电功讲义.docx
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电功讲义.docx
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电功讲义
电功讲义、练习
★有关电功
1、从概念上讲,电功指电流通过导体或用电器时所做的功
2、从物理意义上讲,电功是表示电流通过导体或用电器时做多少功的物理量,也就是表示电流通过导体或用电器时消耗电能多少的物理量
3、从实质上讲:
电流做功的过程就是电能转化成其他形式能的过程,并且电流做了多少功,就要消耗多少电能,就有多少电能转化成其他形式的能;
4、从数值上讲:
电流在一段电路上所做的功W跟这段电路两端的电压U,电路中电流强度I,及通电时间t成正比,即:
W=UIt;
5、从种类上讲电功率有实际功率和额定功率之分,额定功率指用电器在额定电压下的电功率,实际功率指用电器在实际电压下的电功率。
对不同用,电器实际功率和额定功率无必然的联系,这里P实,P额,U实,U额分别表示实际功率,额定功率,实际电压及额定电压。
★对于U、I、R的解题途径。
(1)电流强度的计算可按以下思路思考:
(2)电压的计算可按以下路线思考:
(3)电阻的计算可按以下途径加以思考:
★、通过做多种类型的习题,牢固树立如下观点
1.通常情况下,可用R=U/I求得用电器电阻,若告诉用电器铭
虑温度对电阻影响时,可视R为不变)
2、题目提及某用电器正常工作,或指明用电器在额定电压下工作,则必有P实=P额和U实=U额,此时用W=pt计算电功甚为方便,若用电器不在额定电压下工作、须由P实=U实I实来计算电功率,也可用
3.电灯是否正常发光取决于电灯两端的实际电压是否等于额定电压,而电灯的明暗程度决定于电灯实际消耗功率的大小,不论是同一电灯在不同电压下,还是不同的几个灯泡,实际功率大,则单位时间内电流对电灯做的功多,单位时间内由电能转化成的光能和热能也多,电灯就亮,所以比较电灯的明暗程度,只须比较电灯实际消耗的功率,而不去比较电流做了多少功。
4、应用公式Q=I2Rt和Q=cm△t进行综合运算时,由于两式通过运算单位不相同,因而应用1卡=4.2焦耳,将单位统一。
5.用电器消耗电能的多少用电度表测量,无论小联电路,并联电路(包括混联电路)总有W=W1+W2,P=P1+P2,能量转化和守恒定律在这里得以充分体现。
6.串联电路中,由于电流强度处处相等,应用公式P=I2R进行有关问题的讨论时往往显得比较方便(因为P1∶P2=R1∶R2),在并联电路中讨论有关问题时,由于并联电路各支路两端的电压相等,这时应用公式p=V2/R往往很方便(这时P1∶P2=R2∶R1)
★电功的测量
1.电功(W)
(1)电功概念,电路中电流做的功;
(2)电功和电能;物理学中,当电能转化为其他形式能时,我们就说________,电能转化为其他形式能的多少,可以用____的大小来量度.
(3)电功的计算和单位:
公式:
单位:
国:
1焦耳(J)=1伏·安·秒(VAS)常:
1千瓦时(kWh)换算关系:
1千瓦时(kWh)=
焦(J)
(4)电功的测量––––电能表
2、电能表◇、用途:
◇、电能的国际单位:
,单位符号:
◇、常用单位:
,学名:
单位及换算:
1度=1kw·h=______J
◇、电能表的铭牌标示内容:
如“220V”“10(20)A”
“50HZ”“600revs/kw·h”
◇、读数方法:
电能表的计数器上前后两次读数之差
★、考点一:
正确认识电功
1.电流通过电动机做2000焦的功,即有____焦的___能转化为_____焦的____能和内能.
2.小灯泡两端的电压是3伏,小灯泡的电阻为10欧,10秒内小灯泡消耗了__焦的电能.
