第1部分 第15讲　第3课时　电功　电功率　焦耳定律的综合计算 课件 2025年河南省中考物理一轮专题复习

第一部分　教材复习篇 第十五讲　电能　电功率 第三课时　电功　电功率　焦耳定律的综合计算 知识清单★细梳理 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 目录 CONTENTS 1 考点精析★提升练 2 聚焦河南★瞄靶向 知识清单★细梳理 1 考点精析★提升练 知识清单★细梳理 考点精析★提升练 考点精析★提升练 50 13 200 考点精析★提升练 考点精析★提升练 考点精析★提升练 考点精析★提升练 考点精析★提升练 2 聚焦河南★瞄靶向 知识清单★细梳理 1 100 聚焦河南★瞄靶向 聚焦河南★瞄靶向 聚焦河南★瞄靶向 热 聚焦河南★瞄靶向 聚焦河南★瞄靶向 化学 通电线圈在磁场中受力转动 聚焦河南★瞄靶向 聚焦河南★瞄靶向 聚焦河南★瞄靶向 聚焦河南★瞄靶向 考 点1　电综合计算 例1　(2024·江西)　如下表所示是某电热水壶铭牌上的部分参数. 电热水壶 容量 2.3 L 额定电压 220 V 额定功率 1 500 W (1)该电热水壶正常工作时的电功率是多少？ (2)该电热水壶正常工作5 min，求电流所做的功． (3)在220 V的家庭电路中，若将该电热水壶接在额定电流为5 A的接线板(插座)上使用，请通过计算判断是否安全． 解：(1)该电热水壶正常工作时的电功率等于其额定功率1 500 W. (2)该电热水壶正常工作5 min，电流所做的功：W＝Pt＝1 500 W×5×60 s＝4.5×105 J (3)P额＝1 500 W，接线板(插座)允许接入用电器的最大电功率：P最大＝UI最大＝220 V×5 A＝1 100 W，因为P额＞P最大，所以将该电热水壶接在额定电流为5 A的接线板(插座)上使用，不安全．　 考 点2　多挡位电路 例2　(2024·乐山)　如图甲所示的煎饼锅具有高温和低温两个挡位，图乙是其内部简化电路图．当处于高温挡时，煎饼锅的加热功率为968 W，则R1＝ Ω；处于低温挡时，煎饼锅的工作电流为1 A，通电1 min产生的热量为 J. 考 点3　电、热综合计算 例3　(2024·遂宁)　某电热水壶的额定电压为220 V，额定加热功率为1 000 W，电热丝R在电路中的位置如图所示．[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] (1)正常工作时，电热丝的电阻R为多大？ (2)用该电热水壶把质量为1 kg的水从20 ℃加热至100 ℃，水吸收的热量为多少？ (3)在第(2)问中，电热水壶正常工作，若电热丝产生的热量80%被水吸收，则该过程需要的时间为多少秒？ 解：(1)由题意可知，电热水壶的额定电压为220 V，额定加热功率为1 000 W，则正常工作时，电热丝的电阻：R＝eq \f(U2,P)＝eq \f(220 V2,1 000 W)＝48.4 Ω (2)水吸收的热量：Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃－20 ℃)＝3.36×105 J (3)由η＝eq \f(Q吸,W)可知，电热水壶消耗的电能：W＝eq \f(Q吸,η)＝eq \f(3.36×105 J,80%)＝4.2×105 J 根据P＝eq \f(W,t)可得，该过程需要的时间： t＝eq \f(W,P)＝eq \f(4.2×105 J,1 000 W)＝420 s　 考 点4　电、力综合计算 例4　(2024·凉山州)　电动自行车是常见的交通工具，某型号的电动自行车质量为48 kg，输出电压为48 V，电动机的额定功率为240 W，电池最大储能能量E＝3×106 J．(g取10 N/kg) (1)如图所示，若整车与水平地面的接触总面积为4×10－3 m2，求电动自行车对水平地面的压强． (2)若电动自行车以额定功率行驶，求通过电动机的电流． (3)若电动自行车匀速行驶时受到的阻力为80 N，能量转 化率为80%，求充满电后能行驶的最远路程． 解：(1)电动自行车对水平地面的压力： F＝G＝mg＝48 kg×10 N/kg＝480 N 电动自行车对水平地面的压强： p＝eq \f(F,S)＝eq \f(480 N,4×10－3 m2)＝1.2×105 Pa (2)电动自行车以额定功率行驶时，通过电动机的电流：I＝eq \f(P,U)＝eq \f(240 W,48 V)＝5 A (3)电动自行车匀速行驶时，获得的机械能：W＝80%E＝80%×3×106 J＝2.4×106 J 电动自行车匀速行驶时受到的牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，即F牵＝f＝80 N 则充满电后能行驶的最远路程： s＝eq \f(W,F牵)＝eq \f(2.4×106 J,80 N)＝3×104 m　 命题点1 电能、电功率、焦耳定律的综合计算 1．