中考物理一輪復(fù)習(xí)第28講《電能表焦耳定律》知識(shí)點(diǎn)講解+強(qiáng)化訓(xùn)練題（含答案）

1、PAGE 第28講 電能表 焦耳定律28.1學(xué)習(xí)提要28.1.1 電能表單相電能表指的是家用電能表，如圖28- 1所示。電能表是測(cè)量用戶消耗多少電能的儀表，也可以認(rèn)為是測(cè)量電流做功多少的儀表。電能表上標(biāo)有如“5（10）A”的字樣，表示該戶人家允許通過(guò)的最大電流為5A，短時(shí)間內(nèi)允許通過(guò)的最大電流為10 A。電能表是用千瓦時(shí)為單位來(lái)量度電功，即所消耗的電能。當(dāng)電功率是1 kW，通電的時(shí)間為1 h的時(shí)候，電流所做的功就是1千瓦時(shí)（它的符號(hào)是kWh）。平時(shí)說(shuō)用了幾“度”電，就是指消耗了幾千瓦時(shí)的電能。1度=1 kWh = 1 000 W 3 600 s = 3. 6106 J。電能表上標(biāo)著“1 200

2、 r/kWh”的意思是：這個(gè)電能表的鋁盤(pán)每轉(zhuǎn)動(dòng)1 200轉(zhuǎn)（r），消耗的電能是1 kWh（度）。利用電能表可以測(cè)量用電器的實(shí)際功率：得該用電器單獨(dú)使用t時(shí)間內(nèi)消耗的電能W，即可求得P = QUOTE * MERGEFORMAT 錯(cuò)誤！未找到引用源。 。圖28 - 128.1.2 焦耳定律1.電流的熱效應(yīng)導(dǎo)體在電流通過(guò)時(shí)都會(huì)發(fā)熱，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。2.焦耳定律電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量，跟電流的平方成正比，跟電阻成正比，跟通電的時(shí)間成正比。 焦耳定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為Q =I2Rt，這也說(shuō)明1焦= l(A2s)。28.2 難點(diǎn)釋疑28.2.1 電能表的讀數(shù)電能表最后一個(gè)紅框內(nèi)的數(shù)字是十分位數(shù)字

3、。例如：某戶人家上月抄表數(shù)為 本月抄表數(shù)為，則這戶人家一個(gè)月耗電W = 6034.6度 - 5938.6度 = 96度。28.2.2電能表的功率容量電路中同時(shí)工作的各用電器的功率之和，不能超過(guò)電能表的功率容量，否則將使保險(xiǎn)絲熔斷或電能表?yè)p壞。電能表的功率容量等于它正常工作的最大電流與工作電壓的乘積。標(biāo)有 “220V 5(10)A”的電能表的功率容量是 P = U/I = 220 V5A = 1 100 W。28.2.3關(guān)于公示Q = UIt和Q = QUOTE * MERGEFORMAT 錯(cuò)誤！未找到引用源。此兩式是根據(jù)Q=I2Rt、結(jié)合歐姆定律推導(dǎo)出來(lái)的，用這兩個(gè)公式來(lái)求電流產(chǎn)生的熱量, 要

4、滿足研究的電路中只有純電阻用電器的條件，即只有在電能完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能時(shí)才能使用，此時(shí)W = Q。公式Q=I2Rt，對(duì)求電流產(chǎn)生的熱量普遍適用。例如電動(dòng)機(jī)電路中，電動(dòng)機(jī)內(nèi)線圈電阻為R，電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為U，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為I。利用W = UIt，可求得電流對(duì)電動(dòng)機(jī) 所做的總功，即電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的總量。電動(dòng)機(jī)線圈產(chǎn)生的熱量是其中的一部分，熱量大小為Q= I2Rt，此時(shí)W Q。用電器的發(fā)熱功率（單位時(shí)間里產(chǎn)生的熱量）用公式P=I2R來(lái)計(jì)算，它同樣具有普遍適用性，而利用p = UI= QUOTE * MERGEFORMAT 錯(cuò)誤！未找到引用源。來(lái)計(jì)算時(shí)，同樣應(yīng)注意到電路為純電阻電路。28.3 例

