周日总复习 第五课 电功和电功率
[基础知识梳理]
一、电功
1. 定义:电流通过某段电路所做的功叫电功。
2. 实质:电流做功的过程,实际就是电能转化为其他形式的能(消耗电能)的过程。
3. 公式:W=UIt =Pt
表明:电流在某段电路上所做的功等于这段电路两端的电压与通过这段电路的电流及通电时间的乘积。
4. 单位:国际单位是焦耳(J ) 常用单位:度、千瓦时(kwh )、千焦(KJ )
61度=1千瓦时=1kwh=3.6×10J 1KJ=1000J 1J=1V.A.S
5. 电功(电能)的测量:
⑴电能表:是测量用户用电器在某一段时间内所做电功(某一段时间内消耗电能)的仪器。
⑵技术参数:电能表上“220V”“5(20)A”“3000R/(kw.h )”等字样
①“220V ”表示:电能表额定电压为220V;
②“5(20)A”表示:电能表标定电流是5A ;电能表短时间允许通过的最大电流是20A ;
③3000R/(KW ·h )表示: 电路中用电器每消耗一度电电能表转盘转3000转。 (电子式电能表,其参数为imp/(KW·h )——每消耗1KW ·h 的电能,指示灯闪烁的次数)
⑶测量
A 、测量较大电功时用刻度盘读数。
读数:①最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。
②电能表前后两次读数之差,就是这段时间内用电的度数。
如:电能表月初读数
月底读数是
则这个月用电 18.6 度,合 6.696×107J 。
B. 测量较小电功时, 用表盘转数读数。如:某用电器单独工作电能表(3000R/kwh)在10分
钟内转36转, 则10分钟内电器消耗的电能是 43200 J
。
二、电功率
1. 定义:电流在单位时间 内所做的功。
2. 意义:表示电流做功 快慢 的物理量。灯泡的亮度取决于灯泡的 实际功率的大小。
3. 公式:P = UI = W/t
4. 单位:国际单位瓦特(W ) 常用单位:千瓦(kw ) 换算关系:1kW=1000W
5. 额定功率和实际功率:
⑴额定电压:用电器 正常工作 时的电压。额定功率:用电器在 额定电压 下的功率。
某灯泡上标有“PZ 220-25”字样分别表示:普通照明,额定电压是220V ,额定功率 是
25W 。若该灯“正常发光”可知:额定电流I= 0.11A , 灯丝阻值R= 1936Ω。
⑵当U 实=U额 时,P 实 = P额,用电器 正常 工作(灯正常发光)
当U 实<U 额 时,P 实 < P额,用电器不能正常工作(灯光暗淡)
当U 实> U额 时,P 实 > P额,长期使用影响用电器寿命(灯发光强烈)
⑶灯L 1“220V 100W”,灯L 2“220V 25W”相比较而言:
R 1 < R 2;两灯串联时,灯
三、电功率的测量
Ⅰ、测量小灯泡的电功率
1. 原理:P=UI;(伏安法);
2. 实验器材:干电池, 开关, 导线, 小灯泡, 电压表, 电流表,滑动变阻器; 图一
实验电路:
1
3. 选择和连接实物时须注意:
①电源:其电压高于灯泡的额定电压;
②滑动变阻器:接入电路时要能够变阻,闭合开关前滑片移到阻值最大处。
③电压表:并联在小灯泡 的两端,根据小灯泡的额定电压选择电压表量程。
④电流表:串联在电路中,根据I 额=P额/U额 或I 额=U额/R选择量程。
例1:测定小灯泡额定功率的实验器材如图所示, 其中小灯泡上标有“3.8V ”的字样, 它的电阻约10Ω。
⑴请你用笔画线代替导线,把下图中的器材连接成实验电路(导线不要交叉)。
图三 图二
⑵小刚合理地连接好电路, 闭合开关, 无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮。于是小刚提出以下猜想:A. 可能是灯丝断了 B.可能是小灯泡短路 C.可能是变阻器开路 究竟哪个猜想正确,可根据电流表和电压表
的示数进行判断(电流表、电压表均无故障)。下表给出了电流表、电压表可能出现的几种情况,请判断每种情况下哪个猜想是正确的,并把其序号填写在对应的空格里。
⑶小刚排除故障后,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,此时电流表示数如上图所示,则通过小灯泡的电流为___0.36__A ,小灯泡的额定功率为__1.368___W。
Ⅱ、测量家用电器的电功率:
⑴器材:电能表、秒表 ⑵原理:P=W/t
⑶方法:只让待测用电器工作,用秒表记下电能表转过N 圈所用的时间t ,根据电能表的参数先算出用电器在时间t 内消耗的电能,再根据P=W/t计算出功率。
例2:一只家用电能表标着3000r/kWh,这表示每消耗1 kWh 的电能,电能表的转盘转3000转,现在室内只接一只灯泡,测出转盘3m in 内转了15转,利用这些数据,算出灯泡在
-34 这段时间消耗的电能是5×10 kwh = 1.8×10 J,灯泡的功率是 100 W。
解析:根据3000r/kWh的意义就可以求出转盘转15转灯泡消耗的电能,知道做功时间,由P=W/t就可以求出灯泡的功率。
15转-34 解答:灯泡消耗的电能:W= = 5×10kwh = 1.8×10J 3000r/kwh