(2021·河南)　如图所示为一款养生壶的电路简图，该壶有加热和保温两挡，电源电压为220 V，电阻丝R1、R2的阻值分别为44 Ω、356 Ω.养生壶在加热挡工作时，电功率为 W. 2．(2024·河南)　小华家新买了一台电暖器，部分参数如下表，通过调节旋钮，可实现高温挡、低温挡的切换．她结合所学知识进行了研究． 额定电压 220 V 高温挡功率 2 000 W 低温挡功率 800 W (1)小华家墙上的插座允许通过的最大电流为10 A，请通过计算说明此插座能否满足该电暖器正常使用． (2)若该电暖器一天正常工作6 h，其中高温挡2 h，低温挡4 h，则它一天耗电多少千瓦时？ (3)小华与妈妈一起做饭时，准备同时使用电饭锅和电磁炉．小华说：“应先把电暖器关掉，否则容易使家庭电路的干路导线过热引发火灾．”请运用物理知识进行解释． 解：(1)该插座允许的最大负载：P＝UI＝220 V×10 A＝2 200 W 允许的最大功率大于高温挡功率，故该插座能满足该电暖器正常使用． (2)该电暖器高温挡正常工作2 h，消耗的电能：W1＝P1t1＝2 kW×2 h＝4 kW·h 该电暖器低温挡正常工作4 h，消耗的电能： W2＝P2t2＝0.8 kW×4 h＝3.2 kW·h 一天工作6 h消耗的电能：W＝W1＋W2＝4 kW·h＋3.2 kW·h＝7.2 kW·h (3)同时使用电饭锅和电磁炉，总功率较大，根据I＝eq \f(P,U)可知：干路中的电流较大，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，干路中的导线发热较大，导线过热可能引发火灾．　 命题点2 电热综合计算 3．(2020·河南)　在家电博览会上，小亮家买了一款标有“220 V　3 000 W”字样的电热水器． (1)电热水器中的电热管工作时利用的是电流的 效应． (2)大功率家用电器需要使用专用插座，插座的常用规格有10 A和16 A两种，通过计算说明该电热水器应选用哪种规格的插座． (3)已知该电热水器的加热效率为 90%，求它正常工作时把 30 L 水从 20 ℃加热到 47 ℃需要的时间．[ρ水＝1.0×103 kg/m3，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] 解：(2)根据P＝UI知，通过电热水器的电流： I＝eq \f(P,U)＝eq \f(3 000 W,220 V)≈13.64 A 故该电热水器应选用16 A规格的插座． (3)水的质量：m＝ρ水V＝1.0×103 kg/m3×30×10－3 m3＝30 kg 水从20 ℃加热到47 ℃吸收的热量： Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×30 kg×(47 ℃－20 ℃)＝3.402×106 J 由于η＝eq \f(Q吸,W)＝eq \f(Q吸,Pt)，则加热所需的时间： t＝eq \f(Q吸,ηP)＝eq \f(3.402×106 J,0.9×3 000 W)＝1 260 s　 4．(2019·河南)　我国从2019年4月15日起，正式实施电动自行车新国标．李强购置了一辆符合新国标的电动车，其整车质量为 50 kg，最高速度为25 km/h，g取10 N/kg.试问： (1)对蓄电池充电时，电能转化为 能；行驶时，电动机提供动力，其工作原理是 ． (2)当蓄电池的电全部耗完后，若充电功率为100 W，充满电需要5 h，不计能量损失，则充 满电后蓄电池储存的电能为多少？ 解：(2)充满电需要的时间： t＝5 h＝1.8×104 s 充满电后蓄电池储存的电能： W电＝Pt＝100 W×1.8×104 s＝1.8×106 J (3)蓄电池充满电后，其储存电能的75%用于车克服阻力做功．当质量为70 kg的李强在水平路面上骑着车，以最高速度匀速行驶时，所受阻力为总重的eq \f(1,40)，则电动自行车最多能行驶多少小时？ (3)由题意知，克服阻力做的功： W＝ηW电＝75%×1.8×106 J＝1.35×106 J 人和车所受的总重力： G总＝(m车＋m人)g＝(50 kg＋70 kg)×10 N/kg＝1 200 N 电动自行车以最高速度在水平路面上匀速行驶时受到的阻力： f＝eq \f(1,40)G总＝eq \f(1,40)×1 200 N＝30 N 由W＝fs得，电动自行车行驶的路程： s＝eq \f(W,f)＝eq \f(1.35×106 J,30 N)＝4.5×104 m＝45 km 电动自行车最多能行驶的时间： t′＝eq \f(s,v)＝eq \f(45 km,25 km/h)＝1.8 h　 5．(2024·河南)　在实践活动中，小刚所在的兴趣小组对电热水壶进行了研究与计算．电热水壶的铭牌如下表所示，正常工作时通过电热水壶的电流是多少？ 额定容量 2.0 L 额定电压 220 V 额定功率 2 000 W 频率 50 Hz 解：I＝eq \f(P,U)＝eq \f(2 000 W,220 V)≈9.1 A　 $$