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第17講電功率 2011 2015年江西省中考試題統(tǒng)計(jì)與命題預(yù)測 考點(diǎn)1 考點(diǎn)2 考點(diǎn)3 考點(diǎn)4 考點(diǎn)5 考點(diǎn)1電能1 定義 電流所具有的能量稱為電能 2 單位 在國際單位制中 電能的單位是焦耳 簡稱焦 符號是J 電能的另一個(gè)單位是千瓦時(shí) 又稱 度 符號是kW h 1kW h 3 6 106J 1kW h 1度 3 測量工具 電能表 1 讀數(shù)方法 電能表計(jì)數(shù)器前后兩次讀數(shù)之差 就是用戶在這段時(shí)間內(nèi)消耗的千瓦時(shí) 即用電度數(shù) 2 銘牌參數(shù)含義 A 220V 表示電能表在額定電壓為220V的電路中使用 B 10 20 A 表示電能表的標(biāo)定電流為10A 在短時(shí)間內(nèi)允許通過的最大電流為20A C 3000r kW h 表示用電1kW h電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn) 考點(diǎn)1 考點(diǎn)2 考點(diǎn)3 考點(diǎn)4 考點(diǎn)5 考點(diǎn)2電功1 定義 電流所做的功叫電功 用符號W表示 2 公式 W UIt 即電流在一段電路上所做的功 跟這段電路兩端的電壓 電路中的電流和通電時(shí)間的乘積成正比 3 單位 在國際單位制中 電功的單位是焦耳 符號是J 考點(diǎn)1 考點(diǎn)2 考點(diǎn)3 考點(diǎn)4 考點(diǎn)5 考點(diǎn)3電功率1 定義 電流在單位時(shí)間內(nèi)所做的功叫做電功率 用符號 P 表示 2 公式 1 定義式 其中W 電流做的功 用電器所消耗的電能 單位 焦耳 J t 做功所用的時(shí)間 單位 秒 s P 用電器的功率 單位 瓦 W 2 計(jì)算式 P UI 即一段電路上的電功率跟這段電路兩端的電壓和電路中的電流的乘積成正比 3 物理意義 電功率是用來表示電流做功快慢的物理量 4 單位 瓦 千瓦 且1kW 103W 考點(diǎn)1 考點(diǎn)2 考點(diǎn)3 考點(diǎn)4 考點(diǎn)5 考點(diǎn)4額定功率與實(shí)際功率1 額定電壓 用電器正常工作時(shí)的電壓 一般都標(biāo)在用電器的銘牌上 2 額定功率 用電器在額定電壓下的功率 標(biāo)在用電器的銘牌上 3 實(shí)際功率 用電器在實(shí)際工作下的電功率 用電器的實(shí)際功率可以等于額定功率 也可以不等于額定功率 溫馨提示實(shí)際功率與額定功率的關(guān)系 當(dāng)U U額時(shí) P P額 燈很亮 易燒壞 當(dāng)U U額時(shí) P P額 燈很暗或不發(fā)光 當(dāng)U U額時(shí) P P額 燈正常發(fā)光 考點(diǎn)1 考點(diǎn)2 考點(diǎn)3 考點(diǎn)4 考點(diǎn)5 考點(diǎn)5焦耳定律1 電流的熱效應(yīng) 電流通過導(dǎo)體時(shí)使導(dǎo)體發(fā)熱的現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng) 舉例 電流通過電爐絲時(shí) 爐絲會(huì)熱得發(fā)紅 電流通過燈泡內(nèi)的鎢絲時(shí) 鎢絲會(huì)發(fā)熱至白熾狀態(tài)等 2 焦耳定律內(nèi)容 電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比 跟導(dǎo)體的電阻成正比 跟通電時(shí)間成正比 這個(gè)規(guī)律叫做焦耳定律 3 數(shù)學(xué)表達(dá)式 Q I2Rt 式中熱量Q 電流I 電阻R 時(shí)間t的單位分別是J A s 且1J 1A2 s 考點(diǎn)1 考點(diǎn)2 考點(diǎn)3 考點(diǎn)4 考點(diǎn)5 溫馨提示電功與電熱的對比 考法1 考法2 考法3 考法4 考法1電能及其測量電功是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的量度 考題常常是圍繞電能表展開 讀數(shù) 消耗電能的計(jì)算 判斷允許的最大功率等問題 以填空 選擇 計(jì)算等多種題型出現(xiàn) 例1如圖是某家庭用的電能表某月月初 月末的兩次讀數(shù) 若按0 5元 kW h 