典型电功和电能.docx

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典型电功和电能

电功和电能

【自主复习】夯实基础

一、电功和电能

1、电功是指所做的功。

电流做功的过程是能向能转化的过程。

在电路中，能把其它形式的能向电能转化的装置叫。

2、电功和电能的单位都是，单位的符号是，电流做了多少功就有多少电能。

如果某个用电器消耗了2000J的电能，电流做了J的功，有2000J的电能转化为。

计算电功（纯电阻用电器）的公式有。

3、测量电路在一段时间内消耗电能多少的仪表叫做。

电能表所用的单位是kwh，它上面的参数“220V10A3000r/kwh”的含义分别是：

①“220V”；②“10A”；

③“3000r/kwh”；小青同学家的电能表四月底的读数是585.0kW·h,五月底的读数如图21所示．则本月消耗的电能为kW·h;此表正常使用时允许接人用电器的最大功率是W.

二、电功率

1、电功率是表示的物理量，它等于。

电功率用字母表示，电功率定义式是，还有常用的计算公式。

电功率的单位是，用字母表示。

“千瓦时”是单位。

甲用电器的电功率为20W，“20W”的物理意义是：

，乙用电器电功率25W，这表明这个用电器电流做功。

2、用电器的电功率是可以改变的，如果用电器的发生了变化，它消耗的功率就会。

用电器在下工作时的电功率叫额定电功率。

三、电和热

1、电流通过导体时电能要转化成热，这个现象叫电流的效应，电流有三大效应，另两个效应分别是：

和。

实验表明，在电流相同的情况下，电能转化成热能的功率跟导体的电阻成比。

请解释“为什么电炉子的炉丝已经热得发红而连接炉丝的导线却几乎不发热？

”。

2、电流通过导体产生的热量跟通过导体的成正比，跟导体的成正比，跟通电时间成。

这个规律称为焦耳定律。

电流产生的热有时是有利的，请举出一个利用电热的例子：

，而有时，电热是有害的，请举出两条防止电热危害的措施：

①；②。

【自我检测】

1、甲乙两个用电器，甲在1min内消耗了1800J的电能，而乙在10s内消耗了500J的电能。

则电能转化为其它形式的能多的是，消耗电能快的是，电功率大的是，相同时间内，甲乙所消耗的电能之比是，要做相同的功，甲乙所用的时间之比是：

。

2、电能表是测量仪表。

它所用的单位是，平时所说的“一度电”相当于的电能，这些电能可以让一个“220v40w”的电灯正常工作h。

3、在电学中，学习了电流、电压、电阻、电功和电功率等物理量，我们能够直接测量的有：

。

4、关于电功率，下列说法中正确的是（）

　A．电功率是描述电流做功快慢的物理量；

B、电功率是描述用电器消耗电能多少的物理量

C．导体消耗电能越多，电功率越大

D．电功率小的机器做功少。

5、关于白炽灯的亮度的说法中，下列说法正确的是（）

A、灯丝中电流大的灯亮；B、消耗电能多的灯亮；

C、额定功率大的灯亮；D、消耗电能快的灯亮。

6、将“220V100w”的电炉子正常工作时，通过电炉丝的电流约为，在5min内，这个电炉子消耗的电能可以使标有“220V10A3000r/kwh”的电能表转动圈。

如果把这个电炉子改接在110V的电路中，它的实际功率是25W，如果把电炉丝截去1/2，然后将它接入家庭电路上，其实际功率为W，它在1h内消耗电能为Kwh，

7、两个相同的灯并联在（电压为U的）电源两端，如图所示，当开关闭合时，电流表的示数会变为原来的倍，L1的电功率是原来的倍，总功率是原来的倍。

8、“220v，5A”的电能表所能允许测量的用电器的总功率为W，若已经接入100W的电灯6只，那么还可以接盏40w的电灯，它们同时工作2小时，共耗电度。

9、一台家用29吋彩色电视机正常工作时的电功率最接近于（）

A、1W；B、10WC、100WD、200W

10、如图所示，在相同容器中分别装有等质量的水，水中电阻丝分别为R1和R2，且R1＞R2，则闭合开关S后，左右两容器中水温上升较快的是，此实验可以说明导体发热的功率与有关。

