資源簡介

電能題型
一、電能表計算
1、電能表俗稱電度表，把電能表接在電路中，電能表的計數(shù)器上前后兩次讀數(shù)之差，就是這段時間內(nèi)用電的度數(shù)。
2、電能表的銘牌上通常標有的內(nèi)容有：
220V：表示電能表的額定電壓是220V。
“2.5（5）A”：2.5A：電能表的額定電流是2.5A；5A：表示電能表短時間內(nèi)允許通過的最大電流是5A。
kW·h：表示電能的單位，平時常稱為度。1kW·h=3.6×106J。
3000r/（kW·h）：表示每消耗1度電，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過3000轉(zhuǎn)。
3、電能表上標有千瓦時的轉(zhuǎn)數(shù)。如：
“600r/（kW·h）”表示每消耗1度電，電能表上的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過600轉(zhuǎn)。根據(jù)這個數(shù)據(jù)可作如下計算：
（1）計算某個時間內(nèi)消耗的電能：電能表上的轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)消耗的電能為false，若家庭電路中某一用電器單獨工作時，3min內(nèi)電能表上轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過15r，那么，用電器在這段時間內(nèi)消耗的電能為false。
（2）測算用電器的功率：當某用電器的功率未知時，可以關(guān)掉其他用電器，單獨使用這一用電器，記錄通電時間t和電能表上的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)數(shù)n，然后求出電功率。測量步驟如下：
將其他用電器關(guān)閉，只讓待測用電器工作。
用秒表或手表記下電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過一定轉(zhuǎn)數(shù)n時所用的時間t。
根據(jù)電能表上標出的“千瓦時的轉(zhuǎn)數(shù)”，計算出用電器在時間t內(nèi)消耗的電能W。
根據(jù)公式false計算出電功率。
[注意]計算時單位一定要統(tǒng)一。
當用電器消耗的電能W用kW·h作單位時，時間必用h作單位，得到電功率的單位就是千瓦（kW）。
當用電器消耗的電能W用J作單位時，時間單位用s，功率的單位就是瓦（W）。
例1、小金觀察家中的電能表(如圖)，下列說法正確的是(　　)
420370031750A．電能表的額定功率是220 W
B．此電能表允許通過的最大電流是20 A
C．他家已經(jīng)消耗的電能為1 070 kW·h
D．此電能表轉(zhuǎn)盤每分鐘轉(zhuǎn)過3 000轉(zhuǎn)
例2、小雷家電能表上月底的示數(shù)為0881
0
8
8
1
\x(6)
，本本月底的示數(shù)如圖所示，他家本月消耗電能為 kW·h。該電能表的轉(zhuǎn)盤5小時轉(zhuǎn)過1 500轉(zhuǎn)時，消耗的電能為 kW·h，該用電器的功率是 W。
4810760228600例3、小明家的電能表盤如圖所示。室內(nèi)安裝了60 W的電燈6盞，100 W的電視機一臺，120 W的電冰箱一臺，1 500 W的電熱水器一臺。
(1)電能表盤上有一些描述其性能的參數(shù)，請說出其中兩種參數(shù)的含義。
(2)試通過計算判斷：小明家的用電器能否同時使用？
(3)小明懷疑他們家最近電費明顯增加是使用年限太久的電熱水器造成的，為了證實這一點，他對電熱水器的實際功率進行了測試：關(guān)閉其他的用電器，給電熱水器灌滿水，并使它處在加熱狀態(tài)，此時發(fā)現(xiàn)電能表的表盤在9秒鐘內(nèi)就轉(zhuǎn)了30轉(zhuǎn)。小明的判斷正確嗎？為什么？
