18.1电功率 单元讲析与提高(解析版).docx
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1、第十八章电功率单元讲、析与提高(解析版)知识点概览对本章知识点进行提炼、总结和详解知识点一:电能和电功1 .电功:电流通过某段电路所做的功叫电功。2 .电流做功的实质:电流做功过程,实际就是电能转化为其他形式的能(消耗电能)的过程; 电流做多少功,就有多少电能转化为其他形式的能,也就消耗了多少电能。3 .电流做功的形式:电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。4 .规定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。5 .电功公式:W = UIt=Pt (适用于所有电路);对于纯电阻电路可推导出:W = UIt = t = I2RtR
2、(1)串联电路:叫 =匕;% 品(2)并联电路:如=&;叫 叫(3)在任何情况下,在一定时间所做的总功卬=%+%+W,。6 .电功单位:在国际单位制中,电功单位是焦耳(J);常用单位还有度(kwh) , 1度二1千 瓦时二lkWh=3.6Xl()6j;,i度,的规定:Ikw的用电器工作lh消耗的电能。7 .电功的测量电能表:是测量用户用电器在某一段时间内所做电功(某一段时间内消耗电能)的仪器。电能表上“220V、5A、3000R/kWh”等字样,分别表示:电能表额定电压是220V;允许通 过的最大电流是5A;每消耗一度电电能表转盘转3000转。读数时:最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位;
3、电能表前后两次读数之差,就是 这段时间内用电的度数。知识点二:电功率1 .电功率:电流在单位时间内所做的功。2 .电功率物理意义:表示电流做功快慢的物理量。WF72.电功率公式:P=ui = -(适用于所有电路),推导公式:P=/丑=幺(适用于纯电阻电 fR其中正确的是()A.只有B.只有C.只有D.都正确【答案】Do【解析】灯泡两端电压等于额定电压2.5V时正常发光,由表中数据知,此时通过灯泡的电流 为 0.25A,所以灯泡的额定功率P = UI=2. 5VX0. 25A = 0. 625W,故正确;由表中数据知,灯泡两端电压越大,通过的电流也越大,由P = UI可知,灯泡的实际功率越 大,
4、小灯泡越亮,故正确;由R = U计算可得,各次实验灯泡电阻分别为:4.17Q、6.25Q、7.89。、8.70Q、10 Q、 I10.71Q,所以小灯泡的电阻随两端的电压升高而增大,故正确;小灯泡和阻值为2 Q的定值电阻串联接在电压为3V的电源两端,由表中数据知,当灯泡电压2.5V,对应电流为0.25A,此时定值电阻两端电压:Ur=IR = 0.25AX2C=0.5V,恰好满足电源电压:U=Ul+Ur=0.5V+2. 5V = 3V,所以灯泡能正常发光,故正确。故选:Do典例六:(2020柳州)小杰利用图中的电路测量小灯泡的电功率,小灯泡的额定电压为2.5V。连接电路时,应该保持开关(选填“闭
5、合”或“断开”)滑动变阻器的滑片置于(选 填 “A” 或 B” )(2)闭合开关,调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压为2. 5V,此时电流表示数如图乙。则小 灯泡中的电流为 A;小灯泡的额定功率为 Wo(3)调节滑动变阻器,记录多组电压、电流数据,计算小灯泡对应功率,完成实验。(4)图丙是小杰作出的小灯泡I-U图象.老师鼓励他结合图甲思考以下问题。在滑动变阻器滑片向A端移动过程中,电流表示数,小灯泡的电阻 (以上两空选 填“变大”、“变小”或“不变”):小灯泡的电阻与其温度 (选续“有”或“无”)关:当 温度为0时,小灯泡的电阻 (选填“小于”“等于”或“大于”)零。关于小灯泡的功率P与通过其电
6、流的平方的关系。如图所示的图象中最合理的是【答案】(1)断开;B; (2) 0.24; 0.6; (4)变大;变大;有关;大于;B。【解析】(1)连接电路时,应该保持开关断开;滑动变阻器的滑片置于阻值最大处B端;(2)闭合开关,调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压为2.5V,此时电流表示数如图乙,电流 表选用小量程,分度值为0.02A,则小灯泡中的电流为0.24A,小灯泡的额定功率为:P = UI = 2. 5VX0. 24A = 0.6W;(3)调节滑动变阻器,记录多组电压、电流数据,计算小灯泡对应功率,完成实验.(4)在滑动变阻器滑片向A端移动过程中,变阻器连入电路的电阻变小,由串联电路电阻的
