1、电功用电能表来直接测量的,而电功率有两种测量方法,第一种方法是用伏安法间接进行测量,即测出用电器两端的电压及通过的电流,然后根据P=UI求出电功率。第二种方法是用电能表和秒表间接测量,即测出某一段时间用电器所做的功,然后根据可得用电器电功率。(5)电功和电功率的联系密切,利用公式可得出W=Pt。二、额定功率和实际功率额定电压和额定功率是确定的。实际功率是用电器在实际工作时的电功率,是不确定的,在使用用电器时,应保证用电器两端的电压等于它的额定电压,这样才能使用电器更好地发挥作用。三、理解焦耳定律焦耳定律是在大量实验的基础上总结得出的,它定量地描述了电能向内能转化的规律。用公式Q=I2Rt表示,
2、它适用于任何电路。当电流所做的功全部用来产生热量时,焦耳定律可以根据电功的公式W=UIt和欧姆定律导出:。这里的条件是电流所做的功全部用于产生热量,而电流做功全部转化成热的情况也只对纯电阻电路才成立。所以上述导出公式只适用于纯电阻电路。例如在电动机工作的电路中,加在电动机两端的电压是U,通过的电流是I,电动机的线圈也有一定的电阻R,此时电流做的功W=UIt,而电流做的功并没有全部转化为热,绝大部分转化为机械能了,通过线圈电阻R的电流仍使线圈发热,产生的热量为Q=I2Rt,但此时,而是QW,此时WQE机械能。初中阶段所研究的电路仅限于纯电阻电路,如电灯、电炉、电烙铁等电路。故WQ成立。所以我们用
3、公式来计算的结果都一样,在不同情况下选用不同的公式进行计算问题会更简单。【典型例题】例1. 关于电热和电功,以下说法正确的是( )A. 电流在电路中所做的功一定等于电热 B. 电流在电路中所做的功一定大于电热C. 在电路中包含有电动机时电流做的功将转化为机械能、内能,此时,电功必大于电热D. 在电路中仅有电阻时,电功等于电热例2. 照明电路的电压是220V,如果在某电灯并联接入一个大电炉,发现灯的亮度变暗,其原因是( )A. 干路上的电流减小了 B. 电炉从灯那里分出了部分电流C. 干路中的电流变大,干路上导线分担电压增多D. 干路上消耗的电压不变,但电灯两端的电压变小了例3. 有两个定值电阻
4、R1和R2,将它们并联到电源上,它们消耗的电功率分别为P1和P2,如果把它们串联起来再接到同一电源上,它们消耗的总功率应为多大?例4. 如图1所示电路,灯L上标有“12V 9W”字样,当开关S和S1都闭合,变阻器的滑片P移到a端时,灯恰好正常发光,电流表示数是1.25A,求:(1)变阻器的最大阻值是多少?(2)当开关S闭合,S1断开,变阻器的滑片P移到b端时,灯消耗的功率是多少? 图1例5. 某同学利用电源、电流表、电压表、开关,标有“50 2A”字样的滑动变阻器和若干导线测定小灯泡的额定功率。其中灯泡上所标“0.3A”字样清晰可见,电压表015V挡损坏,小灯泡的额定功率估计为1.5W左右。该
5、同学实验步骤正确。当闭合开关时,电压表和电流表的示数分别为2V和0.2A,接着他边思考边实验,直至灯正常发光,这时滑动变阻器的滑片恰好在中点上(即变阻器连入电路的电阻为25)。1)画出灯正常发光的电路图,并简述判定灯正常发光的理由;2)求出灯的额定功率。例6. 如图3所示是一个电热毯的示意电路图,是电热毯中的电阻丝,R是与电热毯电阻丝串联的电阻,电热毯上标有“220V 100W”字样,S是控制电热毯处于加热状态或保温状态的开关。1)用学过的公式推理说明开关S断开时,电热毯是处于加热状态还是保温状态?2)若要求在保温时电流通过电阻丝每分钟有60J的电能转化为内能,电阻R的阻值是多大?例7. 某课
6、外活动小组,找出了“10 1A”的滑动变阻器、“6V 3.6W”的灯泡、电压恒为12V的电源、开关、导线以及电阻为1/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,设计出如图所示的电路图,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有耗的最小动率。(假定灯丝电阻不变)例8. 在如图6所示的电路中,电源电压和灯泡电阻不变,电阻R1=12,灯L标有“6V 12W”的字样,电流表量程为03A,电压表量程为
