电功和电热专题(讲解及练习带答案).doc

电功和电热专题(讲解及练习带答案).doc

《电功和电热专题(讲解及练习带答案).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电功和电热专题(讲解及练习带答案).doc（23页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

滨海县玉龙初级中学王景年

初三物理

2007年中考专题复习第九单元电功和电热

【教学内容与目的要求】

目的要求：

1、知道电功及其单位，掌握电功的公式，知道电能表是测量电功的仪表

2、掌握电功率的概念，理解额定功率

3、理解焦耳定律，知道电热器的原理

4、会测小灯泡的电功率

【知识重点与学习难点】

1、理解电功的概念

2、理解电功率的概念，掌握电功率的计算公式

3、理解额定功率和实际功率的概念

4、理解焦耳定律及有关计算

【方法指导与教材延伸】

1、怎样理解电功这个物理量

电流做功的过程就是电能转化为其它形式能，如：

内能、机械能和化学能等的过程。

电功的计算公式W=UIt是电功的基本计算公式，适用于任何电路。

根据W=Pt，也可以计算电功，但是，根据I=U/R推出的电功的两个计算公式：

和只适用于计算将电能完全转化为内能的用电器的电功。

电功的单位是焦耳，常用的电功单位是千瓦时（度）。

1千瓦时=焦耳

2、怎样理解电功率这一物理量

电功和电功率是既有联系又有区别的两个物理量。

电功率表示电流做功的快慢，即电流在单位时间内做的功。

公式P=UI是计算电功率的基本公式。

另两个公式P=I2R，P=U2/R，这两个公式是根据P=UI结合欧姆定律I=U/R推出的，仅适用于将电能完全转化为内能的用电器或电路。

3、额定功率和实际功率

用电器上标出的正常工作时，应接到的电压叫做额定电压。

用电器在额定电压下工作（正常工作）时的功率称为额定功率。

例如“220V、100W”表示这个用电器接在额定电压220V下工作时，发挥的功率是100W。

实际功率是指用电器某一电压下工作时的功率，它随用电器的工作条件的变化而变化，当实际加在用电器两端的电压为额定电压时，实际功率就等于额定功率。

当加在用电器两端的电压小于或大于额定电压时，实际功率就小于或大于额定功率，一般情况下这是不允许的，使用用电器时，必须使加在用电器两端电压等于或接近于额定电压，这样用电器才不至于损坏。

4、焦耳定律

焦耳通过大量实验精确地确定了电流产生热量跟电流强度、电阻和时间的关系：

电流通过导体产生的热量，跟电流强度的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比。

即：

Q=I2Rt。

它适用于任何用电器热量的计算。

在仅有电流热效应存在的电路中，电能全部转化成了内能，而没有转化为其他形式的能，这时电流产生的热量等于电流所做的功。

即Q=W。

再根据W=UIt和U=IR可推导得出Q=I2Rt。

焦耳定律的公式也可以表述为，用它解决某些问题比较方便，但必须注意它适用于只存在电流热效应的电路中。

【例题选讲】

例1、灯泡L1和L2串联在电路中，L1的电阻比L2大，在相等的时间里，电流做的（）

A、L1灯做的功多B、L2灯做的功多C、两灯一样多D、无法确定

解：

两灯串联，通过两灯的电流相同，时间也相等，由W=UIt和U=IR得W=I2Rt可知电功与电阻成正比，而L1的电阻大于L2的电阻，所以电流通过L1做功多，本题应选A。

例2、把“12V、8W”的电灯接到9V的电路中，它的实际功率为多大？

解：

例3、现有甲、乙、丙三盏灯，分别标有“220V、40W”、“110V、40W”、“36V、40W”的字样，它们均在额定电压下工作，比较它们的亮度，哪一盏灯最亮。

答：

三盏灯的亮度完全相同，因为它们均在额定电压下工作，所以它们的实际功率也就是它们的额定功率均为40W。

例4、一台“220V、1000W”的电炉，想把它改装后接到110伏的电源上，但功率保持不变，以下哪个措施是正确的（）

A、将电炉丝截掉一半后接入电路

B、将电炉丝截掉四分之三接入电路

C、将电炉丝分成等长的两段，然后并联接入电路

D、将电炉丝截掉四分之一后接入电路

解：

根据题意要求时，P实=P额。

由可知要满足题设条件，只有改变电阻R，才能满足要求。

由

若，P实才能等于P额。

所以是选择答案的首要依据，在上述四个答案中可发现（B）（C）均满足条件，究竟两个答案谁更合理呢？

我们还应该考虑当U变化后，R也变时，I是否变化，对于一个能正常工作的电阻来说，它有一个额定电流，若实际电流超过它允许的额定电流，则它必将烧毁，所以接下来应判定（B）（C）中由实际电路中通过的电流大小。