3.已知R1∶R2=4∶1,若将它们串联在电路中,则它们两端的电压之比U1∶U2=____,相同时间内电流做功W1∶W2=____;若将它们并联在电路中,则它们的电流之比I1∶I2=____,相同时间内电流做功之比W1∶W2=____.
4.在如图9-1-1所示的电路中,当滑动变阻器滑片向a端滑动时,在相同时间内灯L消耗的电能将()
A.变大B.不变
C.变小D.无法判断
5.有两个电阻R1>R2,采用下列几种方式分别接到电压为U的电源上,接通电源后在相同的时间内,消耗电能最少的连接方式是()
A.R1与R2关联B.R1与R2串联C.只接R1D.只接R2
6.电阻R1、R2的阻值分别为3欧和5欧,并联在电路中,已知干路中的电流为3.2安,试求:
(1)通过电阻R1、R2的电流各是多少?
(2)通电10分钟,电流通过R2做的功为多少焦?
◆一台洗衣机工作0.5h,电流做功3.6×106J,这台洗衣机消耗的电能是( )J。
◆小明家里的用电器,例如:
1、电灯泡2、洗衣机3、电风扇4、电饭锅5、电熨斗6、日光灯,请你按下列能的转化归类:
(1)电能转化为光能______________
(2)电能转化为热能______________
(3)电能转化为动能______________
★、考点二:
电能的测量
例3:
一只家用电能表标有“1500revs/(kW·h)”的字样,今只让一台收录机工作,测得电能表转盘转过一周的时间恰为100S,则这台收录机的功率为W。
1
5
3
5
2
例4:
如图,这是小明家1个月的电能表月初和月末的两次示数,则小
明家本月耗电度,合kW•h,
消耗的电能是J。
1
5
9
4
3
★.如图所示为接在家庭电路里的单相电度表,其额定电压为_________伏,若安装时此表示数为零,则从安装电表后到现在为止,用电器已消耗了_______焦电能,电度表转盘已转了_________圈。
若测得转盘在12分钟内转动60圈,则所接用电器总功率为_____瓦。
分析与解答:
题目中有诸多问题,但已知条件只有一个单相电度表的实物图,需要从这个图入手进行深入分析。
将图所提供的信息转化为对求解各问题有用的已知条件,这是解决问题的关键。
图中自上至下逐行所给出的信息分别是:
“kWh”––––示数的单位,即千瓦时;“00200”––––目前已做的电功数值;“单相电度表”–––––仪表名称,“220V、2.5A”––––此表额定工作参数;“3000R/kWh”––––每消耗1kWh的电功转盘转动的圈数;至此,本题已转化为一道已知上述有关条件的一般性物理题了,再根据有关规律进行求解也就不难了。
由表的额定工作参数可知,该表的额定电压为220伏。
由表的单位和示数窗口的示数可知,自安装新表后到现在为止用电器所消耗的电能为:
又因每消耗1kWh电功,转盘转动3000圈,所以电度表转盘已转过
。
若在
内,转盘转动60圈,则据
得用电器总功率为:
★、考点三、电能与电热
◆◆如图9-1-3所示,两个电阻R1和R2串联在电路中,在单位时间内R1比R2产生的热量多,如果把这两个电阻并联后接在电路中,则它们的电流I1和I2以及单位时间内产生的热量Q1和Q2的关系是()
A.I1<I2,Q1<Q2B.I1>I2,Q1<Q2
C.I1<I2,Q1>Q2D.I1>I2,Q1>Q2
图9-1-3
★、考点四、综合应用
◆◆1、用电动机将质量是1千克的砝码匀速提升,7秒内砝码上升了0.3米,已知加到电动机上的电压是6伏,如果电流做功有80%用来提升砝码,那么通过电动机的电流是_____安.
2.一只额定功率为40瓦的白炽灯连续正常工作20小时,消耗的电能是___千瓦时,合_________焦.
