初中電功率知識和題型總結

2021-12-21 15:34:55 字數 4634 閱讀 4706

重點難點

l.電功

(1)電功:電流通過電路所做的功。電流做功的實質,實際上是電能轉化為其他形式的能的過程,並且電流做了多少功,就有多少電能轉化為其他形式的能。

(2)電功的計算:電流在某段電路上所做的功,等於這段電路兩端電壓、電路中的電流和通電時間的乘積。

即:w=ui

(3)電功的單位:電功和我們初二所學的機械功的單位一樣,也是焦.常用的電功的單位是"度",也叫千瓦時,符號是。

注意:在應用電功的公式計算時,電壓的單位是伏,電流的單位是安,時間的單位是秒,電功的單位才是j。

(4)電功的測量:生產和生活用電中,用電表測量電功的大小。電能表上電功的單位是

2.電功率p

(1)電功率:電流在單位時間內所做的功。基本公式是:p=w/t電功率只表示電流做功的快慢,不表示做功的多少。

(2)電功率的單位:電功率的單位是瓦特,簡稱瓦,符號是w,注意不要和電功的表示符號w混淆。常用的電功率的單位是千瓦,符號是kw。

(3)電功率的計算:電流在某段電路上的電功率,等於這段電路兩端電壓和通過這段電路的電流的乘積。即:p=ui

由電功率的定義式p=w/t和電功的公式w=uit,可以很方便推導出p=ui。

3.電功、電功率和歐姆定律的聯絡

由於電功和電功率中,基本的物理量還是電壓和電流,所以仍然要應用歐姆定律只求出電壓、電流,才能進行有關計算。同學們可以自己進行公式的推導,並總結每個公式的適用條件。

由只可得:(當電流相等時使用很方便)

又如:由只可得:

由只可得:

注意:上述匯出的公式,只適用於電燈、電熱器等純電阻電路。對含有電動機等非純電阻電路,還要應用基本公式和進行計算。

4.額定電壓和額定功率

(1)額定電壓:用電器正常工作的電壓。(一般都標在用電器的銘牌上)

(2)額定功率:用電器在額定電壓下的功率。(標在用電器的銘牌上)

注意:用電器的額定功率是由用電器的內部結構和組成材料決定的,與外加電壓和通過的電流無關。用電器兩端電壓等於額定電壓時;用電器的功率等於額定功率;用電器兩端電壓低於額定電壓時,用電器的功率也低於額定功率用電器兩端電壓高於額定電壓時,用電器的功率也高於額定功率,還有可能燒壞用電器。

(3)實際功率:用電器實際發揮的電功率。用電器的叫際功率可以等於額定功率,也可以不等於額定功率。

在不引慮溫度對用電器電阻的影響的情況下,可以用下列方法進行實際功率的計算:是基本計算方法。或由r=u2額/p額計算出用電器的電阻,再利用r=u2實/p實計算出用電器的實際功率。

(適用於純電阻電路)

(4)電功率是反映電流做功快慢的物理量,不能表示電流做功的多少。電燈發光的亮度決定於電燈的實際功率,因為由可知,電功率越大,在單位時間內電能轉化為的內能越多,電燈發光就越亮。不能認為電壓越高或電流越大,電燈發光越亮。

5.實驗:測定用電器的額定功率和實際功率(伏安法)

(1)實驗原理:

(2)實驗方法:利用滑動變阻器改變用電器兩端電壓同時用電流錶測出在不同電壓下通過用電器的電流,就可以算出用電器在額定電壓下的額定功率和不在額定電壓下的實際功率。

⑶掌握實驗電路圖和實驗連線圖。

⑷付安法則電燈的額定功率和實際功率,是中招電學實驗的基本題型。要求從:①實驗原理;②實驗電路圖和實驗連線圖,包括電表量程的正確選擇和滑動變阻器的正確接入;③對實驗電路故障的分析等多方面掌握。

6.焦耳定律

⑴電流的熱效應:電流通過任何導體時,導體都要發熱的現象。

⑵焦耳定律:電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導體的電阻成正比,跟通電時間成正比。即:公式中,電流、電阻和時間的單位分別是安、歐和秒。

電流產生的熱量的單位是j。

注意:焦耳定律的基本形式是,但當電流做功全部轉化為內能時(即純電阻電路),所用計算電功的公式,都可以用來計算電熱.但當含有電動機等非純電阻電路,電流產生的熱量只能用進行計算。

注意:電功和電功率的聯絡:由,可以變形為,在已知條件滿足的情況下。使用起來很方便.單位有兩套:

常見題型總結:

方法1:利用用電器的銘牌

例1、(2023年濟寧市)李明的媽媽買來了乙隻電熱水壺,裝滿水後就要插到電路中使用。李明發現後說:「別慌!

」接著他先後看了電熱水壺的銘牌和家中的電度表如圖1所示,又看了家中此時正在工作的用電器有:100w電視一台、300w電冰箱一台、200w電腦一台、380w洗衣機一台。請你幫他計算說明:

(1)此時電熱水壺還能接入電路中使用嗎?

(2)一天晚上,李明用電熱水壺燒水,發現比白天燒開一壺水用的時間長,爸爸告訴他:現在是用電高峰期,電路電壓低.李明用電壓表測得電路電壓僅200伏.請你幫他計算,此時通過電熱水壺的電流和電熱水壺的實際功率各是多少?

