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1、第17讲 电功率,20112015年江西省中考试题统计与命题预测,考点1,考点2,考点3,考点4,考点5,考点1电能 1.定义:电流所具有的能量称为电能。 2.单位:在国际单位制中,电能的单位是焦耳,简称焦,符号是 J。电能的另一个单位是千瓦时,又称“度”,符号是kWh。1 kWh=3.6106 J,1 kWh=1度。 3.测量工具:电能表。 (1)读数方法:电能表计数器前后两次读数之差,就是用户在这段时间内消耗的千瓦时,即用电度数。 (2)铭牌参数含义: A.220 V表示电能表在额定电压为220 V的电路中使用。 B.10(20)A表示电能表的标定电流为10 A,在短时间内允许通过的最大电
2、流为20 A。 C.3 000 r/(kWh)表示用电1 kWh电能表转盘转3 000转。,考点1,考点2,考点3,考点4,考点5,考点2电功 1.定义:电流所做的功叫电功,用符号W表示。 2.公式:W=UIt。即电流在一段电路上所做的功,跟这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间的乘积成正比。 3.单位:在国际单位制中,电功的单位是焦耳,符号是 J。,考点1,考点2,考点3,考点4,考点5,考点3电功率 1.定义:电流在单位时间内所做的功叫做电功率,用符号“P”表示。 2.公式: (1)定义式: 其中W电流做的功(用电器所消耗的电能),单位:焦耳(J); t做功所用的时间,单位:秒(s);
3、P用电器的功率,单位:瓦(W)。 (2)计算式:P=UI ,即一段电路上的电功率跟这段电路两端的电压和电路中的电流的乘积成正比。 3.物理意义:电功率是用来表示电流做功快慢的物理量。 4.单位:瓦,千瓦,且1 kW=103 W。,考点1,考点2,考点3,考点4,考点5,考点4额定功率与实际功率 1.额定电压:用电器正常工作时的电压。(一般都标在用电器的铭牌上) 2.额定功率:用电器在额定电压下的功率。(标在用电器的铭牌上) 3.实际功率:用电器在实际工作下的电功率。用电器的实际功率可以等于额定功率,也可以不等于额定功率。 温馨提示实际功率与额定功率的关系:当UU额时,PP额,灯很亮,易烧坏;当
4、UU额时,PP额,灯很暗或不发光;当U=U额时,P=P额,灯正常发光。,考点1,考点2,考点3,考点4,考点5,考点5焦耳定律 1.电流的热效应: 电流通过导体时使导体发热的现象叫做电流的热效应,举例:电流通过电炉丝时,炉丝会热得发红;电流通过灯泡内的钨丝时,钨丝会发热至白炽状态等。 2.焦耳定律内容:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比,这个规律叫做焦耳定律。 3.数学表达式:Q=I2Rt,式中热量Q、电流I、电阻R、时间t的单位分别是 J、A、s,且1 J=1 A2s。,考点1,考点2,考点3,考点4,考点5,温馨提示电功与电热的对比,考法1,考
5、法2,考法3,考法4,考法1电能及其测量 电功是电能转化为其他形式能的量度。考题常常是围绕电能表展开,读数、消耗电能的计算、判断允许的最大功率等问题,以填空、选择、计算等多种题型出现。 例1如图是某家庭用的电能表某月月初、月末的两次读数,若按0.5元/(kWh)计算,他家本月应缴纳电费 元,他家同时使用的用电器总功率不得超过 W;若电能表在10 min内转了300转,则接在该电能表上的用电器消耗的电能为 kWh。,考法1,考法2,考法3,考法4,解析:本月消耗的电能W=1 469.5 kWh-1 387.5 kWh=82 kWh,本月应缴纳的电费是0.5元/(kWh)82 kWh=41元;电能
