資源簡介

電功、電功率、焦耳定律
★☆★☆★ 【考綱要求】 ★☆★☆★
1．知道用電器消耗的電能可以用電功來量度。
2．會計算用電器消耗的電能，知道電功率的含義，能從說明書或銘牌了解家用電器的額定功率。
★☆★☆★ 【知識梳理】 ★☆★☆★
（一）電功
1．定義：電流所做的功。
2．電流做功的實質(zhì)：電流做功的過程是電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能的過程，電功是電能轉(zhuǎn)化的量度。電功是過程量，
電流做功時，總伴隨著能量狀態(tài)的變化。電流通過用電器所做的功的數(shù)值與該用電器此時消耗的電能數(shù)值完全
相同。
3．電功的公式及其變換式：W＝UIt（變換式W＝U2/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間的乘積。
注：（1）W＝UIt是計算電功普遍適應的公式，對于任何電器（或電路）都通用。
（2）W＝U2/Rt，W＝I2Rt只適用于電爐、白熾燈、電烙鐵等純電阻電路，而如電動機及給蓄電池充電等電路則不適用。
4．電功的單位；焦耳（J）、千瓦時（kwh）
5．電功測量：電能表是測量電功的儀表。
電能表的問題
（1）電能表是測量電功或者說是測量用戶的用電器在一段時間內(nèi)消耗電能的多少。
（2）讀數(shù)：窗口兩次之差就是這段時間內(nèi)使用的千瓦時數(shù)，最后一位是小數(shù)。
（3）銘牌如圖甲所示的物理意義：
①“220V”表示電能表的額定電壓是220V；
②“20A”表示允許通過這只電能表的最大電流是20A；
③“kWh”表示電能表測量電功所用的單位是kWh，即“度”；
④“2500R/kWh”表示每消耗1度電，電能表的表盤旋轉(zhuǎn)2500轉(zhuǎn)。
（二）電功率
1．定義及意義：電流在單位時間內(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明用電器電流做功快，并不表示電流做功的多少。
2．公式：P＝W/t＝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的電壓，額定功率是用電器在額定電壓下的功率。
U實＞U額，則P實＞P額 U實＝U額，則P實＝P額 U實＜U額，則P實＜P額
5．測小燈泡的電功率：（1）實驗原理；（2）實驗電路圖；（3）實驗步驟；（4）數(shù)據(jù)處理。
（三）焦耳定律
1．焦耳定律：電流通過導體產(chǎn)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。
2．焦耳定律的數(shù)學表達式：Q=I2Rt
（四）熟記電學中基本量的規(guī)律和特點，進行電功、電功率和電熱的計算
物理量（符號） 公式 單位（符號） 測量儀器 串聯(lián)電路特點 并聯(lián)電路特點
電功（W） W=UIt 焦耳（J） 電能表 W=W1+W2W1：W2= R1：R2 W=W1+W2W1：W2=R2：R1
電功率（P） P = W /tP＝UI 瓦特（W） 電流表電壓表滑動變阻器（伏安法） P＝P1+P2P1：P2= R1：R2 P＝P1+P2P1：P2= R2 ：R1
電熱（Q） Q=I2Rt 焦耳（J） Q=Q1+Q2 Q=Q1+Q2Q1：Q2=R1：R2
一、選擇題
1．如圖電路中電源電壓保持不變，閉合開關(guān)后，滑動變阻器滑片從左端向右移動的過程中，
下列說法正確的是 ( )
A．電壓表示數(shù)逐漸變大
B．電流表示數(shù)逐漸變小
C．電燈的亮度逐漸增大
D．電路總功率逐漸變小
2．清華大學的虞昊教授致力于第三代照明技術(shù)——LED燈的普及工作。LED燈的能耗小，
造價低廉，使用壽命長。虞昊自制的LED臺燈，用電壓為6伏的電源供電，正常工作電流為300毫安。那么，此LED臺燈正常工作時的功率為 ( )
A．1.8瓦 B．18瓦 C．180瓦 D．1800
3．在“測定小燈泡額定功率”的實驗中，當手移動變阻器滑片時，眼睛應觀察 ( )
A．燈泡的發(fā)光情況 B．變阻器滑片的位置 C．電壓表的示數(shù) D．電流表的示數(shù)
4．小科在學習科學過程中，對部分電學知識整理如下，其中有錯誤的是 ( )
A．物理量及單位 B．科學家及貢獻 C．測量儀器及用途 D．家電及能量轉(zhuǎn)化
5．（如圖所示，電源電壓為6 V，一只標有“3 V 3 w”的小燈泡與一個最大阻值為9 Ω的滑動變阻器串聯(lián)，在保證電路安全工作的前提下，電路消耗的最大功率和滑動變阻器兩端的最大電壓分別為 ( )
A．6 W 4.5 V
B．4.5 W 6 V
C．6 W 6 V
D．9 W 4.5 V
6．把標有“36V 15W”的甲燈和標有“36V 5W ”的乙燈串聯(lián)后接在電壓是36V的電路中，則 ( )
