电功、电功率和焦耳定律电能和电功1、电功及其单位:电流所做的功叫电功,用W表示。
电功的国际单位是J,常用单位kW·h(俗称度),IkW·h=3.6×106J。
2、运用电功的公式解决有关问题:W=UIt,即电流在某段电路上所做的功,等于这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间的乘积。
误区提醒正确使用电功公式W=UIt:电功公式W=UIt是计算电功普遍适用的公式,对于任何类型的用电器(或电路)都适用。
而结合欧姆定律可推出电功公式的变换式:或,这两个式子不适用电动机以及蓄电池电路,只适用于电烙铁、电炉等纯电阻电路。
【典型例题】加在导体两端的电压为6V,30s内电流通过导体做功72J,则通过导体的电流多大?洗衣机工作0.5小时,电流做功3.6×106焦,这样工作3小时,消耗的电能是_______度有一只灯泡接在220 伏的家庭电路中,工作50小时,用了1.98度电,这只灯泡工作的电流是_______。
电功率1、电功率及电功率的单位:电功率是表示电流做功快慢的物理量。
单位为:瓦特,符号为W,常用单位还有kW,1kW=1000W。
2、运用电功率的公式解决有关问题:电功率的定义式推导出计算式,公式中P、U、I是指同一段电路(或同一个用电器)。
由于初中研究的都是纯电阻电路,所以结合欧姆定律,电功率公式还可以写作P=UI和。
3、用电器正常工作时的电压是额定电压和用电器额定电压下的功率是额定功率。
用电器在电路中工作时,两端所加的电压叫实际电压,此时的功率叫实际功率。
4、测量小灯泡的电功率。
误区提醒1、比较串连电路中两电阻的电功率时,因电流处处相等,一般使用P=UI 计算2、在并联电路中,由于各支路两端电压相等,运用计算。
【典型例题】现有两个小灯泡,上面分别标有“6V,1. 2W”和“12V,6W”字样,如果把这两个灯泡串联起来,为了使其中一个灯泡持续正常发光,那么加在串联电路两端的电压是( )A. 9.4VB. 10.8VC. 18VD. 27V一只电灯上标着“220V, 100W ”,若把它接入110伏的电源两端, 下面说法中正确的是: ( )A 、它的额定功率变为原来的一半;B 、通过它的电流强度变为原来的一半;C 、它的电阻变为原来的1/4;D 、它的实际功率变为原来的1/2。
下列判断中正确的是( )A .根据P=I 2R 可知,电阻越大,电功率也越大B .根据P=UI 可知,同一导体两端的电压越小,电功率也越小C .根据P=R U 2可知,电阻越大,电功率反而越小D .根据P=t W可知,电流做功越多,电功率也越大两只灯泡串联在电路中,其中一只灯亮,另一只不亮,原因可能是( )A .两只灯泡相比较,流过不亮的灯泡的电流较小B .不亮的灯泡的灯丝断了C .两只灯泡相比较,亮的灯泡电阻太小D .两只灯泡相比较,不亮的灯泡电阻太小额定电压相同的甲、乙两盏电灯,其额定功率之比为5:3,如果将它们串联接入电压与额定电压相同的电路中,下列叙述正确的是( )A .两灯实际消耗功率之比为5:3B .两灯都能正常发光C .两灯实际通过电流之比为3:5D .两灯实际电压之比为3:5R1、R2两个电阻并联后接入电路中,它们的电功率之比P1:P2=9:4,则R1、R2两个电阻阻值之比是( )A.9:4B.4:9C.3:2D.2:3一个标有“4V ,2W ”字样的灯泡,给它两端加2V 电压时,不考虑温度对它电阻的影响,则( )A.此时灯泡中电流为0.5AB.此时灯泡中电流为1AC.此时灯泡的实际功率为0.5WD.此时灯泡的实际功率为1W把“220V,40W”和“220V,60W”的两个电灯串联后接在220V的电路中,结果是( )A.每只灯泡的额定电压都变小了B. 每只灯泡的实际功率都小于其额定功率C. 每只灯泡的额定功率都变小了D. 每只灯泡的额定电压都小于其实际电压电能表的盘面上,标有3000R/kW·h的字样,当接入一个用电器正常工作时,1min内电能表的转盘转了15转,则该电器消耗的实际功率是( )A.5WB.500WC.300WD.3KW两个电阻R1:R2=2:3串联后接在电源上,它们消耗电功率之比P1:P2为______,若将它们并联起来,接到电源上,消耗电功率之比P1´:P2´为_______,若保持电源电压不变,则串联与并联消耗的总功率之比P串:P并为______。
一个白炽灯泡铭牌上标有“220V,100W”字样,则这盏灯的灯丝电阻为_____Ω.如果灯丝断了之后,重新将灯丝搭上,设灯丝电阻变为440Ω,通电后,则灯丝中实际电流为_____A;实际功率为_____W;通电1min后,灯丝实际消耗的电能为_____J(假设灯丝电阻不随温度改变).现有两个灯泡L1、L2,分别标有“10V,10W”和“9V,5.4W”的字样. 当将它们串联使用时,电路两端允许加的最大电压是______V;当将他们并联使用时,干路允许通过的最大电流是_____A,电路消耗的最大功率是_______W.把一盏标有“12V 6W”的小灯泡与一个标有“24Ω 1.5A”的滑动变阻器串联接入电路中,如图所示。
