中考一轮复习 电功 电功率教学案_中考电功率第一轮复习
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1.电能与电功:电流做功的过程,实质上是电能转化为________的过程.电流做了多少功,就消耗了多少电能,就有多少电能转变为其他形式的能.生活和生产中用________测量消耗电能的多少,电能表上电能的单位是________.2.电功率:用电器在单位时间内消耗电能的多少叫电功率.电功率是表示________的物理量,电功率大的用电器只能说明该用电器消耗电能快,并不表示消耗的电能多.小灯泡的电功率大,也就是说单位时间内灯泡消耗的电能多,那么灯泡的亮度就________.电功率定义式________.电流在某段电路上的电功率等于________________________,W即________.由电功率的定义式P=和电功公式W=UIt可以推出P=UI.
t
3.额定功率和实际功率:用电器上标着的电压值是用电器________的电压,叫额定电压.用电器在额定电压下正常工作时的电功率叫额定功率.用电器的额定功率由用电器内部结构和组成材料决定,与________无关.
实际功率是用电器在实际工作时的电功率,是不确定的,它随用电器的工作条件的变化而变化,如果用电器两端的实际电压等于它的额定电压时,________________,这时用电器正常工作.如果用电器两端的实际电压小于或大于额定电压,此时实际功率就小于或大于额定功率,这种情况下用电器不能正常工作,严重时会影响用电器的使用寿命.
4.测量小灯泡的电功率:根据电功率的公式P=UI,测出小灯泡的________和________,就可以计算出小灯泡的电功率.在额定电压下测出的功率就是额定功率.调节小灯泡两端的电压,使它略高于或低于额定电压,就可以测出小灯泡不在额定电压下的实际功率.
在日常生活中也可以用________和________测量某用电器的功率,即用电能表测出在一定时间内电流通过某用电器所做的功,利用________算出功率.
5.电和热:在电流相同的情况下,电能转化成热能的功率跟________________________________即________.
6.焦耳定律的内容是________________________.
7.电功率和安全用电:家庭电路中电流过大的原因有两个:一是____________,二是____________.
8.生活用电常识:
家庭电路由________、________、________、________、________、________、________等组成.进户线由________和________组成.触电事故是当人体成为闭合电路的一部分时,若电流________对人体造成伤害的现象. 名师名拨
点拨1电功及其计算
通过家庭电路中各种用电器工作时发生的能量转化,认识电流做功的实质,即把电能转化为其他形式的能,电功是能量转化的量度;电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能量.
电流做功跟电流的大小、电压的高低和通电时间的长短均有关,通过用电器的电流越大,电流做功越多;加在用电器上的电压越高,电流做功越多;用电器通电时间越长,电流做功越多.
电功公式:W=UIt.
U22变形公式:WIRt,Wt,WUQ.R点拨2电能表的铭牌
电能表是测量电能或电功的仪器.
电能表俗称电度表,把电能表接在电路中,电能表的计数器上前后两次读数之差就是这段时间内用电的度数.
电能表的铭牌上通常标有的内容有:
220 V—表示电能表的额定电压是220 V.A—表示电能表允许通过的最大电流是10 A.
kW·h—表示电功的单位,1 kW·h=1度.000 r/kW·h—表示每消耗1度电,电能表的转盘转过3 000转. 点拨3实际电压、实际功能和额定电压、额定功率
额定功率是指用电器在额定电压下的电功率;实际功率是指用电器在实际电压下的电功率.当用电器正常工作时,它两端的电压称为额定电压,在一般情况下:
(1)当用电器U实>U额时,则P实>P额,用电器不能正常工作,容易烧坏,因此不安全.
(2)当U实=U额时,用电器的P实=P额,能正常工作,使用也安全.
