(10)A”字样的电能表的功率容量是:
P=UI=220V×5A=1100W,即电路中同时工作的各用电器的功率之和,不能超过1100W(短时间不能超过2200W),否则电流太大将使得保险丝烧断或电能表损坏。
同步:
1、电能表上标有“10(40)A”、“2400R/kWh”字样,10(40)A表示电能表正常工作电流不大于安,短时间允许通过的最大电流为安,2400R/kWh表示每消耗度电,铝盘转动圈,该电能表的功率容量为千瓦,即电路中的用电器总电功率应小于千瓦。
2、一个用电器正常工作5小时,电能表示数由
变为
这个用电器消耗电能度,它的额定功率是瓦。
3、一只电能表上标有“220V10A”字样,在正常情况下,最多可同时使用“220V40W”的电灯盏。
1度电能够供“220V40W”的一盏电灯正常工作小时。
4、某教学楼共有16间教室,每间教室装有40瓦的日光灯8盏,平均每天开灯2.5小时,一个月(按30天计算)共耗电度。
5、有两个电阻,阻值分别为R1=100欧和R2=81欧,若把它们并联在家庭电路中时,则下列电流、电压、电功率和电阻关系中错误的是()
(A)I1
6、某家庭用电器的总功率不超过3000瓦,可选用的比较合适的电能表是()
(A)“220V50A”(B)“220V10A”(C)“220V15A”(D)“220V20A”
提高练习:
1、如图所示,设电源电压保持不变,R是一个定值电阻,在a、b两点间接入一个标有“3V2W”的灯泡L1,它恰能正常发光;若在a、b两点间换接入标有“3V3W”的灯泡L2,则该灯泡()
(A)也能正常发光,其消耗的电功率等于2W
(B)也能正常发光,其消耗的电功率等于3W
(C)不能正常发光,其消耗的电功率小于3W
(D)不能正常发光,其消耗的电功率大于3W
2、如图所示的四个电路中,电源电压U相同,R1 (A)甲、乙、丙、丁(B)丁、丙、乙、甲 (C)丁、甲、乙、丙(D)丙、乙、甲、丁 3、如图所示的电路中,电源电压U恒定,电流表示数为2安,R1与R2并联的总电阻为R,R1∶R=4∶3,电阻R2消耗的功率为7.5瓦,则电阻R2为多少欧? 4、如图所示的电路,灯L标有“12V9W”的字样,电源电压保持不变。 当电键S、S1闭合,S2断开时,电流表示数为1.25安,灯L正常发光。 求: 当电键S2闭合,S、S1断开时,电阻R消耗的功率多大? 灯L的功率多大? 5、如图所示的电路,电源电压一定,L是标有“6V3W”的灯泡。 滑动变阻器的滑片在某一位置时,电压表的示数为U1,变阻器消耗的功率是P1;滑片移到另一位置时,电压表示数为U2,变阻器消耗功率是P2。 已知P1=P2, U2=2U1。 求: 滑动变阻器的电阻至少是多少欧? 6、电阻R1的阻值为10欧,当电阻R1与R2以某种方法连接后接在电源两端时,R1两端的电压为9伏;当两电阻以另一种方法连接后接在同一电源两端时,R1两端的电压为3伏。 求: (1)电源电压。 (2)电阻R2的阻值。 (3)电阻R1在两种连接方法中的较大功率。 7、某台全自动洗衣机说明书中所列的部分技术数据如下表所示: 额定频率 50赫 水量/水位 40升/高 最大耗水量 120升 额定功率 洗涤(漂洗)300瓦脱水225瓦 时间 洗涤12分/次漂洗7分/次脱水2分/次 若用该洗衣机洗几套衣服: 洗涤一次、漂洗两次,每次排完水后脱水一次,问: (1)需要用电多少千瓦时? (2)大约用水多少千克? 