电学电功电功率专题二电功电功率文档2

电学专题二、欧姆定律和电功率【必备知识】一、 欧姆定律1、 探究电流与电压、电阻的关系。结论：在电阻一定的情况下，导体中的电流与加在导体两端的电压成正比；在电压不变的情况下，导体中的电流与导体的电阻成反比。2、欧姆定律的内容：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。3、数学表达式 I=U/R 二、电功：1、定义：电流通过某段电路所做的功叫电功。2、实质：电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；3、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。4、计算公式：W=UIt =Pt（适用于所有电路） 对于纯电阻电路可推导出：W= I2Rt= U2t/R串联电路中常用公式：W= I2Rt W1:W2:W3:Wn=R1:R2:R3:Rn 并联电路中常用公式：W= U2t/R W1:W2= R2:R1无论用电器串联或并联。计算在一定时间所做的总功 常用公式W= W1+W2+Wn 5、单位：国际单位是焦耳（J）常用单位：度（kwh） 1度=1千瓦时=1 kwh=3.6106J6、测量电功：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：电电能表额定电压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。四、电功率1、定义：电流在单位时间内所做的功。2、物理意义：表示电流做功快慢的物理量 灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小。串联电路中常用公式：P= I2R P1:P2:P3:Pn=R1:R2:R3:Rn 并联电路中常用公式：P= U2/R P1:P2= R2:R1 无论用电器串联或并联。计算总功率 常用公式P= P1+P2+Pn 3、电功率计算公式：P=UI=W/t（适用于所有电路） 对于纯电阻电路可推导出：P= I2R= U2/R4、单位：国际单位 瓦特（W） 常用单位：千瓦（kw）5、额定功率和实际功率： 额定电压：用电器正常工作时的电压。额定功率：用电器在额定电压下的功率。P额=U额I额=U2额/R某灯泡上标有“PZ22OV-25”字七、电热 1、焦耳定律：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、计算公式：Q=I2Rt (适用于所有电路)对于纯电阻电路可推导出：Q =UIt= U2t/R=W=Pt【考题考点】考点1：欧姆定律的理解例1根据欧姆定律可以得到R=U/I，由此下列判断正确的是（ ）A. 导体的电阻跟加在它两端的电压成正比，电压为零时电阻就等于零B. 导体的电阻跟通过它的电流成反比，没有电流通过时就没有电阻C. 导体的电阻等于加在它两端电压跟通过它的电流的比值D. 导体电阻的大小跟导体两端的电压和通过导体的电流强度无关考点2：探究欧姆定律的实验例2（2008辽宁）在“探究电流跟电阻关系”的实验中，小刚设计的实验电路图如图所示：（1）小刚连完最后一根导线后就发现两个表的指针发生偏转，并且指针总在晃动，造成上述现象的原因分别是_、_。（2）排除故障后，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2V，读出并记下电流值；再将5的电阻改接成10的电阻，发现电压表示数大于2V，于是他下一步的操作是：将滑动变阻器的滑片向_（填“左”或“右”）移动，使_并记下电流值；再改接20的电阻，重复上述实验。（3）此实验得到的结论是_。例4（2010南京）小明同学用图甲所示的电路来验证“电流与电阻的关系”，所用器材有：电压恒为3V的电源，阻值为5、10,、20的定值电阻各一只，“15lA的滑动变阻器一只，学生用电流表、电压表各一只，开关和导线若于 (1)请你选择合适的电表量程，并帮助小明按电路图用笔画线代替导线完成实物图(图乙)的连接(2)实验过程中他控制定值电阻只两端的电压恒为1.5VA先将R用5的电阻接人电路中进行实验，读取与该电阻对应的电流值；B再将10的电阻替换5的电阻接人电路中进行实验，读取与该电阻对应的电流值；C最后他用20,的电阻替换10的电阻接入电路中进行实验，发现无法读取与20的电阻对应的电流值经检查，电路连接无误，且元件完好，请你帮他找出两种可能的原因原因1： 原因2： 例8甲、乙两同学在“研究电流与电压的关系”实验中，甲采用图(a)所示的电路图通过改变电池节数的方法来改变电阻两端的电压，而乙采用图(b)所示的电路图通过滑动变阻器来改变电阻两端的电压请你就以上两种方法评是： 。题型七：欧姆定律的简单计算例1有一电阻线，若两端加6V电压时，电阻线中的电流为0.5A，则该电阻线的电阻为_，若它两端改加12V的电压时，则通过电阻线的电流为_A，电阻线的电阻为_；若在电阻线两端不加电压时，则通过电阻线的电流为_A，电阻线的电阻为_例2在相距20km的甲、乙两地之间有两条输电线，已知输电线每米长的电阻为0.01，现输电线在某处发生短路，为确定短路的位置，检修员利用电压表，电流表和电源接成如图所示的电路进行测量，当电压表为1.5V时，电流表的示数为30mA，则可确定出短路的地点离甲地_km。