電功、電功率鞏固提高漫畫釋義 知識互聯(lián)網(wǎng)知識導(dǎo)航使用這些用電器, 熱量是從哪里來的呢?電流的熱效應(yīng)導(dǎo)體中有電流通過的時候, 導(dǎo)體要發(fā)熱, 這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng).電熱電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量焦耳定律電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量Q等于電流I 的二次方、導(dǎo)體的電阻 R 和通電時間 t 三者的乘積 .公式:焦耳定律適用于純電阻電路, 也適用于非純電阻電路. 模塊一 電熱的探究與應(yīng)用夯實基礎(chǔ)【例1】 如圖所示的家用電器中, 利用電流熱效應(yīng)工作的是( )D電視機A電熨斗B電風(fēng)扇C電冰箱【答案】 A【例2】 將一臺“220V100W”的電風(fēng)扇、一個“220V100W”的充電器、一把“220V100W”的電烙鐵分別接到220V的電源上, 在相同時間內(nèi), 通電后產(chǎn)生熱量最多的是( )A電烙鐵 B充電器 C電風(fēng)扇 D一樣多【答案】 A【例3】 如果超導(dǎo)體技術(shù)能夠在常溫實現(xiàn), 那么你將會把超導(dǎo)體應(yīng)用到下列哪種用電器中呢? ( ) A. 白熾燈泡 B. 電風(fēng)扇 C. 電烙鐵 D. 電飯鍋【答案】 B【例4】 標有“220V40W”的電烙鐵, 接在220V的電源上, 該電烙鐵每分鐘產(chǎn)生的熱量是J, 10h消耗的電能是 kWh.【答案】 2400 0.4【例5】 有甲、乙兩只電爐, 已知電爐電阻R甲>R乙, 現(xiàn)將兩只電爐分別接入電源電壓為220V的電路中, 在相同時間內(nèi), 通過兩電爐的電阻絲的電流I甲I乙, 兩電爐的電阻絲放出的熱量Q甲Q乙. (均選填“>”、“<”或“=”)【答案】 < <【例6】 在相同的時間內(nèi), 電熱絲甲比電熱絲乙放出的熱量多, 這是因為( )A甲的阻值比乙大B甲中的電流比乙大C甲兩端的電壓比乙兩端電壓大D甲消耗功率比乙消耗的功率大【答案】 D【例7】 電爐通電后不久電爐絲就會熱得發(fā)紅, 而與電爐絲相連的導(dǎo)線卻不是很熱, 主要原因是( )A通過導(dǎo)線的電流較大B通過電爐絲的電流較大C導(dǎo)線的電阻比電爐絲的電阻小, 相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量較少D電爐絲的電阻比導(dǎo)線的電阻小, 相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量較少【答案】 C【例8】 家庭電路中, 為了防止電路中因電流過大引起火災(zāi), 需要在火線上安裝保險絲, 請你分析一下保險絲的作用以及應(yīng)該選用什么樣的材料更好? 【答案】 選用電阻率大、熔點低的材料. 根據(jù)公式, 家庭電路中干路電流過大時, 在相等的時間內(nèi)保險絲會產(chǎn)生更多的熱量, 而且由于其熔點低, 會首先熔斷, 斷開電路, 對電路起到保護作用, 防止火災(zāi). 能力提升【例9】 某同學(xué)探究“通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系”而設(shè)計如圖的實驗A、B兩個相同的燒瓶里裝有相同的煤油A B(1)將銅絲 A 和鎳鉻合金絲 B 串聯(lián), 其目的是_(2)這位同學(xué)通過實驗得出：電阻越大, 導(dǎo)體消耗的電功率則越大另一位同學(xué)指出他的結(jié)論不嚴密, 請你將這位同學(xué)的實驗結(jié)論補充完整：_(3)已知 RB RA, 通電一段時間后, 燒瓶_中的溫度上升較高 (4)若保持電源電壓不變, 利用該實驗裝置還可以探究通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與_的關(guān)系(寫出一種)【答案】 (1)保證電流相等(2)通過導(dǎo)體的電流相同時(3)B (4)通電時間【例10】 為探究電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)系, 小明設(shè)計了如圖所示的實驗, 他的方法是用電阻絲(其中R甲>R乙)給燒瓶中的煤油(煤油質(zhì)量相同)加熱, 然后觀察插入密封燒瓶里的溫度計溫度上升的高低, 比較電阻絲放熱的多少. 