电功和电热专题(讲解及练习带答案).doc
《电功和电热专题(讲解及练习带答案).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电功和电热专题(讲解及练习带答案).doc（23页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
滨海县玉龙初级中学王景年
初三物理
2007年中考专题复习第九单元电功和电热
【教学内容与目的要求】
目的要求：
1、知道电功及其单位，掌握电功的公式，知道电能表是测量电功的仪表
2、掌握电功率的概念，理解额定功率
3、理解焦耳定律，知道电热器的原理
4、会测小灯泡的电功率
【知识重点与学习难点】
1、理解电功的概念
2、理解电功率的概念，掌握电功率的计算公式
3、理解额定功率和实际功率的概念
4、理解焦耳定律及有关计算
【方法指导与教材延伸】
1、怎样理解电功这个物理量
电流做功的过程就是电能转化为其它形式能，如：
内能、机械能和化学能等的过程。
电功的计算公式W=UIt是电功的基本计算公式，适用于任何电路。
根据W=Pt，也可以计算电功，但是，根据I=U/R推出的电功的两个计算公式：
和只适用于计算将电能完全转化为内能的用电器的电功。
电功的单位是焦耳，常用的电功单位是千瓦时（度）。
1千瓦时=焦耳
2、怎样理解电功率这一物理量
电功和电功率是既有联系又有区别的两个物理量。
电功率表示电流做功的快慢，即电流在单位时间内做的功。
公式P=UI是计算电功率的基本公式。
另两个公式P=I2R，P=U2/R，这两个公式是根据P=UI结合欧姆定律I=U/R推出的，仅适用于将电能完全转化为内能的用电器或电路。
3、额定功率和实际功率
用电器上标出的正常工作时，应接到的电压叫做额定电压。
用电器在额定电压下工作（正常工作）时的功率称为额定功率。
例如“220V、100W”表示这个用电器接在额定电压220V下工作时，发挥的功率是100W。
实际功率是指用电器某一电压下工作时的功率，它随用电器的工作条件的变化而变化，当实际加在用电器两端的电压为额定电压时，实际功率就等于额定功率。
当加在用电器两端的电压小于或大于额定电压时，实际功率就小于或大于额定功率，一般情况下这是不允许的，使用用电器时，必须使加在用电器两端电压等于或接近于额定电压，这样用电器才不至于损坏。
4、焦耳定律
焦耳通过大量实验精确地确定了电流产生热量跟电流强度、电阻和时间的关系：
电流通过导体产生的热量，跟电流强度的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比。
即：
Q=I2Rt。
它适用于任何用电器热量的计算。
在仅有电流热效应存在的电路中，电能全部转化成了内能，而没有转化为其他形式的能，这时电流产生的热量等于电流所做的功。
即Q=W。
再根据W=UIt和U=IR可推导得出Q=I2Rt。
焦耳定律的公式也可以表述为，用它解决某些问题比较方便，但必须注意它适用于只存在电流热效应的电路中。
【例题选讲】
例1、灯泡L1和L2串联在电路中，L1的电阻比L2大，在相等的时间里，电流做的（）
A、L1灯做的功多B、L2灯做的功多C、两灯一样多D、无法确定
解：
两灯串联，通过两灯的电流相同，时间也相等，由W=UIt和U=IR得W=I2Rt可知电功与电阻成正比，而L1的电阻大于L2的电阻，所以电流通过L1做功多，本题应选A。
例2、把“12V、8W”的电灯接到9V的电路中，它的实际功率为多大？
解：
