内容正文:
第十八章 电功率
第十八章章末复习
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电功率的理解
【例1】关于电功、电功率,下列说法正确的是( D )
A. 电流通过导体做功越少,电功率越小
B. 电功率大的用电器一定比电功率小的用电器做的功多
C. 电功是表示电流做功快慢的物理量
D. 在相同时间内,电流通过导体做功越多,电功率越大
D
不能正确理解电功率,误认为做的电功多,则电功率大。由电功率的定
义式P=可知,电功率的大小由消耗的电能和所用时间共同决定。
1. (物理与生活)使家庭电路中的电水壶和白炽灯分别单独工作时,观察
电能表,发现白炽灯正常工作时电能表的转盘转动得比电水壶慢。下列说法
正确的是( D )
A. 白炽灯消耗的电能比电水壶消耗的电能少
B. 通过电水壶的电流比通过白炽灯的电流小
C. 白炽灯两端的电压比电水壶两端的电压低
D. 电水壶消耗电能比白炽灯消耗电能快
D
电功率、电热的计算
【例2】一只标有“220 V 100 W”的灯泡,接在110 V的电路中,这只灯泡
的实际功率是 W。(设灯泡电阻不变)
25
1. 不能正确区分额定功率与实际功率,不能正确运用公式计算灯泡的
实际功率。
2. 对串、并联电路特点、欧姆定律、电功率的公式掌握不够熟练,在
解题中不能灵活运用。在串联电路中,I1=I2,则===。
3. 计算电热时,误认为电流通过导体时产生的热量一定等于电流所做
的功。
2. 把标有“220 V 40 W”的灯泡L1和“220 V 60 W”的灯泡L2串联接在
电压为220 V的电源上,下列说法正确的是( D )
A. 通过灯泡L1的电流比通过灯泡L2的电流小
B. 灯泡L1消耗的电能小于灯泡L2消耗的电能
C. 灯泡L1两端的电压与灯泡L2两端的电压相等
D. 灯泡L1的亮度比灯泡L2的亮度大
D
电能与电功
1. 对电能的考查主要以电能表为主,主要考查电能表上各参数表示的物理意
义、电能的计算、额定功率的计算、家用电器电功率的测量等。解题关键:
电能表允许接入的最大功率:P=UI,U是220 V,I是电能表允许通过的最大
电流;若电能表上标注“N revs/(kW·h)”,某用电器单独工作时间t(s)
时该电能表转盘转过了n转,则用电器的实际功率P=×3.6×106 W。
2. 电能、电功的计算公式:(1)W=UIt=I2Rt=t,注意各物理量单位要
选用国际单位制单位。(2)W=Pt,W、P、t的单位分别是J、W、s。
1. (物理与生活)(1)小刘家的电能表10月末的示数为8 433.5 kW·h,11月末的示数如图所示,若每度电的电费为0.7元,他家11月要交电费
元。
140
(2)从表盘信息可知,小刘家用电器工作时的总功率不能超过 W。
(3)把一只“220 V 24 W”的节能灯和一个“220 V 484 W”的电炉分别
单独接在家庭电路中, (选填“节能灯”或“电炉”)单独接入电
路时,电能表铝盘转动较快。
4 400
电炉
(4)小刘利用电能表测某一家用电器的电功率。当电路中只有这一用电器
正常工作1 h,电能表显示电能消耗了约1.2 kW·h,这个用电器最可能
是 。
A. 家用电冰箱 B. 普通白炽灯
C. 液晶电视机 D. 壁挂式空调机
D
(5)如图所示是某充电式露营灯,其铭牌参数如表所示。若电池充满电
后,储存的能量是 J,若灯泡正常工作6 h,实际消耗的电能应
是 J,对比发现,标识信息有不实之处,若其他信息无误,则
“正常照明时间”应标识为 h。
7.2×104
1.08×105
4
物理量 参数
电池容量 4000 mA·h
电池充电/工作电压 5 V
灯泡额定功率 5 W
正常照明时间 6 h
电功率的计算与灯泡亮度的判断
1. 通用公式:P=和P=UI。
2. 串联电路中(或电流相同时):一般用P=I2R,功率分配关系:=;
并联电路中(或电压相同时):一般用P=,功率分配关系:=。P=
I2R和P=这两个公式只适用于纯电阻电路。
3. 注意题目隐含条件:用电器正常工作时,其两端的电压为额定电压,功率
为额定功率。
2. 如图所示电路,电源电压保持不变,灯L标有“3 V 0.6 A”的字样,定
值电阻R的阻值为10 Ω。设灯丝电阻为灯正常发光时的电阻,且灯丝电阻保
持不变。求:
(1)灯丝电阻;
解:(1)由I=可得,灯丝电阻:RL===5Ω;
(2)当开关S1闭合、S2断开,电流表示数为0.4 A时,灯L两端的电压;