5、題解析28.3.1關(guān)于“度”的計(jì)算例1 1度電能使1盞“220V 40W”的電燈正常工作多少小時(shí)？【點(diǎn)撥】注意電功的單位“度”和“千瓦時(shí)”的關(guān)系。注意“正常工作”時(shí)，這盞電燈的電功率是40 W。【解析】 1度電即lkWh，也就是l000Wh。根據(jù)W = Pt，得t = QUOTE * MERGEFORMAT 錯(cuò)誤！未找到引用源。 = QUOTE * MERGEFORMAT 錯(cuò)誤！未找到引用源。 = 25 h【答案】 25 h。28.3.2選擇合適的公式討論焦耳定律例2 要使電熱器在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量減為原來(lái)的1/2，可以采用的辦法是（ ）A、電阻不變，通過(guò)它的電流減為原來(lái)的 QUOTE *

6、MERGEFORMAT 錯(cuò)誤！未找到引用源。 B、電壓不變，電阻變?yōu)樵瓉?lái)的 QUOTE * MERGEFORMAT 錯(cuò)誤！未找到引用源。C、電壓和電阻都減為原來(lái)的 QUOTE * MERGEFORMAT 錯(cuò)誤！未找到引用源。 D、電阻不變，電壓減為原來(lái)的 QUOTE * MERGEFORMAT 錯(cuò)誤！未找到引用源?！军c(diǎn)撥】 根據(jù)焦耳定律，電流產(chǎn)生的熱量跟三個(gè)因素有關(guān)，其中一個(gè)是平方的關(guān)系。因?yàn)槭羌冸娮桦娐?，要選用合適的公式進(jìn)行討論。并且要注意所討論的物理量是在分子上還是在分母上?！窘馕觥?若R不變，根據(jù)Q= I2Rt，當(dāng)電流I減半時(shí)，Q減為原來(lái)的 QUOTE * MERGEFORMAT 錯(cuò)誤！

7、未找到引用源。，故A選項(xiàng)錯(cuò)；若兩端電壓U不變，根據(jù)Q= QUOTE * MERGEFORMAT 錯(cuò)誤！未找到引用源。t，當(dāng)電阻R減半時(shí)，Q增為原來(lái)的2倍，故B選項(xiàng)錯(cuò)；根據(jù)Q = QUOTE * MERGEFORMAT 錯(cuò)誤！未找到引用源。t，當(dāng)兩端電壓U、電阻R均減為一半時(shí)，Q減為原來(lái)的 QUOTE * MERGEFORMAT 錯(cuò)誤！未找到引用源。，故C選項(xiàng)正確；電阻R不變，根據(jù)Q= QUOTE * MERGEFORMAT 錯(cuò)誤！未找到引用源。t，當(dāng)兩端電壓U減半時(shí)，Q減為原來(lái)的 QUOTE * MERGEFORMAT 錯(cuò)誤！未找到引用源。，故D選項(xiàng)錯(cuò)?！敬鸢浮?C。【反思】 對(duì)于電熱器等純電

8、阻電器，在計(jì)算通過(guò)電流而產(chǎn)生的熱量時(shí)，除了可以用焦耳定律Q= I2Rt外，導(dǎo)出公式Q=UIt和Q = QUOTE * MERGEFORMAT 錯(cuò)誤！未找到引用源。t都適用，因此在討論時(shí)，選擇合適的公式，解題就方便了。28.3. 3關(guān)于電能表轉(zhuǎn)速的計(jì)箅例3 小明家有兩臺(tái)電視機(jī)、一臺(tái)電腦和一個(gè)無(wú)繩電話。平時(shí)，他們家總是讓這些家用電器處于待機(jī)狀態(tài)。為了估算這些家用電器待機(jī)時(shí)所消耗的電能，在電冰箱等電器不工作 時(shí)，小明在他們家的電能表上觀察到，電能表的鋁盤(pán)緩慢地轉(zhuǎn)動(dòng)一圏約需80 s時(shí)間。他們家的電能表上標(biāo)有“1 800 r/kWh”字樣。請(qǐng)你根據(jù)這些數(shù)據(jù)，算一算小明家待機(jī)的電功率有多大？若每臺(tái)電器平均