例3、现有甲、乙、丙三盏灯，分别标有“220V、40W”、“110V、40W”、“36V、40W”的字样，它们均在额定电压下工作，比较它们的亮度，哪一盏灯最亮。
答：
三盏灯的亮度完全相同，因为它们均在额定电压下工作，所以它们的实际功率也就是它们的额定功率均为40W。
例4、一台“220V、1000W”的电炉，想把它改装后接到110伏的电源上，但功率保持不变，以下哪个措施是正确的（）
A、将电炉丝截掉一半后接入电路
B、将电炉丝截掉四分之三接入电路
C、将电炉丝分成等长的两段，然后并联接入电路
D、将电炉丝截掉四分之一后接入电路
解：
根据题意要求时，P实=P额。
由可知要满足题设条件，只有改变电阻R，才能满足要求。
由
若，P实才能等于P额。
所以是选择答案的首要依据，在上述四个答案中可发现（B）（C）均满足条件，究竟两个答案谁更合理呢？
我们还应该考虑当U变化后，R也变时，I是否变化，对于一个能正常工作的电阻来说，它有一个额定电流，若实际电流超过它允许的额定电流，则它必将烧毁，所以接下来应判定（B）（C）中由实际电路中通过的电流大小。
对B：
，而C选项每根电阻丝上的电流显然应排除B，而选择C。
例5、标有“6V、3W”的灯L1和标有“6V、1W”的灯L2串联后接在12伏的电源上，求灯L1的实际功率。
解：
例6、今有“6V、6W”的电灯L1和“6V、1.5W”的电灯L2各式各一盏，把它们分别接到电压6伏的电源上，要求两灯具有同样的亮度，应在哪一盏灯的电路里串联一个电阻？
阻值为多大？
解：
∵U=
∴若L1、L2直接接入6伏电路上均能正常发光，即P1=6瓦，P2=1.5瓦。
今要求两灯具有相同的亮度，即L1的实际功率与L2的额定功率相同：
P1=P2=
L1的电路中应串联一个电阻RX起分压作用，如图所示
答：
应给“6V、6W”的电灯串联一个6欧的电阻。
例7、如图所示，两盏灯L1和L2串联接入电路，合上开关后两灯均正常发光，电压表和电流表均有示数，突然两灯先后熄灭，同时发现电压表示数变为零，电流表示数先增大后变为零，电路发生故障的首要原因是（）
A、L1断路B、L2断路
C、L1短路D、L2短路
解：
应选择C。
电压表示数突然变零，有可能是L2断路，也可能是L1短路。
由于题中两灯是先后熄灭，L2断路不会出现这种情况。
如果L1短路，电路中电流增大，导致L2的消耗功率过大而烧毁，因而出现L1先熄灭L2紧接着熄灭的情况，所以本题只有选C才是正确的。
例8：
如图所示，一个标有“6V，3.6W”字样的小灯泡L和最大阻值为50的滑动变阻器R串联后接在电源电压U恒为6V的电路中，设灯泡电阻不变，则下列判断不正确的是（）
A．无论如何移动滑片P，电路中总功率不会超过2W
B．移动滑片P，电路中总功率最小值为0.6W
C．当滑片P滑到某个位置时，L和R的电功率相等
D．当滑片P由滑向的过程中，灯泡L的电功率一直是减小
解：
电路中小灯泡L和滑动变阻器R串联，电源电压U=6V。
当变阻器R的滑片在端时，，则此时灯泡两端电压为6V，其功率为3.6W。
滑片P在端时，电路总电阻最大，电路中总功率最小，此时。
当滑片P滑至某一位置，使接入电路的电阻时，其两端电压相等，L和R电功率相等。
当滑片P由滑向的过程中，电路总电阻逐渐增大，电路中电流逐渐减小，由知，灯泡L的电功率一直是减小。
答：
选A。
例9：
如图所示，小灯泡L标有“6V3.6W”，滑动变阻器R最大值为10欧，当滑片P移到端，小灯泡正常发光。
试求：
⑴电源电压和小灯泡电阻。
⑵当滑片P移到端时，闭合S，你还能求出哪些物理量？
【解析】：