灯泡的功率:P==100W 3⨯60s
[考点1]概述电功的概念—b
1. 小明利用电能表测量某一家用电器的电功率。当电路中只有这一个用电器连续工作时,测得在1h 内,消耗的电能为1.2kw ·h ,那么这一个用电器是( D )。
A. 电冰箱 B.普通白炽灯 C.彩色电视机 D.挂壁式空调机
t
2 W =1.8⨯10J 4
[考点2]知道电功的单位—a
2. 下列物理量中,以科学家的名字“焦耳”作为单位的是( D )
A. 时间 B.密度 C.电阻 D.电功
[考点3]列举决定电功大小的因素—a
3. 对于“电流做功与哪些因素有关”的问题,小科同学作了如下猜想:
猜想A :电流做功可能与电压有关;
猜想B :电流做功可能与电流有关;
猜想C :电流做功可能与通电时间有关。
为了验证自己的猜想,他选择了如图甲所示的装置(除电阻丝阻值不同外,其余条件均相同)及电源、开关、电压表、导线若干。他将两电阻丝串联后接入电路,如图乙所示。
⑴将两电阻丝串联接入电路的目的是为了控制通过电阻丝的 电流 和通电时间相同,他采用的科学探究方法是:控制变量法 。
⑵接通电路前他想:通电一段时间后观察温度计示数的变化,若两只温度计示数变化不同,则说明电流做功与电阻丝两端的电压有关;这就验证了猜想 A 。
[考点4]知道用电器消耗的电能可以用电功来量度—a
4. 下表为某型“新科”空调铭牌上的部分数据,关于这种型号的
空调,下列说法正确的是( A )。
A. 空调的专用熔丝的额定电流应略大于6 A B. 空调的专用熔丝的额定电流应略大于5 A C. 若正常工作且连续制冷O.5 h,空调消耗的电能为O. 662kW•h D. 若正常工作且连续制热O.5 h,空调消耗的电能为0.55 kW•
5. 如图所示,是郑龙同学记录家里一周内的
用电情况,下列说法中正确的是( D )。
A. 周一白天用电比傍晚多
B. 周四夜晚用电比周五夜晚多
C. 每天的用电高峰在傍晚
D. 周三傍晚用电2kW•h
[考点5]应用电功的公式计算电器消耗的电能—c
6.某校学生宿舍走廊的路灯,原来用一盏“220V 40W ”
的白炽灯,每晚亮10h 。同学们发现灯泡容易损坏,需要经常更换。后来,学校电工用两盏“220V,40W ”
3
的灯泡串联后代替原路灯。结果,两盏灯的亮度比改装前要暗,但灯泡使用寿命明显延长。
6(1)改装前,一盏路灯每晚需要消耗多少电能? 1.4×10J
(2)改装后两灯的总功率是多少? 比原来省电还是费电? 20W, 比原来更省电
(3)小明是一位爱动脑筋的同学,他想:路灯改装还有没有更好的方法呢? 通过查资料知道有一种“光控开关”——天黑时自动闭合,天亮时自动断开;还有一种“声控开关”——有声音时自动闭合,1 min后,若再无声音就自动断开。小明利用这两种开关设计了一个“聪明”的电路:白天路灯不亮,晚上有人走动发出声音时,路灯自动亮起来。请判断小明设计的电路图是_ D__。
A B C D 6精析:(1)改装前,一盏路灯一天消耗的电能:W=Pt=40W×10×3600s=1.4×10J 。
(2)改装后,两盏灯串联,总电阻为两灯的电阻之和,总电压不变。
22R=U/P=(220V)/40W=1210Ω,
R 总=1210Ω+1210Ω=2420Ω
22P 总=U/R总=(220V)/2420Ω=20W。
两盏灯的总功率比原来一盏的功率还小,因此比原来更省电。
(3)小明想利用光和声音来同时控制路灯,两种开关必须同时与电灯串联才能实现。 解答:(1)1.4× 106J (2)20W比原来更省电 (3)D
7. 每个家庭都需要照明灯泡,目前市场上既有白炽灯,又有电子节能灯,究竞选择哪一种好呢? 某中学“STS”研究小组的同学进行了调查,了解到在正常工作时,25W 的白炽灯与5 W的电子节能灯、45W 的白炽灯与9W 的电子节能灯,60W 的白炽灯与11W 的电子节能灯
11W 节能灯的成本加电费分别为_127.5_元和____52_元,由此可见你会选择__节能_灯。
8. 电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具,如图10所示,他可以电动骑行,亦可以脚踏骑行,电动骑行时,蓄电池对车上电动机供电,电动机为车提供动力,下表是某型号电动自行车主要技术参数
⑴电动自行车以额定功率行驶时通过电动机线圈的电流是多大? 5A
4
⑵表中“12A.h ”表示蓄水池充满电时储存的电荷量,相当于“h ”的值,则蓄电池充足一次电可储存的能量是多少J ?2.0736×106J
⑶从环保的角度来看,与摩托车相比,电动自行车有什么优缺点?(各列举一条)
【答案】(1)由P ×=UI得:I=P
U =240W
48V
6=5A (2)W=UIt=48V×12A ×3600S=2.0736×10J
(3)优点:节能环保 缺点:制动性能不好
[考点6]根据电能表读数的变化估算消耗的电能—b
9. 电子式电能表表盘上标有“3000imp/(kW·h) ”字样,将某用电器单独接在该表上工作30min ,电能表指示灯闪烁了300次.该用电器在上述时间内消耗的电能为_0.1__kW·h ,它的电功率是__200___W.