解:(2)开关S1闭合、S2断开,电流表示数为0.4 A,
灯泡L与定值电阻R串联,电流表测电路中的电流,则
灯L两端电压:
UL'=IRL=0.4 A×5 Ω=2 V;
(3)当开关S1、S2均闭合时,定值电阻R消耗的电功率。
解:(3)开关S1闭合、S2断开时,R与L串联,电源电
压等于R与L两端电压之和,所以,电源的电压:
U=IRL+IR=0.4 A×5 Ω+0.4 A×10 Ω=6 V,
当开关S1、S2均闭合时,灯L被短路,只有电阻R接入电
路,电流表测电路中的电流,则R消耗的电功率:PR=
==3.6 W。
焦耳定律
1. 在某些电路中,电流做功所消耗的电能全部转化为内能,这样的电路称之
为纯电阻电路,如各种电热器都是纯电阻电路。有些电路,电流做功时消耗
的电能除转化为内能外,还转化成其他形式的能,称为非纯电阻电路,如含
有电动机的电路等。
2. 在纯电阻电路中,电流做的功、消耗的电能、转化成的内能(电热)三者
相等,即W=Q。电功率计算公式P=UI=I2R=。
3. 在非纯电阻电路中,Q<W,P热<P。
3. (物理与生活)如图甲为小新家的电热水器,其铭牌如图乙所示[水的密
度为1.0×103 kg/m3,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)],则:
(1)电热水器正常工作时的电阻是多少?
解:(1)由电热水器铭牌可知电热水器的额定功率P额=2 200 W,由P=UI
=可知,电热水器正常工作时的电阻:R===22 Ω;
解:(2)由ρ=可知,水的质量:m=ρV=1.0×103 kg/m3×50×10-3 m3=50 kg,
水吸收的热量:
Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×50 kg×
(75 ℃-20 ℃)=1.155×107 J,
因为不考虑加热过程中热量的损失,所以电热水器消耗的电能W=Q吸=1.155×107 J,由P=可知,加热所需时间:t===5 250s;
(2)某次小新将电热水器装满20 ℃的冷水,在额定电压下,该电热水器将
水加热到75 ℃,需要多长时间?(不考虑加热过程中的热量损失)
(3)小新关闭了家中的其他所有用电器,只让该电热水器单独工作,在加
热过程中家用电能表的转盘(如图丙)在4 min内转了360转,此过程中该电
热水器的实际电功率是多少?
解:(3)3 000 r/(kW·h)表示电路中每消耗1 kW·h的电能,电能表的转盘
转3 000转,则转盘转了360转消耗的电能:W实==0.12
kW·h,
电热水器的实际电功率:P===1.8 kW。
参考答案
【易错点剖析】
例1 D
跟踪练习
1. D例2 25
跟踪练习
2. D
【重难点突破】
1. (1)140 (2)4 400 (3)电炉 (4)D
(5)7.2×104 1.08×105 4
2. 解:(1)由I=可得,灯丝电阻:RL===5 Ω;
(2)开关S1闭合、S2断开,电流表示数为0.4 A,灯泡L与定值电阻R串联,
电流表测电路中的电流,则灯L两端电压:
UL'=IRL=0.4 A×5 Ω=2 V;
(3)开关S1闭合、S2断开时,R与L串联,电源电压等于R与L两端电压之
和,所以,电源的电压:
U=IRL+IR=0.4 A×5 Ω+0.4 A×10 Ω=6 V,
当开关S1、S2均闭合时,灯L被短路,只有电阻R接入电路,电流表测电路中
的电流,则R消耗的电功率:
PR===3.6 W。
3. 解:(1)由电热水器铭牌可知电热水器的额定功率P额=2 200 W,由P=
UI=可知,电热水器正常工作时的电阻:R===22 Ω;
(2)由ρ=可知,水的质量:
m=ρV=1.0×103 kg/m3×50×10-3 m3=50 kg,
水吸收的热量:
Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×50 kg×(75 ℃-20 ℃)=
1.155×107 J,
因为不考虑加热过程中热量的损失,所以电热水器消耗的电能W=Q吸=
1.155×107 J,由P=可知,加热所需时间:t===5 250 s;
(3)3 000 r/(kW·h)表示电路中每消耗1 kW·h的电能,电能表的转盘转3
000转,则转盘转了360转消耗的电能:
W实==0.12 kW·h,
电热水器的实际电功率:P===1.8 kW。
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