这是一道结论开放的电学综合题，主要考查学生对电学知识综合运用的能力，考查知识多、覆盖面广。
当滑片移到端时，L正常发光，此时电源电压U=6V，则得小灯泡的电阻为
当滑P滑到端时：
电路中的总电阻：
电路中的总电流：
电路中消耗的总功率：
电灯L消耗的功率：
滑动变阻器消耗的电功率：
答案：
⑴电源电压U=6V小灯泡的电阻
⑵电路中的总电阻电路中的电流电路中消耗的总功率电灯L消耗的功率滑动变阻器消耗的电功率滑动变阻器两端电压
例10：
如图是供电设备向居民楼用房户输电的示意图。
为保证居民楼内的用户所有用电器
都能正常工作，居民楼的输入导线间的电压必须保证为220V，当居民楼内消耗的功率为44千瓦的时候，问：
⑴通过输电线的电流为多少安？
⑵若输电线的总电阻为0.1欧，供电设备的输出电压是多少伏？
⑶居民楼内由于家用电器的增加，将向供电部门申请“增容”，即增加用电功率，当居民的用电器的额定功率由44千瓦增加到88千瓦所有用电器均在正常工作时，输电线路损失的功率比“增容”前增加了多少？
⑷若要求减少输电线损失的功率，用学过的公式及知识说明应采取的措施。
【解析】：
⑴
⑵
⑶
⑷由可知，导线上损失的功率与电流的平方和导线的电阻有关，减小输电线损失的电功率时，为保障用户的用电器正常工作，I不能减小，只能减小，随导线长度的变短而变小，随横截面积变大而变小，还跟材料有关。
因居民楼到供电设备间距离不能变短，所以导线的长度不能变短，减小输电线的电阻应换用较粗的导线或改变输电线的材料（例如：
铝线换成铜线），从而达到减小输电线损失功率的目的。
例11：
如图，是常见的静脉滴注装置。
为了解冬季输液患者冰凉的感觉，小锐设想在导管外添加一个电加热器，使药液在流动中加热。
他收集了相关数据：
药液M=500克，，焦/（千克•℃），一般滴注时间分钟，针头与瓶内液面竖直高度1米（不考虑其他热损失）
⑴不过若患者血压与针头处液体压强相等，则患者血压相当于多少毫
米汞柱？
⑵若使药液从5℃加热到35℃，该加热器电功率应多大？
⑶为了解除患者冰凉的感觉，请你再提出一种可行的方法。
【解析】：
本题以一个“小发明”作为题目的背景，综合了力学、热学、
电学和化学等知识，设计新颖且解答开放。
在解答过程中要注意审题，学会从题设的众多条件中剥取所需的信息，就不难解决。
⑴
，即患者血压相当于73.5毫米汞柱。
⑵每秒钟流出的药液质量：
每秒的热量：
⑶方法1：
传热法。
用热水袋、暖水瓶等靠近扎针处，利用热传递使扎针处暖和。
方法2：
水浴法。
让输液管通过盛有热水的容器，使药液加热。
方法3：
化学法。
在能让输液管穿过的密封盒内放入生石灰块，使用时，只要打开盒的开口，让生石灰与空气中水蒸气发生放热反应，就可使药液加热。
例12：
市场上有一种双能源太阳能热水器,晴天享用太阳能，阴天可用电加热，如图，该热水器电路图。
电热管标有“220V1100W”，与构成保温电路。
当K连到2时，电热管正常工作，给水箱里的水加热；当K连到3时，热水器处于保温状态，保温功率为100W。
⑴求、的值。
⑵保温时实际功率是多少？
【解析】：
本题电热器具有保温档和加热档，这是一类题型。
常见的还有电热器、电烙铁、饮水机、电饭锅等。
电热器的额定功率状态即加热状态。
电路中只有一个电阻。
此时的功率为1100W。
由此可求出的阻值。
。
K打到3时为保温档，此时与串联，电功率为100W，由，可求出阻值再由，求出的实际功率
解：
⑴。
时，只有接入电路，正常工作，故电源电压。
时，和串联，。
∵
∴。
⑵保温时,流过的电流有。
消耗的实际功率。
例13:
如图所示是某同学家庭电路中的电能表.
