资源描述
初三物理专题复习 电功和电热【目的要求】1、知道电功及其单位，掌握电功的公式，知道电能表是测量电功的仪表2、掌握电功率的概念，理解额定功率3、理解焦耳定律，知道电热器的原理4、会测小灯泡的电功率【方法指导】1、怎样理解电功这个物理量电流做功的过程就是电能转化为其它形式能，如：内能、机械能和化学能等的过程。电功的计算公式W=UIt是电功的基本计算公式，适用于任何电路。根据W=Pt，也可以计算电功，但是，根据I=U/R推出的电功的两个计算公式：和只适用于计算将电能完全转化为内能的用电器的电功。电功的单位是焦耳，常用的电功单位是千瓦时（度）。1千瓦时=焦耳说明:利用电能表测用电器的功率,通常采用了下列步骤: 首先按测量要求设计合理的测量电路图. 观察电能表,记下它每的转数N . 测量时使待测用电器工作,其他用电器(属于该电能表的)都停止工作. 用秒表或手表记下电能表转一定圈数(盘的边缘有个红点)时所用时间 . 利用公式计算出所测用电器的功率值为多少瓦?2、怎样理解电功率这一物理量电功和电功率是既有联系又有区别的两个物理量。电功率表示电流做功的快慢，即电流在单位时间内做的功。公式P=UI是计算电功率的基本公式。另两个公式P=I2R，P=U2/R，这两个公式是根据P=UI结合欧姆定律I=U/R推出的，仅适用于将电能完全转化为内能的用电器或电路。3、额定功率和实际功率用电器上标出的正常工作时，应接到的电压叫做额定电压。用电器在额定电压下工作（正常工作）时的功率称为额定功率。例如“220V、100W”表示这个用电器接在额定电压220V下工作时，发挥的功率是100W。实际功率是指用电器某一电压下工作时的功率，它随用电器的工作条件的变化而变化，当实际加在用电器两端的电压为额定电压时，实际功率就等于额定功率。当加在用电器两端的电压小于或大于额定电压时，实际功率就小于或大于额定功率，一般情况下这是不允许的，使用用电器时，必须使加在用电器两端电压等于或接近于额定电压，这样用电器才不至于损坏。4、焦耳定律焦耳通过大量实验精确地确定了电流产生热量跟电流强度、电阻和时间的关系：电流通过导体产生的热量，跟电流强度的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比。即：Q=I2Rt。它适用于任何用电器热量的计算。在仅有电流热效应存在的电路中，电能全部转化成了内能，而没有转化为其他形式的能，这时电流产生的热量等于电流所做的功。即Q=W。再根据W=UIt和U=IR可推导得出Q=I2Rt。焦耳定律的公式也可以表述为，用它解决某些问题比较方便，但必须注意它适用于只存在电流热效应的电路中。【例题选讲】例1、灯泡L1和L2串联在电路中，L1的电阻比L2大，在相等的时间里，电流做的（ ）A、L1灯做的功多 B、L2灯做的功多C、两灯一样多 D、无法确定例2、把“12V、8W”的电灯接到9V的电路中，它的实际功率为多大？例3、现有甲、乙、丙三盏灯，分别标有“220V、40W”、“110V、40W”、“36V、40W”的字样，它们均在额定电压下工作，比较它们的亮度，哪一盏灯最亮。例4、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例5、标有“6V、3W”的灯L1和标有“6V、1W”的灯L2串联后接在12伏的电源上，求灯L1的实际功率。