中考物理复习专题38 电功、电功率、焦耳定律-备战中考物理全攻略.docx
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1、目标具体要求认识 了解和认识所列知识的内容。能描述对象的基本特征、举出例子,在有关问题中再认或识别它们理解 理解所列知识的内容。能把握知识间内在的逻辑联系,并能用来分析、解决简单的问题。如解释简单的物理现象,区别不同的概念,进行简单的计算操作 要求能独立完成实验操作。会正确使用仪器,尝试对实验进行调整和改进探究 经历体验、实验和理论等方式的科学探究,建立感性认识,表达见解和感受,能根据要求制订计划、设计实验、搜集证据、分析论证,形成科学的价值观 要求: 57.电功率和电流、电压之间的关系及其简单计算;用电器的额定功率和实际功率(理解)58.电流一定时,导体消耗的电功率与导体的电阻成正比(探究)
2、考点1 电能与电功1、电能:是一种能源,可以让各种各样的用电器工作。跟机械能、光能、内能、太阳能、化学能一样属于能量。电能的单位是焦耳,简称焦,符号是J。2、电功:电流通过某段电路所做的功叫电功,用W表示。单位是焦耳,简称焦,符号是J,生活中常用千瓦时,符kW.h ,又叫度。1 kWh =3.6x1063、公式:W=UIt,公式中U表示电路两端电压,单位是伏(V);I表示通过电路的电流,单位是安(A);t表示通电时间,单位是秒(s);W表示电功,单位是焦(J)。4、电功影响因素:与电流的大小、电压的高低和通电时间的长短都有关。5、电流做功形式:通过各种用电器使其转动、发光、发热、发声等都是电流
3、做功的表现。6、电流做功的实质: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,就有多少电能转化成其他形式的能,用电器就消耗了多少电能。学科#网7、推到公式:W=UIt=(U2/R )t=I2Rt 。8、电能表 1、作用:测量电功(或消耗的电能多少)。2、电能表的参数及其义“220V 50Hz”:个电能表应该在电压为220V,频率为50Hz的交流电路中使用。“10(20)A”:这个电能表的标定电流是10A,额定电流最大电流是20A。“1250r/ Kw.h”:用电器每消耗1 Kw.h的电能,电能表上的转盘转过1250转。3、使用方法:电能表的计数器前后两次示数之差。4、注意事项
4、:电能表的计数器显示的数字以kWh为单位;计数器上最末一位是小数位。考点2 电功率1、定义:电流在单位时间内所做的功叫电功率。2、物理意义:在物理学中,电功率表示做功快慢的物理量,用字母P表示。电功率大表明做功快,并不表示电流做功的多少。3、单位:瓦特,简称瓦,符号W,常用单位有千瓦(kW)、毫瓦(mW) 1 kW = 1000W 1 W= 1000 mW4、定义式:P=W/t W-电能-焦(J);t-时间-秒(s);P-电功率-瓦(W)5、串、并联电路中,电功率的特点及分配关系(1)串联电路:电路消耗的总功率等于各用电器消耗的电功率之和,分配关系:P1:P2=R1:R2.(1)并联电路:电路
5、消耗的总功率等于各用电器消耗的电功率之和,分配关系:P1:P2=R2:R1.考点3 探究灯泡的电功率跟哪些因素有关1、猜想与假设:灯泡的电功率可能跟电压有关,也可能跟电流有关,还可能跟电压、电流都有关。2、设计实验:要设计实验探究,需要用控制变量法,电功率的大小可通过转换法来体现。用灯泡的亮度来体现电功率的大小。3、实验方案和电路图4、实验数据 (1)当两灯的电压相同时电流I/A灯泡亮度(亮/暗)灯泡L10.5暗灯泡L21亮(2)当两灯的电流相同时电压U/V灯泡亮度(亮/暗)灯泡L12暗灯泡L24亮 换用不同规格的小灯泡多次实验,并将结果记录在表中。5、实验结论(1)在电流相等的条件下,电功率
6、的大小跟灯泡两端的电压有关,电压越大电功率就越大;(2)在电压相等的条件下,电功率的大小跟通过灯泡的电流有关,电流越大,电功率就越大;(3)实验表明,电功率等于电压U跟电流I的乘积,即P=UI。考点4 电功率的计算 1、电功率和电流、电压之间的关系式:P=UI (1)在使用该公式进行计算时,单位要统一。电功率P-W、电流I-A、电压U-V、电阻R-。 (2)P=W/t是根据功率的定义得出的,是定义式,反映了电功率跟电功和时间的关系;P=UI揭示了电功率跟电流、电压的关系,适用于电功率的测量和计算。 (3)根据P=UI和欧姆定律,还可以推导出另外两个计算功率的公式P=U2/R和P=I2R,这两个