A．因為甲燈額定功率較大，所以甲燈較亮 B．因為通過它們的電流相等，所以一樣亮
C．因為甲燈的電阻較小，所以甲燈較亮 D．因為乙燈實際功率較大，所以乙燈較亮
7．甲、乙兩只普通照明燈泡的銘牌如圖所示，下列說法中正確的是 ( )
A．兩燈均正常發(fā)光時，乙燈消耗的電能較多
B．兩燈均正常發(fā)光時，甲燈的電阻小于乙燈的電阻
C．兩燈串聯(lián)在220伏的電路中，甲燈比乙燈亮．
D．將乙燈接入110伏電路中，它的實際功率為50瓦
8．標有“6V 1.5W”的小燈泡，通過它的電流隨兩端電壓變化的關(guān)系如圖6所示，若把這樣的
三只燈泡串聯(lián)起來，接在12V的電源兩端，燈泡的電阻及實際功率約為 ( )
A．24Ω 0.67W B．20Ω 0.8W C．24Ω 0.96W D．20Ω 0.67W
9．如圖所示，電源電壓保持不變，當變阻器滑片P滑到A端時，閉合開關(guān)S1和S2，燈泡L
恰好正常發(fā)光，以下說法正確的是 ( )
A．滑片P仍在A端，開關(guān)S1斷開，S2閉合，燈泡L仍正常發(fā)光
B．滑片P仍在A端，開關(guān)S1閉合，S2斷開，燈泡L仍正常發(fā)光
C．滑片P滑到B端，同時閉合開關(guān)S1和S2，燈泡L仍正常發(fā)光
D．滑片P滑到B端，開關(guān)S1閉合，S2斷開，燈泡L仍正常發(fā)光
10．將額定電壓相同的兩個燈泡L1、L2串聯(lián)后接入電路中，如圖所示。接通電路后發(fā)現(xiàn)L1
要亮一些，則下列判斷正確的是 ( )
A．L1的電阻比L2的小 B．L1的額定功率比L2的大
C．兩燈正常工作時L1發(fā)光要暗一些 D．若將兩燈并聯(lián)接入電路，L1發(fā)光要亮一些
11．把兩個分別標有“10V 10W”和“9V 5.4W”的燈泡串聯(lián)后接到電源上，要使兩燈都不被損壞，
則電源的最大電壓應為 ( )
A．10V B．15V C．19V D．25V
12．下列電路圖中電源電壓U保持不變，小燈泡的額定電壓為U0，且U＞U0，定值電阻的阻
值為R。在不改變電路連接的情況下，能測出小燈泡額定功率的是 ( )
13．如圖所示的電路中，電源兩端電壓保持不變，當開關(guān)S閉合時，燈L正常發(fā)光。如果將滑動
變阻器的滑片P向右滑動，下列說法正確的是 ( )
A．電壓表的示數(shù)變大，等L變亮
B．電壓表的示數(shù)變小，等L變暗
C．電壓表的示數(shù)變大，等L變暗
D．電壓表的示數(shù)變小，等L變亮
14．某實驗小組在做“探究串聯(lián)電路的電壓規(guī)律”實驗時，連好了如圖所示的電路，閉合開關(guān)S
后發(fā)現(xiàn)L2正常發(fā)光，L1只能微弱發(fā)光。以下對于這一現(xiàn)象產(chǎn)生的原因分析中，合理的是 ( )
A．燈L1發(fā)生斷路
B．燈L1發(fā)生短路
C．由于燈L1的電阻較大，實際功率較小
D．由于燈Ｌ1的電阻較小，其實際功率較小
二、填空題
15．在做“測定小燈泡的電功率”實驗時，選用的器材有電壓為6V的電源，額定電壓為2.5V的
小燈泡，以及滑動變阻器、電流表、電壓表、開關(guān)和導線等。下圖是沒有連接完的實物電路。
（1）請你用筆畫線代替導線，將實物電路連接完整。
（2）連好電路閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表指針偏轉(zhuǎn)很小，其原因可能是_______（寫出一種即可）。
（3）經(jīng)適當調(diào)整后，閉合開關(guān)，移動滑片P到某處，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)為2.2V，要測量小燈泡的額定功率，應將滑片P向_______端滑動。
（4）通過移動滑片P，測得多組數(shù)據(jù)，繪制成U - I，圖象如上圖。據(jù)此可計算出小燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器消耗的功率是_______W（設電源電壓保持不變）。
16．用兩節(jié)串接后的干電池給小燈泡供電，電壓是3V，小燈泡發(fā)光時通過的電流為0.3A，此時小
燈泡的電阻為_____，工作0.5min消耗的電功為_______J。
17．如圖是測定小燈泡電功率的實驗電路。閉合開關(guān)S，使滑片P向左不斷移動，則電流表的示數(shù)__________（選填“增大”、“不變”或“減小”），小燈泡消耗的電功率__________（選填“增大”、“不變”或“減小”）。
18．家庭電路中，照明燈泡與控制它的開關(guān)之間的連接方式是____聯(lián)．一只標有"PZ220—100”字樣的白熾燈泡，正常工作5h消耗的電能是__________kW·h．
19．按如圖所示的電路圖做測量小燈泡額定功率的實驗時出現(xiàn)下列兩種情況：