考点3伏安法测电阻例1如图所示为电流表、电压表测电阻的实物连接图。 （l）在框内画出该实验的电路图（2）在闭合开关前，应将滑动变阻器滑片滑到_端，这样做能对电路起_作用，在实验过程中，滑动变阻器的另一个作用是_ ；（3）在某次实验时，电流表和电压表示数如图所示，其电流表示数为_A，电压表示数为_V , 则该电阻的阻值为_。（4）如果测量阻值约10的电阻，设计并连接了如图所示电路，所使用的电源为两节干电池。请指出电路设计和连接上存在的两个问题： 。考点4（利用开关）串并联转换电路的计算例1如图，当S闭合时，电流表的示数15A，电压表的示数为9V求（1）求电源电压和R1的阻值；（2）当S断开时，电压表的示数为6V，电流表的示数为1A，R2的阻值是多大？考点5电能【例1】(2010年大理、丽江、怒江、迪庆、临沧中考物理试题)如图1是某家庭用的电能表及某月月初、月末的两次读数，若按0.5元/kwh计算，他家本月应缴纳电费 元，他家同时使用的用电器总功率不得超过 W；若电能表在10min内转了300转，则接在该电能表上的用电器消耗的电能为 kwh。考点6电功率【例2】（2010年 广东中考物理试题）小明学习了电功率的知识后，想利用家里的电能表（如图2）和手表，测出一些家用电器的有关数据。（1）当家里只有一台电冰箱在正常工作时，他测出电能表1分钟转了3圈，求电冰箱在这段时间消耗的电能是多少焦耳？（2）当电冰箱和电热水壶同时工作时，他测出电能表1分钟转33圈，求此时电热水壶的电功率是多少瓦？（3）如果用此电热水壶把1kg的水由20加热至沸腾需要的时间是多少秒？（不考虑热量的损失，气压为一个标准大气压，水的比热容为4.2103J/Kg?） 考点7电功率的测量【例3】（2010年宿迁市中考物理试题）在“探究影响电流做功多少的因素”活动中，同学们设计了如图3甲、乙、丙三个电路。（1）经过讨论，认为不应该选择图甲电路，原因是 。（2）为研究电流做功与电压的关系，应该选择图 所示的电路。（3）利用图丙电路研究某问题，当闭合开关后，发现两灯都不亮，电压表V1有示数，电压表V2无示数，则电路发生的故障是 。（4）学习电功率知识后，小明想测灯泡的额定功率，将标有“12V 6W”灯泡L1和“6V 4W”灯泡L2按图丙电路连接，再接入电流表经分析，能测出灯泡 的额定功率。考点8电功率知识在实际生活、生产和技术中的综合应用【例4】（2010年重庆市中考物理试题）近几年环保低碳风劲吹，混合动力汽车已成为众车展上的“常客”。2010年3月，我国自行研制的一款混合动力汽车也在北京车展上展出。混合动力汽车启动时，内燃机并不工作，动力电池通过驱动电机向车轮输送能量；当高速行驶或动力电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，也可以同时给动力电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机和动力电池还可以同时向车轮输送能量。（1）该混合动力汽车启动时，若驱动电机两端电压为250V，通过的电流为80A，则驱动电机的电功率为多大？（2）该混合动力汽车所用的磷酸铁锂动力电池可储存的最大电能为2.88107J，若充电电压为320V，充电电流为50A，则对动力电池充电的时间最长为多少？（充电时无能量损耗）（3）该混合动力汽车在平直公路上以72km/h匀速行驶10min后，其内燃机消耗了汽油1.2kg，假设汽油完全燃烧所释放能量的一半转换为牵引力做功和给动力电池充电，其中动力电池储存的电能增加了7.2106J，试求汽车受到的阻力是多大？（汽油的热值q=4.6107J/kg，且Q放=mq）考点9家庭电路和安全用电常识【例5】（2010年北京市中考物理试题）小宁设计了一种照明电路图，其设计要求是：用两个开关控制一盏灯，两个开关同时闭合灯才能发光，只闭合其中任意一个开关灯都不能发光。图4所示的四幅电路图中，既符合上述设计要求，又符合安全用电要求的是【真题体验】1.（2012益阳）在图7电路中，电源电压为6V，R14，闭合开关S后，电压表读数为2V，则电流表的示数为 A，电阻R2的阻值为 。图72.（2012恩施）如图所示的电路中，电源电压为12V，闭合开关S后，电流表、电压表的示数分别为0.6A和9V。（1）通过R1的电流I1是_A.（2）小翔同学在求R1的电阻值时，解题过程如下：根据欧姆定律：R1=U1/I1=9V/0.6A=15。小翔的解题过程是否正确？请作出判断并说明理由：_。（1）0.6A （2）错误，R1的电压取值错误3、（2012聊城）张阳在探究电阻上的电流跟两端电压的关系时，用记录的实验数据作出了如图所示的U-I图象，则a的电阻值为_，将a、b串联接在电压为3V的电源上，电路中的电流为_A。