二、燈泡亮度、正常發(fā)光問題
1、燈泡的亮暗是由燈泡的實際功率決定的，實際功率越大燈泡越亮。實際功率相同則亮度相同。
2、串聯(lián)電路中電阻越大，實際功率越大，燈泡越亮。
3、并聯(lián)電路中電阻越小，實際功率越大，燈泡越亮。
4、當燈泡的實際電壓等于燈泡的額定電壓，燈泡正常發(fā)光。此時，實際電壓等于額定電壓，實際功率等于額定功率，實際電流等于額定電流。
例1、有三只不同規(guī)格的燈泡分別標有“220 V　60 W”“110 V　60 W”“36 V　60 W”的字樣，各自在額定電壓下工作，則燈泡的亮度(　　)
A．“220 V　60 W”的燈亮
B．“110 V　60 W”的燈亮
C．“36 V　60 W”的燈亮
D．一樣亮
例2、小明按圖連接電路，閉合開關(guān)，觀察到L1比L2亮。下列說法正確的是（ ）
411035536195A．通過L1的電流大于L2的電流
B．L1的電阻小于L2的電阻
C．L1兩端電壓大于L2兩端電壓
D．如果把L1和L2。的位置對調(diào)，L1會變暗
例3、燈L1、L2并聯(lián)在電路中，閉合開關(guān)后，觀察到燈L1比L2亮，下列判斷正確的是(　　)
A．L1的電壓大 B．L1的電流大
C．L2的電阻小 D．L2的電功率大
例4、關(guān)于“6V 9W”燈泡L1和“12V 9W”燈泡L2，下列說法正確的是（　　）
A．L1和L2都正常發(fā)光時，它們消耗的電功率不同
B．將它們串聯(lián)在6V的電源上，L2消耗的電功率較大
C．將它們并聯(lián)在6V的電源上，L1消耗的電功率較小
D．將它們串聯(lián)在18V的電源上，它們都能正常發(fā)光
三、伏安法測小燈泡的電功率、探究電熱與哪些因素有關(guān)
1、伏安法測小燈泡的電功率
（1）實驗結(jié)論：
①不同電壓下，小燈泡的功率不同；實際電壓越大，小燈泡功率越大。
②小燈泡的亮度由小燈泡的實際功率決定，實際功率越大，小燈泡越亮。
（2）注意的問題：
①電源電壓應高于小燈泡的額定電壓，例如，測定額定電壓為2.5 V的小燈泡的電功率時至少要選兩節(jié)干電池串聯(lián)作電源。
②電壓表的量程應大于小燈泡的額定電壓，電流表的量程要大于小燈泡正常工作電流。
③滑動變阻器允許通過的最大電流要大于燈泡的正常工作電流。
④根據(jù)串聯(lián)分壓原理進行判斷，準確熟練地調(diào)節(jié)滑動變阻器，使小燈泡在等于額定電壓、略高于額定電壓的和低于額定電壓三種條件下發(fā)光。尤其在做第二次實驗時，需小心調(diào)節(jié)滑動變阻器，以免因?qū)嶒炿妷撼^額定電壓太多而燒壞燈泡。
⑤開始連接電路時，要使開關(guān)斷開，閉合開關(guān)前，要把滑動變阻器滑片置于最大阻值處。
⑥實驗時，在移動滑動變阻器的滑片時，眼睛要看著電壓表，看它的示數(shù)是不是等于小燈泡的額定電壓；
⑦測電阻的三次測量是為了求平均值減小誤差；而測功率的三次測量是為了測不同電壓下的實際功率并比較燈泡的亮度，故不能取平均值；隨著小燈泡兩端的電壓和通過小燈泡的電流的改變，小燈泡的功率也在改變，不同的電壓下，小燈泡的電功率不同，小燈泡的實際功率是不斷變化的，因此求功率的平均值是沒有意義。
⑧實驗中滑動變阻器的作用：保護電路和改變燈泡兩端的電壓，進行多次測量，從而得到不同電壓下的電功率值。
例1、在“測定小燈泡的電功率”的實驗中，使用如圖甲所示的電路，其中電源電壓保持6 V不變，小燈泡額定電壓為2.5 V(燈絲電阻約為12 Ω)。
（1）為能順利完成該實驗探究，下列四種規(guī)格的滑動變阻器應選用? ????。
A.?“10Ω 0.2A”的滑動變阻器????????????????????????????????B.?“10Ω 0.5A”的滑動變阻器?