(3)当U实
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由上述分析可知,用电器两端实际电压等于或稍小于其额定电压时,用电器才能安全使用.在实际应用中不允许用电器两端的实际电压高于它的额定电压,因为这样容易烧坏用电器. 点拨4电路中的比值关系
利用串、并联电路消耗的电功、电功率、产生电热的特点以及电流、电压的特点,根据已知物理量,求其他相关物理量或物理量的比值,以两个电阻R1、R2串并联为例:
串联电路:U1W1PQRIWPQR111;
并联电路:11112.U2W2P2Q2R2I2W2P2Q2R1初中阶段纯电阻电路中电能全部转化为热能,即W=Q.点拨5电学公式的汇总及选择
UW(1)以W=WIt为基础,以P为依据,用I作纽带:
Rt ①为PW;②为W=Pt t
(2)如果是串联电路(或电流相等,或电流大小已知,或电流比值已知),一般选用公式W=I2Rt计算电功,选用P=I2R计算电功率(必须是纯电阻电路),选用Q=I2Rt计算电热.
U
2(3)如果是并联电路(或电压相等,或电压大小已知,或电压比值已知),一般选用公式W=·t计算电功,选用
R22UUP=计算电功率,选用Q=·t计算电热(必须是纯电阻电路,否则只能运用Q=I2Rt).
RR
(4)如果电压U、电流I已知,一般选用公式W=UIt计算电功,选用P=UI计算电功率,选用Q=UIt计算电热(必须是纯电阻电路). 点拨6电功率的测量
(1)伏安法测定小灯泡的电功率:
①实验原理:P=UI.②电路图(如图1-6-1).
③实验步骤:
a.按电路图连接实物电路(连电路时S应断开).
b.S闭合前,将变阻器滑片滑到最大阻值处,然后闭合开关,移动滑片P,使电压表示数等于小灯泡的额定电压时,停止滑动,读出此时电流表的示数,填入表格.
c.调节滑动变阻器的滑片P,使小灯泡两端电压高于小灯泡的额定电压,观察小灯泡亮度,并记录此时电流表和电压表的示数,填入表格中.
d.调节变阻器的滑片,使小灯泡两端电压小于额定电压,观察灯泡亮度,并记录此时电压值和电流值,填入表格.
e.实验完毕,整理器材.
④滑动变阻器在实验中的作用:
a.保护电路.
b.改变用电器两端的电压和电路中的电流.
(2)用电能表测电功率:
W
①实验原理:P=.
t
②实验步骤:
a.观察盘面,看每消耗1 kW·h的电能,电能表的转盘转多少转(如:3 000 r/kW·h).
b.只让待测功率的用电器工作,记下电能表转盘转过一定转数(比如10转)所用的时间(比如30 s).
c.利用这些数据算出这个用电器的电功率:
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1103.6106JW3000P400W.t30s(3)电能表测功率的两种表达方式电能表规格为N r/kW·h,在时间t内测得表盘转了n转
nkWnNkW(此时结果单位为kW,转化成W很方便).①t单位为h,P=tNtn3.6106Jn3.6106W(此时结果单位为W).②t单位为s,PNtNt点拨7家庭电路的组成一般家庭电路的组成如图1-6-2所示:
(1)火线和零线:火线和零线间有220 V的电压,零线与大地相连,与地间的电压为0,火线与地间有220 V电压.
(2)总开关:串联在家庭电路的干路上,其作用是在检修电路、更换用电器件及保险丝时切断电路,以保证安全.
(3)保险丝:
①作用:当电路中电流过大时,能自动切断电源,从而起到保护电路的作用.
②材料:它由电阻率大、熔点低的铅锑合金制成.
③连接方法:它串联在家庭电路干路的火线上.保险丝由于电路出故障熔断后,不能轻易换用比原来粗的,更不能用铁丝或铜丝代替.
当今一些城市的大多数家庭中,都以空气开关来代替保险丝,空气开关利用电磁原理,当电路中的电流过大超过规定值时,能自动切断电源来保护电路.
(4)为使家用电器的通断互不影响,家用电器都要并联接人电路中.(5)插座:插座分为两孔和三孔插座.三孔中的下面两孔接火线和零线,中间的孔接地,对应的三脚插头的中间的头接用电器的金属外壳,它的作用是使用电器外壳接地,漏电后不会发生触电事故.