对B：

，而C选项每根电阻丝上的电流显然应排除B，而选择C。

例5、标有“6V、3W”的灯L1和标有“6V、1W”的灯L2串联后接在12伏的电源上，求灯L1的实际功率。

解：

例6、今有“6V、6W”的电灯L1和“6V、1.5W”的电灯L2各式各一盏，把它们分别接到电压6伏的电源上，要求两灯具有同样的亮度，应在哪一盏灯的电路里串联一个电阻？

阻值为多大？

解：

∵U=

∴若L1、L2直接接入6伏电路上均能正常发光，即P1=6瓦，P2=1.5瓦。

今要求两灯具有相同的亮度，即L1的实际功率与L2的额定功率相同：

P1=P2=

L1的电路中应串联一个电阻RX起分压作用，如图所示

答：

应给“6V、6W”的电灯串联一个6欧的电阻。

例7、如图所示，两盏灯L1和L2串联接入电路，合上开关后两灯均正常发光，电压表和电流表均有示数，突然两灯先后熄灭，同时发现电压表示数变为零，电流表示数先增大后变为零，电路发生故障的首要原因是（）

A、L1断路B、L2断路

C、L1短路D、L2短路

解：

应选择C。

电压表示数突然变零，有可能是L2断路，也可能是L1短路。

由于题中两灯是先后熄灭，L2断路不会出现这种情况。

如果L1短路，电路中电流增大，导致L2的消耗功率过大而烧毁，因而出现L1先熄灭L2紧接着熄灭的情况，所以本题只有选C才是正确的。

例8：

如图所示，一个标有“6V，3.6W”字样的小灯泡L和最大阻值为50的滑动变阻器R串联后接在电源电压U恒为6V的电路中，设灯泡电阻不变，则下列判断不正确的是（）

A．无论如何移动滑片P，电路中总功率不会超过2W

B．移动滑片P，电路中总功率最小值为0.6W

C．当滑片P滑到某个位置时，L和R的电功率相等

D．当滑片P由滑向的过程中，灯泡L的电功率一直是减小

解：

电路中小灯泡L和滑动变阻器R串联，电源电压U=6V。

当变阻器R的滑片在端时，，则此时灯泡两端电压为6V，其功率为3.6W。

滑片P在端时，电路总电阻最大，电路中总功率最小，此时。

当滑片P滑至某一位置，使接入电路的电阻时，其两端电压相等，L和R电功率相等。

当滑片P由滑向的过程中，电路总电阻逐渐增大，电路中电流逐渐减小，由知，灯泡L的电功率一直是减小。

答：

选A。

例9：

如图所示，小灯泡L标有“6V3.6W”，滑动变阻器R最大值为10欧，当滑片P移到端，小灯泡正常发光。

试求：

⑴电源电压和小灯泡电阻。

⑵当滑片P移到端时，闭合S，你还能求出哪些物理量？

【解析】：

这是一道结论开放的电学综合题，主要考查学生对电学知识综合运用的能力，考查知识多、覆盖面广。

当滑片移到端时，L正常发光，此时电源电压U=6V，则得小灯泡的电阻为

当滑P滑到端时：

电路中的总电阻：

电路中的总电流：

电路中消耗的总功率：

电灯L消耗的功率：

滑动变阻器消耗的电功率：

答案：

⑴电源电压U=6V小灯泡的电阻

⑵电路中的总电阻电路中的电流电路中消耗的总功率电灯L消耗的功率滑动变阻器消耗的电功率滑动变阻器两端电压

例10：

如图是供电设备向居民楼用房户输电的示意图。

为保证居民楼内的用户所有用电器

都能正常工作，居民楼的输入导线间的电压必须保证为220V，当居民楼内消耗的功率为44千瓦的时候，问：

⑴通过输电线的电流为多少安？

⑵若输电线的总电阻为0.1欧，供电设备的输出电压是多少伏？

⑶居民楼内由于家用电器的增加，将向供电部门申请“增容”，即增加用电功率，当居民的用电器的额定功率由44千瓦增加到88千瓦所有用电器均在正常工作时，输电线路损失的功率比“增容”前增加了多少？