C.?“20Ω 0.2A”的滑動變阻器????????????????????????????????D.?“20Ω 0.5A”的滑動變阻器
（2）電路連接完成后，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不發(fā)光，電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，若電路只有一處故障，則故障原因是： 。
（3）排除故障后，閉合開關(guān)，移動滑片至某一位置時，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)如圖乙所示；此時為了測量小燈泡的額定功率，應將滑動變阻器的滑片向________端移動.(選填：“A”或“B”)。
（4）多次測量，得出通過小燈泡的電流隨它兩端電壓變化的關(guān)系如圖丙所示。分析圖像可知：該小燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器的功率為________W。燈絲電阻受溫度的影響情況是 。
例2、某興趣小組在測量額定電壓為2.5 V的小燈泡電功率的實驗中，實驗電路圖如圖甲所示。
(1)閉合開關(guān)前，應將滑動變阻器滑片P移到 。
(2)實驗時，電壓表和電流表讀數(shù)記錄在下表中。實驗結(jié)束后，同學們想知道小燈泡的額定功率，卻發(fā)現(xiàn)沒有測小燈泡正常工作時的電流，能否利用表中數(shù)據(jù)求出小燈泡的額定功率？ 。有同學認為可利用表中某組數(shù)據(jù)求出電阻R，再利用P額＝U/R求出小燈泡的額定功率。請判斷是否可行并說明理由：
。
實驗次數(shù)
1
2
3
4
電壓U/V
1.0
2.0
3.0
4.0
電流I/A
0.10
0.17
0.23
0.25
(3)有同學將表中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖乙的I?U曲線，由圖可知小燈泡的額定功率為 W。
2、探究影響電熱的因素————控制變量法
（1）因素：導體的電阻R、通過導體的電流的大小I、通電的時間t
①控制t、I相同，研究熱效應與電阻的關(guān)系；
②控制t、R相同，研究熱效應與電流的關(guān)系；
③控制R、I相同，研究熱效應與通電時間的關(guān)系；
（2）電阻產(chǎn)生的熱看不見，利用“轉(zhuǎn)換法”，方法：
利用電阻絲產(chǎn)生的熱量使玻璃管內(nèi)煤油升高的高度進行比較
（3）實驗結(jié)論：
①當電流和通電時間相同時，導體的電阻越大，導體產(chǎn)生的熱量越多
②當導體電阻和通電時間相同時，通過導體的電流越大，導體產(chǎn)生的熱量越多；
③當導體的電阻和通過導體的電流相同時，通過導體的時間越長，導體產(chǎn)生的熱量越多。
例3、在驗證焦耳定律（Q=I?Rt)中電熱與電阻的定性關(guān)系時，實驗小組出現(xiàn)了如圖三種電路連接情況（已知R甲實驗電路
玻璃管內(nèi)液面高度
小組結(jié)論
你的合理解釋與評價
A
液面都不上升
導體產(chǎn)生的熱量跟電阻無關(guān)
⑴
B
液面都上升，且△h甲<△h乙
電流通過導體時，電阻越大，產(chǎn)生的熱量就⑵________
電流和時間都相同，驗證了焦耳定律中Q與R的定性關(guān)系
C
液面都上升，且△h甲⑶________△h乙
電流通過導體時，電阻越小，產(chǎn)生的熱量就越多
⑷
例4、某科學小組對電流通過導體產(chǎn)生熱的多少與哪些因素有關(guān)進行了研究。裝置如圖，2只燒瓶內(nèi)裝滿煤油，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶內(nèi)各裝1根阻值不同的電阻絲R甲和R乙。