3.2S内通过某导体横截面的电荷量是0.4C,电流做功为1.2J,则通过该导体的电流为___A,导体两端的电压为__V,若导体两端的电压增加到6V,则导体的电阻为___Ω.
4.有一电能表,标有“3000r/kW·h”字样,在该电能表的转盘转过45转的时间内,电路消耗的电能为_______焦.
5.如图9-1-5所示,在一个粗细均匀的金属环上有A、B、C三个点,已知AC=ACB,A、B两点等分圆环的周长.把A、B两点接在电路中,导线中的电流为6A,电流通过圆环1s做功108J.试问:
(1)圆环A、B接入电路时的总电阻是多少?
(2)整个圆环的电阻是多少?
(3)如果保持电源电压不变,换将A、C两点接入电路,电流通过圆环1s做功是多少?
电功率讲义、练习
★.电功率(P)表示电流做功快慢的物理量
(1)定义:
电流在单位时间里电流做的功
(2)计算公式:
定义式:
测量式:
推导式:
(1)P=I2R
(2)P=U2/R
电功率的单位:
国:
1瓦(W)=1焦/秒(J/s)常:
千瓦(kW),毫瓦(mw)
(2)额定功率和实际功率、比较灯泡的明暗是比较它的实际
用电器正常工作的电压叫额定电压,在额定电压下工作的电功率叫额定功率
实际功率和额定功率的关系:
(1)当U实=U额时,则P实=P额用电器正常发光;
(2)当U实
(3)当U实>U额时,则P实>P额用电器容易被烧坏;
每个用电器只可能有一个P额,但却可能有很多个P实。
(3)测定小灯泡的电功率
实验原理:
实验电路:
★【典型例题】
3、考点:
电功率
例5:
下列关于申功率的说法正确的是()
A、用电器的电功率越大,它消耗的电能越多
B、用电器的电功率越大,它消耗电能越快
C、用电器工作时间越长,它的电功率越大
D、用电器的电能与其功率无关,只与通电时间有关
例6:
1度电可供“220V,100W”的电灯正常发光( )小时。
例7:
有一只“220V,5A”的电能表,按规定最多可接“22OV,40W”的电灯:
( )
A、25盏; B、27盏; C、28盏; D、30盏;
4、考点:
额定功率和实际功率
例8:
一盏标有“36V,40W”的电灯,正常工作时,流过它的电流是A,此时的电阻是Ω,如果将它接到某电路中,通过它的电流是1A,此时它的功率是W。
例9:
甲、乙用电器上分别标着“220V,15W”、“110V,100W”,它们都在额定电压下工作,则下列说法中正确的是:
( )
A、甲用电器做功一定少; B、乙用电器做功一定快;
C、完成相同的功,甲用电器所用的时间一定少;
D、相同的时间内,乙用电器完成的功一定少。
例10:
如下图所示:
闭合开关S,当滑动变阻器滑片P从a向b滑动过程中,电流表、电压表及电路总功率变化正确的是(电源电压不变)()
A、电流表、电压表的示数都增大,总功率也增大
B、电流表、电压表的示数都减小,总功率也减小
C、电流表示数增大,电压表示数减小,总功率不变
D、电流表示数减小,电压表示数增大,总功率不变
例11:
将一个标有“36V,18W”的灯泡接入某电路中,测得通过灯泡的电流强度为0.4安,那么它的实际功率为:
( )
A、小于18W; B、大于18W;
C、等于18W; D、无法确定
例12:
某用电器铭牌上标有“220V100W”的字样,当该用电器两端电压为110V,用电器的额定功率是_______W,实际功率是_______W,它的电阻为_______Ω
5、考点:
电功与电功率的关系
例13:
下列各组仪器中,可以用来测量功率的是()
①电能表和秒表②电能表和电压表
③电能表和电流表④电流表和电压表
A、①②B、③④
C、①④D、②③④
例14:
以下各单位中不是电功率的单位的是()
A、kW•hB、J/sC、WD、V·A
例15:
下列关于电功率的说法正确的是()
A、用电器的电功率越大,它消耗的电能越多
B、用电器的电功率越大,它消耗电能越快
C、用电器工作时间越长,它的电功率越大
D、用电器的电能与其功率无关,只与通电时间有关
例16:
教室有“220V,40W”的电灯10盏,“220V,100W”的电风扇4台。
(1)求用电器都打开时的总功率?