計(jì)算 他家本月應(yīng)繳納電費(fèi)元 他家同時(shí)使用的用電器總功率不得超過W 若電能表在10min內(nèi)轉(zhuǎn)了300轉(zhuǎn) 則接在該電能表上的用電器消耗的電能為kW h 考法1 考法2 考法3 考法4 解析 本月消耗的電能W 1469 5kW h 1387 5kW h 82kW h 本月應(yīng)繳納的電費(fèi)是0 5元 kW h 82kW h 41元 電能表允許接的最大電功率為P UI 220V 10A 2200W 電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)300轉(zhuǎn)消耗的電能為答案 4122000 1方法總結(jié)掌握電能表銘牌上各參數(shù)的含義是解決這類問題必備的知識 考法1 考法2 考法3 考法4 考法2電功率及其計(jì)算電功率是表示用電器消耗電能快慢的物理量 額定功率與實(shí)際功率的異同 實(shí)際功率的計(jì)算 電功率的變化等問題 以電壓作為解決的主線思路 例2 2014廣西桂林中考 如圖所示 電阻R與小燈泡連接在電路中 當(dāng)閉合開關(guān)S1 S2時(shí) 電阻R被 此時(shí)燈泡的電功率為9W S1閉合S2斷開時(shí) 燈泡的電功率為1W 不考慮燈泡的電阻隨溫度而發(fā)生變化 則此時(shí)電阻R消耗的電功率為W 考法1 考法2 考法3 考法4 考法1 考法2 考法3 考法4 方法總結(jié)根據(jù)銘牌或者說明書上的額定電壓 額定功率計(jì)算用電器實(shí)際功率的思路是進(jìn)行計(jì)算時(shí) 一般不考慮溫度對電阻的影響 可認(rèn)為同一用電器 純電阻 在不同電壓下的電阻是相同的 用電器的P額 U額具有唯一性 對應(yīng)性 而用電器的P實(shí) U實(shí)可以有多個(gè) 但具有同體性 同時(shí)性 考法1 考法2 考法3 考法4 例3 2015山東濟(jì)寧中考 小夏將n個(gè) 3V0 3W 的小燈泡 按照甲 乙兩種連接方式分別接入電壓為U的電路中 如圖所示 通過分別調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1和R2 使所有燈泡均正常發(fā)光 則甲 乙兩電路中的總電流與總功率的關(guān)系正確的是 考法1 考法2 考法3 考法4 解析 n盞完全相同的燈泡 正常發(fā)光時(shí)的電流相等 圖甲中燈泡并聯(lián) 圖乙中燈泡串聯(lián) 因?yàn)椴⒙?lián)電路中干路電流等于各支路電流之和 所以兩電路的電流關(guān)系為I甲 nI乙 因?yàn)榧?乙電源的電壓U相等 所以根據(jù)P UI可知 兩電路的總功率關(guān)系為P甲 nP乙 故A B D錯(cuò)誤 C正確 故選C 答案 C方法總結(jié)n盞完全相同的燈泡 正常發(fā)光時(shí)的電流相等 根據(jù)串并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出甲 乙電路的電流 再根據(jù)P UI求出兩者的總功率關(guān)系 考法1 考法2 考法3 考法4 考法3測量小燈泡的電功率電功率的測量是中考必考的內(nèi)容 這個(gè)實(shí)驗(yàn)包含幾乎所有電學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本儀器及其使用方法 考查角度多樣 包括 實(shí)驗(yàn)原理 器材選擇 電路設(shè)計(jì)與連接 功率計(jì)算 表格設(shè)計(jì) 結(jié)論歸納等 例4 2015江西中考 實(shí)驗(yàn) 測量小燈泡的電功率 考法1 考法2 考法3 考法4 實(shí)驗(yàn)器材 額定電壓為2 5V的小燈泡 正常發(fā)光時(shí)電阻約為6 滑動(dòng)變阻器 10 2A 新干電池兩節(jié) 開關(guān) 導(dǎo)線若干等 實(shí)驗(yàn)原理 實(shí)驗(yàn)步驟 1 連接電路時(shí) 開關(guān)要 如圖甲所示的實(shí)物圖連接中 連接不妥之處為 2 閉合開關(guān)后 若出現(xiàn)下表所述的現(xiàn)象 請?jiān)诒碇锌崭裉幪顚懣赡艿脑?