8、如图所示,电源电压保持不变,电流表使用0.6A量程,电压表使用3V量程,小灯泡L上标有“2.5V1.25W”字样,其阻值在工作中保持不变,滑动变阻器R的最大阻值为20 ,若使R接入电路的阻值为4 ,则灯泡L刚好正常发光,问: (1)L的阻值为多大? (2)电源电压为多大? (3)现要通过调节R来改变灯泡L的工作状态,但必须保证电流表和电压表不超过其量程,R接入电路的阻值只能在什么范围内变化? 9、如图甲所示电路,电源电压为12V,电阻R1的阻值为20 ,滑动变阻器R2的最大阻值为100 ,当开关S闭合时,电流表A的示数为0.2A求: (1)电压表V1的示数; (2)R2消耗的电功率; (3)滑动变阻器滑片P移到另一位置时,电压表V2的示数如图乙所示,求此时滑动变阻器R2接入电路的阻值。 10、冬天,王同学使用电热毯时发现电热毯有高温挡和低温挡,于是他设计了电热毯的模拟电路图,如图甲和乙所示(电热丝相当于电热毯内部发热电阻)。 (1)图甲中有定值电阻R1(置于电热毯外部),电热丝R2,请说明要使电热毯处于低温挡时,开关S1、S2应处于什么状态? 并写出低温挡时电热毯发热电功率的表达式。 (2)图乙中有两根电热丝R2、R3,请说明要使电热毯处于高温挡时,开关S1、S2应处于什么状态? 并写出高温挡时电热毯发热电功率的表达式。 (3)请指出你认为其中较好的电路,并说明理由。 习题 一、填空题 1、电流做功的实质是;电能表是测量的仪表,计量单位是。 2、试述下列各情况中,主要的能量转化过程: (1)电流通过电吹风做功: 。 (2)电流通过电镀溶液做功: 。 (3)电流通过电动机做功: 。 3、一个小灯泡两端所加电压是2.5伏,在15分钟内电流做功675焦,通过这个灯泡的电流是安。 4、加在某一导体两端的电压是6伏,通电3分钟电流消耗的电能是540焦,那么1分钟内通过导体某一横截面的电量是库。 5、已知两电阻阻值之比R1∶R2=3∶2,将它们串联后接到3伏电路中时,在相等时间内所做的电功之比是;若将两电阻并联后接在同一电路中,在相等时间内所做的电功之比是。 6、灯泡上标有“220V60W”字样,它表示把伏的电压加在灯泡两端时,灯泡正常功率是瓦,此时通过灯泡的电流是安,在2小时内电流做功 焦。 7、一盏标有“36V40W”的电灯接在电路中,测得通过灯的电流是1安,则这盏灯的实际功率是。 8、用电器标有“10 0.6A”字样,其正常工作电压为,电功率为。 若把它接入12伏电源,要使它正常工作应串联一个的电阻。 9、某用电器的电阻是120欧,它与某一电阻并联后,通过该用电器的电流为总电流的 ,则该用电器消耗的电功率与电阻上消耗的电功率之比为;若该用电器与另一电阻串联后接入电路,用电器两端电压为总电压的 ,则该用电器消耗的电功率与另一电阻上消耗的电功率之比为。 10、一盏标有“PZ220-100”的电灯,其中220表示,100表示,灯泡的电阻是欧,正常工作时通过灯泡的电流是安。 11、电阻是1210欧的电烙铁在家庭电路中使用,通过它的电流是安,这把电烙铁的功率是瓦,1分钟内电流做了焦的功。 12、一个3欧的电阻,在10秒的时间内通过它的电量为20库,那么通过该电阻的电流为安,加在它两端的电压为伏,电流所做的功为焦。 13、某导体的电阻是2欧,当它通过1安电流时,导体的功率是瓦,通电1分钟,电流做功焦。 如果通过这个导体的电流是2安,则在相同的时间内电流所做的功是原来的倍。 14、8库的电量通过一个2欧的电阻,在电阻上做功40焦,这个电阻两端的电压是伏,通过这个电阻的电流是安,通电时间是秒,这个电阻上的电功率是瓦。 15、某电路中的电阻增加了4欧,电流降为原来的一半。 若电源电压不变,那么原来电路中的电阻是欧,增加电阻前后,电路上消耗的电功率之比为。 16、一台标有“220V1000W”字样的微波炉,正常情况下每天约工作20分钟,则这台微波炉一个月(30天)耗电千瓦·时。 