6、表允许接的最大电功率为P=UI=220 V10 A=2 200 W;电能表的转盘转300转消耗的电能为 答案:41 2 200 0.1 方法总结掌握电能表铭牌上各参数的含义是解决这类问题必备的知识。,考法1,考法2,考法3,考法4,考法2电功率及其计算 电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量。额定功率与实际功率的异同、实际功率的计算、电功率的变化等问题,以电压作为解决的主线思路。 例2(2014广西桂林中考)如图所示,电阻R与小灯泡连接在电路中,当闭合开关S1、S2时,电阻R被 ,此时灯泡的电功率为9 W。S1闭合S2断开时,灯泡的电功率为1 W(不考虑灯泡的电阻随温度而发生变化),则此时电阻
7、R消耗的电功率为 W。,考法1,考法2,考法3,考法4,考法1,考法2,考法3,考法4,方法总结根据铭牌或者说明书上的额定电压、额定功率计算用电器实际功率的思路是 进行计算时,一般不考虑温度对电阻的影响,可认为同一用电器(纯电阻)在不同电压下的电阻是相同的;用电器的P额、U额具有唯一性、对应性,而用电器的P实、U实可以有多个,但具有同体性、同时性。,考法1,考法2,考法3,考法4,例3(2015山东济宁中考)小夏将n个“3 V 0.3 W”的小灯泡,按照甲、乙两种连接方式分别接入电压为U的电路中(如图所示),通过分别调节滑动变阻器R1和R2,使所有灯泡均正常发光。则甲、乙两电路中的总电流与总功
8、率的关系正确的是( ),考法1,考法2,考法3,考法4,解析:n盏完全相同的灯泡,正常发光时的电流相等, 图甲中灯泡并联,图乙中灯泡串联, 因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和, 所以两电路的电流关系为 I甲=nI乙, 因为甲、乙电源的电压U相等, 所以根据P=UI可知,两电路的总功率关系为 P甲=nP乙。 故A、B、D错误,C正确。故选C。 答案:C 方法总结n盏完全相同的灯泡,正常发光时的电流相等,根据串并联电路的电流特点求出甲、乙电路的电流,再根据P=UI求出两者的总功率关系。,考法1,考法2,考法3,考法4,考法3测量小灯泡的电功率 电功率的测量是中考必考的内容,这个实验包含几乎所
9、有电学实验的基本仪器及其使用方法。考查角度多样,包括:实验原理、器材选择、电路设计与连接、功率计算、表格设计、结论归纳等。 例4(2015江西中考)实验:测量小灯泡的电功率,考法1,考法2,考法3,考法4,【实验器材】额定电压为2.5 V的小灯泡(正常发光时电阻约为6 )、滑动变阻器(“10 2 A”)、新干电池两节、开关、导线若干等。 【实验原理】 。 【实验步骤】 (1)连接电路时,开关要 ;如图甲所示的实物图连接中,连接不妥之处为 ; (2)闭合开关后,若出现下表所述的现象,请在表中空格处填写可能的原因:,考法1,考法2,考法3,考法4,(3)排除故障后,当移动滑片P到某位置时,电压表示
10、数如图乙所示;若要测量小灯泡的额定功率,此时应在此位置基础上将滑片P向 (选填“左”或“右”)移动,使电压表的示数为 V。此时电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是 W。 解析:测量小灯泡的电功率,实验原理是P=UI; (1)连接电路时,开关要断开; 由题意知,电源电压为3 V,灯泡的电阻大约为6 ,所以电路中的最大电流 电流表可选择00.6 A量程,由题图知,电流表量程选择过大,会造成读数误差较大;,考法1,考法2,考法3,考法4,(2)现象1中,灯泡亮,电流表有示数,则说明灯泡所串联的电路没有出现断路和短路,而电压表无示数,则可能是电压表发生了断路; 现象2中,电灯不亮,电流表无示数
11、,则电路发生断路,而电压表有示数,则与电压表并联的灯泡断路; (3)由题图乙表针位置可知,电压表选择03 V量程,示数为2.7 V,超过了灯泡的额定电压,要使灯泡正常发光,应增大变阻器的阻值,将滑片向左适当滑动,使电压表的示数等于灯泡的额定电压2.5 V; 根据题图丙电流表的指针位置,电流表选择00.6 A的量程,示数为0.4 A; 所以该灯泡的额定电功率为P=UI=2.5 V0.4 A=1 W。 答案:P=UI (1)断开 电流表选择了大量程,会造成读数误差较大 (2)电压表断路 电路中小灯泡断路 (3)左 2.5 1,考法1,考法2,考法3,考法4,方法总结伏安法测(定值)电阻和电功率在数
