专题05 电功和电功率(解析版).pdf
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1、专题专题 0505 电功、电功率电功、电功率【基础知识过关】【基础知识过关】考点一、电能表考点一、电能表1.1.概念概念:(1)定义:用来测量电路中消耗电能多少的仪表叫电能表。(2)种类:常用的电能表有电子式和互感式。(3)电能表的参数:KWh:电能表示数的单位,读作度或千瓦时。220V:额定电压是 220V10A:表示基本电流,它是确定电能表有关特性的电流值(40)A:是电能表能满足测量准确要求,且能长期正常运行的最大电流值50Hz:用在频率 50Hz 的交流电路中3000r/kwh:用电器每消耗 1 度电,电能表转盘转动3000 转。2.2.测量方法:测量方法:(1)长时间的耗电:电能表前
2、后两次读数之差(最后一位表示小数点后第一位)。W电=W末W初(2)短时间的耗电:用转盘转过的圈数(或指示灯闪烁的次数)间接计算消耗的电能。W电=转数每转消耗的电能考点二、电功考点二、电功1.1.概念:概念:(1)定义:电流所做的功叫做电功;电流做了多少功,电路中就消耗了多少电能。(2)单位:电功与电能单位相同,都是焦耳(J)。2.2.公式:公式:(1)公式:电功大小与加在用电器两端的电压,通过的电流和通电时间有关,即 W=UIt。(2)推导式:W=;W=2。(适用于纯电阻电路)(3)统一性:公式计算时单位要统一。(4)计算:电路中电能的消耗量等于所有用电器消耗电能之和。考点三、电功率考点三、电
3、功率1.1.概念:概念:21(1)定义:电功率等于电功与时间的比。(2)物理意义:电功率描述的是电流做功快慢的物理量,用字母 P 表示。(3)公式:P=2=;推导式:P=,P=I2R。(4)单位:国际单位瓦(W)、千瓦(kW)1kW=103W:2.2.用电器参数用电器参数:(1)额定电压和额定功率:额定电压:用电器正常工作时的电压,标注在用电器铭牌上,用U额表示。额定功率:用电器在额定电压下正常工作时的电功率,标注在铭牌上,用P额表示。(2)实际电压和实际功率:实际电压:用电器实际工作时的电压,它可能与额定电压相等,也可能不等,用U实表示。实际功率:用电器在实际电压下工作时的电功率,用P实表示
4、。灯泡亮度:取决于实际功率的大小。两灯泡如果实际功率相等,则发光亮度相同。考点四、测小灯泡功率考点四、测小灯泡功率(1)实验原理:P=(伏安法)。(2)注意:小灯泡的电阻会随着温度的变化。【重难点题型训练】【重难点题型训练】考点考点 1 1电能表电能表1、小明在家中拍到一张电能表照片,如图,他仔细观察照片后,得到下列结论,你认为正确的是()A.电能表的转速为 2500 转/度B.电能表的最大电流为5AC.拍照片时,小明家已消耗的电能为9316 kWhD.拍照片时,小明家已消耗的电能为931.6J【答案】A【解析】A.根据电能表表盘上的数据可知,电能表的转速为2500R/(kWh)故 A 正确;
5、B.电能表持续工作时的最大电流为10A,故 B 错误;C.拍照片时电能表的示数为931.6kWh,也就是说小明家已消耗的电能为931.6kWh,故 CD 错误。22、如图分别是小明家上月初和月末的电能表的表盘,表盘上“1600imp/kwh”表示每消耗 1kwh 的电能,指示灯闪烁 1600 次,下列选项中正确的是()A.指示灯闪烁越快,电能表所在电路消耗的电能越多B.小明家上月消耗的电能为911kwhC.小明家干路中的电流不得超过10AD.断开其他用电器,只让电饭锅单独工作2min,指示灯闪烁 32 次,此时电饭锅的功率为600W【答案】D【解析】A.因为电能表指示灯闪烁的快慢反映了做功的快