7、 规律,电路的电阻变小,由欧姆定律,电流表示数变大,灯的电压变大,根据P = UL灯的功率变 大,灯的温度升高,故小灯泡的电阻变小,小灯泡的电阻与其温度有关,当温度为0时,小灯泡 的电阻大于零。根据P =R,若R不变,则P与成正比,图线为过原点的直线,因灯的电阻随电流变大而 变大,故P与的图象是过原点的直线,A错误;P与有向上的趋势,B正确,CD错误。最合理的是B。故答案为:(1)断开;B; (2) 0. 24; 0.6; (4)变大;变大;有关;大于;B。考点4:焦耳定律焦耳定律同样是本章重点,主要讲述了什么是电流热效应、焦耳定律的内容与应用、电热计算 等。尤其是电热计算,是焦耳定律在生活电
8、器、电热器具中的应用,主要考察学生的计算能力和利 用所学知识解决生活中的实际问题的能力。所以,对本部分内容的考查题型灵活,题目有简单,也 有较难和难度较大的,且分值也较大。典例七:(2020宿迁)图是探究“影响电流热效应因素”的实验装置,将R1、R2两电阻丝密封 在两只完全相同的烧瓶内,且RiR2,瓶内装入等质量的煤油,下列说法错误的是()。A.烧瓶内选用比热容较小的液体,可以使实验现象更明显;B.该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系;C.实验中通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少;D.若要比较水和煤油的比热容大小,只需将一个烧瓶内的煤油换成等质量的水即可【答案】D
9、o【解析】A、在液体质量相同、吸收热量相同的情况下,比热容小的物质温度要升高的多,所以用比热容小的液体可以使实验现象更明显,故A正确;B、由图可知,该电路为串联电路,通过两个电阻的电流和通电时间是相同的,电阻不同,所以 该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系,故B正确;C、通电后电流通过电阻丝做功,产生热量使煤油的温度升高,通过观察温度计的示数大小来判 断电流产生的热量的多少,这个研究方法为转换法,故C正确;D、比较水和煤油的比热容大小时,需要用相同的加热器加热质量相同的不同液体,使它们在相 同的时间内吸收相同的热量,所以需要控制两个电阻的阻值相同,故D错误。本题选错误的;故选
10、:Do典例八:(2020青岛)甲、乙两个电热器的电阻之比为5: 4,通电相同时间产生的热量之比 为5: 1,则通过甲、乙的电流之比为()。A. 4: 1B. 1: 4C. 2: 1D. 1: 2【答案】Co【解析】由题意可知,Rm R乙=5: 4,产生的热量之比Qm Q乙=5: 1,通电时间之比t甲:t由Q=Rt可得通过甲、乙两个电热器的电流之比:故选:Co5.考点分类:本单元考点分类见下表考点分类考点内容考点分析与常见题型常考热点电功、电能的概念选择题、填空题、计算题,考查对电功和电能概念的理 解程度以及利用概念的简单计算能力电能表的应用填空题居多,考查家庭电能表的应用与相关计算电功率概念及
11、其计算常见选择题、填空题,考查电功率的概念及其简单计算电功率应用计算题居多,常见对家庭电器、生活电器分析计算电功率实验探究实验题,考查测量小灯泡电功率常见实验问题一般考点利用电功概念进行动态电路分析选择题居多,考查动态电路中电功的变化及相关计算电阻串并联电路电功相关选择题居多,利用所学知识分析串并联电路电功特点中考实例,计算冷门考点电能的转化选择题、填空题居多,考查电能与其他形式能量之间的转化利用电功率概念对生活中 常见的用电器材的分析简答题居多,考查电功率概念在生活中的应用和学生分析问题的能力以近三年各地中考真题为选材,对本章常考热点进行示例详解示例一:电功的概念与计算:(2020内江)最先
12、精确地确定了电流通过导体产生的热量(电热) 与电流、电阻和通电时间关系的物理学家是;将10。的电阻丝接在3V的电源上,5min内产生 的热量为 Jo【答案】焦耳;270o【解析】在大量实验的基础上,英国物理学家焦耳最先精确地确定了电流产生的热量与电流、 电阻、通电时间的关系,即焦耳定律。将10。的电阻丝接在3V的电源上,5min内产生的热量为:Q=W=尤t=(皿?? x5l2,所以串联时电路中最大电流为L=0.5A,由I=U可得,串联时,电路两端允许加的最大电压:U=L (R1+R2) =0. 5AX (12 0+24。)=R18V;(2)两灯泡串联接在电源电压为U的两端,电路消耗的总功率:P