11、甲乙两灯上分别标有“PZ220V40W”和“PZ220V20W”字样，灯丝较细的是，说明前者灯丝的电阻比较，当它们正常工作时，比较亮的灯是。

当把两灯串联后再接在家庭电路中，比较亮的灯是。

12、电闪雷鸣是由带电云放电引起的．如果带电云与地面上的物体间发生放电，则地面上的物体就会被雷电击中（雷击）．若某次雷击放电过程中，带电云与地面某建筑物间的电压约为109V，放电电流约为100A，放电时间约为0．3S，

（1）此次放电释放的电能大约是多少焦耳？

（2）若此次放电所释放的电能全部转化为水的内能，可使多少吨水的温度由20℃升高到100℃？

13、如图124所示为小辉家的电能表：

（1）请你在方框中填上电能表参数的说明．

（2）小辉家4月底电能表的示数为电能表显示的是5月底的示数：

若1kW·h的电费价格是0.52元，小辉家5月份应缴电费元。

（3）小辉家有一电热壶，铭牌上标有"220V800W50Hz5.0L”等字样．该电热壶正常工作时，它的电阻是多少？

这个电壶正常工作１ｈ，消耗电能多少？

如果不计热损失，一壶２０℃的水烧开（一标准大气压下）要用多少时间？

【课堂演练】

【例1】有两个用电器，甲用电器，通电半小时，电流做功72000J；乙用电器通电2min，做功0.002kwh。

电流通过做功多，做功快的是，甲的电功率是，乙的电功率是。

【例2】甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图62所示，下列说法中正确的是（）

A.甲灯的实际功率一定是40W

B.将乙灯接入110V电路中，它的额定功率仍为60W

C.两灯均正常发光时，甲灯灯丝电阻较小

D.两灯均正常发光时，甲灯消耗的电能较少

【例3】如果电视机、电烙铁和电风扇上都标有“220V60W”的字样，它们都在额定电压下工作相同时间，则三个用电器产生的热量是（）

A.电烙铁最多B.电视机最多C.电风扇最多D.都一样多

【例4】用电能表测量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15min内消耗电能0.3kW·h,这个用电器可能是（）

A.电冰箱B.空调器　　C.电视机D.白炽灯

【例5】学校综合实践活动小组的同学收集了如下四种家庭常用电器的铭牌：

请你根据铭牌中给出的信息判断，下列说法中正确的是（）

A.四种家用电器都必须在220V电压下才能正常工作（）

B.四种家用电器额定频率相同，说明它们工作时的噪声都相同

C.XX牌空调机制冷和制热两种工作状态时的额定功率是相同的

D.XX牌电冰箱平均每小时消耗电能为0.5kW·h

【例6】在一个家庭电路中，电能表的表盘上标有“220V10A”“3000r/Kwh”字样，它表示：

（1）若只让一个待测电灯单独工作，测出3min内转了15转，则电流做功是kwh＝J，待测电灯的电功率是W。

（2）能否再接一个“220V1200W”的电炉？

工作15分钟，电炉耗电多少度？

转盘将转转。

（先计算总功率）（3）它最多还能接多少盏“220V60W”的电灯？

如果这些电灯每天开4小时，电炉每月用电10小时，一个月（30天）共耗电多少度电？

最高车速

6m/s

一次充电可持续里程

50Km

一次充电可贮存的能量

1.8×106J

蓄电池电压

36V

骑行最大噪声

≤62分贝

【例7】随着人们的环保意识的增强，出现了以电池为动力的电动自行车，下表为某品牌的电动自行车的技术性能的一些数据

（1）从环保的角度看以汽油为燃料的助动车有哪些缺点？

（2）如果蓄电池的电能全部转化为电动自行车的行驶，当车以6m/s的速度在水平路面上行驶时，电动自行车的电动机功率是多少？

【例题集锦】

1、采用分时电费制度，既能减轻用电高峰时段电网压力，又能节省用户的电费支出．若某用户使用标有"220V800W"字样的电热水壶烧水，将烧水时间从高峰时段移至低谷时段，按每天电热水壶正常工作0.5h计算，用户一个月（30天）此项可以节省元电费支出．（高峰段电费0.60元／kW·h,低谷段电费;0.30元／kW·h）