例6、今有“6V、6W”的电灯L1和“6V、1.5W”的电灯L2各式各一盏，把它们分别接到电压6伏的电源上，要求两灯具有同样的亮度，应在哪一盏灯的电路里串联一个电阻？阻值为多大？例7、如图所示，两盏灯L1和L2串联接入电路，合上开关后两灯均正常发光，电压表和电流表均有示数，突然两灯先后熄灭，同时发现电压表示数变为零，电流表示数先增大后变为零，电路发生故障的首要原因是（ ）A、L1断路 B、L2断路 C、L1短路 D、L2短路例8：如图所示，一个标有“6V ，3.6W”字样的小灯泡L和最大阻值为50的滑动变阻器R串联后接在电源电压U 恒为6V 的电路中，设灯泡电阻不变，则下列判断不正确的是（ ）A无论如何移动滑片P，电路中总功率不会超过2W B移动滑片P，电路中总功率最小值为0.6WC当滑片P滑到某个位置时，L和R 的电功率相等D当滑片P由滑向的过程中，灯泡L的电功率一直是减小例9：如图所示，小灯泡L标有“6V 3.6W”，滑动变阻器R 最大值为10欧，当滑片P移到端，小灯泡正常发光。试求：电源电压和小灯泡电阻。当滑片P移到端时，闭合S，你还能求出哪些物理量？例10：如图是供电设备向居民楼用房户输电的示意图。为保证居民楼内的用户所有用电器都能正常工作，居民楼的输入导线间的电压必须保证为220V，当居民楼内消耗的功率为44千瓦的时候，问：通过输电线的电流为多少安？若输电线的总电阻为0.1欧，供电设备的输出电压是多少伏？居民楼内由于家用电器的增加，将向供电部门申请“增容”，即增加用电功率，当居民的用电器的额定功率由44千瓦增加到88千瓦所有用电器均在正常工作时，输电线路损失的功率比“增容”前增加了多少？若要求减少输电线损失的功率，用学过的公式及知识说明应采取的措施。例11：如图，是常见的静脉滴注装置。为了解冬季输液患者冰凉的感觉，小锐设想在导管外添加一个电加热器，使药液在流动中加热。他收集了相关数据：药液M=500克，焦/（千克 ），一般滴注时间分钟，针头与瓶内液面竖直高度1米（不考虑其他热损失） 不过若患者血压与针头处液体压强相等，则患者血压相当于多少毫米汞柱？ 若使药液从5加热到35，该加热器电功率应多大？ 为了解除患者冰凉的感觉，请你再提出一种可行的方法。例12：市场上有一种双能源太阳能热水器,晴天享用太阳能，阴天可用电加热，如图，该热水器电路图。电热管标有“220V 1100W”，与构成保温电路。当K连到2时，电热管正常工作，给水箱里的水加热；当K连到3时，热水器处于保温状态，保温功率为100W。求、的值。保温时实际功率是多少？例13:如图所示是某同学家庭电路中的电能表.若照明灯泡的规格为“220V 60W”,两孔插座接一台“220V 100W”的电视机,三孔插座接一台“220V 280W”的电饭锅,当它们全部工作时,通过电流表的电流是多大?如果某一天电灯和电视机都使用了5,电饭锅使用了1,这一天它们消耗了几度电?如果该同学家中添置了一台铭牌标示为“220V 600W”的电热水器,他想测试一下标示的功率与实际使用时的功率是否相符,他让这台电热水器单独工作,用手表计时,结果10电能表的转盘转了250转.请计算说明电热水器的实际功率是多大.例14:如图,是一个电热毯示意电路图,是电热毯中的电阻丝,是与电热毯电阻丝串联的电阻.电热毯上标有“220V 100W”字样,S是控制电热毯处于加热状态或保温状态的开关. 用学过的公式推理说明开关S断开时,电热毯是处于加热状态还是保温状态? 若要求在保温时电流通过电阻线每分钟有60焦的电能转化为内能,电阻的阻值是多大?