当滑片P移动到a端时,小灯泡刚好正常发光。
求:(1)小灯泡的电阻(2)电源电压(3)当滑片P从a端移到b端的过程中,小灯泡消耗的最小功率(小灯泡电阻不变)。
的阻值为10Ω滑动变阻器R的阻值变化范围是0~20Ω如图所示定值电阻R1当滑片P移到R的最左端时电流表的示数为0.6A;当滑片P移到R的最右端电流表和电压表的示数各是多少?V AU标有“6V ,3W ”的小灯泡L 与额定功率为6W 的电阻器R 按如图电路连接在一个恒定电压的电源上,闭合开关S 时,灯L 正常发光,且电流表的示数为0.75A.求:(1)电源电压(2)流过小灯泡的电流(3)电阻器R 的电阻值(4)电路的总功率。
如图所示的电路中,R1、R2为定值电阻,灯L 上标有“16V 4W ”的字样, 电源电压保持不变。
①闭合开关S 、S1、S2,电流表的示数为0.35安,此时,灯L 恰能正常发光, 求电阻R1的大小;②闭合开关S ,断开开关S1、S2,电压表的示数较①中变化了3.2伏,求此时 电阻R2消耗的电功率(灯丝电阻不变)。
L S 1S 2S如图,电源电压U 不变,P 在滑动过程中,电压表的示数变化为0~5V ,电流表的示数变化为1.5~1A ,求 R 1(1) 变阻器的最大阻值(2) 电源电压 (3) R1 的值 R焦耳定律1、焦耳定律反映了电流热效应的规律,是能量转化和守恒定律在电能和内能转化中的体现。
由公式Q=I2Rt 可知,电流通过导体产生的热量和电流强度I ,电阻R 及通电时间t 有关,又因为产生的热量跟导体中电流强度的平方成正比,所以,电流强度大小的变化对产生热量多少影响更大。
U2、运用公式Q=I2Rt解决问题时,电流强度I的单位是安,电阻R的单位是欧,时间t的单位是秒,热量Q的单位才是焦耳,即各物理量代入公式前应该先统一单位。
用电功公式和欧姆定律推导焦耳定律公式的前提是电能全部转化为内能。
因为电能还可能同时转化为其他形式,所以只有电流所做的功全部用来产生热量,才有或成立。
3、电热器的原理是电流的热效应,它表现的是电流通过导体都要发热的现象,在这一现象中产生热量的多少可运用焦耳定律计算。
发热体是电热器的主要组成部分,它的作用是将电能转变为内能供人类使用。
1.误区提醒2.1、凡是有电流通过导体时,都可以用它来计算所产生的热量;2、公式Q=UIt,只适用于纯电阻电路,这时电流所做的功全部用来产生热量,用它计算出来的结果才是导体产生的热量。
【典型例题】在电源电压不变时,为了使电炉在相等的时间内发热多些,可采取的措施是()A. 增大电热丝的电阻B. 减小电热丝的电阻C. 在电热丝上并联电阻D. 在电热丝上串联电阻标有“2400Ω,40W”和“2400Ω,20W”的两个定值电阻,串联起来接在220V 的电路上,则它们在相同的时间内产生的热量之比为( )A.1:2B.2:1C.1:1D.1:4有甲、乙两只电炉,已知电炉电阻R甲>R乙,现将两只电炉分别接入电源电压为220V的电路中,在相同时间内,通过两电炉的电阻丝的电流I甲I乙,两电炉的电阻丝放出的热量Q甲Q乙。
(均选填“>”、“<”或“=”)某电阻丝通过2A的电流时,在某段时间内放出热量是Q.如果通过它的电流增加到4A时,在相同的时间内放出的热量是()A.2Q.B.3Q.C.4Q.D.8Q在相同时间内,电流通过电阻丝甲产生的热量比通过电阻丝乙产生的热量多,则下列说法正确的是()A、甲的电阻一定大于乙的电阻B、甲两端的电压一定大于乙两端的电压C、甲中的电流一定大于乙中的电流D、甲的实际功率一定大于乙的实际功率把两个完全相同的电阻丝串联后接在电压为U的电源上,它们在时间t内产生的热量为Q1;若把它们并联起来接在同一电源上,在相同的时间内产生的热量为Q2,则( )A、Q1∶Q2=1∶4B、Q1∶Q2=4∶1C、Q1∶Q2=1∶2D、Q1∶Q2=2∶1 用电热丝烧水,当电压为U时,t秒内可将水烧开.如果电压降为原来的一半,则同样烧开这些水所需的时间应为 ( )A.t/4 B.t/2 C.2t D.4t电动汽车成为未来汽车发展的方向。
若汽车所用电动机两端的电压为380V,电动机线圈的电阻为2Ω,通过电动机的电流为10A,则电动机工作10min消耗的电能为多少焦?产生的热量是多少焦?有一个电路,电阻R和小灯L串联在电源两端.电源电压为15V,已知电阻R=3Ω,且R在电路中1s内产生的电热为27J,.灯L的额定功率为32W,求:(1)小灯泡的阻值.(2)小灯泡的额定电压.(3)小灯泡在电路中实际电功率一台电风扇,内阻为20 Ω,接上220 V电压后,消耗功率66 W,问:(1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少?(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少?转化为内能的功率是多少?电动机的效率是多少?(3)如果接上电源后,电风扇的风叶被卡住,不能转动,这时通过电动机的电流,以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少?。