請你仔細觀察小明設(shè)計的實驗電路, 并應(yīng)用所學(xué)知識分析回答問題: 探究產(chǎn)生電熱的多少與電阻的關(guān)系時, 應(yīng)閉合開關(guān) , 斷開開關(guān) 【答案】 S2, S1R1R2ab氣球R3cS【例11】 如圖是某實驗小組在“探究影響電流通過電阻絲產(chǎn)生熱量的因素”時設(shè)計的一個實驗方案：將三個相同的空燒瓶口分別用完全相同的氣球密封, 用三段阻值不同的電阻絲(R1R2R3)分別給三個燒瓶中的空氣加熱. 請回答下列問題：(1)如圖所示的電路要研究的是電流產(chǎn)生熱量的多少跟_大小的關(guān)系. (2)實驗中, 通電一段時間后, 體積變得最大的是氣球_(選填“a”、“b”、“c”或“一樣大”). 由此可以得到的結(jié)論是：在通電時間和_一定時, _. 【答案】 (1)電阻 (2)c; 電流; 電阻絲的電阻越大, 電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量越多模塊二 純電阻電路分析知識導(dǎo)航1比例法：; ; 同一用電器(一定)不管串聯(lián)還是并聯(lián) 2利用公式(適用于任何電路); (適用于純電阻電路)進行計算夯實基礎(chǔ)【例12】 如圖是某家用電熱器內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)示意圖, 其中R1、R2為加熱電阻絲(R1>R2)電阻絲有四種連接方式可使電熱器提供不同的發(fā)熱功率, 其中發(fā)熱功率最大的連接方式是( ) 【答案】 D【例13】 把兩個完全相同的電阻絲串聯(lián)后接在電壓為U的電源上, 它們在時間 t內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q1; 若把它們并聯(lián)起來接在同一電源上, 在相同的時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q2, 則( )AQ1Q214BQ1Q241CQ1Q212DQ1Q221【答案】 A【例14】 用電熱絲燒水, 當(dāng)電壓為U時, t秒內(nèi)可將水燒開.如果電壓降為原來的一半, 則同樣燒開這些水所需的時間應(yīng)為( )At4 Bt2 C2t D4t【答案】 D【例15】 在“家電下鄉(xiāng)”活動中, 小明家買了一臺電烤箱, 其內(nèi)部簡化電路如圖所示, R1和R2均為電熱絲. 電烤箱說明書中的銘牌如下表所示, 根據(jù)表格中的參數(shù), 回答下列問題: X X牌電烤箱額定電壓220V額定功率高溫檔1100W低溫檔440W電源頻率50Hz(1)電路中R1的阻值; (2)電烤箱在高溫檔正常工作5min所消耗的電能; (3)電烤箱在低溫檔正常工作時, R2的功率【答案】 (1)S2閉合時, 電烤箱處于高溫檔, R1工作, R1=44(2)電烤箱在高溫檔正常工作5min消耗的電能為： W=P高t=1100W300s=3.3105J (3)S2斷開時, 電烤箱處于低溫檔, 此時R1、R2都工作, 設(shè)此時通過電阻R2的電流為I：I=2.0A, R2的電阻為：I=, R2=66R2消耗的功率為: P2=I2R2=2.0A2.0A66=264W【例16】 如圖所示的電路中, 閉合開關(guān)S后, 電流表A1的示數(shù)為0.2A, 電流表A2的示數(shù)為 0.8A, 此時, 電阻R1和R2消耗的功率之比是( )A1：3 B3：1 C1：4 D4：1【答案】 B能力提升【例17】 一只標有“220V 1000W”的電熱水器, 若工作電壓在220V10%的范圍內(nèi)波動, 那么它的實際功率的變化范圍大約是_W【答案】 810W1210W【例18】 將標有“PZ 220V 60W”的白熾燈L1和標有“PZ 220V 100W”的白熾燈L2串聯(lián)后接在220V的照明電路上, 消耗的電功率分別為P1和P2, 若將L1和L2并聯(lián)后接到同一照明電路上, 消耗的電功率分別為P3和P4, 則以下關(guān)系正確的是( )(不考慮燈絲電阻的變化)AP4 >P3 >P2 >P1 BP4 >P3 >P1 >P2 CP2 >P1 >P4 >P3 DP1 >P2 >P4 >P3【答案】 B【例19】 (多選)L1、L2兩盞電燈的額定電壓相同, 均為U, 額定功率P額1P額2, 把它們接入電源電壓為U的電路中, 下列說法中正確的是( )A兩燈串聯(lián)使用時, 實際功率P1P2B兩燈并聯(lián)使用時, 實際功率PlP2C串聯(lián)時兩燈消耗的總功率P總P額2D并聯(lián)時兩燈消耗的總功率P總P額1【答案】 AC【例20】 有兩個規(guī)格不同的小燈泡L1、L2(小燈泡電阻變化可忽略)和一個輸出電壓保持不變的電源E. 