(6)测电笔:其作用是辨别火线和零线.用笔尖金属接触火线,人体接触笔尾金属体(千万不能接触笔尖金属体),氖管中因为有微弱电流通过而发光.也可用测电笔来判定简单的故障.闭合开关,灯不亮,用测电笔来检测火线和零线,如两线均能使氖管发光,说明零线断路,如两线均不能使氖管发光,说明火线断路. 点拨8家庭电路电流过大的原因及安全用电
火线与零线短路.(1)家庭电路电流过大原因
用电器总功率过大.触电原因:人体直接或间接与火线连通单线触电.低压触电双线触电.(2)安全用电触电方式
高压触电高压电弧触电.跨步电压触电.原则:不接触低带电体,不靠近高压带电体.注意:不该带电的却带了电,不该导电的却导了电,容易造成触电.
(3)螺口灯的安装:螺旋接零线,开关接火线.
(4)触电事故的处理:
①不能直接去拉触电的人,否则去救的人也会触电.②赶快切断电源.或用干燥的木棍、竹竿将电线挑开.
③迅速使触电的人脱离电源.
④发生火灾时,要首先切断电源,绝不能带电泼水救火. 中考考点
考点1电
功
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例1(2008·苏州)下列a、b、c、d四幅图是物理实验中常用测量工具(或仪器)的示意图,请分别写出它们的用途.
a用来测量__________,b用来测量__________,c用来测量__________,d用来测量__________.
答案
温度
力
体积
电功 变式训练
使用电烙铁焊接元件,有时为了省电和避免烙铁头太热而不宜沾锡,通过控制开关使电路具有以下特点:在暂不焊接时,电烙铁处于保温状态,需焊接时,能很快达到焊接温度.已知电源电压是220 V,电烙铁的内部电路如图1-6-4所示.开关S接在a点时,电烙铁的电功率P1为100 W;开关接b点时,电烙铁的电功率为P2.问:
(1)电烙铁处于保温状态时,开关s接在哪点?
(2)若P1=4P2,电阻丝R1、R2的电阻各是多大? 解:(1)电烙铁处于保温状态时,开关S应接在b点.U2(220V)2,100W(2)S接a点时,P,解得R1=484Ω 1R1R111S接b点时,R1与R2共同工作,此时发热功率:P2P100W25W.144U2(220V)21936.R1与R2串联的总电阻:RP225W所以R2的电阻值:R2=R-R1=1936Ω-484Ω=1452Ω.例2 图1-6-5所示是李力家的电能表.根据此图可知:通常情况下,李力家同时使用的用电器总功率应不超过____W.根据图中的数据,你还能得到哪些信息:_____(请写一条).有一次李力在家里,发现他家的电能表的转盘2 min转动了6转,则在2 min内,他家的用电器用了___度电.
解析
P最大=UI最大=220 V×10 A=2 200 W.电能表上标有600 r/kW·h,即电能表转600转,6用电器消耗1 kw·h的电能,转6转消耗的电能:W=×1 kW·h=0.01 kW·h.
600答案200 电能表示数为262.5 kW·h 0.01 考点2电功率
例3 下图中的几种用电器的额定功率最接近1 000 W的是()
解析
家庭电扇的额定功率为70 W左右;电脑的额定率约为200 W左右;台灯的额定功率约为20 W左右,电饭煲的额定功率约为1 000 W左右,故正确选项为D.
[ 答案
D ]
例4
某品牌的电子瓦罉标有“220 V 110 W”字样,将其接入家庭电路中.求:
(1)通过该用电器的电流多大?
(2)该用电器工作时的电阻多大?