专题练习一、填空1“PZ220 40”的灯泡接在220伏的电路上工作 小时消耗1度电，改接在110伏的电路是，功率为 瓦，额定功率为 瓦。2甲灯标有“220V 40W”，乙灯标有“110V 40W”，将它们分别接在电路中，都能正常发光，则甲、乙两灯实际功率之比为 ，甲、乙两灯通过的电流之比为 ，甲灯的电阻是欧，甲、乙两灯的电阻之比为 。3把标有“6V ，3W”和“6V ，6W”的两盏电灯串联后接入电路中，如果让其中一盏灯正常发光，另一盏灯的实际功率不超过额定功率，则该电路两端的电压应为 V，两灯消耗的实际总功率为 W。4如图所示电路，电源电压不变，。当闭合、断开时，电流表的示数为；当和都闭合时，电流表的示数为，在内电流通过与做功之比 。5下表为某型号双缸洗衣机的铭牌在额定电压下洗衣时，通过洗衣机的电流为 A；若洗衣用，脱水用，则该洗衣机消耗的电能共是 。 额定电压220V频率50Hz洗衣功率330W脱水功率300W最大电流5A6如图所示，电源电压恒定，定值电阻的阻值，滑动的规格为“20 1A”。闭合开关S ，当滑动变阻碍器接入电路的阻值在010范围内变化时，电流表的示数在的范围内变化，则电源电压为 V。当滑动变阻器接入电路的阻值分别是10和20时，滑动变阻器上所消耗的电功率之经等于 。7灯泡的灯丝断了再搭接上，接到原来的电源上，灯泡比以前更 了，这是因为灯丝电阻 ，消耗的功率 。8如图是电吹风机送热风时的工作电路。对应额定功率为1100W，正常工作10分钟，消耗电能 焦，则电动机的机械能一定小于 焦。二、选择题9如图所示电路，电源电压保持不变，当闭合开关、断开时，电流表的示数为0.2A，电阻消耗的电功率为1.2W；当闭合、时，电压表的示数为10V，则以下说法不正确的是（ ）A闭合开关后，电流表示数将变小B电源电压为10VC电阻的阻值为20 D电阻的阻值为3010如图所示电路中，电源电压保持不变，开关S闭合后，调节滑动变阻器滑片P的为2V。则关于该电路，下述判断不正确的是（ ）A电流表示数变小，电压表示数变 B电流表示数变大，电压表示数变小C电阻消耗的功率增大D整个电路消耗的总功率减小11如图所示的电路中，电源电压保持不变，开关S闭合后，调节滑动变阻器滑片P的为位置，当灯泡L恰好正常发光时，电流表A的示数为0.5A，电压表V的示数为2V。则关于该电路，下述判断正确的是（ ）A电源电压是2V B灯泡的额定功率是1W C若滑片再向右运动，灯泡有可能被烧毁D若滑片再向左运动，A表示数将减小，V表示数将增大12如图所示是一位同学已经连接好的电路。闭合开关，并将滑动变阻器的滑片向A端移动，则不会观察到的现象是（ ）A电流表的示数逐渐减小B电压表的示数逐渐减小C小灯泡越来越暗D电路消耗的总功率增大13将“220V 25W”和“220V 40W”的两个灯泡先并联起来接到220V的电路中，后串联起来接入同一电路，则（ ）A两种情况下灯泡都能正常发光B两种情况下灯泡都不能正常发光C并联接入时两灯消耗的总功率比串联时大D串联接入时两灯消耗的总功率经并联时大14一个灯泡的灯丝烧断了，把断了的灯丝搭在一起，灯泡会更亮，其原因是（ ）A灯丝电阻增大，功率增大 B灯丝电阻减小，功率增大C灯丝两端电压增大，功率增大 D灯丝中电流增大，功率减小15在图中，导体A、B是由同种材料做成的，A和B等长，但A比B的横截面积大，当S闭合后，在相同时间内，下列叙述正确的是（ ）A电流通过A、B所做的功是 B电流通过A、B所做的功是C电流通过A、B所做的功是 D无法比较电流通过A、B时做功的大小16电路装置如图所示，X为0.5的保险丝，电路中串联二个同为8V、32W的电灯泡，分别为、，假设流经电灯泡的电流为4A，且电池与导线的电阻可忽略不计，则下列何者为电池给输出的总电功率？