《2018初中物理竞赛教程（基础训练）：第27讲 电功 电功率(附强化训练题及答案)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018初中物理竞赛教程（基础训练）：第27讲 电功 电功率(附强化训练题及答案)（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第 27 讲讲 电功电功 电功率电功率 27.1 学习提要学习提要 28.1.1 电功电功 电流通过电动机时，电动机便会转动并发热，电能就转化为电动机的机械能和内能，在此 过程中电流做了功。电流在通过各种用电器时都做了功。 1.电功 电流所做的功叫做电功。 电流做功的过程，就是电能转化成其他形式的能的过程；电流做了多少功，就有多少电能 转化成其他形式的能。若电路中的用电器是纯电阻元件，则电能全部转化成内能。 2.电功的计算 电流做功的多少与通过导体的电流、导体两端的电压以及通电时间有关。电流通过导体所 做的电功等于导体两端的电压、通过导体的电流和通电时间的乘积。即，UItW 对于纯电阻电路，
2、还可以采用或进行计算。t R U W 2 RtIW 2 .另外根据，所以电流所做的功还可以用公式。RtIW 2 UQW 3.电功的单位 在国际单位制中，电功的单位是焦耳，简称为焦（J） 。1 焦（J）= 1 伏安秒(VAs)。 生活中电功常用的单位是千瓦时（kWh） ， 1 kWh = 3.6106J。 通过家用手电筒内小电珠的电流，每秒钟所做的电功大约为 1J，这表明家用手电筒通电时， 每秒钟约有 1J 的电能转化为内能和光能。 27. 1.2 电功率电功率 电流通过不同的用电器，做功的快慢程度是不同的。例如电风扇工作时，通过电动机的电 流 1h 可以做功十几万焦；而通过大型机床电动机的电流
3、 10 s 就可以做功几十万焦。电流做功的 快慢不仅与做功的多少有关，还与做功的时间有关。 1.电功率 . 电功率是表示电流做功快慢的物浬量，定义为单位时间内电流所做的功，即。UI t W P 对于纯电阻电路,则还可以使用或。 R U P 2 RIP 2 2.电功率的单位 在国际单位制中，电功率的单位是瓦特，简称为瓦，记为 W。1W=1VA。常用单位还有千 瓦：(kW)，lkW= 1000 W。 3.额定电压、额定功率 额定电压是用电器正常工作时的电压。如用电器上标有“220 V”字样，表示该用电器正常 工作时的电压为 220 V。 额定功率是用电器在额定电压下消耗的电功率，如用电器上标有“4
4、0 W”宇样，表示该用 电器在正常工作时消耗的电功率为 40 W。 如图 27-1 所示，用电器上标有“220 V 40 W”表示用电器在 220 V 电压下可以正常工作， 它在 220 V 电压下消耗的电功率为 40 W。 额定电功率与额定电压是在设计用电器时设定了的。一个用电器一般只有一个额定电压值、 一个额定电功率值。表 27- 1 为一些电器设备的额定电功率。 表 27-1 27.1. 3 测定小灯泡电功率的实验测定小灯泡电功率的实验 1.实验原理 根据公式 P = UI 可知需要测量的物理量为电压（U）和电流（I） 。 电 器电功率（W）电 器电功率(W) 日光灯840白炽灯 约:1
5、560 电视机约 75家用空调器000 2000 电冰箱约 250电饭锅约 700 2.实验器材 电源，电流表，电压表，小灯泡，滑动变阻器，电键，导线若干。 3.实验步驟 （1）按图 27-2 连接电路； 图 27-2 （2）滑动变阻器的滑片放在阻值最大的位置，闭合电键，接通电路调节滑动变阻器的滑片， 使小灯在额定电压下发光，在 表 27 - 2 中记录下电压表和电流表的示数； （3）计算小灯的额定电功率； （4）移动滑片，使小灯两端的电压比额定电压稍高和稍低，分别观察小灯发光的情况与额 定电压时的发光情况有什么不同，并记下电压表和电流表的示数； 分别算出小灯泡的实际电功率并填人表 27 -2