解析:(1)若將電熱水壺接入電路中,則電路的總功率:

。電路中的電流:

因9a<10a,所以可以接在電路中使用。

(2)電熱水壺的電阻:

通過電熱水壺的實際電流:

。電熱水壺的實際功率:

。 點撥:給定用電器的額定電壓和額定功率,實際上也就給出了額定電流和工作電阻,在計算其實際功率時,一般要用到電阻不變這個條件.

方法2:根據燈的亮度來判斷的方法

例2、(2023年寧波市)如圖2所示,閉合開關,發現燈泡甲比燈泡乙亮.在該電路中,關於電流、電壓、電阻和消耗的電功率大小的判斷,正確的是( )

ab.cd.

解析:燈的亮度取決於燈的實際功率,兩燈串聯時,電流相等,燈的兩端電壓和實際功率與電阻成正比,故電阻大的燈更亮一些,電壓也更高,故正確的答案是(a).

方法3:改變電路結構的方法

例3、(2023年山東省)電熱飲水機有加熱和保溫兩種工作狀態(由機內溫控開關s0自

動控制),從說明書上收集到如下資料及圖3所示的電路原理圖.

(1)請分析說明溫控開關s0斷開時,飲水機處於哪種工作狀態?

(2)求電阻r2的阻值.

(3)求電熱飲水機在加熱狀態下的工作電流.

解析:(1)當s0斷開時,只有r2連入電路;當s0閉合時,r1和r2均被連入電路,且併聯.兩種情況相比,當s0斷開時飲水機的工作電流較小,根據p=ui可知,此時飲水機消耗的電功率也較小,故當s0斷開時飲水機處於保溫狀態.

(2)當s0斷開時,飲水機處於保溫狀態,可以得出電阻r2的阻值:

(3)當s0閉合時,飲水機處於加熱狀態.由公式p=ui得出工作電流為:

。點撥:改變電路結構一般有兩種方法:1是滑動變阻器滑片的移動,2是開關的斷開或閉合,很多計算題依此為基礎進行變通,解答的關鍵是要把前後的等效電路作出來,分析各個狀態的條件進行對比分析.

方法4:運用比例關係解決電功率問題

例4、(2023年巴中市)兩個電熱絲r1、r2,r1:r2=2:3,若將它們串聯在電路中,它們兩端的電壓之比u1:

u2在相同的時間裡,產生的熱量之比q1:q2若將它們併聯在電路裡,通過它們的電流之比i1:i2

解析:運用比例關係時最重要的是發現等量關係,如串聯電路中電流相等,可知電功、電功率、電流通過導體產生的熱量都與電阻成正比,併聯電路中電壓相等,可知電功、電功率、電流通過導體產生的熱量都與電阻成反比.熟悉電學中的各種比例關係可以提高解題效率.

答案:2:3 2:3 3:2

方法5:電熱器的檔位問題

例5、(2023年河北省)某電熱毯只有乙個擋位.使用不方便.小明想用一電阻絲作發熱體與其串聯,將它改造成有兩個擋位的電熱毯.已知原電熱毯的額定電壓為220 v,為了測定它的額定功率,小明把它與乙個標有「220 v,25 w」燈泡串聯在家庭電路中如圖4所示,

電壓表的示數為176 v.(電源電壓恒為220 v,不考慮溫度對電阻阻值的影響),求:

(1)原電熱毯的額定功率多大?

(2)為了使改造後的電熱毯(如圖5所示)在低溫擋位時的總發熱功率為原電熱毯額定功率的五分之三,小明需乙個阻值多大的電阻絲?(保留一位小數)

(3)改造後的電熱毯,在低溫擋位時工作10 min,r0消耗多少電能?

解析:(1)燈泡的電阻

。由於r0與燈泡l串聯,所以

原電熱毯的額定功率

(2)改造後的電熱毯在低溫擋時,r0與rx串**發熱功率,

電路的總電阻

點撥:對於電熱器的高、中、低擋或加熱擋和保溫擋,電功率最大時為高擋,電功率最小時為低擋,如果電壓不變(如在家庭電路電壓下工作的用電器),當電路中電阻最大時,電功率最小為低擋,當電路中電阻最小時,電功率最大為高擋.

方法6 電路安全問題的解法

例6、(2023年青島市)如圖6所示電路中,電源電壓6 v恆定,電流錶的量程為0—0.6 a,電壓表的量程為0—3 v,燈l1和l2的規格分別為「6 v,1.8 w」和「6 v,1.

2 w」,滑動變阻器r的規格為「50ω,1.5 a」,不計溫度對燈絲電阻的影響.求:

①滑動變阻器的滑片p放在a端時,閉合開關s1、s2、s3後,電流錶的讀數是多少?

②若只閉合開關s1、s2,且要求電路元件安全使用,在滑片移動過程中,求整個電路消耗的最小功率.

解析:①滑動變阻器的滑片p移到a端時,電路中只有兩燈併聯且都正常工作,電流錶

的讀數是:

②燈l1的電阻為:

若只閉合開關s1、s2,則滑動變阻器與燈l1串聯且要求電路元件安全使用,電壓表測量的是滑動變阻器的電壓且不超過3 v,此時燈l1的兩端電壓也為6 v-3 v=3 v,電路中的電流小於燈泡的額定電流和電流錶及滑動變阻器的安全電流,此時整個電路消耗的功率最小,滑動變阻器的電壓為3 v時的電流是:

電路消耗的功率最小為:

。點撥:電路安全一定要考慮全面,不僅要注意不要超過電表的量程,還不能超過用電器的額定值,也不能超過滑動變阻器允許通過的電流最大值等.

電功電功率題型總結

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