9、每天使用2 h，小明家一個(gè)月（以30天計(jì))用于待機(jī)所浪費(fèi)的電能是多少度？【點(diǎn)撥】 電能表上標(biāo)冇“1 800 r/kWh”字樣的意義是：電能表的鋁盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)1 800轉(zhuǎn)，表示 消耗1度電.觀察鋁盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)和時(shí)間，可以估算家庭的實(shí)際功率。估算的方法采用比 例法。【解答】 QUOTE * MERGEFORMAT 錯(cuò)誤！未找到引用源。 = QUOTE * MERGEFORMAT 錯(cuò)誤！未找到引用源。，得P = QUOTE * MERGEFORMAT 錯(cuò)誤！未找到引用源。 = 25 W。W = Pt = 25W（24h - 2h）30 = 16 500 Wh = 16.5 kWh = 16.5 度。【答案

10、】 P= 25W，W = 16.5kWh?！痉此肌?對(duì)于這類題型，用比例法來(lái)解答是最簡(jiǎn)捷的，但要注意相關(guān)物理量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并統(tǒng)一單位。要注意日常生活中的物理現(xiàn)象，用學(xué)習(xí)過(guò)的物理知識(shí)嘗試解決實(shí)際問(wèn)題,是一種非常好的學(xué)習(xí)方法。所謂家用電器的待機(jī)狀態(tài)，是指家用電器雖然不工作、但沒(méi)有把電源插頭拔下來(lái)的情況。此時(shí)，家用電器中仍然通有較小的電流，因此仍然要消耗少量電能。算一算就知道，家庭中家用電器待機(jī)浪費(fèi)的電能是十分可觀的。28.3. 4較復(fù)雜的焦耳定律計(jì)算例4 阻值為R的電阻絲，接到電源上，6min可將一杯水燒開(kāi)，現(xiàn)在用兩個(gè)相同的電阻絲串聯(lián)起來(lái)，仍接到原來(lái)的電源上，燒開(kāi)一杯水需要的時(shí)間為（ ） A、12

11、minB、6minC、4minD、3min【點(diǎn)撥】：電阻絲兩次所放出的熱量相等，電源電壓也相等,電阻由尺變成2R?！窘馕觥浚涸O(shè)電源電壓為U，只用一個(gè)電阻絲R時(shí)， SKIPIF 1 0 用兩個(gè)電阻絲串聯(lián)時(shí)， SKIPIF 1 0 不計(jì)熱損失，兩次電阻絲放出熱量相等，即Q1=Q2， 所以 SKIPIF 1 0 ，即，t2=2t1=26min=12min。【答案】：A。【反思】：電阻絲發(fā)熱是純電阻電路，所以用 SKIPIF 1 0 比較方便。從以上解析還可知，在電壓不變的情況下，電阻越大，相同時(shí)間放出的熱量越小。例5 杯中裝有0.32 L水，然后把“熱得快”放人水中，測(cè)得的初溫為25C，再把“熱得

12、快”接到220 V的電源上，經(jīng)過(guò)8 min 40 s后水沸騰，已知“熱得快”的電阻為160 ，求“熱得快”燒水的熱效率?！军c(diǎn)撥】：燒水的熱效率是指這些水燒到沸騰所需吸收的熱量占電熱器消耗的總電能的百 分比?！窘獯稹浚核馁|(zhì)量 m= SKIPIF 1 0 水V=1.0103kg/m30.3210-3=0.32kg水吸收的熱量 SKIPIF 1 0 =4.2103J（kg/）0.32kg（100-25）=1.008105J“熱得快”是純電阻，消耗的電能 SKIPIF 1 0 J熱效率 SKIPIF 1 0 =Q有用100%/Q總=（1.008105J）100%/（1.573105J）=64%【答案