7、公式只适用于纯电阻电路或用电器(电灯、电炉等)。2、电阻R1和R2串联时 (1)R1、R2的电功率之比P1:P2 = U1:U2 = R1:R2; (2)串联电路的总功率等于各电阻的电功率之和,即P = P1 + P2 ; (3)串联电路中,计算电功率时常用公式P=I2R。3、电阻R1和R2并联时 (1)R1、R2的电功率之比P1:P2 = I1:I2 = R2:R1; (2)并联电路的总功率等于各电阻的电功率之和,即P = P1 + P2 ; (3)并联电路中,计算电功率时常用公式P=U2/R。考点5 额定电压和额定功率 1、额定电压与额定功率 (1)额定电压:用电器正常工作时的电压,标注在
8、用电器铭牌上,常用U额表示。 (2)额定功率:用电器在额定电压下工作时的电功率,标注在用电器铭牌上,常用P额表示。 (3)灯泡铭牌的意义:“PZ220 25”,“PZ”表示普通照明;“220”表示该灯泡的额定电压是220V;“25”表示灯泡的额定功率是25W。2、实际电压与实际功率 (1)实际电压:用电器实际工作时的电压,常用U实表示。 (2)实际功率:用电器在实际电压下工作时的电功率,常用P实表示。 (3)灯泡的亮度取决于实际功率的大小,无论额定电压如何,额定功率如何,在灯泡没有损坏情况下,如果两灯的实际功率相等,则发光的亮度相同。3、实际功率和额定功率的关系用电器两端的电压电功率灯泡亮度用
9、电器工作情况U实 = U额P实 = P额正常发光正常工作U实 U额P实 P额很亮容易损坏U实 U额P实 P额较暗不能正常发光 一个用电器的额定电压、额定功率都是确定的,只有一个;实际电压和实际功率可以有很多个。考点6 测量小灯泡的电功率1、实验原理:P=UI(伏安法间接测量电功率)。来源:学,科,网2、实验器材:电源、开关、导线、小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表。3、电路图:4、实验步骤 根据电路图选择实验器材并连接成电路,进行实验。 (1)使小灯泡在额定电压下发光,测出小灯泡中的电流,算出小灯泡的功率。 (2)调节滑片,使小灯泡上的电压约为额定电压的1.2倍,观察小灯泡的发光情况,测出小灯
10、泡中的电流,算出小灯泡的功率。来源:Z+xx+k.Com (3)调节滑片,使小灯泡上的电压约为额定电压的0.8,观察小灯泡的发光情况,测出小灯泡中的电流,算出小灯泡的功率。5、实验分析 、小灯泡的发光情况由实际功率决定,实际功率越大,灯泡越亮; 、灯泡实际功率随着加在它两端的电压而改变,电压越大,功率越大; 、小灯泡发光情况分三种情况:当UU0时,则PP0,灯很亮,易烧坏;当U=U0时,则P=P0,灯正常发光;当UU0时,则PP0,灯很暗。6、注意事项 (1)连接电路的过程照中,开关应该是断开的; (2)选取器材时,所用电源的电压应高于小灯泡的额定电压;所用电压表的量程要大于小灯泡的额定电压,
11、电流表的量程要大于电路中的最大电流滑动变阻器的最大电阻应略大于或接近小灯泡的电阻,使调节效果明显; (3)在利用滑动变阻器改变小灯泡的电压时,要一边调节滑动变阻器的滑片,一边观察电压表的示数,以免烧坏灯泡;学科网 (4)因为小灯泡在不同电压下的实际功率不同,所以不能利用多次测量求电功率的平均值。考点7 电流的热效应1、电流三大效应电流效应内容应用电流热效应电流通过导体时,导体会发热的现象电炉、电热毯、电烤箱、等电流化学效应电流流过溶液时,会产生化学反应现象工业电镀电流磁效应导体中有电流流过时,周围会产生磁场的现象电磁铁、电磁继电器等2、电流热效应:电流通过导体时,电能转化成内能,这种现象叫电流
12、的热效应。3、影响热效应的因素 (1)当电流和通电时间一定时,导体的电阻越大,产生的热量越多;(2)当电阻和通电时间一定时,通过导体的电流越大,导体产生的热量越多;(3)当电流和电阻一定时,通电时间越长,导体产生的热量越多。4、两类用电器 、纯电阻用电器:电流通过时将电能全部转化为内能的用电器。如电饭煲、电炉、电熨斗、电取暖器、电热水器等单纯用来发热的用电器; 、非纯电阻用电器:电流通过时将电能只有部分转化为内能的用电器。如电风扇、电动机、电脑、电视机等,这类用电器除部分电能转化为内能外,大部分电能转化成其他形式的能。考点8 焦耳定律 1、内容:电流通过导体时产生的热量,跟电流的平方成正比,跟