6、 中。 表 27-2 实验序号电压 U（V）电流 I（A）电功率 P(W)小灯的亮暗程度 1稍安 2正常 3稍亮 注意：在测定小灯电功率实验中，小灯的电阻随温度的改变而改变,所以我们不可以用小灯 的电阻或电路的总电阻分析。 27.2 难点释疑难点释疑 27. 2.1 关于纯电阻电路关于纯电阻电路 电流通过电阻(电阻器)时，电能全部转化为内能。当电路中的用电器都是“纯粹”的电阻时， 组成的电路称之为纯电阻电路。可以看作纯电阻的用电器有：电炉、电烙铁、电热水器、电饭 锅、电热毯、白炽灯等。而电动机、微波炉、电视机、电脑、日光灯等用电器则不是纯电阻用 电器，电流通过这类用电器时，一小部分电能转化成热
7、量，大部分电能转化成机械能、光能、 电磁能或声能等。 “学习提要”中电功和电功率的两个推导式只适合于纯电阻电路。 27. 2. 2 正确理解额定电压、额定电功率、实际电压、实际电功率正确理解额定电压、额定电功率、实际电压、实际电功率 如果用电器两端的电压不等于额定电压，用电器就不能正常工作，它的实际电功率也就不 等于它的额定电功率。用电器工作时的实际电功率取决于工作时的实际电压。 当 U实=U额时，P实=P额，用电器正常工作； 当 U实U额时，P实P额，用电器不能正常工作,容易被烧坏； 当 U实” 、 “ P2 D、不能确定 6、个断丝的灯泡经摇晃重新搭上后，再放回原来电路中使用时，要比原先亮
8、些,是因为（ ） A、灯丝电阻变大，实际电功率变大 B、灯丝电阻变小，实际电功率变大 C、灯丝电阻变大，实际电功率变小 D、灯丝电阻变小，实际电功率变小 7、将一根阻值为 R 的电阻丝接在某一电路中，通电一段时间后，电流做功为 W1。现将该 电阻丝拉长至原来的 2 倍后再接回到该电路中，通电相同时间后，电流做功为 W2，则 W1与 W2之比为（ ） A、1：2 B、2：1 C、4：1 D、1：4 8、根电阻丝两端电压为 U 时，消耗电功率为 P，若电阻丝被剪去一半后再接到两端电压 为的电路中，则消耗的电功率为 （ ） A、 B、 C、2P D、4P 9、如图 27- 11 所示电路，在滑动变阻
9、器滑片 P 由 b 端向 a 端移动过程中，可以看到的现象 是 （ ） A、电流表示数变小，电压表示数变大，灯变暗 B、电流表示数变大，电压表示数变小，灯变亮 C、电流表示数变小，电压表示数变小，灯变暗 D、电流表示数变大，电压表示数变大，灯变亮 10、在图 27-12 所示的电路中，电压 U 不变，R1：R2 = 2：3，则电键 S 闭合和断开时，R1 消耗的功率之比是（） A、2：3 B、5：2 C、25：4 D、4：25 图 27-11 图 27-12 图 27-13 11、在图 27-13 所示的电路中，当把电键 S 断开时 （ ） A、灯 L 变亮，电功率变大，电流表示数变大 B、灯
10、 L 变暗，电功率变小，电流表示数变小 C、灯 L 亮度不变，电功率不变，电流表示数变小 D、灯 L 亮度不变，电功率不变，电流表示数不变 12、在图 27-14 所示的电路中，合上电键 S 后，L1和 L2都能发光。一段时间后，其中一灯 熄灭，电压表示数变大，电流表示数为 0。产生这种现象的原因可能是（ ） A、L1短路 B、L2短路 C、L1断路 D、L2断路 图 27-14 13、标有“110V 40W”的甲灯和标有“110V 100W”的乙灯串联后接在 220V 的电路中， 则 （ ） A、甲灯将被烧坏 B、乙灯将被烧坏 C、两灯都将被烧坏 D、两灯都不会被烧坏 14、把标有“12V