13、 _ U2 _ U2 _ U2R1+R2 12Q+24Q360两灯泡并联接在该电源上时,电路消耗的总功率:p并=止+止=4r+4 % R2 120 240222则串并联电路消耗的总功率之比:P串:P并=)k:(卫k+卫k) =2: 9。360120 24Q故答案为:18; 2: 9o示例四:电功率的应用与计算:(2020鞍山)多功能养生壶(如图甲)具有精细烹饪、营养量 化等功能,深受市场认可和欢迎。图乙是某品牌养生壶的简化电路图,当养生壶正常工作时,它的 加热功率为880N,保温总功率为242W.求:(1)该养生壶高温档加热时的电流。(2)电阻R2的阻值。(3)某一天,小明断开家中其他用电器,
14、只接通养生壶在高温档烧水,发现家中标着“3000revs/(kW-h) ”字样的电能表转盘在2min内转了 80转,求此养生壶的实际功率。甲乙【解析】(1)开关S接a时电路为R的简单电路,此时电路中的电阻小,电源电压U一定,根据p=1L可知,电路中的总功率大,为加热档;RP白 o由P = UI可得,该养生壶高温档加热时的电流:1=,豆=%l=4A;U 220V(2)开关S接a时电路为Ri的简单电路,为加热档;由P =可得R的阻值: Rr尸止=(220V)2=55 q;P= 880WFol开关S接b时两电阻串联,为保温档,由P=U可得,此时电路的总电阻:R总=卫_=(220V) 2 =200。;
15、RP保温242 W则电阻 R2的阻值:R2=L-Ri = 200Q -55Q=145Q;(3) 3000r/kWh表示电路每消耗lkWh的电能,电能表的转盘转3000r,则电能表转盘转80r消耗的电能:W=选=2kWh,3000r/kWh 752此养生壶的实际功率:P实 = 更=与=0. 8kW=800Wot 2k60 h答:(1)该养生壶高温档加热时的电流为4A。(2)电阻R2的阻值为145Q。(3)此养生壶的实际功率为800W。示例五:测量小灯泡电功率:(2020包头)在“测量小灯泡的电功率”实验中,电源由三节新 干电池串联组成,小灯泡额定电压为2.5V,阻值约为8Q,滑动变阻器的规格为“
16、20。1A”。图甲 是某实验小组未连接完整的实验电路。甲乙(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整,导线不能交叉。(2)闭合开关,无论怎样移动滑片,灯泡都不发光,电流表和电压表均无示数。小组成员找来 一个两端接有导线的定值电阻(阻值为10。),一端接在电源负极接线柱上,另一端依次触碰接线 柱A、B、C,只有触碰到C时,灯泡才发光。若导线无断路,且导线和器材连接均完好,电路只有 一处故障,则故障是 o(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片,使电压表示数为 V,小灯泡正常发光,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 Wo(4)某同学想利用该电路“测量定值电阻R的阻值”。于是取下小灯泡,将
17、电阻汽接入小灯泡 所在位置,滑动变阻器滑片移至最大阻值处,闭合开关,移动滑片,测量四组对应的电压和电流值。数据如下表:数据序号1234电压U/V1.21.62.02.4电流I/A 一0. 240. 320. 390. 48由数据可得,电阻R、的阻值为(5)能否将阻值约为50Q的电阻接入图甲中小灯泡所在位置(其他连接均不变),测量其阻 值。你的判断是,理由是 o【答案】(1)如上所示;(2)电流表断路;(3) 2.5; 0.7; (4) 5.0; (5)不能;电阻两 端的电压超过电压表量程。【解析】(1)变阻器按一上一下连入电路中与电流表串联,如下所示:(2)闭合开关,无论怎样移动滑片,灯泡都不
18、发光,电流表和电压表均无示数。小组成员找来 一个两端接有导线的定值电阻(阻值为10。),一端接在电源负极接线柱上,另一端依次触碰接线 柱A、B、C,只有触碰到C时,灯泡才发光,则说明A、变阻器、电流表之间有断路,因导线无断路, 且导线和器材连接均完好,电路只有一处故障,则故障是电流表断路;(3)小灯泡额定电压为2.5V,排除故障后,闭合开关,移动滑片,使电压表示数为2. 5V,小 灯泡正常发光,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.28A,则小 灯泡的额定功率为:P = UI=2. 5VX0. 28A = 0. 7W;(4)根据表中第1组数据,由欧姆定律,Ri=
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