第四部分電與磁 第19講電功率 1 電能 或電功 的國際單位是 符號是J 生活中的常用單位是 符號是kW h 單位換算 1kW h J 考點回顧 考點梳理 考點一 電能 電能表 考點二 電功率 焦耳 千瓦時 3 6 106 2 電能表是測量用電器消耗電能的儀表 如圖19 1所示的電能表上有幾個主要的參數(shù) 1 220V 表示這個電能表應(yīng)該在 的電路中使用 2 10 20 A 表示它的標定電流是 在短時間通過的電流允許大些 但不能超過20A 3 50Hz 表示這個電能表在 的交流電路中使用 4 600revs kW h 表示每消耗1kW h的電能 電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動 考點回顧 考點梳理 220V 10A 50Hz 600圈 3 物理學(xué)中 電功率用來表示電流做功的 電功率的國際單位是 符號是W 常用的單位還有 1kW W 4 電功率等于電功與時間之比 用公式表示是 公式變形W Pt可以用來計算用電器在一定時間內(nèi)消耗的電能 W P t的國際單位分別是J s 常用的單位分別還有 kW 5 理論證明 電功率P和電流I 電壓U之間的關(guān)系式是 P U I的國際單位分別是 考點回顧 考點梳理 快慢 瓦特 kW 1000 W kW h P UI W h V A 6 額定電壓 用電器 的電壓叫額定電壓 額定功率 用電器在 下消耗的功率叫做額定功率 如 PZ220V25W 表示 7 伏安法測電功率的原理是 考點回顧 考點梳理 考點三 測量小燈泡的電功率 正常工作時 額定電壓 額定電壓為220V 額定功率為25W P UI 8 實驗電路如圖19 2所示 在實驗中要注意 一是連接實物時 開關(guān)要 這是為了防止 二是閉合開關(guān)前 滑動變阻器的滑片應(yīng)移到 的位置上 起到限制 保護電路的作用 考點回顧 考點梳理 斷開 電路短路 阻值最大 電流 考點回顧 考點點撥 1 在串 并聯(lián)電路中的比例關(guān)系 以兩個電阻為例 2 用電器的實際值與額定值的關(guān)系 夯實基礎(chǔ) 1 電能表測量的物理量是 A 電流B 電壓C 電功D 電功率2 下列說法中正確的是 A 電功是表示電流做功快慢的物理量B 電功率是表示電流做功快慢的物理量C 電流越大 電流做的功就越多D 電功率越大 電流做的功就越多 C 考點一 電能 電能表 考點二 電功率 B 夯實基礎(chǔ) 3 小剛利用電能表測量某家用電器的電功率 當電路中只有一個用電器工作時 若測得在15min內(nèi)消耗電能0 3kW h 則這個用電器可能是 A 空調(diào)B 電冰箱C 電視機D 白熾燈 A 夯實基礎(chǔ) 4 2018 瀘州市 小明家有額定電壓相同的微波爐和電視機各一臺 按照每度電0 55元的計費標準 將這兩個用電器正常工作1h所用的電費繪制成了如圖19 3所示的柱狀圖 對小明家的這兩個用電器 下列判斷正確的是 A 微波爐正常工作時的電壓大于電視機正常工作時的電壓B 微波爐正常工作時的電流等于電視機正常工作時的電流C 微波爐正常工作時的電功率大于電視機正常工作時的電功率D 每月在微波爐上用的電費一定比在電視機上用的電費多 C 夯實基礎(chǔ) 5 2017 德州市 充電寶是一個可充放電的鋰聚合物電池 某充電寶部分相關(guān)參數(shù)如右表所示 該充電寶完全充滿電時儲存的電能為 J 輸出功率為 W 3 6 104 5 夯實基礎(chǔ) 6 一個家用電能表的銘牌上標著3000revs kW h 它表示的是電路每消耗1kW h的電能 電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn) 現(xiàn)在室內(nèi)只接了一個燈泡 測出轉(zhuǎn)盤3min內(nèi)轉(zhuǎn)了15轉(zhuǎn) 