内容正文:
第十八章 电功率
第1节 电能、电功
知识点一:电能
1. 电能用符号 表示,
2. 电能的单位:国际单位是
常用单位: ,千瓦时也叫 ,1度= 千瓦时= kw•h=__________ J
知识点二:电能的计量
1. 测量电能的工具:
①作用:是测量__________________________的仪表。
②读数:电能表前后两次读数之 ,就是这段时间内消耗的电能(用电的度数)。
注意:最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。
③电能表上几个重要参数:
“220V”是指这个电能表应该在 的电路中使用;
“10(20)A”指这个电能表的 为10 A,额定 为20A,电能表在短时间内最大电流不超过20A;
“600revs/kW•h”指这个电能表的每消耗 的电能,转盘转过 。
知识点三:电功
1. 电功的概念
(1)定义:_____________________________叫做电功,电功用______表示
电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程,电流做了多少功就消耗了多少电能,也就是有多少电能转化为其他形式的能
2. 影响电流做功多少的因素
(1)大量实验现象表明,电流做功的多少跟_____________、______________、______________有关
(2)电功计算公式:W=
3. 电功的推导公式
W=
W=
推导公式只适用于_________________
利用W=UIt计算电功时注意:①单位要统一;②W、U、I、t必须是同一个导体上的四个量;③W、U、I必须是同一时间t内同一段电路中的三个物理量
例1
电动自行车、电动摩托车、电动汽车、电动公交车等已广泛应用于现代生活中,它们都是利用电动机来工作的,电动机工作过程中能量转化情况主要是( )
A. 电能转化成热能 B.电能转化成机械能 C.机械能转化成电能 D.化学能转化为电能
例2
家庭中的电灯、电视机、电风扇等用电器都是 联在电路中的.小林家4月底电能表读数为2708.7kW·h,5月底电能表示数如图所示,那么5月份他家消耗了 kW·h的电能.
例3
关于电能和电功,下列说法正确的是( )
A.家用电器每消耗1度电,产生的热量就是3.6×106 J B.用电器消耗的电能等于电流通过该用电器所做的功
C.电流做功的过程实质就是其他形式能转化为电能的过程 D.通过导体的电流越大,电流做的功就越多
例4
(多选)如图甲,电源电压保持不变,闭合开关S,变阻器滑片从a端滑到b端过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示。以下分析正确的是( )
A. 电源电压是3V B. R1的电阻值是10Ω
C. R2的最大电阻值是20Ω D. 当滑片P移到中点时,电阻R1工作10s消耗4J的电能
课后练习
1. 电热水壶是人们常用的家用电器。若家庭电路中只有电热水壶工作,标有“3000imp/(kW·h)”的电能表的指示灯在5min内闪烁了500次,则电热水壶消耗的电能为_________J。如果这些能量靠燃烧煤气来提供,至少需要完全燃烧煤气______m3(不考虑热量损失,煤气热值q=4×107J/m3)。
2. 甲、乙两个用电器的电压之比为5:4,电流之比为1:2,通电时间之比为2:1,则两个电器消耗的电能之比为( )
A.4:5 B.5:1 C.5:4 D.5:8
3.若电阻R1和R2串联在电路中,已知R1=3R2,那么在相同的时间内,电流通过R1和R2所做的功之比是( )
A.1:3 B.3:1 C.1:9 D.9:1
4. 甲、乙、丙三个导体串联在电路中,它们材料相同、均为圆柱体,规格如表所示,通电1min,电流通过甲、乙、丙做的功分别为W甲、W乙、W丙,则( )
导体
长度/cm
横截面积/cm2
甲
5
1
乙
10
1
丙
5
2
A. W乙 >W甲>W丙 B. W甲=W乙=W丙 C. W甲 >W乙>W丙 D. W丙 >W甲>W乙
