电功率复习【考纲要求】1、从能的转化的角度认识电源和用电器的作用并能够进行电能的计算;2、理解电功率和电流、电压之间的关系并能进行电功率的计算。
能区别实际功率和额定功率;3、焦耳定律;4、串并联电路电能、电热、电功率的分配关系;5、家庭电路及安全用电;6、电功率的测量及焦耳定律实验探究。
【知识网络】【考点梳理】考点一、电功率要点进阶:1.三个物理量(1)电能(W):国际单位制中的单位是焦耳(J),常用单位是千瓦时(kW·h)俗称度。
1度=1kW·h=3.6×106J(2)电功率(P):电功与时间之比,它是表示电流做功快慢的物理量。
国际单位制中单位是瓦特(W)常用单位是千瓦(kW)。
(3)电热(Q):电流通过导体产生的热。
国际单位制中单位是焦耳(J)。
2.两个重要实验(1)测量小灯泡的电功率(2)探究影响电热大小的因素3.一个定律——焦耳定律(1)内容:电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。
(2)表达式:Q=I2Rt。
4.三个基本公式及其推导公式(1)W=UIt(所有电路),推导公式:(纯电阻电路)(2)P=UI(所有电路),推导公式:(纯电阻电路)(3)Q=I2Rt(所有电路),推导公式:(纯电阻电路)5.两个比例(纯电阻电路)(1)串联电路(成正比)(2)并联电路(成反比)考点二、安全用电1.家庭电路的电压火线和零线之间的电压是220V,火线和地线之间的电压是220V。
2.家庭电路中电流过大的原因①原因:发生短路。
用电器总功率过大。
②家庭电路保险丝烧断的原因:发生短路,用电器功率过大,选择了额定电流过小的保险丝。
3.安全用电①安全事故:人体触电是人直接接触火线,一定强度的电流通过人体所引起的伤害。
②用电器功率过大或者电路中发生短路而使电流过大,线路过热引起火灾。
【典型例题】类型一、基础知识例1、某家用电能表的表盘上标有“600r/kW•h”的字样,在电路中只接入一个用电器且正常工作时,电能表转盘在1min内转了10转,则该用电器的额定功率是( )A.3600W B.1000W C.500W D.100W举一反三【变式】王亮同学是个爱动脑的孩子,他想知道家里电风扇的实际功率多大,于是他将家里其他用电器都关闭,只让电风扇单独工作了72s,如图的电能表转盘转了5转,下列说法正确的是()A.此电能表转盘每小时转过2500转 B.电能表是测量电路中用电器功率的仪器C.此电能表所在电路的最大电功率为2200kW D.电风扇的实际功率是100W例2、(多选)如图所示,电源电压U=12V且保持不变,电阻R为定值电阻。
当开关S闭合后,如果要使电路消耗的总功率稍稍变化一些,则可行的办法是()A.给R串联一个较小的电阻B.给R并联一个较小的电阻C.给R串联一个较大的电阻D.给R并联一个较大的电阻举一反三【变式】有一个“6V 3W”的小电灯,用8伏的电源做实验,测定小电灯的额定功率,所选滑动变阻器的最大阻值不得小于多少欧?例3、一台“220V、1000W”的电炉,想把它改装后接到110伏的电源上,但功率保持不变,以下哪个措施是正确的()A、将电炉丝截掉一半后接入电路B、将电炉丝截掉四分之三接入电路C、将电炉丝分成等长的两段,然后并联接入电路D、将电炉丝截掉四分之一后接入电路举一反三【变式】(多选)现有四个小灯泡L1、L2、L3、L4,分别标有“12V 20W”、“12V 10W”、“6V 5W”、“6V 10W”的字样,小明想把其中的两个灯泡接在两端电压为18V的电源上,使两个灯泡都能正常发光,则下列做法正确的是()A、把L1和L4串联后接入电路中B、把L2和L4串联后接入电路中C、把L1和L3串联后接入电路中D、把L2和L3串联后接入电路中例4、随着人们生活水平的逐步提高,家用电器的不断增多,在家庭电路中,下列说法正确的是()A.灯与控制它的开关是并联的,与插座是串联的B.使用试电笔时,不能用手接触到笔尾的金属体C.电路中电流过大的原因之一是使用的用电器的总功率过大D.增加大功率用电器时,只需要换上足够粗的保险丝即可举一反三【变式】明明晚上做作业,把台灯插头插在书桌边的插座上,闭合台灯开关,发现台灯不亮,但家中其他用电器,如灯泡仍正常工作(电路如图所示)。
将台灯插头从插座上拔下后,他用试电笔分别插入插座两孔中,结果发现试电笔的氖管都不发光。
则故障原因()A.可能是进户线的火线上出现了断路B.可能是进户线的零线出现了断路C.一定是a、b两点间的导线出现了断路D.一定是c、d两点间的导线出现了断路类型二、知识运用例5、如图所示的电路中,灯泡L标有“6V 3W”字样,滑动变阻器最大阻值R1=24Ω,闭合S1,断开S2,将滑动变阻器滑片P滑至最左端,此时灯泡L正常发光,问:(1)电源电压是多少?灯泡L正常发光时的电阻是多少?(2)保持滑片P在最左端不动,又闭合S2,电流表示数为0.3A,则此时电阻R2的电功率多大?(3)断开S2,将滑片P移至中点时,灯泡L两端的实际电压多大?举一反三:【变式】如图所示,电源电压保持不变,只闭合开关S1,灯泡L正常发光,再闭合开关S2则A.电流表示数变大,灯变亮B.电流表示数变小,灯变暗C.小灯泡的额定功率变大D.电路中的总功率变大例6、在用电流表、电压表测小灯泡的电功率的实验时,灯泡上标有“3.4V”字样。
小红设计了实验电路图如左图,并连接了部分实验电路,如右图所示。
(1)请帮助小红完成实验电路的连接。