6、慢,因此指示灯闪烁越快,电能表所在电路的总功率越大,故A 错误;B.小明家上月消耗的电能为:5637.8kwh-5546.7kwh=91.1kwh,故 B 错误;C.因为电能表允许通过的最大电流为20A,因此小明家干路中的电流不得超过20A,故 C 错误;D.指示灯闪烁 32 次消耗的电能:w=321600 =0.02;电饭锅的功率为 P=0.02/(2/60h)=0.6kw=600w,故 D 正确。3、如图,对于电能表面板上的一些参数的理解,下列说法错误的是()A.此时电能表的读数为 120.7 度B.“220V”是指这个电能表应该在220 伏的电路中使用C.“10(20)A”是指这个电能表
7、使用时正常工作电流为10 安或 20 安D.“600r/kWh”是指用电器每消耗 1 千瓦时电能,电能表的转盘转过600 转【答案】C3【解析】A.此时电能表的读数为 120.7 度,说法正确,不符合题意。B.“220V”是指这个电能表应该在220 伏的电路中使用。说法正确,不符合题意。C.“10(20)A”是指这个电能表使用时正常工作电流为10 安或 20 安,说法错误,应该是电能表允许通过最大电流是 10A,电能表短时间允许通过最大电流是20A,符合题意。D.“600r/kWh”是指用电器每消耗 1 千瓦时电能,电能表的转盘转过600 转,不符合题意。4、小明家电能表五月份的示数为4167
8、.0 kwh,六月份的示数如图所示.这一个月中小明家用电 _kwh,若每度电 0.55 元,应交电费_元.小明将电热水壶通电后,在 4min 内电能表转盘转过 40r,消耗的电能是_J。【答案】145;79.75;2106。h,月底的示数为为 4312.0 kwh,【解析】小明家电能表五月份的示数为4167.0 kwh4167.0 kwh=145 kwh;他家本月用电 W=4312.0 kw145kwh=79.75 元;小明家本月应交的电费为:0.55 元/度3.6106J=2105J。电能表转盘转动 消耗的电能为:W=407205、李杨同学在家里用电加热器(俗称“热得快”)给暖瓶中 1.5k
9、g 的水加热 10min,水温恰好从 20升高到100问:(1)水吸收的热量是多少?(2)李杨家的电能表标着“3000r/kWh”字样,则在这 10min 内电能表的转盘转了多少圈?假设只有电加热器工作,它放出的热量全部被水吸收,C水4.2103J/(kg)。【答案】(1)水吸收的热量是 5.04105J;(2)在这 10min 内电能表的转盘转 420 转。【解析】(1)水吸收的热量:14Q吸=cm t=4.2103J/(kg)1.5kg(100-20)=5.04105J;(2)加热水消耗的电能:W=Q吸=5.04105J,电能表标着 3000r/kWh,即每消耗 1kWh 的电能,转盘转
10、3000 转;在这 10min 内电能表的转盘转数:n=5.04105J/1kwh3000r=5.04105J/3.61063000r=420r。考点考点 2 2电功电功6、甲、乙两个电阻的U-I 图线如图所示,若把两个电阻串联接在同一电路中,下列说法正确的是()A.甲的电阻值小于乙的电阻值B.通过甲、乙两个电阻的电流之比是2:1C.甲、乙两个电阻两端电压之比是2:1D.相同时间内,甲、乙两个电阻消耗的电能之比是是1:4【答案】C【解析】A.由图象可知,通过两电阻的电流与两端的电压成正比,即两电阻是定值电阻,且 U甲=U乙=3V 时,I甲=0.3A、I乙=0.6A,根据欧姆定律可得,两电阻的阻