2、在远距离输电中，为了减小电流通过输电线造成的发热损失，在输电功率一定的情况下，一种有效的措施是减小输电电流．若某段输电导线的电阻为1Ω,将通过它的电流由20A减小到10A,则这段输电导线1min内因发热损失的电能将比原来减少J.

3、已知带动风扇的电动机正常工作时两端电压是220V,通过电动机的电流是0.5A，电动机线圈电阻是2Ω，则电风扇正常工作1min,消耗多少电能？

产生多少热量？

由此计算可得出什么结论？

4、一个标有“220V40W”的电灯正常工作时电阻是多少？

如果把它接在200V的电路上，它的实际功率是多少？

如果把两个这样的灯串联后接入家庭电路，这两个灯的总功率是多少？

5、今年3月1日起，我国对家用电冰箱、空调这两个产品率先实施能源效率标识制度，以后生产、销售和进口的空调、冰箱均应在显著位置粘贴“中国能效标识”的标签．能效标识将能效分为1,2,3,4,5五个等级，等级1表示产品最节能，等级5是市场准入指标，低于该等级要求的产品不允许生产和销售．

（1）据有关部门科学预测，在推行能效标识后未来的10年间，家用空调器和冰箱可累计节电548亿度（约合1.972×1017J）.这些电能相当于多少吨标准煤完全燃烧所释放的热量？

（已知标准煤的热值为2.9×107J/kg）

（2）目前，一台电功率为1160W的高效节能制冷空调A，售价大致为3000元，另一台制冷效果相同的一般节能制冷空调B电功率为1500W，售价大致为2000元．若空调的使用寿命为12年，家用平均每年使用500h,1度电的价格按0.50元计算．试求出使用12年，高效节能空调比一般节能空调所节约的电费．

（3）根据你所知道的信息对将要购买空调的消费者提出建议并简要说明理由．

6．张华在家看完电视后，习惯把遥控器一摁，就算把电视关了．有一次他发现电视机上还有一个指示灯亮着（实际上此时电视机处于待机状态）．于是他想：

这时电视机是否还在消耗电能呢？

一次父母要外出旅游，他征得父母同意，设计了如下方案进行探究：

让电视机处于待机状态，然后拔掉其他所有用电器的电源插头或关掉开关，记下时间和家中电能表的读数；去爷爷家住了3天后回到家中，再记下此时的时间和电能表的读数．记录数据如右表．问：

（1）张华外出这段时间里，他家的电视机消耗的电能是多少kWh?

（2）张华家电视机在待机状态下消耗的电功率是多少W?

（3）桂林市人口共计约480万，估计有近60万台电视机，假设平均每台电视机每天处于待机状态15h，待机功率与张华家电视机相同，则每月（按30天计）共浪费的电能约为多少kWh?