（1）一位同學連接好電路，在閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表無示數(shù)，但電壓表有示數(shù)．出現(xiàn)這種故障的原因是________________________．
（2）另一位同學連接好電路，在閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn)小燈泡比正常工作時亮，這說明他在閉合開關(guān)前沒有_______________________________________．
20．如圖將燈L1“6V 3W”和L2“6V 6W”串聯(lián)（燈泡電阻不變），現(xiàn)要使其中一盞燈長時間正
常發(fā)光，則電源電壓是__________V，電路的總功率是__________W．
21．20W高效節(jié)能燈的亮度相當于100W的白熾燈。一戶居民家中的4只100W的白熾燈
均換用該節(jié)能燈，若平均每天使用5小時，30天可以節(jié)電＿＿＿＿度，可節(jié)約電費＿＿元。（已知電費是0.5元／kW·h）
三、計算題
22．如圖20所示，是一種自動測定油箱內(nèi)油面高度的裝置。R是滑動變阻器，它的金屬片是
杠桿的一端，R′ ( http: / / www.21cnjy.com" \o "歡迎登陸21世紀教育網(wǎng) )是阻值為12Ω的定值電阻，電流表量程為0—0.6A，電源電壓為6V，由油量表（用電流表改裝）的指針指示的刻度就可知油箱內(nèi)油的多少。求：
（1）定值電阻R′ ( http: / / www.21cnjy.com" \o "歡迎登陸21世紀教育網(wǎng) )的主要作用。
（2）當油量表的指針指在刻度盤中央時，滑動變阻器消耗的功率是多少？
（3）能否將電壓表接入這個電路？為什么？
23．家用電器工作時往往達不到額定的電壓和功率。某同學在家中做了如下實驗：他首先查看
自己家的電能表，表上標有“3600R／kW·h”字樣；隨后他關(guān)閉了家中所有用電器，只讓一只標有“220V、1210W”的電水壺盛滿水持續(xù)工作，與此同時，觀察到電能表轉(zhuǎn)盤3分鐘轉(zhuǎn)過180圈。假設電水壺的電阻保持不變，
求：（1）電水壺的電阻；（2）電水壺工作時的實際電功率；（3）該同學家的實際電壓。
24．為了探究影響電熱的因素，實驗室準備了兩個裝滿煤油的燒瓶、兩個帶有橡皮塞的粗細均
勻的相同玻璃管，兩根不同阻值的電阻絲，以及滑動變阻器、開關(guān)、導線、電源等．兩個實驗小組根據(jù)提供
的實驗器材，分別設計了如圖甲、乙所示的兩個方案。
（1）這兩個方案的共同點是通過觀察什么知道電熱的多少。
（2）甲方案探究的問題是什么
（3）乙方案探究的問題是什么
25．小華家買了一個家用電吹風，如圖甲所示。其簡化電路如圖20乙所示，主要技術(shù)參數(shù)
如右表。請解答如下問題：
（1）當電吹風吹冷風時，正常工作5min消耗的電能是多少？
（2）當選擇開關(guān)旋至何處時，電吹風正常工作的功率最大？此時電路中的總電流是多大？
（3）當電路供電電壓為200V時，電吹風電熱絲的實際電功率為多大？（計算結(jié)果保留一位小數(shù)）
型號 SHZ2010-624
熱風溫度 50℃~75℃
額定功率 熱風時：1000W
冷風時：120W
額定電壓 220V
質(zhì)量 0.5kg
26．如圖所示的是某型號電熱水壺銘牌，壺中裝有1.8L溫度為20℃的水，求：
（1）將水燒開，水吸收的熱量是多少？〔一個標準大氣壓下，c水 = 4.2×103J/（kg·℃）〕
（2）若在電熱水壺工作時，標有“3000r/kW·h”的電能表在1min內(nèi)轉(zhuǎn)了50轉(zhuǎn)，電路的實際電壓是多少？
（3）不計熱損失，此時燒開一壺水大約需要多少時間？
SHAPE \* MERGEFORMAT
0
2
220V 20A 50Hz
6
2
0
2500R/Kwb
甲
L
S
P
R
P
A B
S1
甲
乙
I/A
0.6
0.4
0.2
0
123
U/V
L1
L2
S
S2
L
S1
S2
S3
S1
S1
S1
S2
S3
A
V
V
A
R
R
R
R
2
1
1
2
A B C D
P
R2
R1
V
L
S
第13題圖
L2
L1
第14題圖
I/A
P
U/V
4
3
2
1
0
0.1 0.2 0.3
P
L
S
S
P
a b
U
L1 L2
第17題圖 第19題圖 第20題圖
A
A
V
V
R′
R
油
量
表
浮標
圖20
－
＋
－
＋
甲 乙
D
插頭
220V
選擇開關(guān)
A
B
C
電
熱
絲
M
甲 乙
產(chǎn)品型號******
額定電壓 220V
額定頻率 50Hz
額定功率 1210W
容 量 1.8L

展開更多......

收起↑