7、015V,滑动变阻器R2上标有“2.5A”的字样。1)只闭合S1,电流表的示数为0.6A,求电源电压;2)当闭合S1、S2和S3,并将滑片P移到b端时,电流表的示数为1.2A,求滑动变阻器R2的最大阻值;3)只闭合S2时,求电路总功率的最大值。例9. 图7是SD600全自动豆浆机的结构示意图,下表是铭牌。额定电压220V电机功率260W额定频率50Hz干豆容量605g电热功率600W外形尺寸215190347 mm制浆过程:先将90g泡好的黄豆装入滤杯内,再往制浆杯内加入1000 mL的水。第一步:加热,接通电源,加热管开始加热,加热6 min杯内水温升至80;第二步:打浆,加热停止,电机开始
8、打浆,按工作10s、停8s方式循环,经1.2min停止;第三步:再加热,打浆结束后,加热管继续加热,加热3min豆浆由80升温至100。根据以上信息计算:1)在“第三步,再加热”的过程中,豆浆吸收的热量(设豆浆与水的比热容相等);2)豆浆机在“加热打浆再加热”的全过程中,共消耗的电能。例10. 如图8所示,家庭用电是通过设立在附近的“变电站”提供的。为了保证居民用户所有用电器都能在220V的电压下正常工作,变电站的输出电压一般都高于220V。1)居民楼用电器的总功率为44kW,当这些用电器全部正常使用时,通往居民楼的输电线路中的电流是多少?2)若输电线的总电阻为,“变电站”输出的电压是多少?3
9、)居民楼由于家电增加,向供电部门申请“增容”,即增加功率。当用电器的总功率由44kW增加到88kW,用电器两端电压仍保持在220V时,输电线路的功率损失比“增容”前增加了多少?4)若想在不减小功率的前提下减小输电线路的损失,应采取什么措施?图8例11.(偏难) 在一次测定小灯泡额定功率的实验中,老师给出了下列器材:额定电压为的小灯泡、电源(电压未知)、一个阻值为R的电阻、一个滑动变阻器、一只电流表、一个单刀双掷开关和若干导线。实验时不能忽略灯丝的电阻随温度而发生的变化。1)小张同学设计的实验电路图如下,请你根据电路图用笔画线连接未完成的实物连线。图9(2)实验中所需要的物理量_。(3)本实验中
10、,小灯泡额定功率的表达式_。(4)若在给出的器材中只将其中的一只电流表改为一只电压表,请你重新设计一个实验电路图,测量小灯泡的额定功率(将实验电路图画在下面的方框内,不需要说明实验步骤)。例12. (稍难)学校淋浴用的简易太阳能热水箱中的水在冬天往往温度不够高,同学们在水箱中加装了一个“220V 2000W”的电热器,并利用一个“6V 1W”的小灯泡和一段10/m的电阻丝为电热管安装了一个指示灯。(1)画出电热管及指示灯的电原理图。(2)在同学们的方案中,小灯泡两端的电压是按5V设计的,对于有指示灯来说,这样设计有什么好处?(3)按上述设计,电阻丝需截用多长一段?(4)安装指示灯后,电热管的实
11、际功率是额定功率的百分之几?例1. 输电线电阻是0.5,输送的电功率为100kW,用1kV的电压输电时,输电线路上的电流和消耗的电功率为( )A. 2000A,100kW B. 100A;5kW C. 100A,100kW D. 2000A,2000kW例2. 关于电功和电功率,下述说法正确的是( )A. 电功率的大小决定于电流做功的多少B. 电功与电功率都表示了电能转化为其他形式的能的多少C. 电功与电功率都表示了电能转化为其他形式的能的快慢D. 电功率等于用电器在单位时间里所消耗的电能例3. 电炉的电阻丝热得发红,而与它串联的铜导线却不发烫,这是因为铜导线( )A. 电阻较大 B. 电阻较
12、小C. 通过的电流较大 D. 通过的电流较小例4. 标有“6V 6W”和“6V 3W”的灯泡L1和L2串联接在某电源上,设灯丝电阻不变,则( )A. 通过灯L1、L2的电流之比为2:1 B. 灯L1、L2的实际功率之比为1:2C. 电源电压为12V时,L1、L2均正常发光 D. 电源电压为9V时,L2正常发光例5. 现有L1为“12V 8W”和L2为“6V 2W”的两盏电灯,把它们与“20 1A”的滑动变阻器串联后,接在18V的电源上,如图1所示,开关闭合后,当滑动变阻器R的滑片P从a端向b端滑动的过程中,下列说法正确的是( )A. 两灯都变亮,且L2首先正常发光 B. 两灯灯丝电阻不同C. 因为L1的额定功率大,所以L1比L2更亮D. 两灯都变亮,且L2可能先烧毁例6. 如图2所示,已知电源电压保持4.5V不变,电压表的量程为03V,滑动变阻器R的最大阻值是20,小灯泡L标有“2.5V 1.25W”的字样,闭合开关后,当小灯泡下正常发光时,它的阻值为_,滑动变阻器接入电路的阻值为_。若小灯泡的电阻不变,在此电路中小灯泡工作时的最小功率为_W。图2
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