12、据处理方法上不同,测电阻时要求测出该电阻的三个阻值,再求平均值,目的是减小实验误差;而测电功率时,在小于、等于、大于额定电压的情况下,求出三个电功率值的含义是不同的,不能用来求平均值;只有在额定电压下求得的功率才为额定功率。,考法1,考法2,考法3,考法4,考法4电功和电热 各种用电器工作时,将电能转化为人们需要的其他形式的能,由于电流热效应无处不在,电功(W)和电热(Q)之间存在WQ的关系,这种关系是常见的考查角度。 例5(2015四川自贡中考)将规格都是“220 V 100 W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入同一家庭电路中,通电时间相同,下列说法正确的是 ( ) A.三个用电
13、器产生的热量相同 B.电风扇产生的热量最多 C.电烙铁产生的热量最多 D.电视机产生的热量最多,考法1,考法2,考法3,考法4,解析:因为U=220 V,所以三种用电器的实际功率P=P额=100 W;又因为W=Pt,所以三种用电器消耗的电能相同;由于电视机将一部分电能转化为光能,电风扇中的电动机将电能大部分转化为机械能,电烙铁将电能全部转化为内能。则产生热量最多的是电烙铁,故选项C正确。 答案:C 方法总结分别接入220 V的电路中,三个用电器都正常工作,实际功率相同(等于额定功率)、通电时间相同,根据W=Pt可知消耗的电能相同,通过分析三种用电器使用时的能量转化情况,找出产生热量最多的用电器
14、。,伏安法测小灯泡电功率 伏安法测小灯泡电功率是一个重要的实验,中考试题和平时试题主要命题点有:考查实验器材的选择(电流表和电压表的量程选择、滑动变阻器选择)、电路连接、故障判断、表格的设计、实验数据分析和结论得出等。江西省多次考查这个实验,而且常和测小灯泡电阻结合在一起考查。 解题时要注意的问题: 1.电路连接时开关要断开,滑动变阻器的滑片移到最大阻值处。 2.通过移动滑动变阻器的滑片改变灯泡两端的电压,便于测量不同发光状态下的电功率。同时滑动变阻器在这个实验中还起保护电路的作用。 3.实验操作过程中要注意,当开关闭合时,可能灯不亮,此时应该是移动滑动变阻器的滑片,减小滑动变阻器接入的电阻,
15、眼睛观察电压表的示数,直到达到要求的电压值,再去读电流表的示数。,4.实验中多次测量不是减小误差,是为了找电功率与电压的关系及亮度规律,所以不能求平均值。小灯泡两端电压改变后小灯泡的功率也改变,因此求出的平均值无意义。但如果只是测灯泡正常发光时的功率,且每次电压不变,只是读电流表的示数时有偏差,这时可以求平均值减小误差。这也是近两年部分省市出现过的试题。 5.实验中能根据现象判断电路故障,分析产生的原因,并能对实验故障处理;能根据动态电路变化处理实验下一步的操作方法。,例题在“测定小灯泡的电功率”的实验中,小明同学选取了一个标有“2.5 V”、额定功率约为1 W的小灯泡和必要的实验器材,连接的
16、电路如图甲所示。,(1)闭合开关前,老师检查发现小明同学连接的电路有一根导线连接错误,请你在错误的连线上画“”,并只移动一根导线,用笔画线代替导线将电路连接正确。 (2)经检查电路连接正确后,小明连续进行了4次测量,并把测量的数据和观察到的现象填写在表格里,其中第3次测量时电流表的示数如图乙所示,此时的电流为 A,小灯泡的额定功率为 W。 (3)从表格中的数据可知,灯丝的电阻随两端电压的增加而 (选填“增大”或“减小”),灯丝电阻发生变化的本质是电阻随 而增大。,解析:(1)由题图甲所示电路图可知,电压表连接错误,修改后的电路图如图所示: (2)由图乙所示电流表可知,其量程为00.6 A,分度值为0.02 A,示数为0.42 A,灯泡额定功率P=UI=2.5 V0.42 A=1.05 W。 (3)由表中实验数据可知,随灯丝两端
