第二十講電功電功率 甘肅省 物理 1 知道電功和電能 并能結(jié)合生活 生產(chǎn)中的實(shí)例進(jìn)行說明 能運(yùn)用關(guān)系式W UIt進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算 2 理解電功率的概念 并能運(yùn)用關(guān)系式P UI進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算 3 能舉例說明用電器的額定功率和實(shí)際功率的物理意義 4 理解電流的熱效應(yīng) 并能解釋生產(chǎn)和生活中的現(xiàn)象 會(huì)用焦耳定律進(jìn)行電熱計(jì)算 其他形式 Pt I2Rt 焦耳 焦 J 度 千瓦時(shí) kW h 3 6 106 電能 電功 快慢 電功 時(shí)間 UI I2R 瓦特 W 千瓦 kW 1kW 103W 正常工作 額定 三 焦耳定律8 電流的熱效應(yīng) 電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化為熱能的現(xiàn)象 例如利用電熱工作的用電器有電飯鍋等 9 焦耳定律 電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟 成正比 跟導(dǎo)體的 成正比 跟 成正比 用公式表示為 Q 電流通過導(dǎo)體時(shí) 如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 則有 Q W 10 生活中要注意防止電熱造成的危害 例如短路易引起火災(zāi)等 電流的平方 電阻 通電時(shí)間 I2Rt 提示 燈泡的亮度是由燈泡的實(shí)際功率決定的 用電器的P額 U額具有唯一性 對(duì)應(yīng)性 而用電器的U實(shí) P實(shí)有很多個(gè) 且U實(shí) P實(shí)具有同體性 同時(shí)性 2 2015 蘭州 如圖所示 電源電壓恒定 小燈泡L1 L2均標(biāo)有 6V3W 的字樣 忽略溫度對(duì)燈絲電阻的影響 當(dāng)開關(guān)S1 S2都閉合時(shí) 燈泡L1正常發(fā)光 則電源電壓為 V 當(dāng)開關(guān)S1閉合 S2斷開時(shí) 電路的總功率為 W 6 1 5 3 2015 天水 甲 乙兩燈的額定電壓均為9V 測(cè)得其電流與電壓變化的關(guān)系圖如圖所示 則乙燈正常發(fā)光時(shí)的電阻是 若將甲 乙兩燈串聯(lián)接入9V的電路中 通電1min 兩燈消耗的總電能為 J 4 2014 蘭州 有兩個(gè)電阻 R1 3 R2 4 若將它們串聯(lián)在電路中 則在相同時(shí)間內(nèi)消耗的電能之比W1 W2 若將它們并聯(lián)在電路中 則在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比Q1 Q2 18 216 3 4 4 3 5 2015 天水 小明家電能表上個(gè)月月底表盤數(shù)字是 這個(gè)月月底表盤數(shù)字如圖所示 可知他家本月用電 度 他只讓某電水壺工作 發(fā)現(xiàn)在10min內(nèi)該電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過了600轉(zhuǎn) 則該電水壺的實(shí)際功率為 W 100 1200 6 2014 蘭州 燈泡L上標(biāo)有 2 5V 的字樣 它的電阻隨它兩端電壓的變化關(guān)系如圖所示 下列說法中正確的是 A 燈泡L的額定電流是0 2AB 燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電阻是10 C 燈泡L的額定功率是6 25WD 燈絲的電阻隨電壓的增大而減小 B 7 2015 蘭州 如圖甲所示的電路 在滑動(dòng)變阻器R2的滑片P從B向A滑動(dòng)的過程中 電壓表與電流表示數(shù)的變化如圖乙所示 則下列說法中正確的是 A R1的阻值是20 B 當(dāng)電流表的示數(shù)是0 4A時(shí) R2接入電路的阻值是30 C 電源電壓是16VD 該電路的最大電功率為7 2W A 8 2015 天水 某同學(xué)在做 調(diào)節(jié)燈泡亮度 的電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí) 電路如圖所示 