猜想一：電熱跟電流的大小有關(guān)，電流越大電熱越多；
猜想二：電熱跟導體的電阻大小有關(guān)，電阻越大電熱越多。
為驗證猜想一，設計以下方案：
①將電阻絲R甲和R乙串聯(lián)在電路中，標出2根玻璃管內(nèi)液面的位置，閉合開關(guān)記下電流表的讀數(shù)l1 ， 經(jīng)過一段時間后標出2根玻璃管內(nèi)液面的位置；
②當2根玻璃管中的液面降到原來的高度后，減小滑動變阻器的阻值，閉合開關(guān)記下電流表的讀數(shù)l2 ， 經(jīng)過相同時間后標出2根玻璃管內(nèi)液面的位置。
請回答下列問題：
（1）為使實驗現(xiàn)象明顯，經(jīng)常會采用轉(zhuǎn)換或放大的思想。為比較電熱絲產(chǎn)生熱量的多少，實驗中體現(xiàn)這些思想的設計有 （寫出一條即可）。
（2）為驗證猜想一，必須比較同一個燒瓶中前后兩次實驗玻璃管內(nèi)液面上升的高度，原因是 。
（3）科學研究倡導有依據(jù)的猜想，請說出生活中支持猜想二的一個實例： ?。
四、電功、電功率的簡單計算
電功
電功率
電熱
適用范圍
W＝Pt
W＝UIt
P＝W/t
P＝UI
Q＝I2Rt
適用于任何電路
W＝I2Rt
W＝U2t/R
P＝I2R
P＝U2/R
Q＝W
只適用于純電阻電路
例1、小華家買了電動自行車，說明書上的部分內(nèi)容摘錄在左下圖中（注：“電池容量10Ah”可理解為“若以10安的電流放電可使用1小時”）。請回答：
（1）該電動自行車的額定電流多大？
（2）若該電動自行車行駛的平均車速為20千米/時，使用50%的電池容量（按額定電流放電，不計放電時能量損失），能行駛多長路程？
（3）某天小華想在自家的小車庫內(nèi)充電，發(fā)現(xiàn)車庫內(nèi)只安裝了電燈，沒有插座，于是小華想在右上圖所示的原有線路上安裝一個雙孔插座，應在a、b、c三處中的哪兩處之間安裝才合理？________。
例2、電熱水壺由分離式底座和壺身兩個部分組成。分離式底座由電源線、圓形底座和供電插座組成，如圖甲；電熱水壺內(nèi)部簡化電路，如圖乙。
（1）為防止觸電，供電插座的外殼材料應是________(選填“絕緣體”或“導體”)。
（2）電熱水壺額定電壓為220伏，額定功率為1000瓦，求；
①電阻R的阻值是多少?
②正常工作時，燒開一壺水需要300秒，消耗多少電能?
五、檔位問題
根據(jù)：false可知，在家庭電路電壓一定時，接入的電阻越小，消耗的電功率越大，電熱器處于高溫檔；反之處于低溫檔。這樣可以判斷不同的檔位或可以設定不同的加熱檔位。
電路圖
-115824067945
低溫擋
S閉合、S1斷開，R1、R2串聯(lián)，R總＝R1＋R2
S閉合、S1斷開，只有R2接入電路，R總＝R2
S接a端，R1與R2串聯(lián)．R總＝R1＋R2
高溫擋
S、S1都閉合，只有R1接入電路，R總＝R1
S、S1都閉合，R1與R2并聯(lián)，R總小于R1、R2中的最小值
S接b端，只有R2接入電路中，R總＝R2
例1、家用電飯鍋中自動開關(guān)一般由感溫鐵氧體組成，將電飯鍋的自動開關(guān)S按下，電飯鍋處于加熱狀態(tài)，當感溫鐵氧體溫度達到103℃時失去磁性，被吸鐵塊由彈簧彈開，使電飯鍋進入保溫狀態(tài)。某家用電飯鍋內(nèi)部電路簡化示意圖如圖甲，某次使用該電飯鍋在220V的電壓下煮飯過程中，通過的電流隨時間變化的圖象如圖乙。
（1）當自動開關(guān)S與2連接，此時電飯鍋處于　 　（選填“加熱”或“保溫”）狀態(tài)。
（2）該電飯鍋處于正常加熱狀態(tài)時的功率為多大？
（3）該電飯鍋此次工作30分鐘消耗的電能為多少？
例2、電加熱眼罩對緩解眼疲勞有一定效果。如圖甲是一款市場上的產(chǎn)品，小敏查閱使用說明書，其相關(guān)參數(shù)如下表乙。
