中考物理專(zhuān)題電功和電功率

1、電功和電功率江西王山而【考點(diǎn)聚焦】1 .知道電功及其單位2 .理解電功的公式，會(huì)用電能表測(cè)量電功3 .理解電功率的概念4 .理解用電器的額定電壓和額定功率5 .理解焦耳定律，知道電熱器的原理和應(yīng)用 【呈現(xiàn)形式】本部分涉及到的內(nèi)容有電功、電能和焦耳定律1 .電功與電能的關(guān)系、電功的計(jì)算：相關(guān)的主要考點(diǎn)有電功的計(jì)算，而電功計(jì)算最常見(jiàn)的是與電流的定義、串并聯(lián)電路的特點(diǎn)、歐姆定律、電能表及電功率、焦耳定律聯(lián)系起來(lái)，并結(jié)合其它能量（如機(jī)械能、內(nèi)能等）的知識(shí)綜合考查，其中特別要熟練掌握串、并聯(lián) 電路的特點(diǎn)和歐姆定律與電功計(jì)算公式相結(jié)合的計(jì)算，要弄明白幾個(gè)電功計(jì)算公式的應(yīng)用范圍。2 .電功率的概念及其計(jì)算，

2、 用電器額定電壓、額定功率和實(shí)際電壓、 實(shí)際功率的聯(lián)系、 區(qū)別及計(jì)算，用電壓表和電流表測(cè)定小燈泡的功率的實(shí)驗(yàn)是重點(diǎn)內(nèi)容，其中電功率的計(jì)算公式的應(yīng)用，用電器額定功率和實(shí)際功率的區(qū)別和計(jì)算，小燈泡的功率的測(cè)定實(shí)驗(yàn)的討論是難點(diǎn)。與上述內(nèi)容相關(guān)的考點(diǎn)有：電功率的基本概念、 額定電壓、額定功率和實(shí)際功率的概念，用電器電功率與電阻的變化關(guān)系，測(cè)定小燈泡的功率的實(shí)驗(yàn)，將功率與串并聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律聯(lián)系起來(lái)進(jìn)行綜合考查，同一電路中不同用電器的功率的比較。3 .焦耳定律及其應(yīng)用， 與其相關(guān)的考點(diǎn)有焦耳定律的內(nèi)容及應(yīng)用、用控制變量法研究焦耳定律的實(shí)驗(yàn)、電熱器的構(gòu)造特點(diǎn)和原理等。這部分知識(shí)在中考中將大量以計(jì)算、實(shí)

3、驗(yàn)、開(kāi)放和探究性試題出現(xiàn)，其試題的難度也 將會(huì)較大，應(yīng)引起足夠的重視?！局R(shí)結(jié)構(gòu)】一、電功1 .定義：電流所做的功。2 .電流做功的實(shí)質(zhì)：電流做功的過(guò)程是電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能的過(guò)程，電功是電能轉(zhuǎn)化的量度。電功是過(guò)程量，電流做功時(shí)，總伴隨著能量狀態(tài)的變化。電流通過(guò)用電器所做的功的數(shù)值與該用電器此時(shí)消耗的電能數(shù)值完全相同。3 .電功的公式及其變換式：W= UIt （變換式 W= U/Rt, W= I2Rt）,即電流在某段電流上所做的功，等于這段電路兩端的電壓、電路中的電流和通電時(shí)間的乘積。4 .電功的單位；焦耳（J）、千瓦時(shí)（kwh）5 .電功測(cè)量：電能表是測(cè)量電功的儀表。二、電功率1 .定義及

4、意義：電流在單位時(shí)間內(nèi)所做的功叫電功率。電流做功不僅有大小而且有快慢之分。用電器的功率表示做功的快慢。電功率大的用電器只能說(shuō)明用電器電流做功快，并不表示電流做功的多少。2 .公式：P= Wt = UIt=UI,該公式適用于任何電器。3 .單位：瓦特（W,千瓦（kw）4 .額定電壓與額定功率： 額定電壓是用電器正常工作時(shí)的電壓，額定功率是用電器在額定電壓下的功率。5 .測(cè)小燈泡的電功率：（1）實(shí)驗(yàn)原理；（2）實(shí)驗(yàn)電路圖；（3）實(shí)驗(yàn)步驟；（4）數(shù)據(jù)處 理。三、焦耳定律1 .焦耳定律：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比,跟通電時(shí)間成正比。2 .焦耳定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式：Q=I