考法1 考法2 考法3 考法4 3 排除故障后 當(dāng)移動(dòng)滑片P到某位置時(shí) 電壓表示數(shù)如圖乙所示 若要測量小燈泡的額定功率 此時(shí)應(yīng)在此位置基礎(chǔ)上將滑片P向 選填 左 或 右 移動(dòng) 使電壓表的示數(shù)為V 此時(shí)電流表的示數(shù)如圖丙所示 則小燈泡的額定功率是W 解析 測量小燈泡的電功率 實(shí)驗(yàn)原理是P UI 1 連接電路時(shí) 開關(guān)要斷開 由題意知 電源電壓為3V 燈泡的電阻大約為6 所以電路中的最大電流電流表可選擇0 0 6A量程 由題圖知 電流表量程選擇過大 會(huì)造成讀數(shù)誤差較大 考法1 考法2 考法3 考法4 2 現(xiàn)象1中 燈泡亮 電流表有示數(shù) 則說明燈泡所串聯(lián)的電路沒有出現(xiàn)斷路和短路 而電壓表無示數(shù) 則可能是電壓表發(fā)生了斷路 現(xiàn)象2中 電燈不亮 電流表無示數(shù) 則電路發(fā)生斷路 而電壓表有示數(shù) 則與電壓表并聯(lián)的燈泡斷路 3 由題圖乙表針位置可知 電壓表選擇0 3V量程 示數(shù)為2 7V 超過了燈泡的額定電壓 要使燈泡正常發(fā)光 應(yīng)增大變阻器的阻值 將滑片向左適當(dāng)滑動(dòng) 使電壓表的示數(shù)等于燈泡的額定電壓2 5V 根據(jù)題圖丙電流表的指針位置 電流表選擇0 0 6A的量程 示數(shù)為0 4A 所以該燈泡的額定電功率為P UI 2 5V 0 4A 1W 答案 P UI 1 斷開電流表選擇了大量程 會(huì)造成讀數(shù)誤差較大 2 電壓表斷路電路中小燈泡斷路 3 左2 51 考法1 考法2 考法3 考法4 方法總結(jié)伏安法測 定值 電阻和電功率在數(shù)據(jù)處理方法上不同 測電阻時(shí)要求測出該電阻的三個(gè)阻值 再求平均值 目的是減小實(shí)驗(yàn)誤差 而測電功率時(shí) 在小于 等于 大于額定電壓的情況下 求出三個(gè)電功率值的含義是不同的 不能用來求平均值 只有在額定電壓下求得的功率才為額定功率 考法1 考法2 考法3 考法4 考法4電功和電熱各種用電器工作時(shí) 將電能轉(zhuǎn)化為人們需要的其他形式的能 由于電流熱效應(yīng)無處不在 電功 W 和電熱 Q 之間存在W Q的關(guān)系 這種關(guān)系是常見的考查角度 例5 2015四川自貢中考 將規(guī)格都是 220V100W 的一臺電風(fēng)扇 一臺電視機(jī)和一把電烙鐵分別接入同一家庭電路中 通電時(shí)間相同 下列說法正確的是 A 三個(gè)用電器產(chǎn)生的熱量相同B 電風(fēng)扇產(chǎn)生的熱量最多C 電烙鐵產(chǎn)生的熱量最多D 電視機(jī)產(chǎn)生的熱量最多 考法1 考法2 考法3 考法4 解析 因?yàn)閁 220V 所以三種用電器的實(shí)際功率P P額 100W 又因?yàn)閃 Pt 所以三種用電器消耗的電能相同 由于電視機(jī)將一部分電能轉(zhuǎn)化為光能 電風(fēng)扇中的電動(dòng)機(jī)將電能大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 電烙鐵將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 則產(chǎn)生熱量最多的是電烙鐵 故選項(xiàng)C正確 答案 C方法總結(jié)分別接入220V的電路中 三個(gè)用電器都正常工作 實(shí)際功率相同 等于額定功率 通電時(shí)間相同 根據(jù)W Pt可知消耗的電能相同 通過分析三種用電器使用時(shí)的能量轉(zhuǎn)化情況 找出產(chǎn)生熱量最多的用電器 伏安法測小燈泡電功率伏安法測小燈泡電功率是一個(gè)重要的實(shí)驗(yàn) 中考試題和平時(shí)試題主要命題點(diǎn)有 考查實(shí)驗(yàn)器材的選擇 電流表和電壓表的量程選擇 滑動(dòng)變阻器選擇 電路連接 故障判斷 表格的設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析和結(jié)論得出等 江西省多次考查這個(gè)實(shí)驗(yàn) 而且常和測小燈泡電阻結(jié)合在一起考查 解題時(shí)要注意的問題 1 電路連接時(shí)開關(guān)要斷開 滑動(dòng)變阻器的滑片移到最大阻值處 2 通過移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片改變燈泡兩端的電壓 便于測量不同發(fā)光狀態(tài)下的電功率 同時(shí)滑動(dòng)變阻器在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中還起保護(hù)電路的作用 