11、6W”和“6 V 3W”的甲、乙两个灯泡串联后接在 12V 的电源上，若灯丝 电阻不变，下面说法正确的是 （ ） A、两灯的实际功率相同 B、通过甲灯的电流较大 C、乙灯比较亮 D、两灯串联后的总功率是 4W 15、将灯 L 接到电压为 U 的电路上，灯的电功率为 25W，若将灯 L 与一个电阻 R 串联后仍 接在原电路时，灯 L 消耗的电功率为 16W，设灯丝电阻不变，则此电阻消耗的电功率是 （ ） A、2W B、4W C、8W D、9W 16、电阻 R1的阻值为 10，当电阻 R1与 R2以某种方式连接在电源两端时，通过 R1的电 流为 0.3 A；当两电阻以另一种方法连接在同一电源两端时
12、，通过 R1的电流为 0.9 A。求： （1）电源的电压；（2）电阻 R2的阻值；（3）电阻 R1在两种连接方法中的较大功率。 17、如图 27-15 所示电路，已知灯泡 L 上标有“4V 4W”字样，滑动变阻器阻值为 08。当滑动变阻器滑片 P 移至端点 a 时，灯泡能正常发光；当滑片 P 移至中点时，求此时 灯泡的电阻和实际电功率（设此时灯丝电阻不变） 。 图 27-15 18. 某同学用电源、电压表、电流表、标有“5 1A”字样的滑动变阻器、电键及导线若干 做“测定小灯泡电功率”的实验，小灯上标有“0.3 A”字样，估计小灯的额定功率为 1.2W 左 右。他正确连接电路，实验步骤正确。闭
13、合电键 S，观察到电流表、电压表的示数分别如图 27- 16 的(a)和(b)所示。接着，他把电压表并在滑动变阻器两端，移动滑动变阻器的滑片 P，使小灯 正常发光，观察到电压表的指针仍如图 27-16(b)所示，则电源电压为 V，小灯的额定电压 为 V，额定电功率为 W，小灯正常发光时滑动变阻器接入电路的电阻值为 。 图 27-16 19、某同学做“测定小灯泡电功率”的实验，所用小灯的额定电压为 2.5V 或 4.5V。他正确 连接电路，实验步骤正确。闭合电键 S，观察到电压表、电流表的示数分别为 2V 和 0.2A。 过 了一会儿，小灯突然熄灭，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯都不亮，电压
14、表的示数始终 为 12V，则电源电压为 V，滑动变阻器的最大阻值为 。他换用一个相同规格的小灯 接入电路，重新进行实验，当小灯正常发光时，滑片的位置恰好在变阻器的中点上，电压表的 示数如图 27-17 所示，则小灯的额定电压为 V，额定功率为 W。 图 27-17 作业参考答案与解析作业参考答案与解析 A 卷卷 1、 【答案】电，机械，内，机械，内 【解析】略 2、 【答案】0.3，3 【解析】略 3、 【答案】镍铬合金丝，铁丝 【解析】略 4、 【答案】电流做功快慢，3000 【解析】略 5、 【答案】额定电压，额定电功率，220，0.27，600 【解析】略 6、 【答案】D 【解析】略
15、7、 【答案】D 【解析】略 8、 【答案】B 【解析】略 9、 【答案】C 【解析】略 10、 【答案】A 【解析】略 11、 【答案】C 【解析】略 12、 【答案】D 【解析】略 13、 【答案】C 【解析】略 14、 【答案】B 【解析】略 15、 【答案】C 【解析】略 16、 【答案】 （1）0.5A， （2）4， （3）30 【解析】略 17、 【答案】15，7.5 【解析】略 18、 【答案】10 【解析】略 19、 【答案】 （1）， （2）见图， （3）断开，右端，电压表UIP 【解析】略 20、 【答案】 （1）电流表读错量程，电压表接在滑动变阻器两端；（2）2.5，2.2，2.8， （3）0.75 【解析】略 B 卷卷 1、 【答案】乙，1:2，丙，1:4 【解析】略 2、 【答案】1:1，1:4，4:1，4:1 【解析】略 3、 【答案】=，乙，1:4，甲，4:1 【解析】略 4、 【答案】5,5 【解析】略 5、 【答案】C 【解析】略 6、 【答案】B 【解析】略 7、 【答案】C 【解析】略 8