(2)若每天工作6小时,一个月(30天)消耗多少kW•h电能?
6、考点:
比较灯泡的明暗
例17:
标着“220V,40W”和“36V,40W”的两只电灯,都正常发光时,比较它们的亮度,则:
( )
A、“220V,40W”的灯较亮; B、“36V,40W”的灯较亮;
C、两只灯一样亮 D、无法判断哪只电灯较亮。
例18:
下列四只灯泡正常发光时,灯丝中电流最大的是()
A、“PZ220-25”B、“PZ220-60”
C、“PZ36-40”D、“PZ110-100”
例19:
两只额定电压相同的灯泡串联后接在电源上,亮度不同,则()
A、较亮灯泡的额定功率较大;
B、较亮灯泡两端的电压较大;
C、通过较亮灯泡的电流较大;
D、较亮灯泡的电阻较小。
例20:
分别标有“6V3W”“4V2W”的甲、乙两灯串联在10V的电源上,则()
A、只有甲灯正常发光B、只有乙灯正常发光
C、甲、乙两灯都能正常发光D、甲、乙两灯都不能正常发光
例21:
如下图所示,在下列四个电路中,两只灯泡都能正常发光的电路是()
7、考点:
测量小灯炮的功率
例22:
如图所示是某同学测3.8V小灯泡额定功率的实物图。
(1)经检查线路有故障,发现有三处连接有错误,它们分别是:
a.。
b.。
c.。
(2)上述错误改正后,电路正常工作下的电路图请你画在下面虚线框内
例23:
测定标有"2.5v"字样的小灯泡的额定功率,如下图(a)为实验电路图,图(b)为未完成的实验线路图。
(1)该实验的原理用公式表示为。
(2)在连接电路时开关应是的。
(3)试以笔画线代替导线连接完整图(b)中的实验线路图。
(4)闭合开关时,电压表的示数如图(c)所示,要使小灯泡正常工作,应使电路中的滑动变阻器的触头向端滑动,使电压表的示数为V。
(5)小灯泡正常发光时电流表的示数如图(d),则小灯泡的额定功率为W。
例24:
有一个阻值标示已看不清楚的电阻R1,要测出它的阻值,但只有一个电池组,一个电压表,一个已知阻值的电阻R2和几根导线,你有办法测出R1的阻值吗?
说出你的办法和理由。
8、考点:
电热
例25:
下列事件中,不属于利用电热的是()
A、用电饭锅煮饭B、电热孵卵器孵小鸡
C、电熨斗熨衣服D、电视机加散热窗
例26:
给你一个稳压电源、两根电阻不同的电热丝.用来加热一壶水,使水温升高最快的连接方法是()
A、将两根电阻丝串联B、将两根电阻丝并联
C、只用电阻较小的电阻丝D、只用电阻较大的电阻丝
例27:
通过某导体的电流是0.2A,导体的电阻为10Ω,导体的发热功率为________W,若该导体两端的电压增加到原来的2倍,则导体的发热功率是原来的________倍。
9、考点:
安全用电
例28:
家庭电路中的保险丝是按电路设计来选择的,但有时也会熔断,出现这种现象的原因可能是()
A、一定是电路中出现短路B、一定是电路中用电器过多
C、一定是电路中电流过大D、一定是电路出现断路
例29:
关于生活用电,下列做法可采用的是()
A、保险丝应该选用电阻率小,熔点高的材料制成
B、家庭电路中要用铜丝代替保险丝,这样可以防止断电
C、当发现有人触电时,要尽快用手把他拉开
D、为了避免有人触电,也不断电,家庭电路中不宜同时使用几个大功率的用电器
例30:
学校照明电路的保险盒内装有额定电流为10A的保险丝,学校里已经装了40W的电灯泡20盏、6OW的电灯泡10盏.为了庆祝会,则最多可以再装40W的彩色电灯泡________盏。
例31:
某同学在做“测定小灯泡功率”实验时,按右图所示的电路连接
器材,图中a、b、c、d、e为接线柱.为了测量电压,在电路中
加接电压表,但由于电压表接错了位置,发生了以下故障.请你
分析原因。
当开关S断开时,电压表V有示数、电流表A示数为零,小灯泡
不亮,闭合开关S后,电压表V示数为零、电流表A有示数,小灯
泡亮,经过分析可以知道,电压表V接在_______接线柱上。
三、习题精选:
1.家庭用的电能表是测量()
A、电量B、电流C、电阻D、电能
2、某日,物业工作人员来小明家收电费,小明观察电能表的情况如图1所示.然后从笔记本上查出上月的记录为1858.5kWh.