10. 某车问装有“220V 40W ”的白炽灯100盏,该车间安装的电能表的额定电流至少为_20__ A(填“10”“20”或“30”);若一天每盏灯平均工作4h ,则该车间每天耗电约_16_kW•h 。
11. 暑假期间某同学和家人外出旅游,他忘记将家中电视机的电源关闭,
电视机处于屏幕保护状态,出门前它家电能表的示数如图所示,10天
后它回到家中,
电能表的示数为。这段时间电视机消耗
了2.4 Kw ·h 的电能,电视机处于屏幕保护状态是电功率约为10 W。
你从电能表的盘面上还能获得什么信息:额定电压220V (能正确写出其它参数的含义均可) 。(写出一条即可)
[考点7]概述电功率的概念—b
12. 在自然科学中,许多规律可借助于图象形象、直观地展示出来。例如,某电路中,已知滑动变阻器两端的电压恒定不变,下列图象中能正确表示滑动变阻器消耗的电功率P 与它的电阻值R 之间关系的是( A )。
A B
C D
13. 在“探究灯泡的电功率跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下猜想:
甲:电功率跟电压有关,电压越高,电功率越大。
乙:电功率跟电流有关,电流越大,电功率越大。
请你任选其中一个猜想,设计实验,进行验证。
⑴你验证的猜想是验证猜想甲(填甲或乙)。
⑵实验需要的器材,除电源、导线、开关外,还需要两个规格不同的小灯泡,电压表。
⑶在右面的方框中画出你的实验电路图。
⑷在该实验中,你需要收集的数据是两灯泡两端的电压U 1、U 2。。
⑸你是通过观察比较两灯泡的亮度 来比较两灯泡功率的大小的。
⑹探究出电功率跟电压和电流的关系后,爱动脑筋的小明猜想 :“电功率跟电阻之间也可能有一定的关系。”于是,他向老师借了一些定值电阻和其他相关器材进行实验,其实验数据如表一、表二所示。
5
表一 表二
根据表一中的数据可以得出电功率跟电阻阻值之间的关系是∶
电流一定时,电功率跟电阻成正比 。
根据表二中的数据可以得出电功率跟电阻阻值之间的关系是∶
电压一定时,电功率跟电阻成反比 。
(1)验证猜想乙(2) 两个规格不同的小灯泡(1分)、电流表(3)电路图如图(4)两灯泡的电流I 1、I 2。5)两灯泡的亮度
[考点8]知道电功率的单位—a;[考点9]应用电功率的公式进行简单的计算—c
14. 我们知道对于同种灯泡的亮度取决于实际功率的大小。现有两个同种灯泡,其额定值是甲灯“220V 100W”、乙灯“220V 40W”。将甲、乙两灯并联或串联后接在照明电路中。比较甲、乙两灯的亮度,对此下列解释正确的是( C )
A. 串联时, 因为通过甲、乙两灯的电流一样大,实际功率一样大,所以一样亮
B. 并联时, 因为甲、乙两灯的电压一样大,实际功率一样大,所以一样亮
C. 串联时, 两灯电流相等, 乙灯的电阻大, 根据P=I2R ,实际功率大,所以乙灯较亮
D. 并联时, 两灯电压相等, 甲灯的电阻大, 根据P=U2/R,实际功率小,所以甲灯较暗
15. 家用电灭蚊器的发热部分使用了PTC 发热材料,它的电阻随温
度变化规律如图所示。使用时发热体直接连人家庭电路。当发热体
的温度为60℃时,月此时电功率为__4.84 __W。如果这只电灭蚊
器的平均电功率为5W, 按一天工作l0h 计算,这只家用电灭蚊器一
个月(按30天计算) 消耗电能__1.5__ kW•h;当发热体温度继续上
升时 电灭蚊器发热体的电阻会__增大 ;它的功率会_减小___(最
后两空填“增大”“不变”或“减小”).