電源電壓恒為4 5V 電壓表量程選擇 0 3V 滑動(dòng)變阻器規(guī)格為 20 1A 燈泡L標(biāo)有 2 5V1 25W 字樣 忽略燈絲電阻變化 在不損壞電路元件的情況下 下列判斷正確的是 A 電路中電流變化的范圍是0 18 0 5AB 滑動(dòng)變阻器阻值變化的范圍是2 5 10 C 燈泡的最小功率是0 162WD 該電路的最大功率是2 25W D 9 2015 蘭州 在做 電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān) 的實(shí)驗(yàn)時(shí) 采用了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置 兩個(gè)透明的容器中密閉了等量的空氣 U型管中液面變化反映了密閉空氣溫度的變化 此實(shí)驗(yàn)是為了探究電流產(chǎn)生的熱量與 的關(guān)系 將此裝置接到電源兩端 通電一段時(shí)間后 電流在 容器中產(chǎn)生的熱量較多 在電路中串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器 再接入原電路 還可以探究電流產(chǎn)生的熱量與 的關(guān)系 該實(shí)驗(yàn)中用到的物理研究方法是控制變量法和 電阻 B 電流 轉(zhuǎn)換法 11 2015 天水 如圖甲所示 電源電壓U 12V R1為定值電阻 阻值為24 R2為滑動(dòng)變阻器 R2最大阻值為48 小燈泡標(biāo)有 6V3W 字樣 小燈泡的U I關(guān)系如圖乙所示 求 1 小燈泡正常工作時(shí)通過燈絲的電流是多少 2 S閉合 S1 S2都斷開時(shí) 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器 當(dāng)小燈泡兩端的電壓為4V時(shí) 滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻值為多大 12 2015 聯(lián)考 在一次課外探究中 王華觀察了他家的某品牌雙層電烤箱 看說明書后得知此電烤箱采用雙控電路 電路如圖所示 S為總開關(guān) S1和S2為兩個(gè)溫控開關(guān) R1和R2為上 下兩層的加熱電阻 上 下層同時(shí)加熱時(shí)額定功率為1600W 其中R1 3R2 1 電烤箱上 下兩層同時(shí)正常工作時(shí) R1消耗的電功率是多少瓦 2 只有R1正常工作時(shí) 通過R1的電流是多少 計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù) 3 王華媽媽總感覺做晚飯時(shí)烤熟同一種食物所用時(shí)間比在其他時(shí)段要長(zhǎng) 王華決定用家中的電能表和手表測(cè)量做晚飯時(shí)烤箱的實(shí)際功率 他觀察家里電能表標(biāo)有 220V20 40 A50Hz3200r kW h 的字樣 于是 他關(guān)閉家中其他用電器 僅讓電烤箱單獨(dú)工作 上 下層同時(shí)加熱 30秒 電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過了32轉(zhuǎn) 電烤箱的實(shí)際功率是多大 做晚飯時(shí)電烤箱實(shí)際功率變小的原因是 用電高峰 實(shí)際電壓小于額定電壓 電烤箱實(shí)際功率小于額電功率 例1 2013 揚(yáng)州 今年6月 我國(guó)空調(diào) 能效比 實(shí)行新的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 空調(diào)制冷 能效比 EER是指空調(diào)制冷量與制冷時(shí)消耗的電功率比 小明家需要一臺(tái)制冷量為3200W的空調(diào) 若選 能效比 為3 2的空調(diào) 則制冷消耗的電功率為 W 若選 能效比 為4 0的空調(diào) 工作1h將比原空調(diào)節(jié)約電能 kW h 電能 變式題1 天津中考 如圖是某同學(xué)家中的電能表 現(xiàn)用它測(cè)量一只燈泡的實(shí)際功率 他關(guān)掉其他用電器只讓該燈泡工作 電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過30轉(zhuǎn)用時(shí)10min 這段時(shí)間燈泡消耗的電能是 kW h 燈泡的實(shí)際功率是 