(1)若按0.5元/kWh计费,小明家本月应缴电费________元;
(2)计算可知让"220V40W"的灯泡正常工作5min,可使这个电表转________圈。
3、电褥子工作时是把能转化为能。
电动抽水机工作时是把能转化为能。
4、一个白炽灯正常工作2h,消耗了0.108x10
J的电能,则电流做的功为J,合kW•h。
5、小于家有两盏灯,一盏是家用“220V60W”,另一盏是车床用“36V60W”,两盏灯都正常工作时,亮。
6、关于生活中电功率的说法,错误的是()
A、电功率等于电压、电流的乘积B、消耗电能慢的灯泡的电功率小
C、单位时间内电流所做的功叫电功率D、电功率是表示消耗电能多少的物理量
7、1kW·h的电能可使“220V40W”的灯正常工作_______h.若把这盏灯接入某电路中时,测得通过它的电流为0.1A,此时灯的实际功率是_______W。
8、某电能表上标有“220V5A”字样,则使用该电能表时全部用电器的总功率不得超过_______W,最多能装“PZ220-60”的电灯_______盏。
9、“220V25W”和“220Vl00W”的两只灯泡,串联在220V的电路中,则两灯的电阻之比R1:
R2=_______,通过两灯的电流之比I1:
I2=_______,两灯的实际功率P1=_______W,P2=_______W。
10、如右图所示,当S闭合时,电路中消耗的电功率将()
A.减小B.增大
C.不变D.无法确定
11、如图11所示的电路中,R1阻值为20欧。
闭合电键S,电流表的示数为0.4安,R1消耗的功率为1.25瓦。
求:
⑴电压表的示数;
⑵电阻R2消耗的电功率。
12、小灯泡标有“6V3W”字样,若要接在电压为9V的电路中能正常工作,需串联多大的电阻?
电阻上消耗的电功率为多大?