16. 如图是“生命力”型号手机的电池铭牌。该型号的
电池用于手机,待机时间约为3天,图中750 mA·h
表示750毫安小时。请根据所给信息计算该手机待机时
间内消耗的平均功率为_ 0.0375__W 。
[考点10]知道额定功率的概念—a
17. 小科做作业时, 电灯突然变暗, 其原因可能是 ( C )
A. 电灯的实际电压变大 B.电灯的额定电压变小
C. 电灯的实际功率变小 D.电灯的额定功率变小
6
[考点11]从说明书或铭牌上识别用电器的额定功率—a
18. 甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如右图所示,下列说法中正确的是( B )
A. 甲灯的实际功率一定是40W
B. 将乙灯接入110 V电路中,它的额定功率仍为60W
C. 两灯均正常发光时,甲灯灯丝电阻较小
D. 两灯均正常发光时,甲灯消耗的电能较少 甲 乙 19. 根据A 、B 、C 、D 四种家用电器铭牌上所提供的信息, 可知额定电流为6A 的用电器是( B )
A B C D
20. 有两只外形相同、灯丝长度相等的灯泡L 1和
L 2在它们的铭牌上只能看清“200V”字样,
而看不清它们额定功率的大小。甲、乙、丙三位同学对它们进行了探究:甲同学发现L 1的灯丝粗一些,
认为L 1电阻小,接入电路产生的热量少, 所以额定功率比L 2小;乙同学把两
灯串联在同一电路中, 发现L 2比L 1亮, 认定L 2的额定功率大; 丙同学把两灯并联在同一电路
中, 发现L 1比L 2亮, 认定L 1的额定功率大, 你认为哪位同学的探究是正确的?( C )
A. 甲同学 B.乙同学 C.丙同学 D.都不正确
[考点12]说明伏安法测量小灯泡的电功率的实验原理—b
[考点13]绘制实验的电路图--b
[考点14]测定小灯泡的额定功率和实际功率--b
[考点15]收集和整理实验数据得出实验结论--b
21. 小明设计焉如图甲所示的电路图,用来测定额定电压为“2.5伏”的小灯泡的电功率。各元件都完好,电源电压保持不变。
(1)
小明将各元件连接成如图乙所示的电路,请指出其中的错误:
电流表没有与小灯泡串联,电压表没有与小灯泡并联。
(2)电路调整正确后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当观察到_电压表示数为2.5伏时,表明小灯泡正常发光,并记录电流表的示数。
(3)为了进一步探究小灯泡的亮度与实际电功率的关系,小明继续调节滑动变阻器的滑片,并记录数据如右表,发现第2次实验小灯泡最亮,此时小灯泡的实际电功率为_0.98_瓦。
22. 小雷想知道小灯的亮暗程度与什么因素有关。于是找来额定电流均小于0.6 A ,额定电压是2.5V 的灯L 1和额定电压是3.8V 的灯L 2,先后接在电源电压恒为6V 的电路中,按照
如图l6所示的电路开始探究。
7
图16 图17
(1)请你用笔画线代替导线,根据图16所示的电路图,将图17所示实物图连接完整。
(2)若小雷连接Eg 路后闭合开关,灯L 1几乎不发光,移动滑片P 也不能改变灯的亮度。原
因是他把滑动变阻器的__ A 、 B .(选填“AB ”或“CD ”) 接线柱接入了电路。
(3)小雷排除故障后,按图17所示的电路继续进行实验:
①闭合开关,滑片P 向__ A _(选填“A" 或“B") 端移动,使灯L 1发光,测出灯L 1的相关物
(4)小雷注意到灯L 1的亮度变化是:第二次比第一次亮,第三次比第二次更亮。结合表中
数据得出的结论是小灯泡越亮,它的实际功率越_大___。
(5)用L 2替换L 1重复上面的实验时,需要改变_电压_表的量程,发现灯L 2的亮度变化规律
与灯L 1相似。
(6)小雷在实验结束后与同学们讨论:
①有同学认为“用上表中灯L 1的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确。" 这种说法错误
的原因是小雷忽略了___温度_对小灯电阻的影响。
②有同学认为“把灯L 1换成定值电阻,该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关
系。" 你认为这种说法__正确___(选填“正确”或“错误”) 。
【答案】(1)
8
;
【电功和电功率综合运算】
23. 今年3月1日起,我国对家用电冰箱、空调这两个产品率先实施能
源效率标识制度,以后生产、销售和进口的空调、冰箱均应在显著位
置咱粘贴“中国能效标识”的标签(如图所示) 。能效标识将能效分为l 、
2、3、4、5五个等级,等级1表示产品最节能.等级5是市场准人指
标,低于该等级要求的产品不允许生产和销售。
(1)据有关部门科学预测,在推行能效标识后未来的10年间,家用空
17酒器和冰箱可累计节电548亿度(约合1. 972×10J) 。这些电能相当于
多少吨标准煤完全燃烧所释放的热量?(已知标准煤的热值为
2. 9×lO7J/kg)
(2)目前,一台电功率为1160W 的高效节能制冷空调A 售价大致为3000
元。另一台制冷效果相同的一般节能制冷空调B 电功率为1500W ,售价
大致为2000元。若空调的使用寿命为12年。家用平均每年使用500h 。
1度电的价格按O.50元计算。试求出使用12年,高效节能空调比一般
节能空调所节约的电费。
(3)根据你所知道的信息对将要购买空调的消费者提出建议并简要说
明理由。
(1)6.8×106t (2)1020元
(3)建议购买高效节能型空调.因为高效节能型空调能节约能源、提高效率、保护环境
24. 近几年,许多公司都在研发以电池为动力源的纯电动汽车,与传统燃油汽车相比,部
车身质量更大,功率更小,但百公里加速时间却相近,这说明纯电动汽车能源利用率_高; ⑵若在民用电压(220伏)给纯电动汽车充电,充电电流达30安,充电时间需10.2小时,则纯电动汽车充电所消耗的电能是多少?