13、】： SKIPIF 1 0 =64%【反思】：這是一道熱學(xué)與電學(xué)的綜合題，要注意分清兩種能量的求法，即水吸收的熱量 SKIPIF 1 0 ，“熱得快”消耗的電能 SKIPIF 1 0 ?！盁岬每臁毕囊徊糠值哪芰恳徊糠洲D(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，另一部分會(huì)被容器或空氣吸收，所以熱效率一定低于100%。30.4 強(qiáng)化訓(xùn)練A卷某電能表上標(biāo)有“5 A”字樣，表示 ，此電能表的功率容量為 W。某戶人家外出旅游一個(gè)星期，家中只有功率為100 W的電冰箱在工作著，電冰箱平均每天 工作6h。出門(mén)時(shí)，看到電能表上的示數(shù)為03765那么當(dāng)他們旅游回家時(shí)，應(yīng)該沿到電能表的示數(shù)為 。一個(gè)用電器正常工作10h，電能表示數(shù)由122

14、42變?yōu)?2322，這個(gè)用電器消耗了_J的電能，它的額定功率是_W。某電能表標(biāo)有“220 V 5A”字樣，電路中已接有一個(gè)標(biāo)有“220 V 500 W”字樣的用電器 在工作，則還允許使用標(biāo)有“220 V 40 W”字樣的電燈 盞。某教室安裝了 8盞“220 V 40 W5的燈泡。若每天平均使用4 h,則每天耗電 kWh。只電爐的電阻為48. 4,額定電壓是220 V，該電爐每小時(shí)電流做功為_(kāi)J，每小時(shí)消耗_度電。1 kWh的電，能夠使10盞“220 V 40 W”的電燈正常工作_h。電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)克服電阻做功，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，表現(xiàn)為導(dǎo)體發(fā)熱，這種現(xiàn)象叫做_。英國(guó)物理學(xué)家_在1840年發(fā)現(xiàn)：電流

15、通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，跟_成正比，跟_也成正比，這一規(guī)律叫做_，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為Q=_。電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，若電能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這時(shí)電流所做的功就等于它所產(chǎn)生的_，即W=_。家庭電路中使用的電能表用來(lái)測(cè)量的物理量是（ ）電功率B、電功C、電流D、電壓有兩個(gè)額定功率相同的燈泡，把它們接在電路中時(shí)（ ）A、兩個(gè)燈泡的實(shí)際功率一定相同B、只有把它們并聯(lián)起來(lái)時(shí)實(shí)際功率才相同C、只有把它們串聯(lián)起來(lái)時(shí)實(shí)際功率才相同D、把它們分別接在額定電壓的電路中時(shí)實(shí)際功幸才相同規(guī)格分別為“220 V 60 W”的音響設(shè)備一臺(tái),“220 V 60 W”的電燈一只，“220 V 60 的“熱得快”電熱水器一只，車們均在各自的額定

16、電壓下工作1 h，放出熱量最多的是（ ）白熾燈B、電熱水器C、音響設(shè)備D、一樣多對(duì)于標(biāo)有“220 V 5 A”字樣的電能表，下列說(shuō)法中1正確的是（ ）A、電能表的額定電流是5AB、若接在220 V的電路中，電能表消耗的功率為1100WC、裝此電能表的用戶，同時(shí)使用的各沖用電器功率之和不能超過(guò)1100WD、上述說(shuō)法均正確有一個(gè)電能表上標(biāo)著“220 V 5(10)A”字樣，這個(gè)電能表的功率容量為（ ）A、1100WB、1100W與2200W之間 C、2200WD、大于2200W電爐通電后，電爐絲熱得發(fā)紅，而跟電爐連接的銅導(dǎo)線卻不那么熱，這是因?yàn)椋?）通過(guò)銅導(dǎo)線的電流小，所以它消耗的電能少電爐絲和銅