5、2Rt【方法提示】一、電功公式的正確使用：1.電功公式 W UIt是計(jì)算電功普遍適應(yīng)的公式，對(duì)于任何電器（或電路）都通用。2.變形公式W= U/Rt, W= I2Rt只適用于電爐、白熾燈、電烙鐵等純電阻電路，而如電動(dòng)機(jī)及給蓄電池充電等電路則不適用?！纠}1】如圖1所示，R的阻值是2 a ,兩端的電壓是3V, R的阻值是4 ，則2s內(nèi)在R上所消耗的電能是多少？【解析】這是一道綜合運(yùn)用串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律來(lái)計(jì)算電功的問(wèn)題。對(duì)于純電阻器件而言，只要想辦法求出該器件的電流、電壓、圖1電阻三個(gè)電學(xué)基本量的任意兩個(gè)量和時(shí)間即可求出電功。在這一思想指導(dǎo)下，計(jì)算R3在2s內(nèi)所消耗的電能：方法一是求 R的電壓

6、U和電流片;方法二是求U3和R;方法三可先求I3和R。在計(jì)算過(guò)程中 要充分利用串聯(lián)電路的特性、公式，注意歐姆定律在適用時(shí)各物理量應(yīng)滿足同一性原則。解決此類(lèi)問(wèn)題的方法是先弄清電路的連接方式，在運(yùn)用相應(yīng)的串、并聯(lián)電路特性和歐姆定律去分頭尋找研究對(duì)象的三個(gè)基本量中的任意兩個(gè)（時(shí)間往往是已知的）；如果研究對(duì)象是非純電阻器件，計(jì)算電功只能適用定義式計(jì)算。該題在R上消耗的電能是27J。二、電能表的問(wèn)題1 .電能表是測(cè)量電功或者說(shuō)是測(cè)量用戶的用電器在一段時(shí)間內(nèi)消耗電能的多少。2 .讀數(shù)：窗口兩次之差就是這段時(shí)間內(nèi)使用的千瓦時(shí)數(shù)，最后一位是小數(shù)。3 .銘牌如圖2所示的物理意義：“ 220V”表示電能表的額定電

7、壓是220V。"20A”表示允許通過(guò)這只電能表的最大電流是20A?！発Wh'表示電能表測(cè)量電功所用的單位是kWh,即“度”?！?2500R/kWh”表示每消耗1度電，電能表的表盤(pán)旋轉(zhuǎn) 2500轉(zhuǎn)。三、額定電壓與額定功率U實(shí)U額,則P實(shí)P額U實(shí)=U額,則P實(shí)=P額 U實(shí)VU額,則P實(shí)VP額【例題2】三盞電燈 A（220V, 40W）、B （110V, 40W、C （36V, 40W,當(dāng)它們各自正常發(fā)光時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)所消耗的電能哪個(gè)最大？【解析】本題容易出錯(cuò)的地方在于不了解電功率的意義，誤認(rèn)為額定電壓越高的電功率便越大。正確分析方式是：電流通過(guò)電燈做功的過(guò)程就是消耗電能的過(guò)程，單

8、位時(shí)間內(nèi)做多少電功便消耗多少電能，當(dāng)三盞電燈都正常發(fā)光時(shí)，雖工作電壓各不相同，但其電功率都是40VV所以三盞燈每秒做的電功以及每秒消耗的電能都是40J ,所以正確的答案是單位時(shí)間內(nèi)三盞燈消耗的電能相同。四、測(cè)量小燈泡的電功率【例題2】如圖3所示是測(cè)額定電壓為 2.5V小燈泡的額定功率的圖3電路圖(1) a是表，b是表。(2)按圖連接好器材,測(cè)量前開(kāi)卷一-,滑片P應(yīng)滑到 點(diǎn)。(3)如果小燈泡的阻值約為 10 ，電源有兩節(jié)干電池串聯(lián)組成，電流表有量程0s 0.6A和0s 3A兩檔，那么a表量程應(yīng)選 擋，b表量程選 擋。(4)閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡兩端電壓只有1.8V,滑動(dòng)變阻器的滑片 P向 端移動(dòng)，