如果將L1和L2 串聯(lián)起來接在電源E兩端, 它們的實際功率之和為P. 如果只將L1接在電源E兩端, L1的實際功率是1.5P. 如果將L1和L2并聯(lián)起來接在電源E兩端, 則它們的實際功率之和為_. 【答案】 4.5P【例21】 將兩個定值電阻R1、R2并聯(lián)在電壓為U的電源兩端, R1消耗的功率為P1, R2消耗的功率為3P1, 當(dāng)把它們串聯(lián)在電壓為4U的電源兩端時, 下列說法正確的是( )AR1兩端的電壓為U BR2消耗的功率變小C通過R2的電流變小 D兩個電阻消耗的總功率為12P1【答案】 D模塊三 非純電阻電路計算知識導(dǎo)航電功與電熱(1)在純電阻電路中, 電功等于電熱：W=Q即電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能：UIt=I2RtU=IR, 也即歐姆定律成立. 此時有： UIt=I2Rt=(U2/R)t(2)在非純電阻電路中, 電功大于電熱：WQ即電能只有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能, 另一部分轉(zhuǎn)化為機械能、化學(xué)能等其它形式的能量： UIt=I2Rt+E其它I2RtUIR, 也即歐姆定律不成立. 夯實基礎(chǔ)【例22】 電動汽車成為未來汽車發(fā)展的方向. 若汽車所用電動機兩端的電壓為380V, 電動機線圈的電阻為2, 通過電動機的電流為10A, 則電動機工作10min消耗的電能為多少焦? 產(chǎn)生的熱量是多少焦?【答案】 能力提升【例23】 閉合開關(guān)后, 用手按住玩具電動機的轉(zhuǎn)子, 不讓它轉(zhuǎn)動, 這時與電動機并聯(lián)的電壓表讀數(shù)為3V, 與電動機串聯(lián)的電流表讀數(shù)為6A松手后, 電動機正常轉(zhuǎn)動, 此時電流表讀數(shù)為1A這臺玩具電動機正常轉(zhuǎn)動時, 每秒鐘有 焦耳的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能【答案】 2.5 按題意可求得電動機的電阻電動機正常轉(zhuǎn)動時, 電壓不變, 電流為1 A, 1s內(nèi)做的功電動機產(chǎn)生的熱量每秒鐘電能轉(zhuǎn)變成的機械能模塊四 測量小燈泡的額定電功率知識導(dǎo)航1原理： 2器材的選擇：電源、開關(guān)、小燈泡、電壓表、電流表、滑動變阻器各一個, 導(dǎo)線若干3實驗電路圖(如上)注意事項：(1)觀察電流表、電壓表、滑動變阻器的量程和允許通過的最大電流, 選擇量程時電壓表的量程要大于小燈泡的額定電壓, 電流表的量程要大于小燈泡的額定電流變阻器的電阻應(yīng)與小燈泡的電阻相當(dāng)為好, 允許通過的最大電流要大于小燈泡的額定電流(2)斷開開關(guān), 調(diào)節(jié)滑變到最大阻值處, 使電路中的電阻最大(3)閉合開關(guān), 調(diào)節(jié)滑變, 使小燈泡兩端電壓為其額定電壓(4)此實驗只做一次, 不用求平均值能力提升【例24】 小鵬同學(xué)利用伏安法測量額定電壓為V的小燈泡正常發(fā)光時的功率(1)圖中的電路沒有連接完整, 請你把圖中的元件連接完整(要求滑片P向右移動時變阻器阻值變大)(2)在連接電路時, 開關(guān)應(yīng)該 ; 滑動變阻器的滑片P應(yīng)放在 端(填：A或B)(3)小鵬閉合開關(guān), 通過調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P, 使得電壓表的示數(shù)為2.5V, 這時電流表的示數(shù)如圖所示, 小燈泡正常發(fā)光時的功率是 W 【答案】 (1)圖略(2)斷開, B(3)0.75【例25】 小金同學(xué)在做“測定小燈泡電功率”的實驗時, 所用電源電壓為4.5V, 小燈泡額定電壓為2.5V. SL甲BAPCD丙U/V240.1I/A0.20.30.4013乙(1)為了測出小燈泡的電功率, 請只添加一條導(dǎo)線完成圖甲所示的實驗電路的連接; (2)開關(guān)閉合前, 滑動變阻器的滑片P應(yīng)移至端(選填“A”或“B”); 閉合開關(guān)后, 移動滑片P到某一位置時, 電壓表的示數(shù)如圖乙所示, 若要測量小燈泡的額定功率, 應(yīng)將圖甲中滑片P向 端(選填“A”或“B”)移動. (3)小金同學(xué)移動滑片P, 