11、值分别为:R甲=U甲/I甲=3V/0.3A=10,R乙=U乙/I乙=3V/0.6A=5,所以甲的电阻值大于乙的电阻值,故A 不正确;B.把两个电阻串联接在同一电路中时,由于串联电路中各处的电流相等,所以通过甲、乙两个电阻的电流之比是 1:1,故 B 不正确;C.甲、乙两个电阻两端电压:U甲/U乙=IR甲:IR乙=R甲:R乙=10:5=2:1,故 C 正确;D、甲、乙两个电阻的电功率之比:W甲:W乙=I2R甲t:I2R乙t=10:5=2:1,故 D 不正确。7、某国产品牌手机电池板的铭牌上标有“2000mAh”字样,其充电电压为 3.8 伏。可判断 2000mAh 中的“mAh”是_(填物理量名
12、称)的单位。若该手机电池板需4 小时完成充电,则充电的电流为_安,所消5耗的电能为_千瓦时。【答案】电荷量;0.5;0.0076。【解析】(1)由电流定义式 I=Q/t 可得 Q=It,所以 mAh 是电荷量的单位;(2)充电的电流:I=Q/t=2000mAh/4h=500mA=0.5A;(3)消耗的电能:W=UIt=UQ=3.8V2000mAh=3.8V2A3600s=27360J=2736013.6106kWh=0.0076kWh,8、如图所示的电路,电源电压为12V,滑动变阻器RW的最大阻值为20,灯L的电阻为4.在相同的时间内,滑动变阻器的滑片 P 在 a 点时通过灯丝的电荷量是滑片P
13、 在 b 点时通过灯丝电荷量的_倍:当滑片 P从 a 点移到 b 点的过程中,电压表的示数变化范围是_V;P 在 a 点时,10min 内电流通过灯 L 做的功是_J.104。【答案】6;010;2.16【解析】当滑动变阻器的滑片P 在 b 点时,滑动变阻器最大阻值为0,电路中只有灯泡工作,R=4,当滑动变阻器的滑片P 在 a 点时,滑动变阻器最大阻值为20,滑动变阻器与灯泡串联在电路中,那么 R总=20+4=24,根据题意则有:Wa=UIt=I2R总t,Wb=UI1t=I2Rt,那么 Wa:Wb=I2R总t:I2Rt=R总:R=24:4=6当滑动变阻器的滑片P 在 a 点时,电压表读数为 0
14、,当滑动变阻器的滑片P 在 b 点时,根据欧姆定律 I=U/R=12V/24=0.5A,那么电压表的度数为U1=I/R 滑=0.5A20=10V,P 在 a 点时,10min 内电流通过灯 L 做的功是 W=U灯I灯t=2.16104J。9、小宇用如图甲所示电路对一只标有“0.8A”字样的小灯泡 L 进行了测试,电源电压恒为 9V,电阻箱 R0 的阻值可在 09999之间调节,根据所测数据作出了灯丝的IU 图象(如图乙所示),根据图象可知小灯泡正常发光时的电阻为_ 如果将电阻箱 R0 的阻值调为 10,通电 10s 电流通过 R0所做的功为_J.6【答案】10;36;【解析】(1)由图象可知:
15、当灯泡正常发光时电流I=0.8A,灯泡两端电压 U=8V,所以灯泡正常发光时的电阻:R=U/I=8V/0.8A=10;(2)由甲图 L 与 R0串联,观察图象,当时通过 L 电流 I为 0.6A 时,L 两端电压 U=3V,此时 R0 两端电压:U0=IR0=0.6A10=6V,满足 U+U0=9V,所以通电 10s 电流通过 R0 所做的功:W=U0It=6V0.6A10s=36J。10、如图 a 所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关 S 后,滑动变阻器的滑片P 由 a 端移动到 b 端时,测得电阻 R 两端的电压 U 与通过电阻 R 的电流 I 的变化关系如图 b 所示。求:(1)电源