（电功率）（ ）A18W B64W C72W D80W17图中所示的电路中，不计温度对灯丝电阻的影响，电源电压保持不变。当在间接入“6V 6W”的灯泡时，闭合开关，灯L恰能正常发光；断开开关，在间换接入一个“6V 4W”的灯泡后，再闭合开关，下列说法错误的是（ ）A灯L将变亮 B灯L将变暗C换接的灯可能烧坏 D电路总功率要变小18如图所示的电路，电源电压恒定不变，灯的规格为“6V 12W”，只闭合时，正常发光；再闭合时，灯也正常发光，同时电流表的示数变化了0.5A。则与的电阻之比为（设灯泡的电阻不随温度变化而变化）（ ）A4：1 B1：4 C4：5 D5：419四只相同的灯泡分成两组，两只灯泡并联，两只灯泡串联，分别接上电压相同的电源，如果这两组灯泡消耗的电能相等，则串联通电时间是并联通电时间的（ ）A8倍 B4倍 C2倍 D0.5倍20如图所示，灯标有“24V 8W”接在电源电压为36V 且保持不变的电路中，将开关S闭合，待各电表读数稳定后，下列说法不正确的是（ ）A电流表、的示数相同B电流表的示数为0.94AC电压表示数为36VD电流表的示数是0.44A三、实验题21在测定额定电压为、电阻约为的小灯泡的额定功率的实验中，某同学将器材连成如图所示的电路。请指出该电路连接中错误或不妥：、 ；、 。将上述错误或不妥改正后，闭合开关发现电流表有示数，但电压表无示数，灯泡也不发光，出现故障的原因是 。故障排除后，调滑动变阻，使灯泡正常发光，此时电流表示数如上图所示，则该灯泡的额定功率为 W。22按图示电路对额定电压为3.8V的小灯泡进行实验时，测得5组实验数据，并记录在表中，同时记录了小灯泡亮度变化情况。请你仔细分析实验数据和实验现象，回答以下问题： 小灯泡的额定功率是 W 小灯泡亮度变化规律是 。四、计算23电动自行车轻便、实用、无污染，很受人们喜爱。表是某种型号电动自行车的相关数据，若骑车人质量为80在2内匀速行驶36，根据表中数据，求： 这辆电动自行车在2内克服阻力所做的功。 电动自行车匀速行驶时的工作电流。24为了缓解用电高峰电力紧张的矛盾，降低居民的用电费用，部分地区已使用了分时电（能）表，电费价目如下：小明家每天要用电水壶将质量为4、初温为20的水烧开，已知气压为1标准大气压，水的比热为。求：(1)烧开的这些水吸收了多少热量？(2)使用分时电表后，小明把烧水时间安排在低谷期，若不计热量损失，仅此一项，1个月（以30天计）比原来节省多少元电费？25小明同学的玩具电动车上，有一微型直流电动机，从消耗电能方面看，其内部可等效为如图所示电路。当电动机不转时，相当于开关S置于“1”；当电动机正常工作时，相当于开关S置于“2”。电阻R1为线圈电阻，它的功率为发热功率；电动机对外做功的功率可用电阻R2的功率代替。求： 当给它加0.3V电压时，电动机不转，电路中的电流为0.3A，求电阻R1的阻值。 当给它加3V电压时，电动机不转，电路中的电流为0.4A，求电动机的发热功率及对外做功的功率。 当给它加3V电压而电动机被卡住（电机不转）时，求发热热功率。 比较、两个发热功率，你认为电动机正常工作时若被卡住，对电动机会产生什么危害？26如图，是额定电压为220V的理发用电吹风机的典型电路。