（4）要显著降低电视机这种不正常的电能消耗，你认为应该采取什么措施？

有关串并联的电功率问题

【自主复习】夯实基础

1、下表是老吴家新买的电冰箱铭牌上的部分数据．若该地电价为0.4元／kW·h,请你帮他算一算，正常使用该冰箱30天，耗电kW·h，应付电费元．

2、两只灯泡串联到电路中，其中一只基本正常发光，另一只不发光，下列原因中有可能的是：

（）

①不发光的灯泡灯丝断了或接触不良②两灯相比，不发光的灯泡电阻太小

③两灯相比，不发光的灯泡电阻太大④不发光的灯泡灯头里发生短路

A．①或②B．②或④C．③或④D．①或③

3、一个灯泡的灯丝烧断了，把断了的灯丝搭在一起，灯泡会更亮，其原因是（）．

A．灯丝电阻增大，功率增大B．灯丝电阻减小，功率增大

C．灯丝两端电压增大，功率增大D．灯丝中电流增大，功率减小

4、标着“220V40w”和“36V40W”的两只电灯都正常发光，比较它们的亮度则（）

A．“220V40W”的电灯较亮．“36V40W”的电灯较亮

．两只电灯一样亮D．无法判断哪只电灯较亮

5、标有“8V2W”的小灯泡，接在12V电源上时，必须联一个欧的电阻，小灯泡才能正常发光。

6、标有“PZ220－100”的电灯和“PZ220-40”的电灯串联在一起，能使其中一盏灯正常发光的电压是（）

A、220VB、440VC、308VD、282V

7、有两个分别标有“3V、1W”和“6V、4W”的电灯泡，将它们串联在电路中，使其中一个电灯能正常发光，则加在串联电路两端的电压是，总功率是。

8、两只电阻的阻值之比R1：

R2＝3：

5，把它们串联后接入电路中，电压之比是，电流之比是，电功率P1：

P2＝，P1：

P总＝在相同时间内电流所做的功之比W1：

W2＝；如果并联在电路中，电压之比是，电流之比是，电功率P1：

P2＝，P1：

P总＝在相同时间内，电流所做的功之比W1：

W2＝

9、以下四灯串联在电路中最亮的是（），并联时最亮的灯是（）

A、“6V12W”B、“12V24W”C、“9V12W”D、“15V18W”

10、额定电压均为220V的两个灯泡，额定功率都模糊不清，仔细观察甲灯的灯丝较粗较短，乙灯的灯丝较细较长，则灯的额定功率较大。

若将两灯并联后接在220V的电源上，则灯较亮；若将两灯串联后接在220V的电源上，则灯较亮。

11、有一个“6V3W”的灯泡接在8伏的电源上，为使它正常发光应使与它串联的（0～20

）的滑动变阻器的阻值为多大？

当滑动变阻器的阻值最大时，灯的电功率变为刚才的几倍？

灯的实际功率是多少？

12、如图129所示电路，已知电源电压为6V,L1,L2,L3分别标有"6V4W","6V3W"、"6V2W"字样．求：

（1）S1,S2都闭合时，通过L1,L2的电流为多少？

（2）S1、S2都断开时，L3实际发出的功率是多少？

（精确到0.1）

13、现有两根"220V400W"的电热管（用R表示）、开关及导线（如图3）.

（1）请分别设计出具有调温功能的电路．（符合功率要求）

（2）请再设计一个具有上述三种功能的调温电路（最多使用三只开关）．画出电路图，并作必要文字说明．

14、某课外活动小组，找来了“10欧1A"的滑动变阻器“6V3.6W”的灯泡、电压恒为12V的电源、开关、导线以及电阻为1欧／cm的足够长的电阻丝（用表示），准备自制一个亮度可调的玩具台灯．要求开关闭合以后，将滑动变阻器的滑片从一端移动到另一端时，电灯逐渐变亮直至正常发光．他们利用上述器材，设计出图127所示的电路图，请你解决下列问题：

（1）这样设计存在的问题是，当滑片移近a端时，发生现象；

（2）画出符合要求的电路图，并计算此电路中灯泡消耗的最小功率．（假定灯丝电阻不变）

15．小明家的新房子想装一台电热水器，小明发现市场上的电热水器分为储水式和无水箱式两种．储水式电热水器要用较长时间把水箱中的水加热，待水温达到要求后用水箱中的热水淋浴．无水箱式电热水器使冷水流过电热器就达到要求的温度而立即从喷头流出供淋浴．已知：

冷水温度为15℃；淋浴所需热水温度为40℃，电热水器一分钟流出热水的质量约为4kg；水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）．求：

（1）将质量为4吨、温度为15℃的冷水，加热到淋浴所需要的温度，水吸收的热量是多少？

（2）如果不考虑热量的损失，无水箱式电热水器的电功率至少应该是多大才能满足琳浴的要求？

（3）小明家新房子的电路允许通过的最大电流约20A,问他家能不能使用无水箱式电热水器？

【课堂演练】

【例１】有一只小灯泡上标有“6V3W"字样，若要把它接到9V电源上，为使其正常发光，应串联一个Ω的电阻．若通电10s,电流所做的功为J.