16、的电压。(2)滑动变阻器的最大阻值。(3)电压表 V1示数的变化范围。(4)通过计算分析变阻器的滑片P 滑至中点时电阻 R 两端的电压 U及通过它的电流 I。并在图 b 直线上用“”标明其大致位置。【答案】(1)电源的电压为 12V;7(2)滑动变阻器的最大阻值为16;(3)电压表 V1 示数的变化范围 08V;(4)电路图如下图【解析】(1)R 与滑动变阻器串联,电压表 V 测 R 两端的电压,电压表 V1 测滑动变阻器两端的电压。当 p 滑至 a 端时,Rp=0,电路中最大电流,I=1.5A,R 两端的电压等于电源电压,U=12V,R=U/I=12V/1.5A=8,(2)当 p 滑至 b
17、端时,变阻器电阻 R1 最大,电路中电流最小:I小=0.5A,即:I小=U/(R+R)1=12V/(8+R1)=0.5A所以:R1=16(3)当 p 滑至 a 时,U1=0V,当 p 滑至 b 时,U1=I1R1=0.5A16=8V所以,电压表 V1示数的变化范围为 08V(4)当 p 滑至中点时,R1=8I=U(R+R1)=12V/(8+8)=0.75A,U=IR=0.75A8=6V.考点考点 3 3电功率与计算电功率与计算11、甲用电器上标有“220 V60 W”,乙用电器上标有“36 V60 W”,它们都在额定电压下工作,则下列判断正确的是()A.电流通过甲用电器做功一定多B.电流通过乙
18、用电器做功一定慢C.完成相同的功,甲用电器用的时间一定长D.相同时间内,甲、乙用电器消耗的电能一样多【答案】D【解析】A.甲、乙用电器在额定电压下工作时的功率均为60 W,由 W=Pt 可知,电流做功的多少与通电时间有关,故选项A 错误;8B.电功率是表示电流做功快慢的物理量,甲、乙用电器的功率相同,做功一样快,故选项 B 错误;C.根据 W=Pt 可知,完成相同的功,两用电器用的时间一样多,故选项 C 错误;D.根据 W=Pt 可知,相同时间内,甲、乙用电器消耗的电能一样多,故选项 D 正确。12、LED 灯具有节能、环保特点。“220V 8.5W”LED 灯泡和“220V 60W”白炽灯泡
19、正常发光时的亮度相当,与白炽灯相比,LED 灯泡可以节能约()A.14.2%B.85.8%C.16.5%D.83.5%【答案】B【解析】P=Wt,设两种灯泡正常发光的时间为t,LED 消耗的电能为 W1=P1t=8.5Wt白炽灯消耗的电能为 W2=P2t=60WtLED 灯可以节约(60Wt8.5Wt)/60Wt85.8%.13、把标有“12V12W”的灯 L1和“12V6W”的灯 L2串联起来接在电源电压为12V 的电路中,下列说法正确的是()A两灯均不能正常发光,但L1灯较亮B两灯均不能正常发光,但L2灯较亮C两灯均能正常发光D把电源电压提高到 24V,两灯都能正常发光【答案】B【解析】(
20、1)串联电路电阻越串越大、大于任何一个分电阻,根据I=U/R 可知,两灯泡串联接到12V 的电源上时,灯的电压小于额定电压,所以两灯泡均不能正常发光,故C 不正确;R=U2/P,且两灯泡的额定电压相等,L1灯泡的额定功率大于 L2的额定功率,L1灯泡的电阻小于 L2的电阻,串联电路各处的电流相等,根据 P=I2R 可知,L2灯泡的实际功率大、灯较亮,故A 不正确、B 正确;(2)I=P/U,9两灯泡正常发光时的电流不相等,串联电路各处的电流相等,把电源电压提高到 24V 时,两灯泡不可能都正常发光,故D 不正确。故选 B。14、如图所示电路,电源电压不变,闭合开关S,当滑片 P 置于滑动变阻器
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