17、導(dǎo)線消耗的電能相同，但銅導(dǎo)線散熱快通過(guò)電爐的電流大，所以它消耗的電能較多銅導(dǎo)線的電阻較小，所以它消耗的電能較少電爐絲燒斷了，若剪去一段后再接人原來(lái)的電源上，在相同時(shí)間內(nèi)電爐產(chǎn)生的熱量與原來(lái)相比為（ ）增多B、減少C、一樣多D、缺少條件，無(wú)法判斷間教室里有六盞40 W的電燈，同學(xué)們注意節(jié)約用電，做到人走燈熄，這樣平均每天能少開(kāi)半小時(shí)，則一個(gè)月（按30天計(jì)箅)可以節(jié)約多少度電? 電能表上標(biāo)有“1 800 r/kWh”字樣，此時(shí)測(cè)得10min內(nèi)鋁制轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)了360 r，則耗電多少度？電路中的總功率為多少瓦？小紅家的電能表上標(biāo)有“1 200 r/kWh”字樣，在其他用電器不工作時(shí)，小紅觀察到她的標(biāo) 有

18、“220 V 40 W”的調(diào)光臺(tái)燈開(kāi)第二檔光線柔和檔時(shí)，電能表的鋁盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)1 r，時(shí)間恰好約2 min。請(qǐng)你根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估算這臺(tái)調(diào)光臺(tái)燈光線柔和檔的實(shí)際功率為多大？20、有一個(gè)額定電壓為220 V的電熨斗,在電源電壓為220 V時(shí)，工作0.5 h，電能表上消耗電能示數(shù)為0.8 kWh，求：（1）該電熨斗的額定功率；（2）電熨斗的電阻；（3）通過(guò)電熨斗的電流。B卷一只電能表上標(biāo)有“220 V 5A”，由此可知，這只電能表的 電壓是220 W， 電流是5 A，同時(shí)使用的家用電器的總功率不得超過(guò) W。小明家的電能表的銘牌上標(biāo)有“220 V 10A”、“3 000 r/kWh”等字樣。如果長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)用

19、電，他家最多可以使用總功率為 W的用電器；電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)每轉(zhuǎn)過(guò)1 r，表示他家用去了 J的電能。某電熱器接在220 V照明電路上，它在5 min內(nèi)產(chǎn)生的熱量是2. 64105 J，則該電熱器的電阻是 ，通過(guò)電熱器的電量是 C。4、兩根導(dǎo)線電阻分別為2 和6 ，若串聯(lián)后接入電路，前者產(chǎn)生6 J熱量時(shí)，后者產(chǎn)生的熱量是 J，若并聯(lián)后接入電路，前者產(chǎn)生6 J熱量時(shí)，后者產(chǎn)生的熱量是 J。5、將一段阻值為200 的電熱絲，浸沒(méi)在質(zhì)量為lkg溫度為10 的水中。若此時(shí)電熱絲兩端的電壓為220 V，那么10 min內(nèi)電流所做的功是 J，這些電能可以使水的溫度升高 。兩個(gè)電熱器的電阻之比是3：2，通過(guò)的電流之

20、比是1：3，則在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比是 。某電阻器兩端電壓為220 V，5 min內(nèi)通過(guò)電阻器的電量為50 C，則電流通過(guò)電阻器產(chǎn)生的熱量為 J，其發(fā)熱功率為 W。8、小紅家的電表允許通過(guò)的最大電流是10 A，她家有4個(gè)標(biāo)有“220 V 60 W”的燈泡，1個(gè)標(biāo)有“220 V 1 000 W”的熱水器，1臺(tái)制冷時(shí)耗電為140 W的電冰箱和1臺(tái)耗電為80 W 的電視機(jī)，則( ) A、所有用電器可以同時(shí)使用 B、除熱水器外，其他用電器可以同時(shí)使用 C、除電視機(jī)外，其他用電器可以同時(shí)使用 D、電冰箱制冷時(shí)，其他用電器不能同時(shí)使用9、在兩個(gè)電阻串聯(lián)的電路中，發(fā)熱最快的電阻是（） A、兩端電壓較大的