5. 如图所示的电能表的读数是 kW·h;若该电能表的表盘转了360转,则此时的用电器消耗了 kW·h的电
能。
6. 右图所示是某小灯泡的电流—电压图像,小灯泡的额定电压为6V。小灯泡正常发光时,灯丝的电阻是
Ω,若将小灯泡与R=10Ω的定值电阻并联接入某电路,干路的总电流为0.5A,通电10s,电阻R消耗的电能为 J。
7.如图所示的电路中,定值电阻R1=10Ω,R2=40Ω,电压表示数为10V;求:
(1)通过R2的电流;
(2)通电300s,电流通过R1所做的功。
8. 如图所示的电路中,电阻R1=10Ω,电源电压保持不变,闭合开关后,电流表A1的示数为0.6A,干路中电流表A的示数为0.9A。求:
(1)R1两端的电压;
(2)通过R2的电流;
(3)R2的阻值;
(4)通电20s,电路消耗的电能。
9. 如图所示,电源电压U为9V并保持不变定值电阻R1阻值为10Ω,电热丝R2的电阻值恒定不变,闭合开
关S后,电流表A1的示数为1.5A。求:
(1)通过电阻R1的电流;
(2)通电1min,电流通过R2所做的电功。
第2节 电功率
知识点一:电功率
1. 探究电流做功的快慢
单独分别把一只25W和100W的灯泡接在电路中,观察发现接100W的灯泡时电能表铝盘转动得快,说明电流做功快(转换法)
2. 比较电流做功快慢的方法
(1) 相同时间,比较电流做功的多少,电流做功越多,表示电流做功越快
(2) 电流做功相同,比较所用的时间,用的时间越短,表示电流做功越快
3. 电功率
(1)定义:电功与时间之比叫电功率,用P表示
(2)公式:__________ 单位:_________、__________
电功率计算式:
__________________ ___________________ ___________________
(3)物理意义:表示电流做功的快慢
(4)常见家庭用电器的电功率:
空调: 热水器: 电饭煲: 微波炉:
吸尘器: 电吹风: 台式计算机: 电冰箱:
电视机: 电风扇: 教室日光灯: 台灯:
节能灯: 手电筒:
知识点二:“千瓦时”的来历
1. 1kW·h表示电功率为1kW的用电器正常工作1h所消耗的电能
1kW·h=_______________________________________________
知识点三:额定功率与实际功率
额定电压:用电器正常工作时的电压 U额
额定电流:用电器正常工作时的电流 I额
额定功率:用电器在额定电压下工作时的电功率 P额
实际电压:用电器实际工作时的电压 U实
实际功率:用电器在实际电压下工作时的电功率 P实
U实=U额,P实=P额,用电器正常工作
U实>U额,P实>P额,用电器不能正常工作,有可能损坏用电器
U实<U额,P实<P额,用电器不能正常工作
例1
图中的几种用电器正常工作时的电流接近4A的是( )
例2
甲用电器标着“220V 60W”,乙用电器上标着“36V 60W”,它们都在额定电压下工作,则下列判断中正
确的是( )
A.甲用电器做功一定多 B.乙用电器做功一定慢
C.完成相同的功,甲用电器用时间一定多 D.相同时间内,甲乙用电器消耗的电能一样多
例3
某家庭某月初电能表的示数如图甲所示,月底表盘示数如图乙所示,他所在地区每度电的电费是0.5元,则本月他家应缴纳电费 元;将某家用电器单独接在该电能表上正常工作5min,电能表指示灯闪烁了160次(即160imp),该家用电器正常工作5min消耗的电能是 kW•h,该家用电器的额定功率是_________W。
例4
如图所示的电路,电源电压为6V且保持不变,R=10Ω,当闭合开关S,电压表的示数为2V,以下判断正确的是( )
A. 通过电阻R的电流是0.6A
B. 电阻R两端的电压是2V
C. 灯泡L此时的功率是0.6W
D. 电阻R每分钟消耗的96J的电能
课后练习
1.(多选)关于电功和电功率,下列说法正确的是( )