7W =UIt =220V ×30A ×10.2×3600s =2.42×10J =67.32KW.h ;
⑶在未来4年,国家将对纯电动汽车生产企业实施减税,对消费者进行补贴,这是因为ABC 。
A. 制造成本高 B.CO2排放量少 C.消耗能源少 D.车身质量大
9
周日总复习 第五课 电功和电功率
[基础知识梳理]
一、电功
1. 定义:电流通过某段电路所做的功叫电功。
2. 实质:电流做功的过程,实际就是电能转化为其他形式的能(消耗电能)的过程。
3. 公式:W=UIt =Pt
表明:电流在某段电路上所做的功等于这段电路两端的电压与通过这段电路的电流及通电时间的乘积。
4. 单位:国际单位是焦耳(J ) 常用单位:度、千瓦时(kwh )、千焦(KJ )
61度=1千瓦时=1kwh=3.6×10J 1KJ=1000J 1J=1V.A.S
5. 电功(电能)的测量:
⑴电能表:是测量用户用电器在某一段时间内所做电功(某一段时间内消耗电能)的仪器。
⑵技术参数:电能表上“220V”“5(20)A”“3000R/(kw.h )”等字样
①“220V ”表示:电能表额定电压为220V;
②“5(20)A”表示:电能表标定电流是5A ;电能表短时间允许通过的最大电流是20A ;
③3000R/(KW ·h )表示: 电路中用电器每消耗一度电电能表转盘转3000转。 (电子式电能表,其参数为imp/(KW·h )——每消耗1KW ·h 的电能,指示灯闪烁的次数)
⑶测量
A 、测量较大电功时用刻度盘读数。
读数:①最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。
②电能表前后两次读数之差,就是这段时间内用电的度数。
如:电能表月初读数
月底读数是
则这个月用电 18.6 度,合 6.696×107J 。
B. 测量较小电功时, 用表盘转数读数。如:某用电器单独工作电能表(3000R/kwh)在10分
钟内转36转, 则10分钟内电器消耗的电能是 43200 J
。
二、电功率
1. 定义:电流在单位时间 内所做的功。
2. 意义:表示电流做功 快慢 的物理量。灯泡的亮度取决于灯泡的 实际功率的大小。
3. 公式:P = UI = W/t
4. 单位:国际单位瓦特(W ) 常用单位:千瓦(kw ) 换算关系:1kW=1000W
5. 额定功率和实际功率:
⑴额定电压:用电器 正常工作 时的电压。额定功率:用电器在 额定电压 下的功率。
某灯泡上标有“PZ 220-25”字样分别表示:普通照明,额定电压是220V ,额定功率 是
25W 。若该灯“正常发光”可知:额定电流I= 0.11A , 灯丝阻值R= 1936Ω。
⑵当U 实=U额 时,P 实 = P额,用电器 正常 工作(灯正常发光)
当U 实<U 额 时,P 实 < P额,用电器不能正常工作(灯光暗淡)
当U 实> U额 时,P 实 > P额,长期使用影响用电器寿命(灯发光强烈)
⑶灯L 1“220V 100W”,灯L 2“220V 25W”相比较而言:
R 1 < R 2;两灯串联时,灯
三、电功率的测量
Ⅰ、测量小灯泡的电功率
1. 原理:P=UI;(伏安法);
2. 实验器材:干电池, 开关, 导线, 小灯泡, 电压表, 电流表,滑动变阻器; 图一
实验电路:
1
3. 选择和连接实物时须注意:
①电源:其电压高于灯泡的额定电压;
②滑动变阻器:接入电路时要能够变阻,闭合开关前滑片移到阻值最大处。
③电压表:并联在小灯泡 的两端,根据小灯泡的额定电压选择电压表量程。
④电流表:串联在电路中,根据I 额=P额/U额 或I 额=U额/R选择量程。
例1:测定小灯泡额定功率的实验器材如图所示, 其中小灯泡上标有“3.8V ”的字样, 它的电阻约10Ω。
⑴请你用笔画线代替导线,把下图中的器材连接成实验电路(导线不要交叉)。
图三 图二
⑵小刚合理地连接好电路, 闭合开关, 无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮。于是小刚提出以下猜想:A. 可能是灯丝断了 B.可能是小灯泡短路 C.可能是变阻器开路 究竟哪个猜想正确,可根据电流表和电压表
的示数进行判断(电流表、电压表均无故障)。下表给出了电流表、电压表可能出现的几种情况,请判断每种情况下哪个猜想是正确的,并把其序号填写在对应的空格里。
⑶小刚排除故障后,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,此时电流表示数如上图所示,则通过小灯泡的电流为___0.36__A ,小灯泡的额定功率为__1.368___W。
Ⅱ、测量家用电器的电功率:
⑴器材:电能表、秒表 ⑵原理:P=W/t
⑶方法:只让待测用电器工作,用秒表记下电能表转过N 圈所用的时间t ,根据电能表的参数先算出用电器在时间t 内消耗的电能,再根据P=W/t计算出功率。
例2:一只家用电能表标着3000r/kWh,这表示每消耗1 kWh 的电能,电能表的转盘转3000转,现在室内只接一只灯泡,测出转盘3m in 内转了15转,利用这些数据,算出灯泡在
-34 这段时间消耗的电能是5×10 kwh = 1.8×10 J,灯泡的功率是 100 W。
解析:根据3000r/kWh的意义就可以求出转盘转15转灯泡消耗的电能,知道做功时间,由P=W/t就可以求出灯泡的功率。
