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第十五章 电能与电功率 章末复习
电能与电功率
电能与电功
1.电能与
电功
(1)电功:电能转化为其他形式的能的过程.
(2)单位:焦耳(J),千瓦时(kW·h)(1度=1kW·h=3.6×106J).
2.电能表
(1)电能表的参数:a.10(20)A:10 A表示基本电流为10 A,20 A表示额定最大电流为20 A.
b.600 r/(kW·h):每消耗1 kW·h电能,电能表的转盘转600转.
(2)电能表的读数:一段时间前后的读数之差,就是相应时间内
消耗的电能.
电功率
1.物理意义:用来表示电流做功快慢的物理量.
2.单位:瓦特(W),千瓦(kW)(1 kW=1 000W).
3.公式:P= =UI.
4.测量小灯泡的电功率
(1)原理:P=UI.
(2)器材:小灯泡、电源、开关、电流表、电压表、导线若干、滑动变阻器.
(3)结论
当U实>U额时,P实>P额,小灯泡偏亮.
当U实<U额时,P实<P额,小灯泡偏暗.
当U实=U额时,P实=P额,小灯泡正常发光.
探究焦耳定律
1.电流的热效应:电流通过导体时,导体会发热的现象.该过程将电能转化成内能.
2.焦耳定律
(1)内容:电流通过导体时产生的热量,跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成
正比,跟通电的时间成正比.
(2)公式:Q=I2Rt)(普遍适用).
(3)对纯电阻电路:Q=W电=UIt=I2Rt= =Pt.
对非纯电阻电路:W电=UIt,Q=I2Rt.
3.电热的应用和控制.
易混易错
★电能与电功
1.老王的手机电池的铭牌上标有“5 V 4 000 mA·h”的字样,手机正常使用时功率为2 W.如果他在电池电量剩余30%时,立刻插上30 W的充电器,并持续正常使用,直到电量充满.他这次给手机充电的时间是(C)
A.0.2 h B.0.47 h
C.0.5 h D.0.67 h
2.如图为小明家的电能表,此时电能表的读数是2 021.6kW·h.若小明在家用电暖气取暖,该电能表的转盘在5 min内转了500转,则这段时间内小明家中用电器消耗的电能为7.2×105J.将电暖器单独接在220 V的电路中,电流为2 A,工作1 min后,该电暖器消耗的电能为26 400J.
★电功率
3.小明同学利用电能表测定某家用电器的电功率.当电路中只有这个用电器工作时,测得在10 min内消耗电能0.2 kW·h,这个用电器可能是(A)
A.空调 B.电冰箱
C.电视机 D.收音机
4.如图是小明家电能表的表盘,则它所接用电器的总功率不能超过4 400W;小明将家中其他用电器都关闭,只让暖风机单独工作,观察到1 min内电能表指示灯闪烁了32次.则暖风机消耗的电能为7.2×104J,它的实际功率为1 200W.
5.两个电路元件甲和乙的电流与电压的关系如图所示.若将元件甲、乙并联后接在电压为2 V的电源两端,元件甲和乙消耗的总功率为1.2W;若将它们串联后接在电压为3 V的电源两端,元件甲和乙消耗的总功率为0.6W.
6.灯泡L1、L2分别标有“6 V6 W”和“6 V3 W”的字样,将两灯串联接入电路,若其中一个灯泡正常发光,则电源电压为9V,灯泡L2(选填“L1”或“L2”)更亮一些.
★测小灯泡的电功率
7.小军同学在“测定小灯泡电功率”的实验中,选用如图甲所示的器材和电路,其中电源电压为6 V,小灯泡的额定电压为2.5 V(灯丝电阻约为12 Ω).
(1)为了能够顺利完成该探究实验,下列两种规格的滑动变阻器应选用B(选填“A”或“B”).
A.“10 Ω 5 A”的滑动变阻器
B.“50 Ω 0.5 A”的滑动变阻器
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不发光,电压表有示数,电流表无示数,若电路只有一处故障,则故障原因是小灯泡断路.
(3)根据实验测得的数据,绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象(如图乙所示),分析图象可知:小灯泡的额定功率为
0.625W.
(4)完成上面实验后,小军同学又想测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率,但发现电流表已经坏了,于是他又找来了两个开关和一个定值电阻,设计了如图丙所示的电路,已知电源电压恒为U,定值电阻的阻值为R0,请你完成下面实验步骤:
①闭合S、S1,断开S2(填写S、S1、S2的通断情况),调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为U-U额;
②闭合S、S2,断开S1(填写S、S1、S2的通断情况),保持滑动变阻器的滑片不动,读出电压表示数为U1;
③小灯泡额定功率的表达式为P额=U额 .
★焦耳定律
8.直流电动机两端的电压为5 V,通过它的电流为1 A,电动机线圈的电阻为1 Ω,则电动机在10 s内消耗的电能是50J,产生的热量是10J.
9.为了“探究电流通过导体时产