(3)若它工作2 h,消耗的电能是多少? 解析
用电器上标有“220 V 110 W”字样,含义是该用电器的额定电压是220 V,额定功率是110 W,将其接入家庭电路中时,该用电器正常工作,故通过该用电器的电流、该用电器的电阻及工作所消耗的电能可求,具体解法如下:
P110W(1)由P=UI,得I0.5A
U220VUU220V(2)由I=,得R440.RI0.5A中考复习教案
(3)由PW,得W=Pt=110×10-3kW×2h=0.22kW·h.t答案
(1)0.5A(2)440Ω(3)0.22kW·h 变式训练
在用电高峰时,家庭电路的电压如果降低5%,则标有“PZ220—100”的白炽灯在此时的实际电功率为_____w.(忽略温度对灯丝电阻的影响)
[ 答案
90.25] 考点3测定灯泡的功率
例5 在“测定小灯泡的电功率”的实验中,已知电源电压为6 V,小灯泡的额定电压为2.5 V,小灯泡的电阻约为10 Ω,滑动变阻器上标有“20 Ω 1 A”字样.图1-6-6甲是小向同学没有连接完的实物电路.
(1)请你用笔画线代替导线,将实物电路连接完整.
(2)实验中,小向同学连接好电路后,闭合开关,移动滑片,发现小灯泡始终不亮,且电压表有示数,电流表无示数,则故障的原因可能是 ________________________________.
(3)故障排除后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某一点,电压表的示数如图1-6-6乙所示,为______V,要测量小灯泡的额定功率.应将滑片P向_______端滑动(选填“左”或“右”).
(4)当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图1-6-7丙所示,则小灯泡的额定功率是_______W.
解析
(2)由题意可知,电流表测量的是电路中的电流,无示数说明电路开路.电压表测量的是小灯泡两端的电压,如果小灯泡处开路,则测量的是电源电压,所以此时电压表有示数.
U2.5V
(4)由于小灯泡的额定电压为2.5 V.小灯泡电阻约为10 Ω.所以小灯泡额定电流约为I=0.25 A.故电
R10流表可使用0~0.6 A的量程.所以从图1-6-6丙可看出此时示数为0.24 A.即小灯泡额定电流I额=0.24 A.由P=UI=2.5 V×0.24 A=0.6 W.
答案
(1)如图1-6-7所示
(2)小灯泡的两个接线柱间电路断了(灯泡的两个接线柱间电路接触不良或小灯泡灯丝断了)(3)2.2 右(如滑动变阻器接A时填“左”)(4)0.6 变式训练
小灯泡额定电压为6 V,额定功率估计在7 W~12 W之间,小佳按如图1-6-8甲所示电路测定灯泡的功率,所用电流表有0.6 A、3 A两挡,电压表有3 V、15 V两挡,将它们连入电路时,小佳作了正确选择与操作,变阻器滑到某处时两电表示数如图1-6-8的乙、丙所示,则()A.小灯泡额定功率为7.5 w
B.在5 V时小灯泡的功率为7.5 W
C.在1 V电压下小灯泡功率7.5 W D.在5 V时小灯泡功率为1.5 W [答案B]
考点4电热的计算
例6 CFXB型“220 V 1 100 W”电饭煲的原理图如图1-6-9所示,它有高温烧煮和焖饭、保温两挡,通过单刀双掷开关S进行调节,R0为电热丝.当开关S接高温烧煮挡时,电路的功率为1 100 w,当开关S接焖饭、保温挡时,电路的总功率为22 W.
(1)电饭煲在高温烧煮挡时,开关S应与哪个触点连接?
(2)电热丝R0的阻值多大?
(3)当电饭煲在正常焖饭、保温时电路中的电流多大?焖饭、保温10 min,电热丝R0产生的热量为多少?
U
2解:(1)高温烧煮时其功率大,根据P=要求电路中电阻要小,S应与2触点相连.
R中考复习教案
(2)电热丝R0的阻值:P=U2/R0.
所以R0=U2/P=(220 V)2/1 100 W=44 Ω.
(3)保温时电流:
I=P1/U=22 W/220 V=0.1 A.
保温10 min时R0产生的热量:
Q0=I2R0t=(0.1 A)2×44 Ω×600 s=264 J.
答案
(1)触点2(2)44 Ω(3)264 J 变式训练
(2008·河南)如图1-6-10所示,在探究电流产生的热量与哪些因素有关的实验中,(1)通过观察__________来判断电流产生的热量的多少.