15转-34 解答:灯泡消耗的电能:W= = 5×10kwh = 1.8×10J 3000r/kwh
灯泡的功率:P==100W 3⨯60s
[考点1]概述电功的概念—b
1. 小明利用电能表测量某一家用电器的电功率。当电路中只有这一个用电器连续工作时,测得在1h 内,消耗的电能为1.2kw ·h ,那么这一个用电器是( D )。
A. 电冰箱 B.普通白炽灯 C.彩色电视机 D.挂壁式空调机
t
2 W =1.8⨯10J 4
[考点2]知道电功的单位—a
2. 下列物理量中,以科学家的名字“焦耳”作为单位的是( D )
A. 时间 B.密度 C.电阻 D.电功
[考点3]列举决定电功大小的因素—a
3. 对于“电流做功与哪些因素有关”的问题,小科同学作了如下猜想:
猜想A :电流做功可能与电压有关;
猜想B :电流做功可能与电流有关;
猜想C :电流做功可能与通电时间有关。
为了验证自己的猜想,他选择了如图甲所示的装置(除电阻丝阻值不同外,其余条件均相同)及电源、开关、电压表、导线若干。他将两电阻丝串联后接入电路,如图乙所示。
⑴将两电阻丝串联接入电路的目的是为了控制通过电阻丝的 电流 和通电时间相同,他采用的科学探究方法是:控制变量法 。
⑵接通电路前他想:通电一段时间后观察温度计示数的变化,若两只温度计示数变化不同,则说明电流做功与电阻丝两端的电压有关;这就验证了猜想 A 。
[考点4]知道用电器消耗的电能可以用电功来量度—a
4. 下表为某型“新科”空调铭牌上的部分数据,关于这种型号的
空调,下列说法正确的是( A )。
A. 空调的专用熔丝的额定电流应略大于6 A B. 空调的专用熔丝的额定电流应略大于5 A C. 若正常工作且连续制冷O.5 h,空调消耗的电能为O. 662kW•h D. 若正常工作且连续制热O.5 h,空调消耗的电能为0.55 kW•
5. 如图所示,是郑龙同学记录家里一周内的
用电情况,下列说法中正确的是( D )。
A. 周一白天用电比傍晚多
B. 周四夜晚用电比周五夜晚多
C. 每天的用电高峰在傍晚
D. 周三傍晚用电2kW•h
[考点5]应用电功的公式计算电器消耗的电能—c
6.某校学生宿舍走廊的路灯,原来用一盏“220V 40W ”
的白炽灯,每晚亮10h 。同学们发现灯泡容易损坏,需要经常更换。后来,学校电工用两盏“220V,40W ”
3
的灯泡串联后代替原路灯。结果,两盏灯的亮度比改装前要暗,但灯泡使用寿命明显延长。
6(1)改装前,一盏路灯每晚需要消耗多少电能? 1.4×10J
(2)改装后两灯的总功率是多少? 比原来省电还是费电? 20W, 比原来更省电
(3)小明是一位爱动脑筋的同学,他想:路灯改装还有没有更好的方法呢? 通过查资料知道有一种“光控开关”——天黑时自动闭合,天亮时自动断开;还有一种“声控开关”——有声音时自动闭合,1 min后,若再无声音就自动断开。小明利用这两种开关设计了一个“聪明”的电路:白天路灯不亮,晚上有人走动发出声音时,路灯自动亮起来。请判断小明设计的电路图是_ D__。
A B C D 6精析:(1)改装前,一盏路灯一天消耗的电能:W=Pt=40W×10×3600s=1.4×10J 。
(2)改装后,两盏灯串联,总电阻为两灯的电阻之和,总电压不变。
22R=U/P=(220V)/40W=1210Ω,
R 总=1210Ω+1210Ω=2420Ω
22P 总=U/R总=(220V)/2420Ω=20W。
两盏灯的总功率比原来一盏的功率还小,因此比原来更省电。
(3)小明想利用光和声音来同时控制路灯,两种开关必须同时与电灯串联才能实现。 解答:(1)1.4× 106J (2)20W比原来更省电 (3)D
7. 每个家庭都需要照明灯泡,目前市场上既有白炽灯,又有电子节能灯,究竞选择哪一种好呢? 某中学“STS”研究小组的同学进行了调查,了解到在正常工作时,25W 的白炽灯与5 W的电子节能灯、45W 的白炽灯与9W 的电子节能灯,60W 的白炽灯与11W 的电子节能灯
11W 节能灯的成本加电费分别为_127.5_元和____52_元,由此可见你会选择__节能_灯。
8. 电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具,如图10所示,他可以电动骑行,亦可以脚踏骑行,电动骑行时,蓄电池对车上电动机供电,电动机为车提供动力,下表是某型号电动自行车主要技术参数
⑴电动自行车以额定功率行驶时通过电动机线圈的电流是多大? 5A
4
⑵表中“12A.h ”表示蓄水池充满电时储存的电荷量,相当于“h ”的值,则蓄电池充足一次电可储存的能量是多少J ?2.0736×106J
⑶从环保的角度来看,与摩托车相比,电动自行车有什么优缺点?(各列举一条)
【答案】(1)由P ×=UI得:I=P
U =240W
48V
6=5A (2)W=UIt=48V×12A ×3600S=2.0736×10J
(3)优点:节能环保 缺点:制动性能不好
[考点6]根据电能表读数的变化估算消耗的电能—b
9. 电子式电能表表盘上标有“3000imp/(kW·h) ”字样,将某用电器单独接在该表上工作30min ,电能表指示灯闪烁了300次.该用电器在上述时间内消耗的电能为_0.1__kW·h ,它的电功率是__200___W.
