中考复习物理讲义 电功率DOC.docx

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中考复习物理讲义电功率DOC

物理讲义电功率

一、电功：

1、定义：

电流通过某段电路所做的功叫电功。

2、实质：

电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，就消耗了多少电能。

电流做功的形式：

电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。

3、规定：

电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压，电路中的电流和通电时间的乘积。

4、计算公式：

W=UIt=Pt（适用于所有电路）

对于纯电阻电路可推导出：

W=I2Rt=U2t/R

①串联电路中常用公式：

W=I2RtW1:

W2:

W3:

…Wn=R1:

R2:

R3:

…:

Rn

②并联电路中常用公式：

W=U2t/RW1:

W2=R2:

R1

③无论用电器串联或并联。

计算在一定时间所做的总功常用公式W=W1+W2+…Wn

5、单位：

国际单位是焦耳（J）常用单位：

度（kwh）1度=1千瓦时=1kwh=3.6×106J

6、测量电功：

⑴电能表：

是测量用户用电器在某一段时间内所做电功（某一段时间内消耗电能）的仪器。

⑵电能表上“220V”“5A”“3000R/kwh”等字样，分别表示：

电电能表额定电压220V；允许通过的最大电流是5A；每消耗一度电电能表转盘转3000转。

⑶读数：

A、测量较大电功时用刻度盘读数。

①最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。

②电能表前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。

3

2

4

6

8

3

2

6

5

4

如：

电能表月初读数月底读数是

这个月用电度合J

B、测量较小电功时，用表盘转数读数。

如：

某用电器单独工作电能表（3000R/kwh）在10分钟内转36转则10分钟内电器消耗的电能是J。

二、电功率：

1、定义：

电流在单位时间内所做的功。

2、物理意义：

表示电流做功快慢的物理量灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小。

3、电功率计算公式：

P=UI=W/t（适用于所有电路）

对于纯电阻电路可推导出：

P=I2R=U2/R

①串联电路中常用公式：

P=I2RP1:

P2:

P3:

…Pn=R1:

R2:

R3:

…:

Rn

②并联电路中常用公式：

P=U2/RP1:

P2=R2:

R1

③无论用电器串联或并联。

计算总功率常用公式P=P1+P2+…Pn

4、单位：

国际单位瓦特（W）常用单位：

千瓦（kw）

5、额定功率和实际功率：

⑴额定电压：

用电器正常工作时的电压。

额定功率：

用电器在额定电压下的功率。

P额=U额I额=U2额/R某灯泡上标有“PZ22OV-25”字样分别表示：

普通照明，额定电压220V，额定功率25W的灯泡。

若知该灯“正常发光”可知：

该灯额定电压为220V，额定功率25W，额定电流I=P/U=0.11A灯丝阻值Ｒ＝U2额/Ｐ＝２９３６Ω。

⑵当U实=U额时，P实=P额用电器正常工作（灯正常发光）

　当U实＜U额时，P实＜P额用电器不能正常工作（灯光暗淡）,有时会损坏用电器

　　①实际功率随电压变化而变化根据P=U2/R得

②根据P=U2/R　如果U减小为原来的1/n

则P′=　　　　　　　如：

U实=12U额P实=14P额

当U实>U额P实>P额长期使用影响用电器寿命（灯发光强烈）

　P实=0用电器烧坏（灯丝烧断）

⑶灯L1“220V100W”，灯L2“220V25W”相比较而言，L1灯丝粗短，L2灯丝细长。

判断灯丝电阻口诀：

“大（功率）粗短，小细长”（U额相同）

两灯串联时，灯L2亮，两灯并联时，灯L1亮。

判断哪个灯亮的口诀“串小（功率）并大”（U额相同）

⑷“1度”的规定：

1kw的用电器工作１h消耗的电能。

Ｐ＝Ｗ/t可使用两套单位：

“W、J、s”、“kw、kwh、h”