利用這些數(shù)據(jù) 可以算出燈泡在這段時間內(nèi)消耗的電能是 kW h 合 J 燈泡的功率是 W 0 005 1 8 104 100 夯實基礎(chǔ) 考點三 測量小燈泡的電功率 7 2017 菏澤市 小美在做 測量小燈泡的電功率 的實驗時 選用的器材如下 兩節(jié)干電池 一個電流表 一個電壓表 一個滑動變阻器 一個額定電壓為2 5V的小燈泡 一個開關(guān) 導(dǎo)線若干 設(shè)計的電路圖如圖19 4甲所示 1 請你用筆畫線代替導(dǎo)線 將圖19 4乙中的實物電路連接完整 夯實基礎(chǔ) 2 開關(guān)閉合前 應(yīng)使滑動變阻器的滑片處于最 選填 左 或 右 端 3 要讓小燈泡正常發(fā)光 電壓表的示數(shù)應(yīng)是 V 右 2 5 夯實基礎(chǔ) 4 電路中電流表及導(dǎo)線的電阻都很小 對電路的影響忽略不計 且小美所測量的數(shù)據(jù)準確無誤 通過對實驗記錄中的數(shù)據(jù)計算分析 你發(fā)現(xiàn)的新問題是 導(dǎo)致此問題產(chǎn)生的根本原因是 隨著小燈泡兩端電壓的增大 小燈泡的電阻變大 燈絲的電阻受溫度的影響 夯實基礎(chǔ) 8 2018 改編題 有一個小燈泡標有 5 0V 字樣 現(xiàn)要測量它的額定功率 已知小燈泡正常發(fā)光時的電阻約10 電源電壓恒為6V 如圖19 5為該實驗的部分實物連接圖 請完成下列問題 1 請你用筆畫線代替導(dǎo)線 連接完整實驗電路 2 閉合開關(guān)前 滑動變阻器滑片應(yīng)該在 選填 a 或 b 端 a 夯實基礎(chǔ) 3 某次連接電路后 閉合開關(guān) 燈不亮 電流表有示數(shù) 電壓表沒有示數(shù) 猜想以下3種故障 其中可能的是 A 可能是燈絲斷了B 可能是開關(guān)接線處斷路C 可能是小燈泡的燈座短路為避免出現(xiàn)上述故障時損壞電流表 選擇的滑動變阻器的最大阻值應(yīng)不小于 4 排除故障后 移動滑動變阻器的滑片 觀察到 表示數(shù)為 時 再記錄另一個電表的示數(shù) 可以計算小燈泡的額定功率 C 10 電壓 5V 優(yōu)化提升 1 2018 福建省 燈泡L與定值電阻R組成的電路如圖19 6甲所示 L和R的I U圖線分別為圖19 6乙中的A B 閉合開關(guān)S L正常發(fā)光 電路的總功率為4 8W 此時燈泡L的 A 電壓為7VB 電流為0 3AC 電阻為20 D 功率為3W D 優(yōu)化提升 2 2017 吉林省 在測量額定電壓為3 8V的小燈泡的電功率實驗中 電源電壓為4 5V 電路如圖19 7所示 1 連接電路時 開關(guān)應(yīng) 電壓表的量程應(yīng)選擇 2 檢查電路無誤后閉合開關(guān) 會發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮 但電流表和電壓表的指針都有偏轉(zhuǎn) 接下來應(yīng)進行的操作是 3 當小燈泡正常發(fā)光時 電流表的示數(shù)是0 3A 則小燈泡的額定功率是 W 4 實驗過程中會發(fā)現(xiàn)小燈泡兩端的實際電壓越大 小燈泡的 越大 小燈泡越亮 斷開 0 15V 慢慢向右移動滑動變阻器的滑片 直到電壓表示數(shù)為3 8V 1 14 實際功率 優(yōu)化提升 3 2018 瀘州市 如圖19 8甲所示的九陽豆?jié){機 由打漿和電熱兩部分裝置構(gòu)成 中間部位的打漿裝置是電動機工作帶動打漿刀頭 將原料進行粉碎打漿 外部是一個金屬圓環(huán)形狀的電熱裝置 電熱裝置的簡化電路圖如圖19 8乙所示 開關(guān)S可切換加熱和保溫兩種狀態(tài) R1 R2是發(fā)熱電阻 豆?jié){機的主要參數(shù)如下表 