⑴若照明灯泡的规格为“220V60W”,两孔插座接一台“220V100W”的电视机,三孔插座接一台“220V280W”的电饭锅,当它们全部工作时,通过电流表的电流是多大?
⑵如果某一天电灯和电视机都使用了5,电饭锅使用了1,这一天它们消耗了几度电?
⑶如果该同学家中添置了一台铭牌标示为“220V600W”的电热水器,他想测试一下标示的功率与实际使用时的功率是否相符,他让这台电热水器单独工作,用手表计时,结果10电能表的转盘转了250转.请计算说明电热水器的实际功率是多大.
【解析】:
电能表是电学中的重要仪表之一,它除用来测量电功外,还有一个较为广泛的用途就是测量用电器的功率值,本题就是其中的一例.
⑴三个用电器额定电压为220V,正常工作时的电流可以根据,求得.
⑵用电器工作时消耗的电能由解出,注意时间和功率单位要统一.
⑶要求实际功率,只要求出10内做的功即可,从表上可知,电度表每转2500转,此时转了250转,电流做的功为,再由,即可求得.
解:
⑴,
⑵度
⑶电能表转盘转250转,电流做功臣,
（实际功率）
说明:
利用电能表测用电器的功率,通常采用了下列步骤:
⑴首先按测量要求设计合理的测量电路图.
⑵观察电能表,记下它每的转数N.
⑶测量时使待测用电器工作,其他用电器（属于该电能表的）都停止工作.
⑷用秒表或手表记下电能表转一定圈数（盘的边缘有个红点）时所用时间.
⑸利用公式计算出所测用电器的功率值为多少瓦?
例14:
如图,是一个电热毯示意电路图,是电热毯中的电阻丝,是与电热毯电阻丝串联的电阻.电热毯上标有“220V100W”字样,S是控制电热毯处于加热状态或保温状态的开关.
⑴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?
⑵若要求在保温时电流通过电阻线每分钟有60焦的电能转化为内能,电阻的阻值是多大?
【解析】:
本题考查是否会用学过的知识解决生活中的实际问题.电热毯是众多家庭冬季睡觉时取暖的用具.通过本题的解答,同学们就可以更好地理解电热毯的工作原理.
⑴当开关S闭合时,被短接,电路中只有,由电功率公式得的电功率为（U为电源电压）,当开关S断开时,电路中与串联.
设两端电压为,则的电功率为.很明显,,所以有,即S断开的电功率要小些,也就是说,S断开时电热毯处于保温状态.
⑵由电热毯上标有的“220V100W”字样,可得电热毯电阻丝的电阻为:
.
在保温状态（S断开）时,的电功率为；在加热状态（S闭合）时，的电功率为它的额定功率，即。
因电阻丝的阻值不变，于是由公式得：
在S断开时，与串联，由串联电路电压特点，得两端电压为。
再由串联电路的电流特点，不难得出：
例15：
某同学在做完“测定小灯泡的电功率”的实验后（所用小灯泡的额定电压为2.5伏），及时完成了实验报告。
实验报告中他设计了表格。
如该同学对实验现象的观察和数据的记录都正确，请你指出他所设计的表格中的错误。
答案:
表格中灯泡的平均电功率一栏设计错误
【解析】:
这是一道较为新颖的实验考查题，主要考查学生对实验设计、对图表的认识与设计和对实验数据的处理能力，表格中设计了“灯泡平均电功率”一栏，意在考查学生是否真正理解“实验结果求平均值”这种数据处理方法的含义。
专题练习
一、填空
1．电流做功的过程，就是电能的过程，电流做多少功，就有多少电能。
2．“PZ22040”的灯泡接在220伏的电路上工作小时消耗1度电，改接在110伏的电路是，功率为瓦，额定功率为瓦。