6、测量：

Ⅰ、伏安法测灯泡的额定功率：

①原理：

P=UI②电路图：

③选择和连接实物时须注意：

　电源：

其电压高于灯泡的额定电压

滑动变阻器：

接入电路时要变阻，且调到最大值。

根据能否调到灯泡的额定电压选择滑动变阻器。

电压表：

并联在灯泡的两端“+”接线柱流入，“－”接线柱流出。

根据额定电压选择电压表量程。

电流表：

串联在电路里““+”接线柱流入，“－”接线柱流出。

根据I额=P额/U额或I额=U额/R选择量程。

Ⅱ测量家用电器的电功率：

器材：

电能表秒表原理：

P=W/t

三电热

1、实验：

目的：

研究电流通过导体产生的热量跟那些因素有关？

原理：

根据煤油在玻璃管里上升的高度来判断电流通过电阻丝通电产生电热的多少。

实验采用煤油的目的：

煤油比热容小，在相同条件下吸热温度升高的快：

是绝缘体

2、焦耳定律：

电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。

3、计算公式：

Q=I2Rt（适用于所有电路）对于纯电阻电路可推导出：

Q=UIt=U2t/R=W=Pt

①串联电路中常用公式：

Q=I2Rt。

Q1:

Q2:

Q3:

…Qn=R1:

R2:

R3:

…:

Rn

并联电路中常用公式：

Q=U2t/RQ1:

Q2=R2:

