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1、专题25 电功率计算题型考点一 电能 电功 知识点1 电能(1)电能的来源电能的来源能量的转化过程电池干电池、蓄电池化学能能转化为电能各种发电水力发电通过水轮机将机械能转化为电能火力发电通过燃料的化学能通过汽轮机转化为电能风力发电通过风力发电机将机械能转化为电能地热发电将地热能通过发电机转化为电能太阳能发电通过太阳能电池板等将太阳能转化为电能核能发电将核能转化为电能(2)电能的利用:用电器是消耗电能的装置,将电能转化为其他形式的能;电池(电源)是提供电能的装置,是将其他形式的能转化为电能的装置。例如发电机:机械能电能,干电池:化学能电能。(3)单位常用单位:焦耳(J);其他单位:_,也叫“度”
2、,符号是_;单位换算:1度_kWh_J. 知识点2 电能的测量(1)测量工具:电能表电能表转盘式频闪式示意图主要参数600 r/(kWh)指用电器每消耗_的电能时,电能表转盘转过600转600 imp/(kWh)指用电器每消耗_的电能时,电能表指示灯闪烁600次读数电能表最右边的格子显示的是用去电能的小数部分,前面的格子显示的是整数部分若月初示数为,月末示数如上图,则本月用电_ kWh(2)计量方法a电能表结束和起始时的示数之_即为这段时间内电路消耗的电能的度数如电能表月初读数,月底读数,这个月用电_度,合_J.b已知一定时间内,电能表转盘的转数(指示灯闪烁的次数)n,则消耗的电能为W;用电器
3、的实际功率为。N为电能表表盘参数,如:600 r/(kWh) 知识点3 电功(1)定义:电流所做的功,是电能转化为其他形式能的量度,用W表示(2)计算公式(必考)W_推导公式:(纯电阻电路)根据UIR,得W_(常用于串联电路)根据,得W_(常用于并联电路)(3)做功多少的影响因素:电流做功的多少跟电流的大小、电压的高低、通电时间的长短都有关系。加在用电器两端的电压越高、通过的电流越大、通电时间越长,电流做功越多.注意:电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程,“电流做了多少功”与“消耗了多少电能”说法是一样的。考点二 电功率 知识点1 电功率(1)物理意义:用来表示电流做功_的物理量,用符
4、号P表示(2)定义式(必考)P_(3)变形公式:求功:WPt;求做功时间:(4)推导公式:计算式。根据WUIt,得:P_(任何电路)推导式。根据PUI、UIR,得:P_(常用于纯电阻串联电路)根据PUI、I,得:P_(常用于纯电阻并联电路)(5)常考估测A.家用空调的电功率约为1 000 WB.电吹风机的电功率约为500 WC.洗衣机的电功率约为300 WD.液晶电视机的电功率约为100 W 知识点2 额定电压、额定功率、实际电压、实际功率(1)额定电压:用电器正常工作时的电压,用电器名牌上标注的电压额定功率:用电器在额定电压下工作时的电功率,用电器名牌上标注的功率实际电压:用电器实际工作时的
5、电压,实际电压可以等于或小于额定电压实际功率:用电器在实际电压下工作时的电功率例:灯泡上标有“36V25W”的含义是小灯泡的_电压为36 V,_功率为25 W.(2)实际功率与额定功率的联系与区别联 系区别U实U额P实_P额易损坏用电器(灯发光强烈)考点3:焦耳定律1电流的热效应(1)定义:电流通过导体时电能转化为内能的现象(2)影响因素a在电流和通电时间相同的情况下,电阻越大,电阻产生的热量越_;b在电阻和通电时间相同的情况下,通过电阻的电流越_,这个电阻产生的热量越多;c在电阻和电流相同的情况下,通电时间越_,这个电阻产生的热量越多2焦耳定律(1)内容:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方
6、成_,跟导体的电阻成_,跟通电时间成_(2)计算公式Q_3电热的利用与防止(1)利用:白炽灯、电热水器、电饭锅、电熨斗、保险丝、电热孵化器(2)防止:散热窗、散热片、散热孔、电脑的微型风扇4.电功、电功率、电热纯电阻电阻中非纯电阻电路中说 明电能初中阶段非纯电阻电路典型代表是电动机电功率电热热功率关 系电功表示电流做功的多少,电功率表示电流做功的快慢;电热是电流做功转化为内能的多少,热功率表示电流做功转化为内能的快慢;在纯电阻电路中:;非纯电阻电路中:误区诊断误区1 对电能表上的参数“标定电流”和“额定最大电流”理解错误1.家庭电路中电能表上标注有220V 5(10)A字样,则该家庭电路中,同
7、时接入电路中的用电器工作时,干路总电流不能超过 10 A,同时接入用电器的总功率不超过 2200 W。【分析】根据标定电流和额定最大电流的概念进行区分,电功率等于电压与电流的乘积;【解答】干路电流不能超过10A,同时接入电路的总功率不能超过2200W。误区2 错误地认为用电器“变化的电功率等于其两端变化电压与其变化电流的乘积”2如图所示的电路中,发现通过电流表的示数减少0.2A时,电压表的示数从6V变为5V,则该定值电阻的阻值为5,所消耗的电功率变化了2.2W。【分析】先据题欧姆定律结合意列式求出电阻的值;由功率的公式P求出电阻先后两次的功率;最后求出两种情况下电阻的功率变化量。【解答】解:电
