内容正文:
专题18 电功率
单元课标要求
1.结合实例理解电功和电功率。知道用电器的额定功率和实际功率。
2.通过实验探究,并了解焦耳定律,用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象。
考点一:电能
1.定义:电流所具有的能量称为电能。
2.单位:在国际单位制中,电能的单位是焦耳,简称焦,符号是J。电能的另一个单位是千瓦时,又称“度”,符号是kw·h。1kw·h=J,1kw·h=1度。
3.测量工具:电能表。
(1)读数方法:电能表计数器前后两次读数之差,就是用户在这段时间内消耗的千瓦时,即用电度数。
(2)铭牌上通常所表参数的含义。
A.220V——表示电能表的额定电压。
B.10(20)A——表示电能表的额定电流为10A,在短时间内允许通过的最大电流为20A。
C.3000r/(kw·h)——表示用电1kw·h电能表转盘转3000转。
【例题1】(2020天津)我国家庭电路的电压为______V;如图所示是小明家中一周前、后电能表示数。他家这周消耗了______kW·h的电能。
【例题2】(2019天津)标准大气压的值为1.013×105______;“kW•h”是______的单位。
考点二:电功
1.定义:电流所做的功叫电功,用符号W表示。
2.公式:W=UIt。即电流在一段电路上所做的功,跟这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间成正比。
3.单位:在国际单位制中,电功的单位是焦耳,符号是J。常用的电功单位是“度”也叫“千瓦时”,符号kw·h。
注意:公式W=UIt,适用于任何电路,而公式的变形式W=IRt和只适用于纯电阻电路,即将电能全部转化为热能的电路。
【例题3】(2019贵州黔东南)如图所示的电路,电源电压保持不变,R1=30Ω,R2=10Ω.当闭合开关S1、S,断开S2时,电流表的示数为0.4A。
(1)求电源电压;
(2)当闭合开关S2、S,断开S1时,求电流表的示数;
(3)当闭合开关S1、S2、S时,通电100s,求整个电路消耗的电能。
考点三:电功率
1.定义:电流在单位时间内所做的功叫做电功率,用符号“P”表示。
2.公式
(1)定义式P=W/t,其中W——电流做的功(用电器所消耗的电能),单位:焦(J);
t——做功所用的时间,单位:秒(s);P——用电器的功率,单位:瓦(W)。
(2)计算式:P=UI,即一段电路上的电功率跟这段电路两端的电压和电路中的电流成正比。
(3)推导式:.
3.物理意义:电功率是用来表示电流做功快慢的物理量。
4.单位:瓦,千瓦,且1KW=10W
【例题4】(2020山东泰安)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1为定值电阻,闭合开关S,当滑动变阻器R2的滑片P向右移动时,下列说法中( )
①电流表A的示数变小
②电压表V的示数变大
③电压表V与电流表A1的比值变小
④滑动变阻器R2消耗的电功率变小
A. 只有①④正确 B. 只有②③正确 C. 只有①③正确 D. 只有②④正确
考点四:额定功率与实际功率
1.额定电压。用电器正常工作时的电压。(一般都标在用电器的铭牌上)
2.额定功率。用电器在额定电压下的功率。(标在用电器的铭牌上)
3.实际功率。用电器在实际工作下的电功率。用电器的实际功率可以等于额定功率,也可以不等于额定功率。
注意:实际功率与额定功率的关系:当U>U额时,则P>P额,灯很亮,易烧坏。当U<U额时,则P<P额,灯很暗或不发光。当U=U额时,则P=P额,灯正常发光。
【例题5】(2020四川自贡市)某实验小组用伏安法测量小灯泡的电功率,待测小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,完成图甲实物电路的连接( )
(2)检查电路连接无误后,闭合开关S前,滑动变阻器的阻值应处于______的位置。闭合开关S后,灯泡不亮,电压表有示数,电流表指针几乎不动。产生这一现象的原因可能是______;
(3)故障排除后进行实验,通过移动滑片记录了多组数据,并作出了如图乙所示的I-U图像。据图可知小灯泡的额定功率为______W;
(4)现将该小灯泡与一个10Ω的定值电阻串联后接入电压为3V的电源两端,此时小灯泡的实际功率是______W。
考点五: 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,这个规律叫做焦耳定律。
2.数学表达式:Q=I2Rt,式中热量Q、电流I、电阻R、时间t的单位分别是J、A、Ω、s,且1J=1A·Ω·s
3.电流的热效应。电流通过导体时使导体发热的现象叫做电流的热效应。
4.实例:电流通过电炉丝时,炉丝会热得发红;电流通过灯泡内的钨丝时,钨丝会发热至白炽状态等。
5.电功与电热的对比
【例题6】(2020四川甘孜州)用带电体接触验电器的金属球,验电器的金属箔会张开