（1）當該款眼罩還剩10%的電池容量時，在額定電壓下充電，充滿電至少需要多少時間？
（2）圖丙是小敏設計的可以手動調(diào)節(jié)高、中、低三檔加熱的電熱眼罩原理圖。電源電壓U恒為4.8伏，已知電熱絲R1阻值為4歐，電熱絲R2阻值為6歐，開關(guān)S3只接a或b。
①丙圖電路中S1閉合，S2斷開，S3接a時，加熱電路為____________（選填“高”、“中”或“低”）溫檔。
②中溫檔功率為多少瓦？
③高溫檔工作20分鐘，眼罩消耗的電能為多少焦？
六、電能、電熱結(jié)合
電流產(chǎn)生熱量的計算方法：
①任何導體有電流通過時，產(chǎn)生的熱量都可以由公式Q＝I2Rt計算。
②對于純電阻用電器，即電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的用電器，像電爐、電烙鐵、電飯鍋等，電流產(chǎn)生的熱量還可以由Q＝t＝UIt等導出公式來計算。
例1、如圖甲是某學校使用的電開水器銘牌，圖乙是其電路原理圖(R1、R2都是加熱電阻)，開關(guān)S連接a、b處實現(xiàn)加熱和保溫功能。水箱裝滿20 ℃的水后連續(xù)正常加熱21 min，水的溫度由20 ℃升高到50 ℃。已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，c水＝4.2×103 J/(kg?℃)。求：
(1)加熱過程中水吸收的熱量。
(2)此過程電開水器的熱效率。(小數(shù)點后保留一位小數(shù))
(3)R1和R2的阻值。
例2、電壓力鍋集高壓鍋和電飯鍋于一體，既安全又節(jié)能，某品牌的電壓力鍋（如下圖）的銘牌如下表所示。其工作原理如圖所示，A為密閉鍋體，R1、R2分別是主加熱器和保溫加熱器，L是用來指示電壓力鍋保溫狀態(tài)的發(fā)光二極管（電阻忽略不計），S1為電源開關(guān)。閉合開關(guān)S1后，電路通過R1對電壓力鍋加熱，當鍋內(nèi)水溫達到105℃時，鍋體向下移動，壓力開關(guān)S2與觸點a斷開，與b點接通，電路通過R2對電壓力鍋保溫。求：
（1）電壓力鍋正常加熱工作時，通過加熱電阻R1的電流是多大？
（2）電壓力鍋進入保溫狀態(tài)時，家庭電路電壓發(fā)生變化降為198V，此時保溫電阻R2消耗的實際電功率是多大？
（3）用該電壓力鍋對2kg、20℃的水正常加熱到69.5℃，電壓力鍋加熱的時間是多少？已知消耗的電能有90%被用來給水加熱。（水的比熱容c=4.2×103J/（kg·℃）。
參考答案：
1、例1、B
例2、70；0.5；100
例3、(1)“220 V”是指該電能表的額定電壓為220 V；“3 000 r/(kW?h)”是指該電能表所在的電路中每消耗1 kW?h的電能，該電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3 000轉(zhuǎn)。
(2)家中用電器同時工作時的總功率為：
P總＝60 W×6＋100 W＋120 W＋1 500 W＝2 080 W，
電能表能承受的最大電功率為
Pm＝UIm＝220 V×20 A＝4 400 W＞2 080 W，
所以小明家的用電器能同時使用。
(3)熱水器消耗的電能W＝ kW?h×30＝0.01 kW?h，
熱水器的實際耗電功率
P＝＝＝4 kW＝4 000 W，
因為該熱水器的實際功率高達4 000 W，明顯超過了它的額定功率，所以小明的判斷是正確的。
2、例1、D例2、C例3、B例4、B
3、例1、（1）D（2）小燈泡斷路（3）B（4）0.7
例2、（1）阻值最大處(或最右端)；（2）不能；不可行，因為小燈泡的阻值隨溫度的變化而變化（3）0.5
例3、兩實驗電阻沒接入電路，無現(xiàn)象，無法驗證焦耳定律中Q與R定性關(guān)系；
越多；
>；
兩實驗電阻并聯(lián)，電流不同，實驗現(xiàn)象無法驗證焦耳定律中Q與R定性關(guān)系
