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电功和电功率复习专题(讲义)
一、 考点分析
考点一:电能、电功、电热
1. 电功:电流所做的功。
电流做了多少功,就说明消耗了多少电能。
公式:__________ _________(通用)
__________ _________(纯电阻电路)
2. 电热:电流通过导体时产生的热量(焦耳定律)。
公式:__________(通用)
3. 电功(电能)W与电热Q之间的关系
纯电阻电路
电能内能
W=Q
热水器
非纯电阻电路
电能内能、其它形式的能
W>Q
电动机
4. 电能表:用来计量消耗电能的多少。
考点二:电功率
1. 电功率:电流做功的快慢。
公式:__________ _________(通用)
__________ __________(纯电阻电路)
2. 电流的产热功率:__________(通用)
3. 额定电压额定功率正常工作
实际电压实际功率
用电器的P额和U额是不变的,P实会随U实的变化而变化,但通常电阻R不变。常用关系:
考点三:电功率的计算和测量
1. 电功率的计算:
(1) 根据U、I、R的已知情况,选用合适的公式,注意对应。
(2) 电路总功率P总=各用电器电功率之和=U总I总
(3) 多档位问题:P加热>P保温
2. 电功率的比较
串联
P1: P 2=U1:U2= W1:W2 = Q1:Q2= R 1: R 2
并联
P 1: P 2=I1:I2= W1:W2 = Q1:Q2= R 2 : R 1
3. 电功率的测量
原理:__________
二、真题演练
1. 日常生活中,下列估测不符合事实的是( )
A. 一只“220V,60W”的白炽灯工作10h消耗的电能约0.6kW·h
B. 手机待机的电流约为0.15A
C. 家用电饭煲的电功率约为900W
D. 我国家庭照明电路的电压是220V
2. 如图分别是小明家上月初和月末的电能表的表盘,表盘上“1600imp/kW·h”表示每消耗1kW•h的电能,指示灯闪烁1600次,下列选项中正确的是( )
A. 指示灯闪烁越快,电能表所在电路消耗的电能越多
B. 小明家上月消耗的电能为911kW•h
C. 小明家干路中的电流不得超过10A
D. 断开其它用电器,只让电饭锅单独工作2min,指示灯闪烁32次,此时电饭锅的功率为600W
3. 已知一台直流电动机两端的电压为6V,通过直流电动机的电流为2A,线圈的电阻为0.5Ω。则在1min内电动机消耗的电能以及产生的热量分别为( )
A.720J,120J B.720J,720J
C.720J,600J D.600J,120J
4. 如图所示,在四个相同水槽中盛有质量和温度都相同的纯水,现将阻值为R1、R2的电阻丝(R1<R2),分别按下图的四种方式连接放入水槽,并接人相同电源。通电相同时间后,水温最高的是( )
A B C D
5. 如图是某款电热水龙头的电路原理图。R1、R2为电热丝,通过旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点,实现冷水、
温水、热水挡之间的切换。当开关同时接触2、3触点时,水龙头放出的是 水(选填“冷”、“温”或“热”)。若R2=2R1,水龙头在温水挡正常工作时电功率为2000W,则它在热水挡正常工作1min消耗的电能为 J。
第5题图 第6题图
6. 某型号的电饭锅有两挡,分别是高温烧煮挡和保温焖饭挡,其原理如图所示(虚线框内为电饭锅的发热部位)。已知R1=44Ω,R2=2156Ω。则开关位于_____(选填“1”或“2”)时是高温烧煮挡,其功率为_________W。
7. 如图1所示的新型电饭煲,其简化电路如图2-甲所示,R1和R2均为电热丝,S是自动控制开关,把电饭煲接入220V电路中煮米饭,电饭锅工作时的电流随时间变化的图象如图2-乙所示,则电热丝R2的阻值为______Ω(保留一位小数),这电饭锅在0 ~ 15min内把质量为1.1kg的米饭由20℃加热到100℃,则米饭吸收的热量为_____________J,电饭锅在这段时间内加热的效率是________。[c米饭=4.2×103J/(kg•℃)]
8. 如图所示的电路,电源电压保持不变,电压表和电流表的示数分别用U、I表示,定值电阻R2和整个电路消耗的电功率分别用P、P总表示。下列图象中,反映物理量之间的关系错误的是( )
第8题图
A. B. C. D.
9. 南阳市南召县回龙抽水蓄能电站,是我省第一座抽水蓄能电站。在深夜用电低谷,它用电网过剩的电能把山下水库的水抽到山顶水库内,白天用电高峰时放水发电,补充电网电能不足,为缓解我省电网的调峰压力做出了贡献。
(1) 蓄能电站放水发电时,_______能转化为_______能。
(2) 该蓄能电站的发电总功率为110MW,采用220kV高压进行输电,求高压输电线中的电流。
(3) 该蓄能电站每天可发电5小时,如果一天的发电量由热电转换效率为30%的热电厂来提供,需要消耗多少煤?(煤的热值q = 3. 0×I07J/kg)
第10题图
10. 荣威e950插电式混合动力汽车于今年3月正式上市,百公里平均油耗约1.7升。它有两种动力系统,汽车加速,汽油机提供的动力不足时,蓄电池的电能转化为动能,使汽车加速更快;汽车减速,汽车动能转化为电能,由蓄电池贮存起来,减小能量的消耗。两种动力系统也可独立工作,只有汽油机工作时,与一般的汽车相同;只使用电力时,由电动机提供动力。如表是国产某混合动力汽车蓄电池的铭牌,其中电池容量是蓄电池贮存的最大电能(储存电能的本领是表示电池容量的另一方式),该汽车匀速行驶时受到的阻力为1440N,求:
(1) 在家庭电路中对放电完毕的蓄电池充满电要多长时间?