(2)图1-6-10中甲、乙两根电阻丝是串联的,这是为了研究电流产生的热量与______的关系.[答案:温度计示数
电阻]
考点5电阻变化对功率的影响
例7 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1-6-11是该热水器电路图.电热管R标有“220 V 1 100 W”字样,R0与R构成保温电路.当S连到2时,电热管正常工作给水箱里的水加热;当S连到3时,热水器处于保温状态,保温功率为100 W.求:
(1)求R、R0的值.
(2)保温时R的实际功率是多少? 解析
题中的热水器具有保温挡和加热挡,这是一类题型,常见的还有电热器、电烙铁、饮水杌、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R,此时R的功率为1 100 W,由此可求出R的阻值,R=U2额/P
2额;S打到3时为保温挡,此时R与R0串联,电功率为100 W,由P=U/(R+R0)可求出R0的阻值,再由P=I2R可求出R的实际功率.
解:(1)R=U2/P=(220 V)2/1 100 W=44 Ω.
S接2时,只有R接人电路,R正常工作,电源电压U=220 V.S接3时,R和R0串联,P′=100 W.
因为P′=U2/(R+R0),所以R0=U2/P′-R=(220 V)2/100 W-44 Ω=440 Ω.
(2)保温时,通过R的电流I=P′/U=100 W/220 V=A,R消耗的实际功率PR=I2R=(A)2×44 Ω≈9.1 W.11
答案
(1)R=44 Ω
R0=440 Ω
(2)9.1 W 变式调练
如图1-6-12所示,一只标有“8 V 4 W”的灯泡L与一只滑动变阻器R串联,开关S闭合,滑动片P在b点时,电压表的示数为12 V,灯泡正常发光,当滑动片P从b点滑到a点时,电路中电阻增大了6 Ω,求:
(1)灯泡的电阻值及电源电压.
(2)滑动片P在a点时,灯泡的实际功率多大?(3)你在计算过程中用到了什么近似? 解:(1)电压表的示数为电源电压U=12V,当P在b点时,灯泡正常发光,此时电路电流IbIL灯泡电阻RLUL8V16.IL0.5AP额UL4W0.5A.8V滑动变阻器接入的电阻:
12V8V(2)Rb8.0.5A滑处在a点时,滑动变阻器接和电阻Ra=Rb+6Ω=8Ω+6Ω=14Ω.U12V电路中电流I0.4A.R30此时灯泡实际功率:
P实=I2RL=(0.4A)2×16Ω=2.56W.中考复习教案
(3)在计算中用到了“灯泡电阻不随温度变化”这一近似.考点6家庭电路中有关问题
例8
生活中,我们会遇到这些情况:
①开关中的两个线头相碰;
②插头中的两个线头相碰;
③电路中增加了大功率的用电器;
④户外输电线绝缘皮损坏.
在上述情况中,可能引起家庭电路中保险丝熔断的是()
A.①②
B.②③
C.②④ D.①④
解析
引起家庭电路中保险丝熔断的原因是电流过大,以上四种情况中引起电流过大的是:②插头中的两个线头相碰,此时电路短路;③电路中增加了大功率的用电器后,电路总电阻变小,电流变大;开关中的两个线头相碰会把电路接通,不会引起电流过大;户外输电线绝缘皮损坏,不会影响家庭电路中的保险丝.
[答案
B]
例9(2008·河南)家庭电路中需要安装一个“一开三孔”开关(即一个开关和一个三孔插座连在一起),要求插座能单独使用,开关能控制电灯且符合安全用电原则.从实物正面观察,下图所示的几种接线中符合要求的是()
解析
开关必需接在火线上,故B项错;三孔插座上面的孔是接地孔,故D错;A项中三孔插座没有单独连在火线上,只有闭合开关才能使用,故也不符合题目要求,正确选项为C.
变式训练
要将一个“一开三孔”开关(即一个开关和一个三孔插座连在一起)安装在新房里如图1-6-14,图甲为实物图,图乙为反面接线示意图.请你帮他将图乙中的电路连接完整,使开关控制电灯,插座又方便其他电器使用.
[答案:如图1-6-1所示.]