例4、（1）通過玻璃管內(nèi)液面上升的高度來反映電熱絲產(chǎn)生熱量的多少
（2）保持前后兩次電阻的大小相同
（3）電水壺中的發(fā)熱體放熱比連接電水壺的導線放熱多
4、例1、（1）絕緣體
（2）解：①R1= = =48.4歐
②W=Pt=1000瓦×300秒=3×105焦
例2、（1）
（2）
(或“據(jù)題意,自行車行駛時間t=1小時”)
S=vt=20千米/時×1小時=20千米
（3）ac
5、例1、（1）由甲圖可知，當自動開關(guān)S與2連接，兩電阻串聯(lián)，此時電路的總電阻最大，根據(jù)公式P＝知，電壓一定時，電路的總電阻最大，電路的總功率最小，所以此時電飯鍋處于“保溫”狀態(tài)。
（2）由乙圖知，該電飯鍋處于正常加熱狀態(tài)時電路中的電流為4A，
則該電飯鍋處于正常加熱狀態(tài)時的功率為：P加熱＝UI1＝220V×4A＝880W；
（3）由乙圖知，該電飯鍋處于保溫狀態(tài)時電路中的電流為1A，
則該電飯鍋處于保溫狀態(tài)時的功率為：P保溫＝UI2＝220V×1A＝220W；
該電飯鍋此次工作30分鐘過程中，加熱時間為10min，保溫時間為20min，
該電飯鍋此次工作30分鐘消耗的電能為：
W總＝P加熱t(yī)加熱+P保溫t保溫＝880W×10×60s+220W×20×60s＝7.92×105J；
例2、（1）解：1=800mAh×(1-10%）/500mA=1.44h
（2）解：①低
②當S1閉合，S2閉合，S3接a時為中溫檔：P1=U?/R1=（4.8伏）/4歐=5.76瓦
①當S1閉合，S2閉合，S3接b時為高溫檔，
R2的功率：P2=U2/R2=（4.8伏）?/6歐=3.84瓦
R1的功率：P1=5.76瓦
總功率：P=P1+P2=5.76K+3.84瓦-9.6瓦
消耗的總電能：W=Pt=9.6瓦×20×60秒=-11520焦
6、例1、(1)水的體積：V＝50 L＝50 dm3＝0.05 m3，
由ρ＝得，水的質(zhì)量：
m水＝ρ水V＝1.0×103 kg/m3×0.05 m3＝50 kg，
水的溫度由20 ℃升高到50 ℃，水吸收的熱量：
Q吸＝c水m水(t－t0)＝4.2×103 J/(kg?℃)×50 kg×(50 ℃－20 ℃)＝6.3×106 J。
(2)電開水器消耗的電能：
W＝P1t1＝5 500 W×21×60 s＝6.93×106 J，
則電開水器的熱效率：
η＝×100%＝×100%≈90.9%。
(3)開關(guān)S接a時，只有電熱絲R1接入電路，開關(guān)S接b時，電熱絲R1和R2串聯(lián)接入電路，
因串聯(lián)電路電阻大于其中任一電阻，根據(jù)P＝可知，開關(guān)S接a時為加熱狀態(tài)，開關(guān)S接b時為保溫狀態(tài)，由P＝得，R1的阻值：
R1＝＝＝8.8 Ω，
串聯(lián)電路總電阻：R＝＝＝48.4 Ω，
根據(jù)串聯(lián)電路電阻特點可知，R2的阻值：
R2＝R－R1＝48.4 Ω－8.8 Ω＝39.6 Ω。
例2、（1）由P=UI得電壓力鍋正常加熱的電流：I1= P1/ U=1100W/220V=5A；
（2）由P= U2/ R2 得：R2= U2/ P2=(220V) 2/20W=2420Ω，電飯鍋實際消耗的電功率：
P實= U2/ R2=(198V)2/2420Ω=16.2W；
（3）水吸收的熱量：Q吸=cm（t-t0）
由加熱消耗的電能90%被水吸收有：Q吸=0.9W電，
根據(jù)W=Pt得加熱時間：
t= W/ P= Q吸/90%P加熱= cm△t/90%P加熱=4.2×103J/(kg?℃)×2kg×(69.5℃-20℃)/ 90%×1100W=420s．

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