17、如图所示电路中,电路两端的电压U保持不变,电阻R1=12欧,R2=10欧。 当S1闭合、S2断开时,电流表的示数是0.5安;当S1、S2都闭合时,电流表的示数为 安,电阻R2上消耗的电功率为瓦。 18、如图所示,已知R1的阻值为100欧,移动滑片P使电阻R1消耗的功率在16瓦到25瓦范围内变化,则电路两端所接电源的最小电压为伏;若电源的电压为60伏不变,要达到上述要求,滑动变阻器接入电路的阻值变化范围是欧到欧。 二、选择题 1、下列各项中,不属于功的单位的是() (A)牛·米(B)伏·库(C)伏·安·秒(D)伏·安/秒 2、两节干电池的电压是3伏,在由两节干电池作电源的电路中,则() (A)每秒钟电流做功3焦 (B)可以产生3安的电流 (C)每通过1库电量时,电流做的功是3焦 (D)电路中的电流为1安时,电流做的功是3焦 3、一只标有“220V40W”字样的灯泡灯丝断了,现将灯丝再搭接在一起重新使用,则灯泡的功率将() (A)变大(B)变小(C)不变(D)无法确定 4、电能表上标有“220V10A”字样,使用这个电能表的电路最多可接“220V60W”的灯泡() (A)22盏(B)36盏(C)40盏(D)25盏 5、某发电厂机组的总功率为60万千瓦,这家发电厂每天能发电() (A)60万焦(B)60万度(C)1440万度(D)1440万焦 6、某家庭用电器的总功率不超过3000瓦,可选用的比较适合的电能表是() (A)“220V50A”(B)“220V10A”(C)“220V15A”(D)“220V20A” 7、某电能表标有“220V5(10)A”字样,电路中已标有“220V800W”字样的用电器在工作,则还允许使用标有“220V40W”字样的电灯() (A)7盏(B)27盏(C)30盏(D)35盏 8、某段电路上每通过10库电量时,电流做功30焦,则这段时间电路两端的电压为() (A)3伏(B)30伏(C)1伏(D)10伏 9、如果电阻丝的两端电压增加到原来的3倍,则在单位时间里() (A)消耗的电能增大到原来3倍(B)电流所做的功增大到原来6倍 (C)电流的功率增大到原来9倍(D)电流所做的功增大到原来的9倍 10、在照明电路中,接入用电器越多,则电路中() (A)总电阻越小,总电流越大,总功率越大 (B)总电阻越小,总电流越大,总功率越小 (C)总电阻越大,总电流越小,总功率越小 (D)总电阻越小,总电流越大,总功率越小 11、一度电能使白炽灯正常工作10小时,这灯泡的电功率是() (A)25瓦(B)40瓦(C)60瓦(D)100瓦 12、有“220V40W”、“110V40W”、“36V40W”三盏电灯,分别在各自的额定电压下工作,那么() (A)“220V40W”的灯较亮(B)“110V40W”的灯较亮 (C)“36V40W”的灯较亮(D)三盏灯一样亮 13、标有“220V100W”的甲灯和标有“220V15W”的乙灯,正常工作时的电流分别为I甲和I乙,则() (A)I甲I乙(C)I甲=I乙(D)无法比较 14、把额定电压为2.5伏和3.8伏的两个灯泡串联在电路中,通电一段时间,则通过两灯泡的电量的情况是() (A)2.5伏灯泡通过的电量多(B)3.8伏灯泡通过的电量多 (C)通过的电量相等(D)条件不足无法比较 15、将一个“220V100W”的灯泡接到110伏的电源上,下列说法中正确的是() (A)通过灯丝的电流变为额定电流的 ,功率变为额定功率的 (B)通过灯丝的电流变为额定电流的 ,功率变为额定功率的 (C)通过灯丝的电流不变,灯泡的额定功率不变 (D)电灯的灯丝电阻变为原来的 ,额定功率变为 16、在如图所示的电路中,若电阻R和电表的示数已知,无法计算灯泡功率的电路是() 17、下列单位中,不是电功率的单位的是() (A)焦/秒(B)千瓦·时(C)伏·安(D)瓦 18、家庭常用照明灯的电功率约为() (A)0.4瓦(B)4瓦(C)40瓦(D)400瓦 19、下列说法中正确的是() (A)电流通过用电器时消耗的电能越多,用电器的功率越大 (B)千瓦、千瓦·时都是电功率的单位 (C)电功率是表示电流做功多少的物理量 (D)在额定电压下工作时,用电器的实际功率等于额定功率 20、一盏“36V40W”的电灯接到某电路中,通过灯的电流是1安,这盏灯的实际功率() (A)等于40瓦(B)大于40瓦(C)小于40瓦(D)无法判断 21、将两盏“220V100W”的电灯串联后接到家庭电路中,两盏灯的实际功率之和为() (A)50瓦(B)100瓦(C)120瓦(D)200瓦 22、在图所示电路中,电源电压保持不变,变阻器的电阻R<8R0,闭合电键S后,电流通过定值电阻R0做功的功率是P0,若要让定值电阻R0的电功率变为4P0,则必须() (A)将滑片P向右滑动,使电路中的总电阻变为原来的4倍 (B)将滑片P向右滑动,使电路中的总电阻变为原来的2倍 (C)将滑片P向左滑动,使电路中的总电阻变为原来的 倍 (D)将滑片P向左滑动,使电路中的总电阻变为原来的 倍 23、如图所示电路中,滑动变阻器的滑片P向右移动时() (A)电流表示数变大,灯的亮度变亮(B)电压表示数变大,灯的亮度变亮 (C)电流表示数不变,灯的亮度不变(D)电压表示数不变,灯的亮度不变 三、计算题 1、一只标有“PZ220-60”的灯泡,它的电阻是多大? 如果把它接在200伏的电路中,实际功率是多大? 如果把它接在240伏的电路中,实际功率又是多大? 2、如图所示电路,电压恒定,R1=12欧。 当电键S断开时,电流表示数为0.5安;S闭合时,电流表示数为1.5安。 求: (1)电源电压; (2)R2的阻值; (3)S断开和闭合时,电路消耗的功率之比。 3、把“220V100W”的两灯串联入220伏电路与并联入110伏电路,则电路消耗的总功率各是多少? 4、如图电路中,电源电压U=18伏,R最大100欧,灯L标有“12V12W”,电流表、电压表量程分别为0~0.6安与0~15伏。 为保证电表安全,求: R阻值及灯L功率的变化范围。 5、如图虚线方框内是一个可用于220伏和110伏的两用电烙铁。 A、B、C是它的三个接线柱,当把A、B接在220伏电源上时,电烙铁的功率为100瓦。 若用导线把A、B连接起来,把A、C接在110伏电源上,它的功率是多大? 6、两个电阻R1=10欧,R2=20欧: (1)若把它们串联接在6伏的电源上,R1、R2所消耗的电功率及电路消耗的总电功率各为多少? 经过1分钟,电流通过R1、R2所做的功及电源提供的电能各为多少? (2)若把它们并联接在6伏的电源上,R1、R2所消耗的电功率及电路消耗的总功率又各为多少? 经过1分钟,电流通过R1、R2所做的功及电源提供的电能又分别是多少? 7、如图电路中,灯L和电阻R串联后接在8伏电源上。 闭合电键S,灯L正常发光,电压表的示数为6伏,电流表的示数为0.3安。 求: (1)电阻R的阻值; (2)灯L的额定功率。 8、如图所示的电路,灯L上标有“12V3W”字样,滑动变阻器上标有“12 2A”字样,当滑片P置于中点c处时,灯L正常发光。 求: 滑片P滑动过程中电灯L的最小实际功率。
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