10. 某车问装有“220V 40W ”的白炽灯100盏,该车间安装的电能表的额定电流至少为_20__ A(填“10”“20”或“30”);若一天每盏灯平均工作4h ,则该车间每天耗电约_16_kW•h 。
11. 暑假期间某同学和家人外出旅游,他忘记将家中电视机的电源关闭,
电视机处于屏幕保护状态,出门前它家电能表的示数如图所示,10天
后它回到家中,
电能表的示数为。这段时间电视机消耗
了2.4 Kw ·h 的电能,电视机处于屏幕保护状态是电功率约为10 W。
你从电能表的盘面上还能获得什么信息:额定电压220V (能正确写出其它参数的含义均可) 。(写出一条即可)
[考点7]概述电功率的概念—b
12. 在自然科学中,许多规律可借助于图象形象、直观地展示出来。例如,某电路中,已知滑动变阻器两端的电压恒定不变,下列图象中能正确表示滑动变阻器消耗的电功率P 与它的电阻值R 之间关系的是( A )。
A B
C D
13. 在“探究灯泡的电功率跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下猜想:
甲:电功率跟电压有关,电压越高,电功率越大。
乙:电功率跟电流有关,电流越大,电功率越大。
请你任选其中一个猜想,设计实验,进行验证。
⑴你验证的猜想是验证猜想甲(填甲或乙)。
⑵实验需要的器材,除电源、导线、开关外,还需要两个规格不同的小灯泡,电压表。
⑶在右面的方框中画出你的实验电路图。
⑷在该实验中,你需要收集的数据是两灯泡两端的电压U 1、U 2。。
⑸你是通过观察比较两灯泡的亮度 来比较两灯泡功率的大小的。
⑹探究出电功率跟电压和电流的关系后,爱动脑筋的小明猜想 :“电功率跟电阻之间也可能有一定的关系。”于是,他向老师借了一些定值电阻和其他相关器材进行实验,其实验数据如表一、表二所示。
5
表一 表二
根据表一中的数据可以得出电功率跟电阻阻值之间的关系是∶
电流一定时,电功率跟电阻成正比 。
根据表二中的数据可以得出电功率跟电阻阻值之间的关系是∶
电压一定时,电功率跟电阻成反比 。
(1)验证猜想乙(2) 两个规格不同的小灯泡(1分)、电流表(3)电路图如图(4)两灯泡的电流I 1、I 2。5)两灯泡的亮度
[考点8]知道电功率的单位—a;[考点9]应用电功率的公式进行简单的计算—c
14. 我们知道对于同种灯泡的亮度取决于实际功率的大小。现有两个同种灯泡,其额定值是甲灯“220V 100W”、乙灯“220V 40W”。将甲、乙两灯并联或串联后接在照明电路中。比较甲、乙两灯的亮度,对此下列解释正确的是( C )
A. 串联时, 因为通过甲、乙两灯的电流一样大,实际功率一样大,所以一样亮
B. 并联时, 因为甲、乙两灯的电压一样大,实际功率一样大,所以一样亮
C. 串联时, 两灯电流相等, 乙灯的电阻大, 根据P=I2R ,实际功率大,所以乙灯较亮
D. 并联时, 两灯电压相等, 甲灯的电阻大, 根据P=U2/R,实际功率小,所以甲灯较暗
15. 家用电灭蚊器的发热部分使用了PTC 发热材料,它的电阻随温
度变化规律如图所示。使用时发热体直接连人家庭电路。当发热体
的温度为60℃时,月此时电功率为__4.84 __W。如果这只电灭蚊
器的平均电功率为5W, 按一天工作l0h 计算,这只家用电灭蚊器一
个月(按30天计算) 消耗电能__1.5__ kW•h;当发热体温度继续上
升时 电灭蚊器发热体的电阻会__增大 ;它的功率会_减小___(最
后两空填“增大”“不变”或“减小”).