【例2】用电器R1和R2上都标有“6V”的字样，己知它们的电流随电压变化的图像如图24所示，利用该图像可求出用电器R1的额定功率是W;若把Rl和R2串联在电源电压为6V的电路中工作，则用电器R2的实际功率是W.

【例3】保温箱的简化电路如图128所示，A为温度传感器，它的作用相当于开关，达到设定温度时自动断开电路；低于设定温度时，自动接通电路．S是保温箱的温度设定开关，它有三个挡，分别为60℃、50℃和40℃，加热功率分别为90W,72W和45W.电源电压为36V,R1,R2,R3都是发热体．

（1）当S拨至位置1时，加热功率是多少？

R1的阻值是多少？

（2）当S拨至位置3时，电路中的电流是多少？

（3）当S拨至位置2时,R2的阻值是多少？

【例4】如图为一调光台灯的电路图，灯泡上标有“PZ220－40”的字样，滑动变阻器铭牌上标有“2000Ω2A”的字样，试求：

（1）灯泡正常发光时的电阻；

（2）若要使灯泡的实际功率为10W，R0的阻值为多少？

（3）该电路消耗的总功率最小为多少？

【例5】如图7所示，电源电压是15V,且保持不变．R1＝5Ω,R２是0～30Ω的滑动变阻器，R3是标有“15V9W"字样的电热器．

（1）当R3正常工作时，两个开关分别是接通还是断开？

此时电压表的示数是多大？

（2）当开关S1、S2都断开时，电流表Ａ2的示数是多大？

通电10min电热器放出多少热？

（3）闭合开关S1、S2并移动滑片，那么电流表Ａ1的最小示数是多大？

此时整个电路消耗的电功率是多少？

【例题集锦】

1、如图63所示电路中，电源电压恒定．闭合开关S,调节滑动变阻器使小灯泡L正常发光；若再断开开关S,要使小灯泡L仍正常发光，应将滑动变阻器的滑片P（）

A.向a端移动B.向b端移动C.保持不动D.无法判断

2、电灯L1、分别标有“220V，60W”、“220V40W”，他们正常发光时灯丝电阻之比是R1：

R2＝，若将它们串联在230V的电路上，两灯的实际功率之比是，电灯更亮。

3、L1“6V3.6W”、L2“4V2W”串联于9V电源上，求

（1）亮度大的是哪个灯？

L1的功率P1＝？

（2）要使其中的一个灯正常发光，正常发光的是哪个灯？

（3）请问两端的总电压是多大？

4、小明制作了一个调光台灯，电源用三节铅蓄电池，灯用了一个20Ω的灯泡，滑动变阻器用的是“30Ω5A”请问这个灯的实际功率变化范围是多少？

（如果这个灯的规格为4V0.8W，上述滑动变阻器又要如何变化才能使电路安全？

5、某农村学校食堂一个电热箱的电热丝烧断了，观察铭牌标有“额定电压220V,额定功率1000W”字样．在电子器材商店只发现规格为“220V500W”，“220V2000W”两种电热丝．物理课外活动小组为此设计了一些修复方案：