⑷若要求减少输电线损失的功率，用学过的公式及知识说明应采取的措施。

【解析】：

⑴

⑵

⑶

⑷由可知，导线上损失的功率与电流的平方和导线的电阻有关，减小输电线损失的电功率时，为保障用户的用电器正常工作，I不能减小，只能减小，随导线长度的变短而变小，随横截面积变大而变小，还跟材料有关。

因居民楼到供电设备间距离不能变短，所以导线的长度不能变短，减小输电线的电阻应换用较粗的导线或改变输电线的材料（例如：

铝线换成铜线），从而达到减小输电线损失功率的目的。

例11：

如图，是常见的静脉滴注装置。

为了解冬季输液患者冰凉的感觉，小锐设想在导管外添加一个电加热器，使药液在流动中加热。

他收集了相关数据：

药液M=500克，，焦/（千克•℃），一般滴注时间分钟，针头与瓶内液面竖直高度1米（不考虑其他热损失）

⑴不过若患者血压与针头处液体压强相等，则患者血压相当于多少毫

米汞柱？

⑵若使药液从5℃加热到35℃，该加热器电功率应多大？

⑶为了解除患者冰凉的感觉，请你再提出一种可行的方法。

【解析】：

本题以一个“小发明”作为题目的背景，综合了力学、热学、

电学和化学等知识，设计新颖且解答开放。

在解答过程中要注意审题，学会从题设的众多条件中剥取所需的信息，就不难解决。

⑴

，即患者血压相当于73.5毫米汞柱。

⑵每秒钟流出的药液质量：

每秒的热量：

⑶方法1：

传热法。

用热水袋、暖水瓶等靠近扎针处，利用热传递使扎针处暖和。

方法2：

水浴法。

让输液管通过盛有热水的容器，使药液加热。

方法3：

化学法。

在能让输液管穿过的密封盒内放入生石灰块，使用时，只要打开盒的开口，让生石灰与空气中水蒸气发生放热反应，就可使药液加热。

例12：

市场上有一种双能源太阳能热水器,晴天享用太阳能，阴天可用电加热，如图，该热水器电路图。

电热管标有“220V1100W”，与构成保温电路。

当K连到2时，电热管正常工作，给水箱里的水加热；当K连到3时，热水器处于保温状态，保温功率为100W。

⑴求、的值。

⑵保温时实际功率是多少？

【解析】：

本题电热器具有保温档和加热档，这是一类题型。

常见的还有电热器、电烙铁、饮水机、电饭锅等。

电热器的额定功率状态即加热状态。

电路中只有一个电阻。

此时的功率为1100W。

由此可求出的阻值。

。

K打到3时为保温档，此时与串联，电功率为100W，由，可求出阻值再由，求出的实际功率

解：

⑴。

时，只有接入电路，正常工作，故电源电压。

时，和串联，。

∵

∴。

⑵保温时,流过的电流有。

消耗的实际功率。

例13:

如图所示是某同学家庭电路中的电能表.

⑴若照明灯泡的规格为“220V60W”,两孔插座接一台“220V100W”的电视机,三孔插座接一台“220V280W”的电饭锅,当它们全部工作时,通过电流表的电流是多大?

⑵如果某一天电灯和电视机都使用了5,电饭锅使用了1,这一天它们消耗了几度电?

⑶如果该同学家中添置了一台铭牌标示为“220V600W”的电热水器,他想测试一下标示的功率与实际使用时的功率是否相符,他让这台电热水器单独工作,用手表计时,结果10电能表的转盘转了250转.请计算说明电热水器的实际功率是多大.

【解析】:

电能表是电学中的重要仪表之一,它除用来测量电功外,还有一个较为广泛的用途就是测量用电器的功率值,本题就是其中的一例.

⑴三个用电器额定电压为220V,正常工作时的电流可以根据,求得.

⑵用电器工作时消耗的电能由解出,注意时间和功率单位要统一.

⑶要求实际功率,只要求出