3．甲灯标有“220V40W”，乙灯标有“110V40W”，将它们分别接在电路中，都能正常发光，则甲、乙两灯实际功率之比为，甲、乙两灯通过的电流之比为，甲灯的电阻是欧，甲、乙两灯的电阻之比为。
4．电热器是利用电流的制成的加热设备，它的发热体是由、的电阻丝绕在绝缘材料上制成的。
5．我国大亚湾核电站一号机组的发电功率为。
若这个机组连续工作一天，输出的电能为。
6．把标有“6V，3W”和“6V，6W”的两盏电灯串联后接入电路中，如果让其中一盏灯正常发光，另一盏灯的实际功率不超过额定功率，则该电路两端的电压应为V，两灯消耗的实际总功率为W。
额定电压
220V
频率
50Hz
洗衣功率
330W
脱水功率
300W
最大电流
5A
7．如图所示电路，电源电压不变，。
当闭合、断开时，电流表的示数为；当和都闭合时，电流表的示数为，在内电流通过与做功之比。
8．下表为某型号双缸洗衣机的铭牌在额定电压下洗衣时，通过洗衣机的电流为A；若洗衣用，脱水用，则该洗衣机消耗的电能共是。
9．某同学想估算家中电子石英钟的功率，他进行了如下操作：
将阻值为5的小电珠连接到一节新的5号电池上进行放电试验，累计放电后电池基本失效，则在放电过程中通过小电珠的电荷为C；查阅相关资料，知道一节新的同种电池可使家中电子石英钟工作约300天，则该电子石英钟的功率为W。
（设电池在工作过程中电压保持不变）
10．甲、乙两个用电器并联在电路中，它们的电阻之比为，则通过它们的电流之比，它们的电功率之比。
11．如图所示，电源电压恒定，定值电阻的阻值，滑动的规格为“201A”。
闭合开关S，当滑动变阻碍器接入电路的阻值在0～10范围内变化时，电流表的示数在的范围内变化，则电源电压为V。
当滑动变阻器接入电路的阻值分别是10和20时，滑动变阻器上所消耗的电功率之经等于。
12．灯泡的灯丝断了再搭接上，接到原来的电源上，灯泡比以前更了，这是因为灯丝电阻，消耗的功率。
13．如图是电吹风机送热风时的工作电路。
对应额定功率为1100W，正常工作10分钟，消耗电能焦，则电动机的机械能一定小于焦。
14．雷电是常见的自然现象，雷电发生时常常看见闪电和听到雷声。
人眼看到一次瞬间闪光的闪电，经高速摄影提示，往往是由多次相继的放电组成，其中每一次放电，称为一次闪击。
若某次闪电包含5次闪击，共由云层向地面输送了30C的负电荷，每次闪击的平均持续时间为S（假设每次闪击向地面输送的电荷量相等），则一次闪击的电流是A；云层和地面之间的电压约为V，该次闪电释放电能约为J。
二、选择题
15．下列各组中都属于电功单位的一组是（）
A．焦耳，伏特•安培，千瓦时B．焦耳，伏特•安培•秒，千瓦时
C．瓦特，伏特•安培•秒，焦耳/秒D．瓦特，千瓦时，瓦特•秒
16．家庭电路中正在使用的两盏白炽灯，若甲灯比乙灯亮，则（）
A．甲灯灯丝电阻一定比乙灯的大B．甲灯两端的电压一定比乙灯的大
C．通过甲灯的电量一定比乙灯的多D．甲灯的实际功率一定比乙灯的大
17．电风扇、白炽灯、电烙铁三个用电器上都标有“220V60W”字样，正常工作时，相同的时间内产生的热量（）
A．电风扇最多B．白炽灯最多C．电烙铁最多D．三者一样多
18．下列说法中不符合事实的是（）
A．一只鸡的质量大约为1.5千克
B．一只100瓦的白炽灯泡正常工作一小耗电1度
C．如果导体两端的电压是1伏，通过的电流是1安，这段导体的电阻就是1欧
D．拿起两只鸡蛋举高1米，做的功大约是1焦耳
19．如图所示电路，电源电压保持不变，当闭合开关、断开时，电流表的示数为0.2A，电阻消耗的电功率为1.2W；当闭合、时，电压表的示数为10V，则以下说法不正确的是（）
A．闭合开关后，电流表示数将变小
B．电源电压为10V
