内容正文:
第20讲 电功与电功率(二)
1.电流所做的功叫做电功,电流做功的实质是__电能转化为其他形式的能__。
2.电功的计算式:__W=UIt__。电功的单位是__焦耳__,常用单位还有“千瓦时(kW·h)”,1千瓦时(kW·h)=__3.6×106__J。
某公司推出首款5G折叠屏手机,该款手机采用向外折叠、可弯曲的屏幕。给手机充电是把__电__能转化为化学能;手机采用双电池结构,电池总容量可达4 500 mA·h,可以在30 min内快速充电80%,则充电电流为__7.2__A。
变式题 [2021·杭州]如图所示电路中,电源电压恒为4.5 V,灯泡规格是“3 V 0.75 W”。
(1)灯泡正常工作时,电压表V1、V2示数分别为多少?滑动变阻器接入的电阻为多少?
(2)灯泡正常工作4分钟,整个电路消耗的电能是多少?
【答案】解:(1)U1=3 V,
U2=U-U1=4.5 V-3 V=1.5 V,
灯泡正常工作的电流:I===0.25 A,
滑动变阻器接入的电阻:R===6 Ω。
(2)W=UIt=4.5 V×0.25 A×4×60 s=270 J。
1.电能表的作用是__测量一段时间内用户消耗的电能__。
2.电能表上几个重要参数:如“10(20) A”表示__该电能表的额定电流为10__A,短时间内允许通过最大电流不能超过20__A__;“600 r/(kW·h)”表示__用户每消耗1__kW·h的电能,电能表上的表盘转过600转__。
如图所示是某家用电子式电能表的表盘,该表盘上显示已用电__5__546.7__kW·h。若将某用电器单独接在该电能表上正常工作3 min,电能表指示灯闪烁了32次,该用电器在上述时间内消耗的电能为__0.02__kW·h,它的实际电功率是__400__W。
A.他家在这段时间内消耗的电能为903 kW·h
B.电能表是测量电功率的仪表
C.若只让一个标有“220 V 1 000 W”的电热水器正常工作10 min,则电能表的转盘转了600转
D.这个电能表的额定功率为2 200 W
1.研究焦耳定律是基于电流的__热__效应而使煤油温度升高,体积__增大__,烧瓶中玻璃管内的液面上升。
2.焦耳定律公式:__Q=I2Rt__,Q的单位是__焦耳__。
[2021·金华]电热蚊香器是一种常用的除蚊工具。当蚊香器接上电源,需要闭合开关S,才能使指示灯L发光,发热体工作。现由于某种原因指示灯断路不亮,但发热体依然能正常工作。则下列电路连接方式符合要求的是( D )
A. B.
C. D.
变式1 [2021·宁波]某品牌电热水壶的铭牌(部分内容)如表所示。当该电热水壶正常工作时,至少需要__420__s才能把质量为2.0 kg、初温为25 ℃的水加热到100 ℃。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
容量
2.0 L
额定电压
220 V
额定功率
1 500 W
变式2 小金认为,电流通过导体产生的热量可能与导体中的电流、导体电阻和通电时间有关。于是他将A、B两个完全相同的烧瓶,分别装相同质量的酒精和煤油,按图甲所示接入电路。
(1)若两瓶中的电阻丝阻值相同,接通电路后,由温度传感器记录下两瓶中液体温度变化情况,并得到如图乙所示图线。则酒精的比热容比煤油稍__大__(填“大”或“小”)。
(2)若两瓶中电阻丝的阻值RA>RB,接通电路后,观察到温度传感器显示出A的温度明显比B升高得快。多次重复,现象相同。由此他得出结论:在电流与通电时间相同时,导体的电阻越大,产生的热量也越多。小金得出的结论是正确的,请说明理由。__酒精的比热容大,相同时间内升高温度也多,则说明电阻丝RA产生的热量更多__。
(3)若将(2)中的两个烧瓶内的电阻丝并联接在电路中,请分析能否用来探究电阻丝产生的热量与电流大小的关系,并说明原因:__不能,因为电流与电阻都不同(有两个变量),无法得出结论__。
变式题 [2020·杭州]如图所示电路中,电源电压恒为 9 V,灯泡L规格为“6 V 3 W”。闭合开关,灯泡正常工作。求:
(1)电阻R的阻值。
(2)灯泡工作5分钟消耗的电能及电阻R产生的热量。
【答案】解:(1)灯泡正常工作的电流:I1===0.5 A,
电阻两端的电压:U2=U-U1=9 V-6 V=3 V,
电阻阻值:R====6 Ω。
(2)5分钟内灯泡消耗的电能:
W1=P1t=3 W×300 s=900 J,
电阻R产生的热量:
Q=IRt=IRt=(0.5 A)2×6 Ω×300 s=450 J。
一个电动机接在电压恒为20 V的电源两端,在10 s内将一个质量为25 kg的重物匀速提升4 m,此过程中通过电动机的电流为6