R1

②无论用电器串联或并联。

计算在一定时间所产生的总热量常用公式Q=Q1+Q2+…Qn

③分析电灯、电炉等电热器问题时往往使用：

Q=U2t/R=Pt

4、应用——电热器：

①定义：

利用电流的热效应而制成的发热设备。

②原理：

焦耳定律

③组成：

电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的合金制成。

④优点：

清洁卫生没有污染、热效率高、方便控制和调节温度。

练习☆家庭电路中有一只标有名牌的灯泡正常发光，现给的器材有电能表、电流表、电压表、钟表，请用三种方法测出这只灯泡的此时功率，说明道理并写出表达式。

四生活用电

（一）、家庭电路：

1、家庭电路的组成部分：

低压供电线（火线零线）、电能表、闸刀开关、保险丝、用电器、插座、灯座、开关。

2、家庭电路的连接：

各种用电器是并联接入电路的，插座与灯座是并联的，控制各用电器工作的开关与电器是串联的。

3、家庭电路的各部分的作用：

⑴低压供电线：

①给用户提供家庭电压的线路，分为火线和零线。

火线和零线之间有220V的电压，火线和地线之间也有220V的电压，正常情况下，零线和地线之间电压为0V

②测电笔：

用途：

用来辨别火线和零线

种类：

钢笔式，螺丝刀式。

使用方法：

手接触笔尾金属体，笔尖金属体接触火线，观察氖管是否发光。

举例：

☆测电笔接触火线时，如果观察不到氖管发光，你认为产生这种现象的原因是：

（至少填两种可能原因）测电笔氖管已坏；手没有接触笔尾金属体；火线断路。

☆某次检修电路时，发现灯泡不亮，火线零线都能使测电笔发光，可能的原因是：

火线完好，零线处有断路，被测段零线通过用电器和火线构成通路。

⑵电能表：

①用途：

测量用户消耗的电能（电功）的仪表。

②安装：

安装在家庭电路的干路上，原因：

这样才能测出全部家用电器消耗的电能。

③铭牌：

所标的电压U是：

额定电压所标的电流I是：

允许通过的最大电流UI是：

电能表后能接用电器的最大功率，如果同时使用的家用电器的总瓦数超过这个数值，电能表的计数会不准确甚至烧坏

⑶闸刀（空气开关）：

①作用：

控制整个电路的通断，以便检测电路更换设备。

②安装：

家庭电路的干路上，空气开关的静触点接电源线

⑷保险盒：

材料：

保险丝是由电阻率大、熔点较低的铅锑合金制成②保险原理：

当过大的电流通过时，保险丝产生较多的热量使它的温度达到熔点，于是保险丝熔断，自动切断电路，起到保险作用

③电路符号：

④连接：

与所保护的电路串联，且一般只接在火线上

⑤选择：

保险丝的额定电流等于或稍大于家庭电路的最大工作电流。

⑥规格：

越粗额定电流越大。

注意：

不能用较粗的保险丝或铁丝、铜丝、铝丝等代替。

因为铜丝的电阻小，产生的热量少，铜的熔点高，不易熔断。

应用举例：

☆某家庭需要使用10A保险丝，可只有5A和15A保险丝。

如何分别来代替使用：

①可用两根5A保险丝并起来代用；②可将15A保险丝用刀轻切一小口使剩余部分截面积和10A保险丝截面积相同。

⑸插座：

①作用：

连接家用电器，给可移动家用电器供电。

②种类：

固定插座、可移动插座

二孔插座、三孔插座

③安装：

并联在家庭电路中，具体接线情况：

1接火线2接零线3接地线

4接用电器的金属外壳5接用电部分的线路

把三脚插头插在三孔插座里，在把用电部分连入电路的同时，也把用电器的金属外壳与大地连接起来，防止了外壳带电引起的触电事故。

⑹用电器（电灯）、开关：

1①白炽灯是利用电流的热效应进行工作的，小功率的灯泡灯丝细而长，里面抽成真空。

大功率的灯泡灯丝粗而短，里面抽成真空后，还要充入氮气、氩气等惰性气体，且气压为0.1Pa，目的是平衡大气压对玻璃壳的压力,并阻止灯丝升华。

灯泡长期使用会变暗，原因是：

灯丝升华变细电阻变小，实际功率变小；升华后的金属钨凝华在玻璃内壁上降低了灯泡的透明度。

②灯泡的种类：

螺丝口卡口。

螺丝口灯泡的螺旋接灯头的螺旋套，进而接零线；灯泡尾部的金属柱接灯头的弹簧片，再通过开关接火线：

原因：

防止维修触电

③开关和用电器串联，控制用电器，如果开关短路用电器会一直工作开关不能控制，但不会烧干路上的保险丝。

④根据安全用电原则连接电路，每个开关都可以单独控制灯

（二）、家庭电路电流过大的原因：

1、原因：

发生短路、用电器总功率过大。

2、家庭电路保险丝烧断的原因：

发生短路、用电器功率过大、选择了额定电流过小的保险丝

（三）、安全用电：

1、触电事故：

①定义：

一定强度的电流通过人体所引起的伤害

②危险性：

与电流的大小、通电时间的长短等因素有关。

③安全电压：

不高于36V，动力电路电压380V，家庭电路电压220V都超出了安全电压。

2、触电形式：

家庭电路（低压触电）单线触电

双线触电

家庭电路触电的事故：

都是由于人体直接或间接跟火线接触造成的并与地线或零线构成通路。

要分清零线和地线，虽然地线和零线正常情况下之间没有电压，但绝不能将地线和零线接通，否则易造成触电事故。

高压触电高压电弧触电

跨步电压触电

3、安全用电原则：

不接触低压带电体不靠近高压带电体

1、标有“220V800W”的用电器串联一个变阻器，让用电器在220伏和200伏的电压间工作。

电路的电源电压为220伏，求：

（设用电器的电阻是不变的）

（1）用电器的电阻多大？

（2）应选变阻范围为多大的滑动变阻器？

2、把电阻R1和R2串联后接到电压为12伏的电路上时，通过R1的电流为0.3安，R2上两端的电压为4.5伏。

若将R1和R2并联后接到同一电路上，求：

（1）并联后电路的总电阻为多少？

（2）通过R1、R2的电流强度各是多少？

3、一灯泡和变阻器串联，接在54伏的电源上，而灯泡两端所需的电压为36伏，灯泡的电阻r＝10欧。

欲使灯泡上电压恰好是36伏，串联的变阻器接入电路的电阻丝电阻为多少？

4、某电灯正常工作时，灯的两端电压为24伏，电灯中通过的电流为0.5安。

若把它接在36伏的电源上，要使灯正常工作，需要串联一个多大的电阻？

5、灯泡L1上标有“80Ω0.1A”，灯泡L2上标有“20Ω0.2A”。

将它们并联接在某电源两端，在不损坏灯泡的情况下，恰使其中的一只小灯泡正常发光。

求：

（1）电源电压是多大？

（2）此时干路电流是多大？

6、如图所示电路，已知电源电压为6V，R1的阻值为2Ω，R2的阻值为3Ω，R3的阻值为6Ω。

求

（1）S1、S2都闭合时电流表的示数；

（2）S1、S2都断开时电路的总功率。

7、下图是广东顺德市伟士德电器燃具厂生产的电热开水瓶的铭牌。

经实践验证，当开水瓶内装有体积为2L、温度为20℃的水时，电热开水瓶正常工作25min可将水加热至沸腾（当时气压为标准大气压）。

求：

（1）电热开水瓶在烧水过程中消耗的电能是多少焦？

（2）如果在用电高峰时间使用，电源的实际电压只有198V，则此时该电热开水瓶的实际功率是多少瓦？

（设电热开水瓶的电阻不变）

电热开水瓶

型号

WSD880

电源

220V—50HZ

额定功率

700W

容量

5.5L

8、在图所示电路中，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表的示数为6V时，电流表示数为0.5A；当电压表的示数为7.2V时，电流表示数为0.3A，则电阻R0为多少Ω，电源电压为多少V．