其中电热丝通电后可以发热，电动机通电后可以送风。正常工作时， 要送热风，选择开关应放在 位置（填“A”、“B”或“C”）。 已知电动机的额定功率是120W。当送冷风时，通电5，电 流所做的功是多少？ 如果电热丝的电阻是55，当送热风时，电路消耗的总功率是多少？27在如图所示的电路中，电源电压，且保持不变，灯L上标有“12V 6W”字样，滑动变阻器的最大阻值为20，不考虑灯线电阻随温度的变化。 开关闭合、断开，移动变阻器滑片P使用权电压表示数为12V时，变阻器接入电路的电阻是多少？ 开关、都闭合，将变阻器滑片P移至端时，若灯L仍然发光，电流表的示数是多大？此时灯L是正常发光吗？28学校课外活动小组为检测某传感器而设计的电路如图所示。传感器上标有“3V 0.9W”的字样（传感器可看作一个电阻），滑动变阻器上标有“10 1A”的字样，电流表量程为0.6A，电压表量程为3V。则： 该传感器的电阻和额定电流各是多少？ 若电路各元件均完好，检测时，为了确保电路各部分的安全，在、之间所加的电源电压最大值是多少？ 根据技术资料可知，如果传感器的电阻变化超过1，则该传感器就失去了作用。实际检测时，将一个电压恒定的电源加在图中、之间（该电源电压小上述所求电压的最大值），闭合开关S，通过调节来改变电路的电流和两端的电压，检测记录如表：通过计算分析，你认为这个传感器是否仍可使用？此时、间所加的电压是多少？29下面是HG2003家用蒸汽电熨斗示意图和铬牌，使用时水箱中的水滴入被加热的底板气室，迅速汽化产生向下的蒸汽。 某师傅用熨斗干烫衣服时，用了19N的向下的力压熨斗，在此过程中，衣服受到的压强是多大？ 用熨斗汽烫时先预热，使金属底板的温度从20升高到220时，温控开关自动断开，已知底板的质量为1，铁的比热为。蒸汽电熨斗预热时底板吸收多少热量？ 汽烫时，水滴入汽室，由于水升温汽化带走热量。当底板温度降到190时，温控开关自动闭合，当加热到220时又断开。如此反复，若蒸汽电熨斗在体按图所示程序工作，烫一件衣服共消耗多少电能？参考答案例题1. 两灯串联，通过两灯的电流相同，时间也相等，由W=UIt和U=IR得W=I2Rt可知电功与电阻成正比，而L1的电阻大于L2的电阻，所以电流通过L1做功多，本题应选A。例题2. 解：例题3.答：三盏灯的亮度完全相同，因为它们均在额定电压下工作，所以它们的实际功率也就是它们的额定功率均为40W。例题4.解：根据题意要求时，P实=P额。由可知要满足题设条件，只有改变电阻R，才能满足要求。由若，P实才能等于P额。所以是选择答案的首要依据，在上述四个答案中可发现（B）（C）均满足条件，究竟两个答案谁更合理呢？我们还应该考虑当U变化后，R也变时，I是否变化，对于一个能正常工作的电阻来说，它有一个额定电流，若实际电流超过它允许的额定电流，则它必将烧毁，所以接下来应判定（B）（C）中由实际电路中通过的电流大小。对B：，而C选项每根电阻丝上的电流显然应排除B，而选择C。例题5 解： 例题6解：U= 若L1、L2直接接入6伏电路上均能正常发光，即P1=6瓦，P2=1.5瓦。今要求两灯具有相同的亮度，即L1的实际功率与L2的额定功率相同： P1=P2= L1的电路中应串联一个电阻RX起分压作用，如图所示 答：应给“6V、6W”的电灯串联一个6欧的电阻。例题7 解：应选择C。电压表示数突然变零，有可能是L2断路，也可能是L1短路。由于题中两灯是先后熄灭，L2断路不会出现这种情况。