16. 如图是“生命力”型号手机的电池铭牌。该型号的
电池用于手机,待机时间约为3天,图中750 mA·h
表示750毫安小时。请根据所给信息计算该手机待机时
间内消耗的平均功率为_ 0.0375__W 。
[考点10]知道额定功率的概念—a
17. 小科做作业时, 电灯突然变暗, 其原因可能是 ( C )
A. 电灯的实际电压变大 B.电灯的额定电压变小
C. 电灯的实际功率变小 D.电灯的额定功率变小
6
[考点11]从说明书或铭牌上识别用电器的额定功率—a
18. 甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如右图所示,下列说法中正确的是( B )
A. 甲灯的实际功率一定是40W
B. 将乙灯接入110 V电路中,它的额定功率仍为60W
C. 两灯均正常发光时,甲灯灯丝电阻较小
D. 两灯均正常发光时,甲灯消耗的电能较少 甲 乙 19. 根据A 、B 、C 、D 四种家用电器铭牌上所提供的信息, 可知额定电流为6A 的用电器是( B )
A B C D
20. 有两只外形相同、灯丝长度相等的灯泡L 1和
L 2在它们的铭牌上只能看清“200V”字样,
而看不清它们额定功率的大小。甲、乙、丙三位同学对它们进行了探究:甲同学发现L 1的灯丝粗一些,
认为L 1电阻小,接入电路产生的热量少, 所以额定功率比L 2小;乙同学把两
灯串联在同一电路中, 发现L 2比L 1亮, 认定L 2的额定功率大; 丙同学把两灯并联在同一电路
中, 发现L 1比L 2亮, 认定L 1的额定功率大, 你认为哪位同学的探究是正确的?( C )
A. 甲同学 B.乙同学 C.丙同学 D.都不正确
[考点12]说明伏安法测量小灯泡的电功率的实验原理—b
[考点13]绘制实验的电路图--b
[考点14]测定小灯泡的额定功率和实际功率--b
[考点15]收集和整理实验数据得出实验结论--b
21. 小明设计焉如图甲所示的电路图,用来测定额定电压为“2.5伏”的小灯泡的电功率。各元件都完好,电源电压保持不变。
(1)
小明将各元件连接成如图乙所示的电路,请指出其中的错误:
电流表没有与小灯泡串联,电压表没有与小灯泡并联。
(2)电路调整正确后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当观察到_电压表示数为2.5伏时,表明小灯泡正常发光,并记录电流表的示数。
(3)为了进一步探究小灯泡的亮度与实际电功率的关系,小明继续调节滑动变阻器的滑片,并记录数据如右表,发现第2次实验小灯泡最亮,此时小灯泡的实际电功率为_0.98_瓦。
22. 小雷想知道小灯的亮暗程度与什么因素有关。于是找来额定电流均小于0.6 A ,额定电压是2.5V 的灯L 1和额定电压是3.8V 的灯L 2,先后接在电源电压恒为6V 的电路中,按照
如图l6所示的电路开始探究。
7
图16 图17
(1)请你用笔画线代替导线,根据图16所示的电路图,将图17所示实物图连接完整。
(2)若小雷连接Eg 路后闭合开关,灯L 1几乎不发光,移动滑片P 也不能改变灯的亮度。原
因是他把滑动变阻器的__ A 、 B .(选填“AB ”或“CD ”) 接线柱接入了电路。
(3)小雷排除故障后,按图17所示的电路继续进行实验:
①闭合开关,滑片P 向__ A _(选填“A" 或“B") 端移动,使灯L 1发光,测出灯L 1的相关物
(4)小雷注意到灯L 1的亮度变化是:第二次比第一次亮,第三次比第二次更亮。结合表中
数据得出的结论是小灯泡越亮,它的实际功率越_大___。
(5)用L 2替换L 1重复上面的实验时,需要改变_电压_表的量程,发现灯L 2的亮度变化规律
与灯L 1相似。
(6)小雷在实验结束后与同学们讨论:
①有同学认为“用上表中灯L 1的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确。" 这种说法错误
的原因是小雷忽略了___温度_对小灯电阻的影响。
②有同学认为“把灯L 1换成定值电阻,该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关
系。" 你认为这种说法__正确___(选填“正确”或“错误”) 。
【答案】(1)
8
;
【电功和电功率综合运算】
23. 今年3月1日起,我国对家用电冰箱、空调这两个产品率先实施能
源效率标识制度,以后生产、销售和进口的空调、冰箱均应在显著位
置咱粘贴“中国能效标识”的标签(如图所示) 。能效标识将能效分为l 、
2、3、4、5五个等级,等级1表示产品最节能.等级5是市场准人指
标,低于该等级要求的产品不允许生产和销售。
(1)据有关部门科学预测,在推行能效标识后未来的10年间,家用空
17酒器和冰箱可累计节电548亿度(约合1. 972×10J) 。这些电能相当于
多少吨标准煤完全燃烧所释放的热量?(已知标准煤的热值为
2. 9×lO7J/kg)
(2)目前,一台电功率为1160W 的高效节能制冷空调A 售价大致为3000
元。另一台制冷效果相同的一般节能制冷空调B 电功率为1500W ,售价
大致为2000元。若空调的使用寿命为12年。家用平均每年使用500h 。
1度电的价格按O.50元计算。试求出使用12年,高效节能空调比一般
节能空调所节约的电费。
(3)根据你所知道的信息对将要购买空调的消费者提出建议并简要说
明理由。
(1)6.8×106t (2)1020元
(3)建议购买高效节能型空调.因为高效节能型空调能节约能源、提高效率、保护环境
24. 近几年,许多公司都在研发以电池为动力源的纯电动汽车,与传统燃油汽车相比,部
车身质量更大,功率更小,但百公里加速时间却相近,这说明纯电动汽车能源利用率_高; ⑵若在民用电压(220伏)给纯电动汽车充电,充电电流达30安,充电时间需10.2小时,则纯电动汽车充电所消耗的电能是多少?
7W =UIt =220V ×30A ×10.2×3600s =2.42×10J =67.32KW.h ;
⑶在未来4年,国家将对纯电动汽车生产企业实施减税,对消费者进行补贴,这是因为ABC 。
A. 制造成本高 B.CO2排放量少 C.消耗能源少 D.车身质量大
9