9、才能使電壓表示數(shù)為V ,此時(shí)燈泡實(shí)際功率就是額定功率。(5)要測(cè)量的數(shù)據(jù)是 和,計(jì)算燈泡的額定功率公式為 ?！窘馕觥坑蓤D可知是用電流表和電壓表測(cè)定小燈泡額定功率電路。解答：(1)根據(jù)電流表、電壓表的使用規(guī)則可以判斷：a與電燈并聯(lián)，是電壓表；b與電燈串聯(lián)是電流表。(2)為了避免接線失誤， 損壞電器，串聯(lián)前開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)?；阶冏杵髟陔娐分衅鸱謮?作用，分去一部分電壓，以保證小燈泡的安全使用，并得到需要的電壓，測(cè)量前串入電路的 電阻應(yīng)是變阻器的最大值，所以滑片 P應(yīng)在B點(diǎn)。(3)電源選用兩節(jié)干電池，則電源電壓為 3V,且小燈泡的額定電壓為 2.5V,所以電壓 表a表的量程應(yīng)選“ 0s3V”擋，小燈泡的

10、電阻約為10a ,它在正常工作時(shí)的電流約為I=U/R=0.25A V0.6A,所以電流表 b的量程應(yīng)選“ 0s0.6A”擋。(4)當(dāng)小燈泡兩端電壓為 1.8V時(shí)，因沒(méi)有達(dá)到其額定電壓 2.5V,所以其實(shí)際功率小 于額定功率，為使小燈泡消耗的功率等于其額定功率，應(yīng)提高小燈泡兩端的電壓，使其達(dá)到2.5V,所以減小滑動(dòng)變阻器入電路的電阻，以減小滑動(dòng)變阻器兩端電壓，故滑片P應(yīng)向A端移動(dòng)，(5)測(cè)定小燈泡的額定功率， 依據(jù)是功率的公式，P=UI,需要測(cè)量的是小燈泡兩端的 電壓V和提高它的電流I。五、熟記電學(xué)中基本量的規(guī)律和特點(diǎn)，進(jìn)行電功、電功率和電熱的計(jì)算物理量 (符號(hào))公式單位(符號(hào))測(cè)量?jī)x器串聯(lián)電路

11、特點(diǎn)并聯(lián)電路特點(diǎn)電 功(W)W=UIt焦耳(J)電能表W=Wi+W2Wi： W2= Ri： R2W=Wi+W2Wi：W2= : R2 : Ri電功率(P)P = W /tP= UI瓦特(W)電流表電壓表滑 動(dòng)變阻器 (伏安法)P= P1+P2Pi： P2= Ri： R2P= P1+P2Pi： P2= R2 : Ri電熱(Q)Q=I2Rt焦耳(J)Q = Qi+Q2Q=Qi+Q2Qi： Q2=Ri： R2【例題3】同為“ 36V 40W”的電燈、電扇、電烙鐵都正常工作5min,它們產(chǎn)生熱量是：A.一樣多B.電燈最多C.電扇最多D.電烙鐵最多【解析】三個(gè)用電器消耗的功率、通電時(shí)間相同，由W=Pt可

12、知生山打 Mcfcr臺(tái)匕夕 /日U臺(tái)匕旦好M缶卉型由 壬啟丁、 cb臺(tái)匕好/I/乙匕II4rts口七日匕 。十夕,日匕S十彳il口；±1/巧, 七八1寸七日匕十彳 大量熱能及少量光能，電扇將電能轉(zhuǎn)化為大量機(jī)械能和少量熱能，而電 烙鐵將電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，所以產(chǎn)生熱量最多的用電器是電烙鐵。正確答案應(yīng)為D?！纠}4】如圖4所示，燈泡L標(biāo)有“220V 36W”字樣，R= 6Q , 通電10s且正常發(fā)光，根據(jù)這些已知條件，可以求出哪些物理量，請(qǐng)一 一計(jì)算出來(lái)。R"T1T1 一 -j 1-圖4【解析】本題看起來(lái)雖然簡(jiǎn)單，但實(shí)際上是一道開(kāi)放性試題，它可以幾乎計(jì)算出所有電 學(xué)中的基本物理

13、量，能夠涉及到所有的電學(xué)概念和定律。題中隱含的條件：額定電壓下，燈泡的額定功率， 切燈泡正常發(fā)光?？汕蟪龅奈锢砹坑?(1)燈泡兩端的實(shí)際電壓：U實(shí)=U額=12V(2)燈泡的額定功率 P實(shí)=P額=36W(3)通過(guò)燈泡的電流 I實(shí)=1額=P/U=3A(4)燈泡的電阻 Rl=u2/P=4Q通電10s鐘(5)通過(guò)燈泡的電荷量 Q= It =30C(6)燈泡消耗的電能 W= Pt= 360J(7)燈泡、電阻兩端的電壓U總=UR= UL=12V(8)通過(guò)電阻的電流 Ir=UR=12V/6 Q=2A(9)電阻消耗的電能 W=UlRt=12VX 2Ax 10s=240J(10)電阻的功率 Pr=UIr=12V