9、如图所示，电源电压不变，当S1闭合，S2断开时，电流表读数是0.4A，电压表读数是2V，当S1断开，S2闭合时，电流表读数为0.2A，电压表读数是4V。

　　求：

（1）R1、R2的阻值

（2）定值电阻R的阻值和电源电压。

10、各种家用电器进入了普通家庭后，楠楠同学统计出家里现有家用电器及其额定功率分别如下：

（额定电压均为220伏）

（1）楠楠同学家安装的电能表如图所示，问她家里的电路能承受的用电器的最大功率是多少？

简要写出计算过程。

（2）楠楠家想再买一个900瓦的电热水器，请你分析一下，

新增加这个用电器后，可能会出现什么现象？

通过计算说明理由。

她家的用电器在使用过程中应注意什么？

11、如图所示，电源电压为18.5V，定值电阻R0＝10Ω，当S1、S2都闭合且滑片P置于滑动变阻器的右端时，电流表的读数是2.22A，当S1、S2都断开且滑片P置于滑动变阻器的中点时，电流表读数为0.5A，灯泡正常发光．求：

（1）滑动变阻器的最大电阻值．

（2）灯泡的额定功率及其电阻值．

12、饮水机是一种常见的家用电器，其工作原理可简化为如图所示的电路，其中S是一个温控开关，R1为发热板，当饮水机处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度时，开关S自动切换到另一挡，饮水机便处于保温状态。

（1）试确定温控开关S接a或b时，饮水机分别对应的工作状态。

（2）若饮水机加热时发热板的功率为550W，而保温时发热板的功率为88W，求电阻R2的阻值（不考虑温度对阻值的影响）。

13、如图所示，R1＝20Ω，R2＝40Ω，电源电压、灯丝电阻保持不变。

（1）当开关S1、S2都闭合时，电流表A1的示数是0.6A，小灯泡恰好正常发光，请求电源电压和小灯泡的额定电压各多少？

（2）当开关S1、S2都断开时，电流表A2的示数是0.2A，求小灯泡的电阻和实际功率？

（3）小灯泡的额定功率是多少？

答案

1、

（1）60.5Ω

（2）0-6.05Ω

2、

（1）9.375Ω

（2）0.48A，0.8A

3、5欧

4、24Ω

5、

（1）4V

（2）0.25A

6、解：

（1）S1、S2都闭合时，R2、R3并联总电流I＝U/R2＋U/R3＝6/3＋6/6A＝3A

（2）S1、S2都断开时，R1、R2串联总功率P＝

/（R1＋R2）＝36/（2＋3）W＝7.2W

答：

电流表示数为3A，总功率为7.2W。

7、解：

（1）W＝Pt＝700W×25×60s＝1.05×106J

（2）设额定功率为P＝

/R…………①

实际功率为P实＝U实

/R…………②

①/②＝P/P实＝

/U实

解之得：

P实＝PU实

/

＝700W×（198V）

/（220V）

＝567W

8、6Ω9V

9、

（1）5Ω20Ω

（2）10Ω，6V

10、

（1）P大＝UI＝220×10＝2200（W）

（2）P＝P1＋P2＋P3＋P4＋P5＋P6＋P7＝200＋250＋90＋225＋125＋700＋500＝2090（W）

因为电能表允许的最大负荷P大＝2200W，若增加一个900W的电热水器，所有用电器一起工作时，P总＝2090＋900＝2990W比最大负荷大很多，令电能表过载，所以，可能会损坏电能表，甚至引起火灾。

她家里的用电器使用应注意不能同时使用，应分开使用，或者进行线路改造后再添置电热水器。

11、解：

（1）当S1、S2都闭合且滑片P置于滑动变阻器的右端时，流过R0的电流

流过滑动变阻器的电流I＝2.22A－1.85A＝0.37A

滑动变阻器的最大电阻值：

（2）当S1、S2都断开且滑片P置于滑动变阻器的中点时，变阻器与灯泡串联

电路中总电阻：

灯泡的电阻：

灯泡的额定功率：

12、

（1）S接a为保温状态，S接b为加热状态

（2）加热时，

工作，

断开

保温时

与

串联

13、

（1）U总＝12VUL＝12V

（2）RL＝20ΩP实＝0.8W（3）P额＝7.2W