A.通电时间越长,电流做的功越多 B.电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能
C.电功率小的用电器消耗的电能一定少 D.电功率小的用电器,消耗的电能一定慢
2. 下列关于电功率的说法中正确的是( )
A. 做功快的用电器,消耗电能就多 B. 消耗电能快的用电器,其电功率不一定大
C. 一定时间内,消耗的电能多的用电器电功率一定大
D. 电功率是表示用电器消耗电能多少的物理量
3. 甲、乙两个普通白炽灯的铭牌上分别标着“220V 40W”“110V 10W”字样,正常发光相同时间,它们消耗的电能( )
A.甲灯的多 B. 乙灯的多 C.一样多 D.不能确定
4. LED灯具有节能、环保的特点,一个“220V 10W”的LED灯与一个“220V 100W”都白炽灯亮度相当,若一个“220V 10W”的LED灯每天正常工作4h,30天消耗的电能是_______度,这些电能可供“220V 100W”的白炽灯正常工作__________h
5.把R1=10Ω和R2=20Ω的两个电阻串联在电源电压为6V的电路中,R1和R2串联的总电阻为 Ω,则R2消耗的电功率为 W。
6.小刚家的电能表如图所示,可知小刚家用电器的最大总功率不超过 W,当小刚家只有一盏电灯工作时,15min内转盘正好转过30圈,则该灯泡消耗的电能是 J,它的电功率为 W。
7. 额定电压相同的电热水壶甲、乙,额定功率分别为1600W、1000W,它们都正常工作时,下列说法正确的是( )
A. 甲电热水壶两端的电压较高 B.电流通过甲电热水壶做功较快
C.通过两个电热水壶的电流相等 D. 相同时间内两个电热水壶消耗的电能一样多
8.把标有“6V3W”的小灯泡和一个阻值为10Ω的定值电阻串联后接在电压为8V的电源上,此时电路中的电流为0.4A,则( )
A.小灯泡的电阻为12Ω B.定值电阻两端的电压为4V
C.通电1min小灯泡消耗的电能为180J D.小灯泡两端的电压为6V
9.一盏白炽灯泡铭牌上标有“220V 100W”字样,则这盏灯正常发光时,通过灯泡的电流为_______A(计算结果精确到0.1),灯泡正常发光1min,灯丝消耗的电能为_______J;如果灯丝断了之后重新将灯丝搭上,灯丝电阻变为440Ω,接在家庭电路中,通电后灯泡消耗的功率为_______W。
10.如图所示电路中,电阻R1的阻值是20Ω,闭合开关S,电流表A1的示数为0.3A,电流表A的示数为0.5A,
求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2的电功率.
11. 一只标有“6V,3W”字样的小灯泡L与一个阻值为8 的定值电阻R串联,接在电源电压不变的电路中,接通电路后,小灯泡L正常发光。求:
(1)电路中的电流I; (2)电源电压U; (3)通电20s,整个电路消耗的电能W。
12. 如图所示电路中、电源电压恒定,灯泡L上标有“6V 3W”字样,R为定值电阻。只闭合开关S1,灯泡L恰好正常发光;开关S1、S2都闭合,电流表示数是0.6A。忽略温度对灯丝电阻的影响,试通过计算回答:
(1)灯泡L正常发光时的电流是多少?
(2)定值电阻R的阻值是多少?
(3)开关S1、S2都闭合时,整个电路工作100s消耗的电能是多少?
13. 现有标有“6V 3W”字样的灯泡L1和标有“3V 3W”字样的灯泡L2;将两灯泡串联接入到电压为6V的电源上
(如图),灯丝电阻不变,求:
(1)L1和L2的电阻R1和R2 (2)两灯的实际功率各为多少。
(3)整个电路在10s时间内消耗的电能。
14. 在如图所示的电路中,电源电压为6V,电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器上标有R2“30Ω 2.5A”字样。闭合开关S,电流表A的示数为0.9A.求:
(1)此时通过电阻R1的电流;
(2)此时滑动变阻器R2消耗的电功率。
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