(2)连接完实验电路后,小红闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数且接近于电源电压,请帮助小红分析电路出现故障的原因是___________________。
(3)排除故障后,小红调节滑动变阻器,使灯泡正常发光,此时电流表的示数如图所示,读数为________A,则小灯泡的额定功率为________W。
(4)假如电压表15V量程损坏,3V量程能正常使用,电源电压为6V且稳定不变,仍利用现有的器材完成实验,你认为应该如何操作?举一反三:【变式】在一次测定小灯泡额定功率的实验中,老师给出了下列器材:额定电压为1.5V的小灯泡、合适的电源、一个阻值为R0的电阻、一个滑动变阻器、一只电压表、3个开关、导线若干。
(1)小利同学设计的实验电路如图所示,请你写出本实验主要测量步骤及所测的物理量。
①将电压表调零,按照电路图连接实物,滑动变阻器阻值位于最大处,此时开关断开,试触确定量程;②;③。
(2)本实验中,计算小灯泡额定功率的表达式 P额=____例7、如下图所示的电路中,电源两端的电压不变。
闭合开关S,当滑动变阻器接入电路中的电阻为R A 时,电压表示数为6V,电流表示数为I1,电阻R l与滑动变阻器消耗的电功率之和为P l;当滑动变阻器接入电路中的电阻为R B时,电压表示数为9V,电流表示数为I2,电阻R1与滑动变阻器消耗的电功率之和为P2。
已知:P l等于P2,电阻R l与R2之比为1:2。
求:(1)电阻R A与R B的比值;(2)电源两端的电压U。
【巩固练习】一、填空题1、如果加在某定值电阻两端的电压从8伏增加到10伏时,通过该定值电阻的电流相应变化了0.2A,则该定值电阻所消耗的电功率的变化量是__________。
2、在如图所示的电路中,电源电压保持6V不变,当开关S1断开,S2、S3闭合时,电流表的示数为1A;当开关S1闭合,S2、S3断开时,电流表的示数为0.25A,则R1的阻值为______Ω,当开关S1闭合,S2、S3断开时,R2的电功率是________W。
3、如图甲所示的电路,小灯泡L标有“6V 3W”字样,小灯泡的I-U关系如图乙所示,R为10Ω的定值电阻。
当小灯泡电功率为0.8W时,定值电阻R消耗的功率是W,电流表的示数为A。
3、如图所示,电源电压为4.5V,滑动变阻器标有“20Ω0.6A”字样,R0阻值为5Ω,闭合开关后,滑动变阻器接入10Ω时,R0两端的电压为________V,在该电路中R0消耗的最大功率为________W。
5、某加热装置的工作原理如图所示,两电阻丝的阻值相等,电源电压不变,它有加热和保温两个工作状态。
当开关S1接b,S2断开时,它是处于状态,此时电路功率为P1;当开关S1接a,S2闭合时,电路功率为P2,则P1∶P2=。
6、电炉丝通过导线接到电路里,电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热,是因为电炉丝的比导线大得多,根据焦耳定律可知,在相同时,电炉丝产生了更多的热量。
7、如图所示,电源电压不变,小灯泡标有“6V,3W”字样,滑动变阻器最大阻值为24Ω。
小灯泡正常工作10分钟将消耗电能为 J;当滑片P在中点时,小灯泡恰好正常发光。
则电源电压为伏。
8、甲、乙两根电热丝,分别单独接在电源两端(电源两端的电压恒定),在一定时间内产生的热量分别为Q1、Q2。
现把甲、乙两根电热丝串联后接在同一电源的两端,在相同时间内产生的热量为。
二、选择题9、两个定值电阻R1和R2,且R1>R2。
若将它们串联后接在电压为U的电路上,R1和R2消耗的功率分别为P1和P2;若将它们并联后仍接在电压为U的电路上,R1和R2消耗的电功率分别为和,下列关系式中正确的是()A.B.C.D.10、为使电热器在单位时间内产生的热量增加一倍,下列措施中可行的是()A.串联一根阻值相等的电阻丝B.并联一根阻值相等的电阻丝C.使电热器两端的电压增加一倍D.将电阻丝从中间剪成两段,然后将它们并联起来11、下列有关家庭电路的说法中正确的是()A.在家庭电路的进户布局中,总开关一定要安装在电能表之前以方便维修B.保险丝熔断时,可以用铁线替代使用C.测电笔可以检验物体是否带电,并测试出电荷的种类D.安装灯泡时,控制开关应与火线相连三、实验题12、给你一只电压表、一只5Ω的定值电阻、电源、滑动变阻器、开关、导线若干,你能测出额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率吗?请画出实验电路图,写出实验步骤及小灯泡额定功率的表达式。
13、小琴从资料上得知:“220V11W”的日光灯和“220V60W”的白炽灯亮度相同,亮度与什么因素有关呢?小琴家有三盏灯:“220V40W”的日光灯A,“220V40W”的白炽灯B,“220V 60W”的白炽灯C,于是,她利用家里的照明电路进行了探究:(1)小琴猜想:灯泡的亮度可能与灯泡的种类有关,为此小琴选择了灯泡A、B进行验证,发现A 灯比B灯亮得多,由此可得出结论:______________ 请你再提出一个猜想:________________ (2)在满足相同的照明亮度要求下,________灯更节能的原因是________。
(3)小琴认为为了节约能源,应提倡大量使用日光灯,可小明认为“220V11W”的日光灯8元一只,“220V6W”的白炽灯1元一只,使用日光灯的成本太高,还是应使用白炽灯,你认为________的观点正确,原因是________。