3 實(shí)驗(yàn)操作過程中要注意 當(dāng)開關(guān)閉合時(shí) 可能燈不亮 此時(shí)應(yīng)該是移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片 減小滑動(dòng)變阻器接入的電阻 眼睛觀察電壓表的示數(shù) 直到達(dá)到要求的電壓值 再去讀電流表的示數(shù) 4 實(shí)驗(yàn)中多次測量不是減小誤差 是為了找電功率與電壓的關(guān)系及亮度規(guī)律 所以不能求平均值 小燈泡兩端電壓改變后小燈泡的功率也改變 因此求出的平均值無意義 但如果只是測燈泡正常發(fā)光時(shí)的功率 且每次電壓不變 只是讀電流表的示數(shù)時(shí)有偏差 這時(shí)可以求平均值減小誤差 這也是近兩年部分省市出現(xiàn)過的試題 5 實(shí)驗(yàn)中能根據(jù)現(xiàn)象判斷電路故障 分析產(chǎn)生的原因 并能對實(shí)驗(yàn)故障處理 能根據(jù)動(dòng)態(tài)電路變化處理實(shí)驗(yàn)下一步的操作方法 例題在 測定小燈泡的電功率 的實(shí)驗(yàn)中 小明同學(xué)選取了一個(gè)標(biāo)有 2 5V 額定功率約為1W的小燈泡和必要的實(shí)驗(yàn)器材 連接的電路如圖甲所示 1 閉合開關(guān)前 老師檢查發(fā)現(xiàn)小明同學(xué)連接的電路有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤 請你在錯(cuò)誤的連線上畫 并只移動(dòng)一根導(dǎo)線 用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接正確 2 經(jīng)檢查電路連接正確后 小明連續(xù)進(jìn)行了4次測量 并把測量的數(shù)據(jù)和觀察到的現(xiàn)象填寫在表格里 其中第3次測量時(shí)電流表的示數(shù)如圖乙所示 此時(shí)的電流為A 小燈泡的額定功率為W 3 從表格中的數(shù)據(jù)可知 燈絲的電阻隨兩端電壓的增加而 選填 增大 或 減小 燈絲電阻發(fā)生變化的本質(zhì)是電阻隨而增大 解析 1 由題圖甲所示電路圖可知 電壓表連接錯(cuò)誤 修改后的電路圖如圖所示 2 由圖乙所示電流表可知 其量程為0 0 6A 分度值為0 02A 示數(shù)為0 42A 燈泡額定功率P UI 2 5V 0 42A 1 05W 3 由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知 隨燈絲兩端電壓增大 電壓與電流的比值增大 即燈絲電阻增大 由此可知 燈絲電阻隨電壓增大而增大 這是因?yàn)闊艚z電阻受溫度影響 隨溫度升高而增大造成的 答案 1 電路圖見解析 2 0 421 05 3 增大溫度升高 練習(xí) 2015內(nèi)蒙古呼和浩特中考 某同學(xué)在 測量小燈泡的電功率 實(shí)驗(yàn)中 電路圖如圖1所示 已知小燈泡的額定電壓為2 5V 在不斷開開關(guān)的情況下 該同學(xué)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器 使滑動(dòng)變阻器阻值減小 并正確讀出數(shù)據(jù)如下表 1 從表中數(shù)據(jù)可以判斷電流表選用0 0 6A 選填 0 0 6A 或 0 3A 擋 小燈泡的電阻隨亮度的增大而增大 選填 增大 減小 或 不變 2 在圖2給出的坐標(biāo)系中用光滑曲線畫出小燈泡的I U圖象 答案 如圖 3 計(jì)算出小燈泡在額定電壓下的電阻值 答案 小燈泡在額定電壓下的電阻值是5 2 4 如果小燈泡在額定電壓下工作30s 計(jì)算出小燈泡在這段時(shí)間內(nèi)消耗的電能 答案 如果小燈泡在額定電壓下工作30s 小燈泡在這段時(shí)間內(nèi)消耗的電能為36J 解析 據(jù)W額 U額 I額 t 2 5V 0 48A 30s 36J 方法總結(jié)實(shí)驗(yàn)考查器材的選擇 電流表和電壓表的量程選擇 滑動(dòng)變阻器選擇 電路連接 故障判斷 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析和結(jié)論得出等內(nèi)容 另外還有考查特殊測量的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題 綜合性較強(qiáng) 設(shè)計(jì)表格中要注意帶有燈泡的亮度一欄