(2) 该汽车匀速行驶100km过程中牵引力做的功为多少?
(3) 蓄电池充满电后,仅由电动机提供动力,电能转化为机械能的效率为80%,汽车匀速持续行驶的最大距离是多少km?
(4) 假设汽车受到的阻力不变,仅由汽油机提供动力,汽油的热值为5.0×107J/L,汽油机的效率为24%,汽车匀速行驶100km的油耗是多少升?
11. 如图是一盏白炽灯的铭牌,由此铭牌可知( )
A. 若此灯正常工作10h,消耗的电能为10kW•h
B. 当灯正常发光时,通过它的电流为2.2A
C. 当把此灯接在110V的电路中时,灯的实际功率为50W
D. 当灯正常发光时,灯丝的电阻为484Ω
12. 现有两个灯泡L1、L2,L1标有“6V,3W”字样,L2没有标记,实验测得L2的电阻为6Ω。将L1、L2串联接在某一电路中,两灯L1、L2均能正常发光(忽略温度对电阻的影响),下列计算结果正确的是( )
A. 该电路两端的总电压为12V B.灯L2的额定功率为3W
C.相同时间内,灯L1、L2消耗的电能之比W1:W2=1:1
D.相同时间内,灯L1、L2产生的热量之比Q1:Q2=2:1
13. (双选)电源电压6V保持不变,把标有“6V,3W”的灯L1和标有“6V,1.5W”的灯L2串联后接在该电源上,灯丝电阻不变,则下列说法中正确的是( )
A. 灯L1消耗的实际功率是3W
B. 电路中的电流为0.25A,灯L2能正常发光
C. 两灯消耗的总功率是1W
D. 灯L2的电压与电源电压之比是2:3
14. 定值电阻R1和小灯泡R2的伏安特性曲线分别如图所示。若将R1和R2串联后接在8V的电源两端,则R1与R2的电功率之比为( )
A. 1:2 B.1:3 C.2:3 D.3:5
15. 如图甲所示是通过小灯泡L和电阻R的电流随它们两端电压变化的图象,将它们按如图乙所示接入电路中,闭合开关S时,小灯泡的实际功率P1=1W,则再闭合S1后电路消耗的总功率P=________W。
第14题图 第15题图
16. 如图甲所示,电源电压为12V不变,小灯泡L标有“6V”字样,小灯泡的I-U关系如图乙所示,R为规格“50Ω,1A”的滑动变阻器。
(1) 闭合开关S,调节变阻器的滑片P,使小灯泡L正常发光。此时,小灯泡L的电阻是_______Ω,在1min内电路消耗的电能是________J。
(2) 若继续调节变阻器的滑片P,使滑动变阻器消耗的电功率是小灯泡L消耗的电功率的3倍,则滑动变阻器消耗的电功率是________W。
17. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,移动滑片,使电压表V1示数与电压表V2示数之比为2:1,此时R2的功率为P1;再次移动滑片,使电压表V1示数与电压表V2示数之比为1:2,此时R2的功率为P2,则P1:P2=__________。
第17题图 第18题图
18. 如图所示的电路中,定值电阻的阻值R0和电源电压U均为已知。在a、b间接入一个未知电阻Rx,闭合开关,电压表的示数为Ux,则由已知量和测得量可以推出:Rx= ,Rx的电功率Px= 。
19. 在“测量小灯泡的额定功率”实验中,灯泡上标有“3.8V”字样,电源电压恒定。
(1) 请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(2) 连接完实验电路后,开关试触时,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表的示数接近电源电压,其故障原因可能是: ____________ ____。
图甲 图乙
(3) 故障排除后,开始实验,在移动变阻器滑片的过程中,眼睛应注视 的示数,直至灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则灯泡的额定功率为 W。
(4) 完成上述实验后,小聪向老师要了一个已知阻值为R0的电阻和一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图所示的电路,也测出了灯泡的额定功率。请完成下列实验步骤:
① 闭合开关Sl,将S2拨到触点____(选填“1”或“2”),移动滑片,使电压表的示数为________V;
② 再将开关S2拨到触点____(选填“1”或“2”),保持滑片的位置不动,读出电压表的示数U;
③ 灯泡额定功率的表达式为P额=__ _(用已知量和测量量表示)。
三、回顾与思考
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【参考答案】
一、 考点分析
考点一:
1. ;
2.
考点二:
1. ;
2.
考点三:
二、真题演练
1. B
2. D
3. A
4. D
5. 温,1.8×105
6. 2,1100
7. 73.3;3.696×105;70%
8. D
9. 机械,电,500A,2.2×105kg
10. 10h,1.44×108,88km,12L
11. D
12. D
13. CD
14. D
15. 1.4
16. 12;360;4.05
17. 1:1
18. ;
19.
灯泡断路;电压表;1.52;2;3.8;1;
11
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