如果L1短路，电路中电流增大，导致L2的消耗功率过大而烧毁，因而出现L1先熄灭L2紧接着熄灭的情况，所以本题只有选C才是正确的。例题8解：电路中小灯泡L和滑动变阻器R串联，电源电压U=6V。当变阻器R的滑片在端时，则此时灯泡两端电压为6V，其功率为3.6W。滑片P在端时，电路总电阻最大，电路中总功率最小，此时。当滑片P 滑至某一位置，使接入电路的电阻时，其两端电压相等，L和R 电功率相等。当滑片P由滑向的过程中，电路总电阻逐渐增大，电路中电流逐渐减小，由知，灯泡L的电功率一直是减小。答：选 A 。例题9. 解：当滑片移到端时，L正常发光，此时电源电压U=6V，则得小灯泡的电阻为当滑P滑到端时：电路中的总电阻： 电路中的总电流：电路中消耗的总功率：电灯L消耗的功率：滑动变阻器消耗的电功率：答案： 电源电压U=6V小灯泡的电阻 电路中的总电阻 电路中的电流 电路中消耗的总功率 电灯L消耗的功率 滑动变阻器消耗的电功率 滑动变阻器两端电压例题10 解： 由可知，导线上损失的功率与电流的平方和导线的电阻有关，减小输电线损失的电功率时，为保障用户的用电器正常工作，I不能减小，只能减小，随导线长度的变短而变小，随横截面积变大而变小，还跟材料有关。因居民楼到供电设备间距离不能变短，所以导线的长度不能变短，减小输电线的电阻应换用较粗的导线或改变输电线的材料（例如：铝线换成铜线），从而达到减小输电线损失功率的目的。例题11 ,，即患者血压相当于73.5毫米汞柱。 每秒钟流出的药液质量：每秒的热量： 方法1：传热法。用热水袋、暖水瓶等靠近扎针处，利用热传递使扎针处暖和。方法2：水浴法。让输液管通过盛有热水的容器，使药液加热。方法3：化学法。在能让输液管穿过的密封盒内放入生石灰块，使用时，只要打开盒的开口，让生石灰与空气中水蒸气发生放热反应，就可使药液加热。例题12解： 。 时，只有接入电路，正常工作，故电源电压。时，和串联， 。 保温时,流过的电流有。消耗的实际功率。例题13 解: , 度 电能表转盘转250转,电流做功臣, (实际功率)例题14 解： 当开关S闭合时,被短接,电路中只有,由电功率公式得的电功率为(U为电源电压),当开关S断开时,电路中与串联.设两端电压为,则的电功率为.很明显,所以有,即S断开的电功率要小些,也就是说,S断开时电热毯处于保温状态. 由电热毯上标有的“220V 100W”字样,可得电热毯电阻丝的电阻为:.在保温状态(S断开)时,的电功率为；在加热状态（S闭合）时，的电功率为它的额定功率，即。因电阻丝的阻值不变，于是由公式得： 在S 断开时，与串联，由串联电路电压特点，得两端电压为。再由串联电路的电流特点，不难得出：【答案与提示】一、填空1. 25，10 ，40； 2. 1：1，1：2，1210， 4：1； 3. 9，4.5； 4. 1：3； 5. 1.5,0.16； 6. 6，9：8； 7. 亮，变小，变大； 8、，； 二、选择9.A 10.B 11.A 12.B 13.B 14.C 15.B 16.C 17.A 18.B 19.B 20.A三、实验21、 、变阻器接了两个下面的接线柱 、电流表量程选择过大 电压表或灯泡被短路 0.722、 1.18 电功率越大灯越亮四计算23、 24、 元25、 9W 当电动机被卡住其发热功率将大大提高，若及时切断电源，会使电动机温度很快升高，极易烧坏电动机26、 A W27、 2A ， ，L不正常发光28、 10， 6V 仍可使用，3V 29、 2000
展开阅读全文