W 0 01 60 例2 2013 鄂州 賽龍舟 是端午節(jié)里的傳統(tǒng)節(jié)目 小安同學(xué)自制了一個(gè)卡通龍舟 她想用亮度可調(diào)節(jié)的紅 綠燈做它的眼睛 她選用規(guī)格為 12V6W 的紅燈和 12V12W 的綠燈及 24 2A 的滑動(dòng)變阻器等元件設(shè)計(jì)了如圖電路 當(dāng)閉合開關(guān)S S1 S2 且滑動(dòng)變阻器的滑片P移至b端時(shí) 兩燈都正常發(fā)光 電源電壓不變 不考慮燈絲電阻的變化 求 1 兩燈都正常發(fā)光時(shí)電流表的示數(shù)為多少 2 該電路中最大電功率和最小電功率分別為多少 與電功率有關(guān)的計(jì)算 變式題2 如圖所示的電路中 電源電壓恒為6V 1 當(dāng)開關(guān)S1閉合 S2 S3斷開時(shí) 電流表示數(shù)為0 3A 求R的阻值 2 閉合開關(guān)S1 S3 斷開S2時(shí) 小燈泡正常發(fā)光 電流表示數(shù)為0 9A 求通電10s燈泡消耗的電能 3 閉合開關(guān)S2 斷開S1 S3時(shí) 求小燈泡的實(shí)際電功率 假設(shè)小燈泡的電阻不變 例3 2015 梧州 小明家新買了一臺(tái)電熱水器 下表是該熱水器的一些技術(shù)參數(shù) 現(xiàn)將水箱中裝滿水 通電后正常工作30min 水溫從20 上升到40 在此過程中 c水 4 2 103J kg 水 1 0 103kg m3 求 1 電熱水器正常工作的電流 2 電熱水器所消耗的電能 3 水所吸收的熱量 電熱的利用 變式題3 2012 宿遷 某電飯鍋內(nèi)有R0 44 R 2156 的兩根電熱絲 將它接入電路 如圖所示 當(dāng)S分別置于 1 擋和 2 擋時(shí) 擋是保溫狀態(tài) 當(dāng)S接 2 擋時(shí) 電路中的電流大小是 A 通電100s電路產(chǎn)生的熱量是 J 1 5 1 1 105 探究電流產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)1 整個(gè)實(shí)驗(yàn)用到了控制變量法 也用到了轉(zhuǎn)換法 通過溫度計(jì)示數(shù)的變化來反映電熱的多少 2 實(shí)驗(yàn)中被加熱的液體用煤油的目的是煤油的比熱容小 在相同條件下吸熱溫度升高較快 便于進(jìn)行電流放熱多少的觀察 例4 2014 瀘州 如圖所示是探究焦耳定律的實(shí)驗(yàn)裝置圖 除燈絲電阻R甲 R乙外 其余條件均相同 開關(guān)閉合 電路接通后 下列對(duì)甲 乙兩瓶的對(duì)比分析和判斷 正確的是 A 因?yàn)橥ㄟ^兩種電阻絲的電流相等 所以兩電阻絲兩端的電壓相等B 因?yàn)橥ㄟ^乙瓶電阻絲的電流大 所以乙瓶的溫度計(jì)示數(shù)變化快C 因?yàn)榧灼恐忻河偷谋葻崛菀?所以甲瓶的溫度計(jì)示數(shù)變化快D 因?yàn)榧灼恐须娮杞z產(chǎn)生的熱量多 所以甲瓶的溫度計(jì)示數(shù)變化快 解析 本題是探究電流產(chǎn)生的熱量跟電阻的關(guān)系 應(yīng)用的是控制變量法 根據(jù)焦耳定律Q I2Rt R甲和R乙是串聯(lián)的 在電流I和通電時(shí)間t相同時(shí) R甲 R乙 所以R甲產(chǎn)生電熱多 故甲瓶的溫度上升較快 答案 D 一 方法技巧純電阻電路與非純電阻電路中的公式應(yīng)用 例5 把標(biāo)有 36V15W 的甲燈和標(biāo)有 36V5W 的乙燈串聯(lián)后接在電壓是36V的電路中 則 A 因?yàn)榧谉纛~定功率較大 所以甲燈較亮B 因?yàn)橥ㄟ^它們的電流相等 所以一樣亮C 因?yàn)榧谉舻碾娮栎^小 所以甲燈較亮D 因?yàn)橐覠魧?shí)際功率較大 所以乙燈較亮 解析 由公式R 可知 R甲 R乙 甲 乙兩燈串聯(lián)接入36V的電路中 根據(jù)P I2R可知 電流相等 R甲 R乙 所以P甲 P乙 乙燈實(shí)際功率較大 所以乙燈較亮 答案 D 例6 有一臺(tái) 220V100W 的洗衣機(jī) 由于使用不當(dāng) 造成電動(dòng)機(jī)卡死 電動(dòng)機(jī)由于溫度升高而燒壞 已知這臺(tái)電動(dòng)機(jī)內(nèi)的線圈阻值為2 則這臺(tái)洗衣機(jī)正常工作2min消耗電能是 電動(dòng)機(jī)被卡死時(shí) 2min內(nèi)產(chǎn)生的熱量是