小琼提出将“220V500W”热丝截取一半替换烧断的电热丝；小东认为可将两根“220V2000W”的电热丝串联替换烧断的电热丝；其他同学则认为……

（1）通过计算发现，小琼与小东设计的电热丝，都符合电热箱额定功率要求．但这两种方案都能使电热箱正常工作吗？

请你从可行性上作出评价．

（2）请你利用上述两种规格的电热丝，再设计一种合理的修复方案．

6、根据学过的电学知识和利用电压表可以测量两地之间的距离，如图4—4所示。

在乙处的施工工地接有一个、“220V100W”的灯泡，测得甲处电源电压为220V。

乙处灯泡两端的电压为193．6V，输电线用的铝线每米长的电阻为0．02欧，求：

甲、乙间的距离。

（设灯丝电阻不随温度变化）。

7、如图4—3所示电路，电源电压保持不变，灯L标有“12V30W”字样，电阻R为24欧。

当灯L正常发光时，求：

（1）通过灯L灯丝的电流；

（2）电流表的示数；

（3）电阻R消耗的功率。

电功电功率的实验专题

【自主复习】夯实基础

1、测量小灯泡的电功率所用的原理是，这种测量属于间接测量。

这个实验所用的实验器材有：

，这个实验中滑动变阻器的作用是：

。

2、图4—l中所给器材为测定小灯泡功率的实验器材。

（1）请用铅笔代替导线，将电路连接起来，并在方框内画出电路图。

（2）滑动变阻器在实验中起改变灯泡两端的电压、保护电路的作用，闭合开关前变阻器的滑片应调到端。

（3）若测得电压表的示数为4.5V，电流表的示数为0．3A，则电流表应选用A档，电压表应选用档。

小灯泡的功率为w。

3、一位同学想要测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率，现有如下器材可供选用：

电源（电压未知且不变）、滑动变阻器、定值电阻R0（阻值已知）、电压表各一个，开关两个、导线若干．

（1）请你设计实验电路图，并画在虚线框内．

（2）简要写出实验步骤（步骤中要明确写出实验中要测量的物理量）．

（3）用你所测得的物理量表示出小灯泡额定功率的表达式P＝

4、如图68为小松同学做实验时所画电路图的一部分．根据此电路图，可直接研究的问题是（）

A.测小灯泡的电阻B.测小灯泡的电功率

C.测小灯泡消耗的电能D.测小灯泡产生的热量

5、某小组同学用图98所示的装置研究焦耳定律，得到的实验数据如下表．

①分析编号1,2的数据，可得出的结论是：

在和都相同的情况下，越大，电流产生的热量越多．

②分析编号的数据，可得出的结论是：

在通电时间和电阻都相同的情况下，电流越大，电流产生的热量越多．

③第二次实验时，有两个数据未填上，请你推断后补填上．

④分析编号1,3的数据，可得出的结论是：

在＿电流和电阻都相同的情况下，电流产生的热量越多；

⑤请进一步分析编号1,2,5的数据，在通电时间相同时，对电流产生热量影响较大的因素是＿电流，你判断的依据是：

。

6、某同学按如图4—2所示的电路图连接电路进行实验。

R1为定值电阻。

在实验过程中，通过改变滑动变阻器R的滑片P的位置，使电压表V的三次示数分别为3V、6V和9V时，电压表V2和V及电流表A相应的示数如下表所示：

（1）对表格中三只电压表的数据进行分析，可归纳出的结论是：

（2）对表格中电压表V1和电流表A的数据进行分析，可归纳出的结论是：

（3）从表格中的数据可知：

电源电压为伏，通过计算可知，R1的阻值为欧。

（4）根据表中数据计算，三次实验中，滑动变阻器R消耗的功率分别为

P1＝W，P2＝W，P3＝W

7、贵阳市某中学“环保小组”为了对南明河的水质进行监测，定期取样进行物理分析．下面是他们对某一次样本的分析情况：

图1—23一19中a图量筒中采集的样本体积（空量筒质量为88克）b图是称量样本和量筒总质量时，天平盘中的砝码上和标尺上游码的位置，下图是他们在加热样本时的数据记录．

（1）请你根据上述条件求出样本的密度ρ＝

（2）请你在上面的方格纸中以时间为横轴，温度为纵轴，根据记录作出水的沸腾图象．根据图象可知，样本的沸点为

（3）加热样本时，使用的是100瓦电热器．设电能50％转化为热能，请你根据上述条件求出样本的比热容为．

【课堂演练】

【例1】如图123甲所示是“测量小灯泡额定功率”的实验电路图，已知小灯