請解答下列問題 優(yōu)化提升 1 某次向豆?jié){機中加入黃豆和清水共1 0kg 打漿完成后漿的初溫為40 加熱該漿使其溫度升高到100 需要吸收多少熱量 設(shè)該漿的比熱容為4 0 103J kg 解 1 加熱該漿需要吸收的熱量Q吸 cm t t0 4 0 103J kg 1 0kg 100 40 2 4 105J 優(yōu)化提升 2 電阻R1和R2的阻值分別為多大 優(yōu)化提升 3 該九陽豆?jié){機同時處于打漿和加熱時 正常工作lmin所消耗電能為多少 3 該豆?jié){機同時處于打漿和加熱時 總功率P總 P打漿 P加熱 180W 1000W 1180W正常工作1min所消耗的電能W P總t 1180W 60s 70800J 搏擊中考 1 2014 廣東省 圖19 9中 分別表示電表的正 負接線柱 可以測量R消耗的電功率的電路圖是 B 搏擊中考 2 2017 廣東省 小明探究 電流一定時 導(dǎo)體消耗的電功率與導(dǎo)體電阻的關(guān)系 現(xiàn)有實驗器材 穩(wěn)壓電源 電壓表 電流表 滑動變阻器 電阻箱 符號為 開關(guān)及若干導(dǎo)線 1 為了完成此探究實驗 請你在圖19 10甲的虛線框內(nèi)將實驗電路圖補充完整 若連接電路后 閉合開關(guān) 發(fā)現(xiàn)電壓表的指針偏轉(zhuǎn)如圖19 10乙所示 其原因可能是 電壓表 接線柱接反 搏擊中考 2 實驗中利用公式 計算電阻箱阻值不同時消耗的電功率 實驗過程需要記錄的物理量有 電阻箱兩端電壓U 通過電阻箱的電流I和 3 在實驗中 小明需多次改變電阻箱的阻值進行測量 每改變一次阻值 都必須移動滑動變阻器的滑片來控制 多次改變電阻箱阻值的目的是 P UI 電阻箱的阻值R 電流不變 使實驗結(jié)論更具普遍性 避免偶然性 搏擊中考 4 完成上述實驗后 小明又從實驗室借了一個額定功率為2 5V的小燈泡和一個單刀雙擲開關(guān) 設(shè)計了如圖19 10丙所示實驗電路圖來測量小燈泡的額定功率 實驗如下 閉合開關(guān)S1 將開關(guān)S2撥到觸點2 把電阻箱調(diào)到10 剛好使電壓表的示數(shù)為2 5V 再將開關(guān)S2撥到觸點1 讀出電壓表的示數(shù)為4 5V 小燈泡的額定功率P W 0 5 搏擊中考 3 2016 廣東省 節(jié)選 某家庭電能表如圖19 11所示 若該家庭單獨讓空調(diào)工作 測得1min內(nèi)電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了60轉(zhuǎn) 則空調(diào)消耗的電能為 kW h 空調(diào)的電功率是 W 0 02 1200 搏擊中考 搏擊中考 1 若采用110kV的高壓輸送電能 輸電線路的電流I1 A 輸電線路損失的熱功率P1 W 其與發(fā)電廠輸出電功率P0之比P1 P0 2 若采用1100kV超高壓輸送電能 輸電線路損失的熱功率P2 W 其與高壓輸送電能損失的熱功率P1之比P2 P1 所以采用超高壓遠距離輸電可以大大降低輸電線路的 的損失 3 若想使輸電線路中的熱功率損耗為零 還可以采用 做為輸電線材料 1000 107 1 11 105 1 100 熱功率 或電能 超導(dǎo)體 搏擊中考 5 2017 廣東省 某校實驗小組設(shè)計了一個智能供暖器 電路如圖19 12所示 電源兩端的電壓U為220V R1和R2是兩個供熱電阻絲 S1 S2是溫控開關(guān) 工作過程如下 當氣溫低于25 時 S1 S2都閉合 當氣溫高于或等于25 時 S2斷開 此時電流表的示數(shù)為1A 電阻絲R1的電功率為20W 忽略溫度對電阻絲的影響 1 電阻絲R2的阻值是多少 搏擊中考 搏擊中考 2 當氣溫低于25 時 電路工作0 5h消耗電能是多少千瓦時