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1、第九章 电功和电功率典例点拨课时 电功、电功率和焦耳定律知识梳理1电功(1)电流做功的过程实质是电能转化为其他形式能的过程。电流做了多少功，就会消耗多少电能，转化为多少其他形式的能。(2)电功的单位：J和kWh。 1 kWh =J。(3)电功的测量：使用电能表。2电功率(1)意义：电功率是表示电流做功快慢的物理量。(2)定义：电功率的大小等于用电器在1 s内所消耗的电能。定义式为P=。(3)电功率的单位：W。3.焦耳定律内容：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。考点典例考点1 电功、电功率的定义、单位及测量【例1】 下课后王老师去关闭微机房的总电闸时
2、，发现图9.1-1所示的电能表转盘在缓慢地转动，他利用手表估测了一下，2 min转盘转动了5圈，那么2 min内消耗了_J电能；经检查发现，原来机房内还有20台型号相同的电脑显示器处于待机状态，则一台电脑显示器的待机功率约为_W。图9.1-1【思路分析】学生要知道2 500 r/kWh的含义，会算出电能表转一圈消耗的电能大小，再求出2 min内消耗的电能。求功率要用P=。【答案】7 2003【例2】 如图9.1-2是额定电压为220 V的理发用电吹风机的典型电路。其中电热丝通电后可以发热，电动机通电后可以送风。正常工作时:图9.1-2(1)要送热风，选择开关应放在_位置(选填“A”“B”或“C
3、”)。(2)已知电动机的额定功率是120 W。当送冷风时，通电5 min，电流所做的功是多少？ (3)如果电热丝的电阻是55 ，当送热风时，电路消耗的总功率是多少？【思路分析】吹风机吹热风的含义是既要电动机送风，还用电热丝加热，需同时工作，所以选择开关放在A。求电流做功要用公式W=Pt。送热风时，电动机和电热丝并联，两功率相加即为电路消耗的总功率。【自主解答】J(3)1 000 W考点2 串并联电路中电功、电功率特点及比例关系应用【例3】 一个电阻接入电路后，每分钟产生的热量为Q，如果要使这个电阻每分钟产生的热量为3Q，下列方法可以实现的是( )A将这个电阻值变为原来的B将这个电阻两端的电压变
4、为原来的3倍C再取两个相同的电阻与它并联D再取两个相同的电阻与它串联【思路分析】根据公式Q=t，时间不变，Q要变大3倍，可以U不变，R变为原来的。还可以U和R同时变为原来的3倍。【答案】A【例4】 两只灯泡与，的电阻是电阻的2倍，先将灯泡串联在一起，接到电源上，此时两只灯泡的总功率为；然后将灯泡并联在一起，接到同一电源上，此时两只灯泡的总功率为，则比是( )A29 B49 C23 D43【思路分析】运用串联P与R成正比，并联P与R成反比的知识进行分析即可求出比。【答案】A【例5】 在图9.1-3所示的电路中，L是一盏标有“8 V 4 W”字样的电灯，为变阻器，电源电压为16 V，求：图9.1-
5、3(1)将变阻器的阻值调到多大时，才能使L和消耗的功率相等？(2)当L的实际功率为1 W时，L两端的电压多大？此时变阻器阻值应调到多大？【思路分析】先用R=求出电灯的电阻，要使L和消耗的功率相等，只要它们的电阻相等就可以。计算L实际电压要用到公式=PR。【自主解答】(1)16 =4 V R=48 考点3 实际功率与额定功率(高频考点)【例6】 一只“PZ220100 ”的灯泡，其额定电压为_V ，额定功率为_W，灯丝的电阻是_。【思路分析】额定电压指用电器正常工作时的电压，即为220 V。额定功率指用电器在额定电压下的电功率，即为100 W。灯丝电阻要用R=求出。【答案】220 100 484
6、【例7】 家庭电路电压在用电高峰时段有时会降低到198 V，在此电压下，一盏“220 V 100 W”的灯泡工作时的实际功率将_100 W(选填“大于”或“小于”)，灯泡的亮度会比正常发光时_一些。【思路分析】灯泡亮度由实际功率决定，求实际功率，先根据“220 V 100 W”求出电阻，再利用公式P=求实际功率。【答案】小于暗【例8】 如图9.1-4甲是一种双向双动式和面机。主要构造为：一个带动搅拌器的电动机和一个带动料桶的电动机，在和面过程中二者交替工作，搅拌器正反搅拌。搅拌电动机正转时间、反转时间和料桶电动机的转动时间分别为、和，且111。和面机的铭牌如图乙所示。 甲 乙图9.1-4为了测
7、量和面机料桶电动机的功率，小阳将家里的其他用电器都关闭，他观察到和面机正常工作12 min，恰好搅拌机正转、反转和料桶电动机的转动各完成两次，家里标有“3 000 r/kWh”字样的电能表转盘转过了480转，则料桶电动机的功率为_W。【思路分析】此题要分析清楚题目所给的条件和所求的未知量，先根据“3 000 r/kWh”求出表盘转1圈消耗的电能，再求出转过了480转消耗的电能，据P=计算料桶电动机的功率。【答案】600考点4 实验：测量用电器实际电功率(高频考点)【例9】 小华用电压表、电流表、滑动变阻器、导线、开关及新的干电池等实验器材，测量额定电压为2.5 V 小灯泡L的额定功率。甲乙图9