8、流减少0.2A,电压有6V变为5V,设电阻为R,由I得:0.2A,解得:R5;开始时电阻功率P7.2W;后来电阻功率P5W;电阻R消耗的电功率变化了P7.2W5W2.2W。故答案为:5;2.2。【知识补充】、,通过下列图像加以解释: 误区3 没有区分额定功率和实际功率,误认为额定功率大的灯泡一定亮3.灯L1“2V 4W”和灯L2“2V 6W”,串联在电路中时,哪个灯亮()AL1BL2C一样亮D无法确定【分析】判别灯泡的亮暗。灯泡亮度应由实际电功率大小决定。在串联电路中选用公式PI2R这样只要在比较灯泡电阻的大小(R)即可。【解答】解:灯泡亮度应由实际电功率大小决定。在串联电路中选用公式PI2R
9、。灯L1的电阻为:R1,灯L2的电阻为:R2;因为P1P2 所以R1R2,由于两灯串联,所以通过两灯的电流相等,根据公式PI2R,灯丝电阻大的实际功率大,所以L1较亮。故选:A。误区4 误认为电路中小灯泡不发光的原因只有两种情况4晨晨在做“探究串联电路电压的规律”实验时,连好了如图的电路,闭合开关S后发现L1正常发光,L2只能微弱发光,以下对于这一现象产生原因的分析中,合理的是()A灯泡L2发生了断路B由于灯泡 L2的电阻较大,其实际功率较小C灯泡 L2发生了短路D由于灯泡L2的电阻较小,其实际功率较小【分析】(1)灯泡断路时,电路断路,两灯泡均不发光;(2)灯泡短路时,没有电流通过灯泡,不能
10、发光;(3)两灯泡串联时通过它们的电流相等,根据灯泡的亮暗取决于实际功率的大小判断实际功率的大小,根据PUI判断两灯泡两端的电压关系,根据PI2R比较两灯泡的电阻关系。【解答】解:(1)灯泡L2发生了断路时,电路中无电流,两灯泡均不发光,故A不正确;(2)灯泡L2发生短路时,没有电流通过L2,则不能发光,故C不正确;(3)因串联电路中各处的电流相等,所以,图中通过两灯泡的电流相等,因灯泡的亮暗取决于实际功率大小,且灯泡L1较亮,灯泡L2只能微弱发光,所以,灯泡L1的实际功率功率大于L2的实际功率,由PUI可知,灯泡L1两端电压大于灯泡L2的,由PI2R可知,灯泡L1的电阻大于灯泡L2的,故B不
11、正确,D正确。故选:D。误区5 没有区分电热与电能的不同,没有正确选择公式5一台电动机正常工作时,两端的电压为220V,通过线圈的电流为10A若此线圈的电阻为2,则这台电动机1min内产生的热量是1.2104J,这台电动机的效率是90.9%。【分析】(1)已知线圈的电阻和通过的电流以及通电时间,根据公式QI2Rt可求这台电动机1min内产生的热量。(2)已知电动机两端的电压和通过的电流,根据公式PUI可求电动机的总电功率;再根据公式PI2R计算线圈消耗的功率,总功率减去线圈消耗的功率就是电动机的输出功率,输出功率与总功率的比值就是这台电动机的效率。【解答】解:(1)这台电动机1min内产生的热
12、量:QI2Rt(10A)2260s1.2104J;(2)电动机的电功率:P总UI220V10A2200W,线圈消耗的功率:P圈I2R(10A)22200W,输出功率:P出P总P圈2200W200W2000W,这台电动机的效率:90.9%。故答案为:1.2104;90.9%。误区6 计算电功率公式可知,电功率与电阻成正比关系;可知,电功率与电阻成反比,两个公式是否是矛盾的?解析:不矛盾。前者是在电流一定时得出的结论,后者是在电压一定时得出的结论,都蕴含了控制变量法的思想,只要满足控制变量法条件时得出各物理量之间的关系都是正确的。同时,由可知,在串联电路中,电流相同时,电阻越大,在相同时间内产生的
13、热量越多,例如导线和电热丝串联通电,电热丝热得发红,但是导线却不怎么热,就是因为电热丝电阻大,导线电阻小的缘故。由可知,在并联电路中,电压相同,电阻越小,在相同时间内产生的热量越多,例如将锡箔纸直接接在电源两端,很快会看到锡箔纸冒烟,就是因为锡箔纸电阻小的缘故。同时,在判断电功率大小与电阻关系时,如果电流相同,则通过公式来进行判断;如果是电压相同,则通过公式来进行判断.【补充知识】作为电热丝应该具备如下条件:电阻高,熔点低,化学性能稳定,抗氧化性强。所以一般家用电炉中电热丝是镍铬合金丝,其电阻要高于一般的纯金属导体。命题点一 电能表的相关计算6如图所示,电子式电能表表盘上标有“3000imp/kWh”字样(“3000imp/kWh”指接在这个电能表上的电器每消耗1kWh的电能,电能表上的指示闪烁3000次),现将若干盏规格都为“220V 20W”的节能灯接在该电能表上一起正常工作15min,电能表的指示灯闪烁了135次,这些节能灯消耗的电能为1.62105J,接入的节能灯共有9盏。【分析】利用电能表的闪烁次数和参数求出消耗的电能,再求出总功率,求出总功率与单只节能灯的比值即为灯的盏数。【解答】解:节能灯消耗的电能为:WkWh0.045kWh1.62105J;