13、下图中不会发生触电事故的是
零线
木凳
ABCD
14、有一只标有“2.5V”的小灯泡,为了用实验测出它的额定功率:
①请画出实验电路图。
②请按电路图连接实物图。
(滑动变阻器连接AD)
③实验时伏特表量程应选用( )伏特的。
④在连接电路时,开关应( );在闭合开关之前,滑动变阻器的滑片应置于( )处。
⑤如果闭合电键后,发现小灯泡两端电压只有2伏,那么这时变阻器的滑片应向( )处移动,使伏特表的示数为( ), 若此时安培表的示数为0.24安,则该灯泡的额定功率是( )。
⑥小灯泡正常发光后,若将滑片向右(D)端滑动,小灯泡的功率将( )。
15、下列有关用电常识的说法,正确的是()
A.家庭电路中的用电器都是串联的
B.用湿手拔动电路中的开关是安全的
C.保险丝熔断一定是由于电路短路造成的
D.发生触电事故时应首先拉闸切断电路,或用干木棒等绝缘物把电线挑开
16、下列有关与安全用电的说法中正确的是()。
A、发现有人触电,应当先救人后断电
B、不能用湿抹布去擦拭带电的用电器
C、用电器的地线和零线的作用是一样的,因此有没有地线都无所谓
D、高压线只要不去碰它就不会发生触电事故
17、下列家用电器中,不是电热器的是()
A、电热杯B、电烤箱C、电饭锅D、电视机
18、电阻R1=2Ω、R2=3Ω串联后接入电路,若通过R1的电流为2A,则R2的电功率是_______W,电路的总功率是_______W。
19、有两根阻值相同的电热丝和一个电压不变的电源,现在要加热杯水,则()
A、将两根电阻丝串联后通电加热,水温度升高得快
B、将两根电阻丝并联后通电加热,水温度升高得快
C、用一根电阻丝通电加热,水温度升一高得快
D、以上二种方法的结果都一样
20、某电炉的电热丝烧断了,把断了的电热丝搭接在一起再接入原电路中,则电热丝的发热功率将()
A、不变B、变大C、变小D、无法判断
21、甲、乙两根电阻丝,且R甲>R乙,若将它们串联在电路中,则电阻丝______的发热功率大;若将它们并联在同一电路中,则电阻丝______的发热功率大。
22、如右图所示电路,当开关S断开时,电流表示数为0.2A;当
开关S闭合时,电流表示数为1A,此时R2消耗的电功率为4W,
求R1、R2的阻值各为多少?
23、有一个阻值标示已看不清楚的电阻R1,要测出它的阻值,但只有一个电池组,一个电流表,一个已知阻值的电阻R2和几根导线,你有办法测出R1的阻值吗?
说出你的办法和理由。
例1.如图所示,U=6伏,
欧,
欧,求5分钟内电流通过它们做了多少电功?
总电功多大?
例2.一个电热器接在220伏电路上,工作1分钟,电流做功3000焦,若将它接到110伏的电路上(设电热器电阻不变),工作4分钟,则有_________焦的电能转化为内能。
分析与解:
本题考查电流做功的实质及电阻不变时电功与电压、通电时间的关系
由
和
可推导出以下公式:
特别注意:
只有当电能仅仅转化为内能时上式才成立,若有电能转化为机械能、化学能等则不能用上式计算电功。
由上式知,当电阻不变时,电功与电压的平方、通电时间成正比,就可用比例法迅速求解。
解:
由
得
例3.1度电可以供“PZ220-40”的一盏白炽电灯正常工作多长时间?
分析:
“1度电”即告诉了消耗的电能;“正常工作”即告诉了电灯消耗的电功率。
解法一:
解法二:
例4.把两只“220V,60W”的灯泡串联后,接在220伏电路两端,则两灯实际总功率为()
A.60瓦B.30瓦C.120瓦D.15瓦
分析与解:
两灯电阻相同均为
,串联在220伏电路中,每盏灯两端电压为110伏,每盏灯的实际功率为:
两盏灯的实际总功率为30瓦。
例5.甲灯标有“36V、40W”,乙灯标有“110V、40W”,丙灯标有“220V、40W”,当它们均正常工作时()
A.甲灯中的电流最大,所以甲灯最亮
B.丙灯两端的电压最高,丙灯最亮
C.三盏灯的灯丝电阻相同,亮度相同
D.甲、乙、丙三盏功率相同,亮度相同
分析与解:
灯泡明亮程度是由灯泡的实际功率决定的,由于
,当电功率一定时,电压越高,电流也就越小。
故A选项中甲灯中的电流最大,但正常工作时消耗的电功率为40W,与乙、丙灯电功率相同,亮度应该是一样的。
B选项中的丙灯两端的电压虽然最高,但正常工作时消耗的电功
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