8、.1-5(1)小华连接好图9.1-5甲所示电路，闭合开关S，发现小灯泡L发光暗淡，观察电压表、电流表均有示数，移动滑动变阻器的滑片P，电压表、电流表示数均不变，出现这种现象的原因是_。(2)小华改正实验错误后，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为2.5 V时，发现电流表示数如图乙所示，由此可知，此时通过小灯泡L的电流为_A。小灯泡L的额定功率为_W。【思路分析】测量小灯泡额定功率是每年中考高频考点，主要考查电路的连接、电路故障分析和额定功率计算，此题考查实际电路连接和滑动变阻器接法。【答案】(1)滑动变阻器全部连入电路(相当于阻值较大的定值电阻)(2)0.30.75【例10】 小霖利用电阻箱
9、和一块电流表测量小灯泡的实际功率，他选择了满足这个实验要求的器材，设计并连接了如图9.1-6所示的部分实验电路。图9.1-6 (1)请你添加一条导线，将图所示的实物图补充完整；(2)闭合开关，将开关扳向_(选填“1”或“2”)，调节滑动变阻器使小灯泡发光，记录电流表的示数；(3)将开关扳向另一端，保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节_的阻值为时，电流表的示数为；(4)请用和表示小灯泡的实际功率，则=_。【思路分析】此题是在伏安法测小灯泡电功率的题型基础演变出的新题，要求用电阻箱和电流表测小灯泡电功率，重点是明白原理，用求解。【答案】(1)图中漏线为：小灯泡左接线柱与开关的“1”连接(2)1(3)
10、电阻箱考点5 电流的热效应、焦耳定律(高频考点)【例11】 如图9.1-7所示的电器中，利用电流热效应的是( )A.电热水壶B.洗衣机C.电风扇D.电视机图9.1-7【思路分析】电流热效应是每年中考高频考点，主要考查学生联系实际生活的能力，知道生活中哪些用电器是利用电流热效应工作的，哪些用电器需要防止电流的热效应。【答案】A【例12】 小欢用图9.1-8所示的装置研究“电流通过导体时产生的热量与导体电阻的关系”。图中三个烧瓶内盛有质量和温度都相同的食用油，温度计显示食用油的温度，每瓶食用油中都浸泡着一段电阻丝，已知三段电阻丝的阻值关系是 。 图9.1-8(1)通过实验可知，在电流和通电时间都相
11、同时，导体电阻越大，产生的热量越_；(选填“多”或“少”)(2)实验中的自变量是_，控制变量是_；(3)小丽想研究“电流通过导体时产生的热量与导体中电流大小的关系”，她将烧瓶中的三段电阻丝并联后接入电路，你认为是否可行并说明理由，_。【思路分析】同学们需要知道，电流通过导体时产生的热量与导体电阻、通过导体的电流和通电时间都有关系，即焦耳定律，当电流、时间一定时，电阻阻值越大，电阻上产生的热量就越多。做“电流通过导体时产生的热量与导体电阻的关系”探究实验前应先明确因变量、自变量以及控制不变的量，本实验的因变量是热量，自变量是电阻阻值，电流、时间应是控制不变的量。若研究“电流通过导体时产生的热量与
12、导体中电流大小的关系”，应控制电阻、时间不变，若将烧瓶中的三段电阻丝并联后接入电路，虽然流过三个电阻上的电流不同，但电阻也不同，这样就有两个变量了。【答案】(1)多(2)电阻的阻值电流和通电时间(3)不可行，没有控制电阻阻值不变考点6 电功、电功率及焦耳定律计算(高频考点)【例13】 某型号家用电饭锅有高温烧煮和保温焖饭两个挡位，其原理如图9.1-9所示，和为两个加热电阻。已知电阻44 ，保温焖饭时电饭锅的功率P22 W。求：图9.1-9(1)电饭锅高温烧煮的功率P；(2)保温焖饭时电路中的电流I和两端的电压；(3)一次做晚饭，用该电饭锅高温烧煮15 min，保温焖饭30 min，则此过程中电
13、饭锅消耗多少度电。【思路分析】当开关S接1时，加热电阻接入电路，电饭锅处于高温烧煮挡，等效电路如图9.1-10甲所示。甲乙图9.1-10当开关S接2时，加热电阻和串联接入电路，电饭锅处于保温焖饭挡，等效电路如图乙所示。(1)甲图中，电饭锅高温烧煮的功率P1 100 W(2)乙图中，电饭锅保温焖饭时，I0.1 A加热电阻两端电压I 0.1 A44 4.4 V(3)电饭锅耗电W1.1 kW0.25 h0.022 kW0.5 h0.275 kWh0.011 kWh0.286 kWh【答案】(1)1 100 W(2)0.1 A4.4 V (3)0.286 kWh基础训练一、单项选择题1下列四位物理学家
14、中，以其名字命名电功单位的是( )A安培B欧姆C伏特D焦耳答案：D2图9.1-11所示的家用电器中，利用电流热效应工作的是( )A.电饭锅B.笔记本电脑C.电风扇D.电视机图9.1-11答案：A3如图9.1-12所示电路，电源电压不变。闭合开关S，当滑片P置于变阻器的中点时，电压表的示数为4 V；当滑片P置于变阻器的b端时，电压表的示数变化了2 V，在15 s内定值电阻产生的热量为60 J。则下列结果正确的是( )图9.1-12A电源电压为10 V B的阻值为18 C滑动变阻器R的最大阻值为9 D先后两次消耗的电功率之比为43答案：C4有5 和10 的两个定值电阻，先将它们串联，后将它们并联接在同一个电源上，则关于它们两端的电压和消耗的电功率的关系是( )A串联时，电压之比是12，电功率之比是21B串联时，电压之比是21，电功率之比是12C并联时，电压之比是11，电功率之比是21D并