14、X 2A=24W(11)電阻上的電熱 CR=I R2Rt=(2A)2 X 6Q X 10s=240J【對(duì)應(yīng)訓(xùn)練】1 .電能表是用來(lái)測(cè)定下列哪個(gè)物理量的A.電能B.電流C.電壓2,將7.2 105J的電功用“度”作單位表示，則應(yīng)為A.20 度 B.2度 C.0.2度3.采蕨同學(xué)家在1月1日和 家一月用電A. 545 度B. 54.5C. 455 度D. 45.5 度4.下列關(guān)于電功率的說(shuō)法中2月1日兩次觀察家里的電能表，正確的是D.電阻 D.0.02 度,如下表所示，那么該同學(xué)02879A.電功率越大，電流做功越多B.電功率越大，所用的時(shí)間越短C.電功率越大，用電器消耗的電能越多D. 電功率越大

15、，用電器消耗電能越快5. a220V 100W的燈泡接入電壓為 210V的電路，則該燈泡的實(shí)際電功率A.大于100W B.等于100WC.小于100W D.條件不足，無(wú)法判斷6 .在測(cè)定一個(gè)小燈泡額定電功率的實(shí)驗(yàn)中，若小燈泡額定電壓為 2.5V,允許通過(guò)的最大電流為0.4A.電源是4節(jié)干電池串聯(lián)成的電池組 .另配有0-0.6A、0-3A兩量程的電流表一 個(gè),0-3V、0-15V兩量程的電壓表一個(gè)，最大阻值為20的滑動(dòng)變阻器等，則在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中電 流表、電壓表的量程分別應(yīng)選用的量程是A .電流表選 0-0.6A,電壓表選0-3V B.電流表選 0-0.6A,電壓表選 0-15VC.電流表選 0-3

16、A,電壓表選 0-3VD.電流表選 0-3A,電壓表選0-15V7 .有一阻值為40的電熱器，工作時(shí)產(chǎn)生熱量的功率為1000W,則通過(guò)該電熱器的電流和電熱器兩端的電壓分別是A. 10A100V B. 2A 200V C. 5A 100V D. 5A 200V8 .要使電熱器在單位時(shí)間產(chǎn)生的熱量減少一半，應(yīng)該A.讓它兩端的電壓減少一半B. 使它的電阻減少一半C.讓通過(guò)它的電流減少一半D.使它的電阻和兩端電壓同時(shí)減少一半9 .根據(jù)你生活中的觀察，電子手表、電燈、晶體管收音機(jī)、電燙斗這些常用電器中，電 功率最大的是，電功率最小的是.10 .電燈泡上標(biāo)著 “PZ220-40”，這里的“220”表示,

17、“40”表示的是燈泡 .此燈泡正常工作時(shí)的電流為 A,電阻為.11 . 一個(gè)在某電壓下工作的電烙鐵，功率是100W,電流是454mA，加在這個(gè)電烙鐵兩端的電壓是.12 .在測(cè)定小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中：(1)電源電壓要 小燈泡的額定電壓,串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器是為了 ；(2)閉合開(kāi)關(guān)前,滑動(dòng)變阻器應(yīng)放在 位置上,這樣做的好處是 ；(3)為了測(cè)定有“ 4.5V”字樣的小燈泡的功率，除了要用電壓表、電流表、小燈泡、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)線外，還應(yīng)在下列器材中選用 。A.三節(jié)干電池 B.三節(jié)蓄電池C.兩節(jié)干電池 D.兩節(jié)蓄電池13 .如上表所示的電器每天工作時(shí)間均有減少，照明電器每天減少一小時(shí)，廚房電器每天工作時(shí)數(shù)減少 0.5小時(shí)，洗衣機(jī)每天工作時(shí)時(shí)數(shù)減少0.5小時(shí)，其他用電器每天工作時(shí)數(shù)均減少1.5小時(shí)，則一個(gè)月能節(jié)約用電多少千瓦時(shí)？折合多少度？折合多少焦耳？14 .按圖5所示電路對(duì)額定電壓為3.8V的小燈泡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，測(cè)彳導(dǎo)5組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并記錄在表中，同時(shí)記錄了小燈泡亮度變化的情況.次數(shù)12345UV3.03.53.84.04.5I/A0.280.300.310.320.34亮度增加請(qǐng)你仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)