21、 B、兩端電壓較小的 C、阻值較小的 D、通過(guò)電流較大的10、小明家的電能表的盤(pán)面標(biāo)有“5 000 r/kWh”，他要用這個(gè)電能表來(lái)測(cè)一臺(tái)電冰箱的實(shí)際功率。為此他在其他用電器都關(guān)閉的條件下，測(cè)得電冰箱啟動(dòng)工作半小時(shí)后自動(dòng)停機(jī)的過(guò)程中，電能表轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)300 r，則該電冰箱壓縮機(jī)工作時(shí)的實(shí)際功率為( ) A、0.12 kW B、1. 2 kW C、53 kW D、350 kW11、通過(guò)某電阻中的電流為I，在t時(shí)間內(nèi)電阻產(chǎn)生的熱量為Q，則該電阻的阻值為 （ ） A、 SKIPIF 1 0 B、 SKIPIF 1 0 C、 SKIPIF 1 0 D、 SKIPIF 1 0 12、通過(guò)一導(dǎo)體的電流為2 A

22、，產(chǎn)生的熱量為Q；若通電時(shí)間不變，使通過(guò)導(dǎo)體的電流增加到 4 A，則電流產(chǎn)生的熱量為（ ） A、 SKIPIF 1 0 B、 SKIPIF 1 0 C、 SKIPIF 1 0 D、 SKIPIF 1 R2R3，以下關(guān)于電熱絲的四種接法中，能使水溫度升髙最快的是（ ） A、將三根電熱絲串聯(lián) B、將三根電熱絲并聯(lián) C、將R1與R2并聯(lián)后，再與R3串聯(lián) D、將R2與R3并聯(lián)后，再與R1串聯(lián)15、有兩個(gè)電阻串聯(lián)在電路中，R1=40，R2 = 60兩電阻消耗的總功率為9 W，求：（1）電路兩端電壓；（2）電阻R1的電功率；（3）在1 min內(nèi)電阻R2放出的熱量。16、當(dāng)李老師最后離開(kāi)計(jì)算機(jī)房要去關(guān)閉總電

23、閘時(shí)，發(fā)現(xiàn)電能表如圖28 - 2所示的轉(zhuǎn)盤(pán)仍在緩慢地轉(zhuǎn)動(dòng)。他用手表粗略地估測(cè)了一下，1 min轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)了 5 r。檢査發(fā)現(xiàn)，原采機(jī)房?jī)?nèi)還有20臺(tái)電腦顯示器處于待機(jī)狀態(tài)。請(qǐng)你算一算，1臺(tái)電腦顯示器的待機(jī)功率約多大？ 圖 28-2kWh 單相電度表 DD10 220V 5（10）A 50HZ 3000 r/kWhI7、如圖28 - 3所示為照明電路中使用的電能表表面示意圖，（1）說(shuō)明表面上“3 000 r/kWh” 的含義。（2）若單獨(dú)接入一電爐，2 mm內(nèi)電表盤(pán)轉(zhuǎn)了 50 r，這個(gè)電爐的電功率是多大？（3）此電爐通電2 h放出了多少熱量？用了多少度電？21860 圖 28-3根電阻絲接在電壓為U的電源上，10 min內(nèi)可將質(zhì)量為2 kg溫度為20 的水加熱到100 。若將此電阻絲對(duì)折后仍接在原來(lái)的電源上，將質(zhì)量為2 kg溫度為20的水加熱到100，需要多少分鐘？19、一個(gè)電熱水壺有兩組線圈，只接通一組線圈，將水燒開(kāi)需12 min，只接通另一