C．电阻的阻值为20
D．电阻的阻值为30
20．如图所示电路中，电源电压保持不变，开关S闭合后，调节滑动变阻器滑片P的为2V。
则关于该电路，下述判断不正确的是（）
A．电流表示数变小，电压表示数变
B．电流表示数变大，电压表示数变小
C．电阻消耗的功率增大
D．整个电路消耗的总功率减小
21．如图所示的电路中，电源电压保持不变，开关S闭合后，调节滑动变阻器滑片P的为位置，当灯泡L恰好正常发光时，电流表A的示数为0.5A，电压表V的示数为2V。
则关于该电路，下述判断正确的是（）
A．电源电压是2V
B．灯泡的额定功率是1W
C．若滑片再向右运动，灯泡有可能被浇毁
D．若滑片再向左运动，A表示数将减小，V表示数将增大
22．如图所示，电源电压不变，定值电阻R阻值为18。
有四只白炽灯泡、、、，它们的规格分别为“3V，2W”、“6V，2W”、“12V，2W”、“24V，2W”。
当把它们分别接在电路中的、两端时，实际功率最大的是（）
A．B．C．D．
23．如图所示是一位同学已经连接好的电路。
闭合开关，并将滑动变阻器的滑片向A端移动，则不会观察到的现象是（）
A．电流表的示数逐渐减小
B．电压表的示数逐渐减小
C．小灯泡越来越暗
D．电路消耗的总功率增大
24．将“220V25W”和“220V40W”的两个灯泡先并联起来接到220V的电路中，后串联起来接入同一电路，则（）
A．两种情况下灯泡都能正常发光B．两种情况下灯泡都不能正常发光
C．并联接入时两灯消耗的总功率比串联时大
D．串联接入时两灯消耗的总功率经并联时大
25．一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
26．在图中，导体A、B是由同种材料做成的，A和B等长，但A比B的横截面积大，当S闭合后，在相同时间内，下列叙述正确的是（）
A．电流通过A、B所做的功是
B．电流通过A、B所做的功是
C．电流通过A、B所做的功是
D．无法比较电流通过A、B时做功的大小
27．电路装置如图所示，X为0.5的保险丝，电路中串联二个同为8V、32W的电灯泡，分别为、，假设流经电灯泡的电流为4A，且电池与导线的电阻可忽略不计，则下列何者为电池给输出的总电功率？
（电功率|）（）
A．18WB．64W
C．72WD．80W
28．图中所示的电路中，不计温度对灯丝电阻的影响，电源电压保持不变。
当在间接入“6V6W”的灯泡时，闭合开关，灯L恰能正常发光；断开开关，在间换接入一个“6V4W”的灯泡后，再闭合开关，下列说法错误的是（）
A．灯L将变亮B．灯L将变暗
C．换接的灯可能烧坏D．电路总功率要变小
29．如图所示的电路，电源电压恒定不变，灯的规格为“6V12W”，只闭合时，正常发光；再闭合时，灯也正常发光，同时电流表的示数变化了0.5A。
则与的电阻之比为（设灯泡的电阻不随温度变化而变化）（）
A．4：
1B．1：
4C．4：
5D．5：
4
30．调无台灯的电路是由一只灯泡和一个电位器（滑动变阻器）串联组成。
调节电位器的旋钮使灯由亮变暗的过程中，电路的总功率将（）
A．变小B．变大C．不变D．无法确定
31．四只相同的灯泡分成两组，两只灯泡并联，两只灯泡串联，分别接上电压相同的电源，如果这两组灯泡消耗的电能相等，则串联通电时间是并联通电时间的（）
A．8倍B．4倍C．2倍D．0.5倍
33．某同学在检修一只标有额定值为“220V800W”的电炉时，发现电炉丝断了一小截，他用一截同种材料但较细的电炉丝，将断了的取一截补接在原长，再接入220V的原电路中使用，那
升级会员 