記下多組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù), 并繪制成圖丙所示的圖像, 根據(jù)圖像信息, 可計算出小燈泡的額定功率是 W; 該圖像不是直線, 主要原因是 . SBAPCDL【答案】 (1)電路連接如圖：(2)A; B (3)0.5 燈絲電阻隨溫度升高而增大實戰(zhàn)演練【練1】 兩個用電器, 分別標有“1500 16W”和“1500 8W”, 將它們串聯(lián)在電路中, 它們的電功率之比是( )A1:2 B2:1 C1:1 D4:1【答案】 C【練2】 將電阻為R1的燈泡L1與電阻為R2的燈泡L2串聯(lián)接到電源上, 如果R1=3R2, 在t秒時間內(nèi)電流通過L1所做的功W1為120J, 那么在這段時間內(nèi), 電流通過L2所做的功W2及電流通過兩盞燈所做的總功W分別為( )AW2=120J, W=240J BW2=360J, W=480JCW2=40J, W=160J DW2=30J, W=150J【答案】 C【練3】 要使某用電器在相同時間內(nèi)消耗的電能變?yōu)樵瓉淼?倍, 以下措施可行的是( ) A僅使電壓變?yōu)樵瓉淼?倍B僅使電流變?yōu)樵瓉淼?倍C電壓不變, 而使用電器電阻變?yōu)樵瓉淼囊话隓同時改變電壓為原來的4倍, 電阻為原來的2倍【答案】 C【練4】 兩個電阻, R13, R2=5, 并聯(lián)后接入電路, 總電流為3.2A, 求各支路的電流I1和I2各為多少? 各電阻消耗的電功率P1和P2各為多少?【答案】 I12A, I2=1.2A, P1=12W, P27.2W【練5】 如圖所示, 電源電壓和燈L的電阻不變, 燈L上標有“6V 3W”字樣當(dāng)開關(guān)S閉合, 滑片P移至a端時, 電流表的示數(shù)為1.0A, 燈L正常發(fā)光; 當(dāng)開關(guān)S斷開, 滑片P移至b端時, 電源電壓U和燈L消耗的電功率P為( )A6V ; 1.5W B6V; 0.75W C3V ; 1.5W D3V ; 0.75W【答案】 B【練6】 如圖所示, 電源電壓保持不變. 當(dāng)電阻箱調(diào)到10時, 電壓表示數(shù)為3V, 此時燈L正常發(fā)光; 當(dāng)電阻箱阻值調(diào)到40時, 燈L的功率為額定功率的. (不計溫度對電阻的影響)求：(1)電阻箱阻值為10時, 電路中的電流; (2)電源電壓; (3)燈L的額定功率. 【答案】 (1)(2)(3)SS1AS2R1R2L【練7】 如圖所示電路中, 電源電壓保持不變, 燈L標有“12V 12W”字樣, R212, 當(dāng)S、S1、S2都閉合時, 電流表示數(shù)為1.2A, 這時燈L正常發(fā)光(不計溫度對電阻的影響). 求：(1)燈L的電阻值和電源電壓為多少? (2)電阻R1的阻值是多大? (3)當(dāng)S閉合, S1、S2都斷開時, 燈L實際消耗的功率是多少? 【答案】 (1)當(dāng)S、S1、S2都閉合時, 電路如右圖 (1分)此時燈L正常發(fā)光UUL12V (1分)(2) ILU/RL12V/121A I1IIL1.2 A1 A0.2A (2分) R1U/I112 V /0.2 A60(3)當(dāng)S閉合, S1、S2都斷開時, 電路如右圖 IU/(RLR2)12 V/(12+12)0.5A (2分) PLI2RL(0.5 A)2123W高壓送電從發(fā)電站發(fā)出的電能, 一般都要通過輸電線路送到各個用電地方. 根據(jù)輸送電能距離的遠近, 采用不同的高電壓. 從我國現(xiàn)在的電力情況來看, 送電距離在200300公里時采用220千伏的電壓輸電；在100公里左右時采用110千伏；50公里左右采用35千伏；在15公里20公里時采用10千伏, 有的則用6600伏. 輸電電壓在110千伏以上的線路, 稱為超高壓輸電線路. 在遠距離送電時, 我國還有500千伏的超高壓輸電線路. 那么, 為什么要采用高壓送電呢? 這要從輸電線路上損耗的電功率談起, 由于遠距離輸送電能, 導(dǎo)線上的電阻比較大, 當(dāng)電流通過導(dǎo)線時, 就會有一部分電能變?yōu)闊崮芏鴵p耗掉了. 電線路上損耗的電功率為. 所以要減少電功率的損失就要降低電流(因為電阻的阻值很難再減少了). 但是, 新的問題又出現(xiàn)了, 整條輸送線路電流很小的話, 就會導(dǎo)致輸送的電功率大幅度降低, 因為. 所以為了既能保證輸送的電功率不降低, 又能讓輸送導(dǎo)線上損失的焦耳熱很少, 所以就采取了用變壓器提高電壓后再送電的方案. 當(dāng)然, 電能進入用戶之前還要用變壓器降壓才能夠使用.