4(2012江苏无锡，第24题）（6分）如图所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置，R是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端，且受定位挡板限制只能在电阻上滑动，当油面在A处时，滑动变阻器的滑片恰好在最下端；当油面在B处时，滑动变阻器的滑片在最上端从油量表（由电流表改装而成）指针所指的刻度，可以知道油箱内油面的高度现已知油的密度=0.8103kg/m3，电源电压是6V，定值电阻R的阻值是12(1)若浮标有210-4 m3的体积浸入油中，则油对它的浮力是多大？(g取10N/kg)(2)当油面处在A处时，电流表示数为多少？(3)已知电流增大时，电流表指针向右偏转，则_。A油面下降时，电流表指针向右偏转B油量表零刻度线一定与电流表原零刻度线相重合C油量表的刻度值从左往右是逐渐增大的D油箱内的油越少，流过电流表的电流越大【答案】1.6N 0.5A C5、（2012泰安）如图所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向左移动过程中，下列说法正确的是（ ）A.电流表的示数变大B.电压表的示数变大C.电压表与电流表示数的比值不变 D.电压表示数变大，电流表示数变小C6. （2012烟台）在如图所示的电路中，电源电压保持不变，开关闭合后，滑动变阻器的滑片向右移动时，三个电表的示数变化情况是A.A的示数变小，V1的示数不变，V2的示数变小B.A的示数变大，V1的示数变大，V2的示数变小C.A的示数变小，V1的示数不变，V2的示数变大 D.A的示数变大，V1的示数变小，V2的示数变大7(2012山东德州，第25题)（6分）为防止酒驾事故的出现，酒精测试仪被广泛应用。有一种由酒精气体传感器制成的呼气酒精测试仪，当接触到的酒精气体浓度增加时，其电阻值降低，如图21甲所示。当酒精气体的浓度为0时，R1的电阻为60 。在图21乙所示的工作电路中，电源电压恒为8V，定值电阻R2=20。求：(1) 当被检测者的酒精气体的浓度为0时，电压的示数是多少；(2)现在国际公认的酒驾标准是0.2mg/ml 酒精气体浓度0.8mg/ml，当电流表的示数为0.2A时，试通过计算判断被检测者是否酒驾。8(2012四川自贡，第45题)在右图a所示的电路中，电源电压为12V且保持不变，滑动变阻器R2上标有“50 2A”字样。闭合电键S后，电流表的示数为0.4A，电压表的示数为6V。求：（1）此时滑动变阻器R2消耗的电功率P2； （2）定值电阻R1的阻值；（3）嫌设想选择合适的电压表量程，并移动滑动变阻器R2的滑片P，要求：使电压表的指针处于图b所示的位置。甲同学认为应向左移动滑片P，乙同学认为应向右移动滑片P。请通过计算说明两位同的操作能否符合要求？9、2012年广东省中考题：1. 声控开关在接收到一定响度的声音时会自动闭合一段时间。某地下通道两端的人口处各装有一个声控开关来控制同一盏螺纹灯泡，为确保行人不管从哪端进人，灯泡都能接通电源发光。请按题意将图13的电路连接完整。10、 (2012湖南株洲）有两个电阻，R1=5，R2=10，如果把它们串联接入电路中，则通过它们的电流之比I1:I2= ，它们消耗的电功率之比P1:P2= 。1:1；1:27. (2012北京市）阻值为50的定值电阻R接在电源两端，通过电阻R的电流为0.2A，10s内电流产生的热量是 J。 209. (2012广西玉林）小王家中的电能表如图7所示，从表盘信息可知，他家接入的用电器总功率不能超过w。当家里只有电磁炉工作时，电能表在1min内转90转，则电磁炉在lmin内消耗的电能为 J。 2200；9104 10. (2012黑龙江哈尔滨）如图，电源电压为6V，电阻R1的阻值为10闭合开关后，电流表的示数为0.9A，则通过电阻R1的电流为 A，R2的电功率为 W。 0.6；1.811. (2012湖北黄冈）图为小娟家洗手间的部分电路，白炽灯L上标有“220V 40W”字样，L正常工作时电阻为_。该电路存在的安全隐患是_。小娟改进电路后想到家人常忘记关灯，便把标有“220V 60W”的白炽灯L与L串联接入A、B之间，则电路的总功率比原来_ (填“大”或“小”)，L与L两端的电压之比为_ (不计灯丝电阻的变化)。1210 灯L直接接到火线上(填“开关没有接到火线与灯L之间”亦可) 小 2：312. (2012福建福州）如图12所示电路，灯L标有“3V 0.9W”，滑动变阻器R上标有“50 1A”的字样，电压表量程为03V，则灯L正常工作时的电流为_A若电源电压为4.5V，为了保证电路中各元件安全工作，滑动变阻器允许接人电路的阻值范围是_。 0.3；520 10 0.2 4.（2012潍坊）中考前，由于气温偏高，小瑞的妈妈为了让他有一个更好的学习环境，特地买了一台冷热两用的空调安装在他的房间.这台空调的说明书中主要数据如表所示，问：电源电压220V频 率50Hz额定制冷功率1320W额定制热功率1420W（1）空调工作时应选_孔插座（2）空调正常制冷时电流为多大?连续正常制冷30min消耗的电能为多少kWh?（3）夏天由于空调使用较多，供电系统负荷增大，应如何使用空调有利于减轻供电系统负荷及节能?（答出一点即可）7