13、导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。2、公式:Q=I2Rt Q-热量-焦(J);I-电流-安(A);R-电阻-欧();t -通电时间-秒(s).3、适用范围:无论是纯电阻元件还是非纯电阻元件,任何电阻不为零的用电器,都可以用焦耳定律计算它产生的电热。4、推到公式:Q=Pt;Q=UIt;Q=(U2/R)t (只适应于纯电阻元件的电热计算)。5、注意事项 、计算时,注意单位要统一; 、串联电路中,Q=I2Rt,即电流相等时,在一定的时间内,导体产生的热量跟导体的电阻成正比;、并联电路中,Q=(U2/R)t,即电压相等时,在一定的时间内,导体产生的热量跟导体的电阻成反比。6、电热Q和电能W的关系 1
14、、纯电阻电路中,Q=W。消耗的电能全部转化为内能,所以产生的电热和消耗的电能相等; 2、非纯电阻电路,QW。只有部分电能转化为内能,所以电热小于用电器消耗的电能,如电动机转化为动能,W=Q+W机。一选择题(共27小题)1(2018北京)有两个额定电压相同的电热水壶甲和乙,甲的额定功率为1800W,乙的额定功率为1200W两个电热水壶都正常工作时,下列说法中正确的是()A甲电热水壶两端的电压较高B电流通过甲电热水壶做功较快C通过两个电热水壶的电流相等D相同时间内,两个电热水壶消耗的电能一样多【答案】:B。【解析】2(2018邵阳)将规格都是“220V 180W”的一台电冰箱、一台电脑和一床电热毯
15、,分别接入同一家庭电路中,若通电时间相同,则下列说法正确的是()A电冰箱产生的热量最多 B电脑产生的热量最多C电热毯产生的热量最多 D三者产生的热量一样多【答案】:C。【解析】3(2018宜昌)两个定值电阻R1、R2并联在电路中,如图甲所示,它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示,闭合开关S,则R1,R2产生的热量之比为()A2:1 B1:2 C4:1 D1:4【答案】:A。【解析】解:由图可知,该电路为并联电路,电压是相同的,由图乙可知,电压相同,通过R1、R2的电流之比为2:1;根据I=可知,R1、R2的电阻之比为1:2;通电时间相同,电压相同,则根据焦耳定律公式Q=W=可知,产生的热量与
16、电阻成反比,故热量之比为2:1。4(2018绍兴)下列有关家庭电路的说法正确的是()A家庭电路中的插座应与用电器串联 B家庭电路的电压对于人体是安全的C测电笔可以辨别零线与地线 D电能表用来测量用户消耗的电能【答案】:D。【解析】解:A、家庭电路中用电器与用电器、用电器与插座、插座与插座之间都是并联连接的,故A错误;B、对人体的安全电压是不高于36V,家庭电路的电压是220V,所以家庭电路的电压对于人体是不安全的;故B错误;C、零线、地线和大地间的电压都是0V,用测电笔分别接触零线与地线时,氖管都不发光,所以测电笔不能辨别零线与地线,但测电笔可以辨别火线和零线,故C错误;D、电能表用来测量用户
17、在一定时间内消耗的电能,并且根据电能的多少来收取电费,故D正确。5(2018钦州)电炉工作时,根据焦耳定律可知,相同时间内电炉丝产生的热量比导线多,所以电炉丝热得发红而连接电炉丝的导线不太热,其原因是()A电炉丝的电阻较大 B电炉丝与导线是并联的C电炉丝的横截面大 D通过电炉丝的电流较大【答案】:A。【解析】 6(2018北京)下列用电器中,利用电流热效应工作的是()A电暖气 B计算器 C电视机 D笔记本电脑【答案】:A。【解析】解:A、电暖气工作时将电能转化为内能,利用了电流的热效应,故A符合题意;B、计算器工作时主要把电能转化为光能与声能,不是利用电流热效应工作的,故B不符合题意;C、电视
18、机工作时主要把电能转化为光能与声能,不是利用电流热效应工作的,故C不符合题意;D、笔记本电脑工作时主要把电能转化为光能与声能,不是利用电流热效应工作的,故D不符合题意。7(2018乐山)下列家用电器中,利用电流热效应工作的是()A电风扇 B洗衣机 C电热水壶 D电视机【答案】:C。【解析】解:A、电风扇工作时将电能转化为机械能,不是利用电流热效应工作,故A不符合题意;B、洗衣机工作时将电能转化机械能,不是利用电流热效应工作,故B不符合题意;C、电热水壶工作时将电能转化为内能,是利用电流热效应工作,故C符合题意;D、电视机工作时将电能转化为光能和声能,不是利用电流热效应工作,故D不符合题意。8(
19、2018玉林)如图所示,电源电压U为10V并保持不变,滑动变阻器规格为“20 1A”。闭合开关S,当滑片P移至最左端时,灯泡正常发光,电流表示数为0.5A;当滑片P移至中点时,电流表示数为0.4A则()A电路消耗的最小功率为2.5WB滑片P在中点时,灯泡消耗的功率为2.4WC滑片P在中点时,灯泡消耗的功率为3.2WD滑片P在最左端时,2min内电流通过灯泡所做的功为10J【答案】:B。【解析】(2)滑片P在中点时,电流表示数为0.4A,根据I=可得,此时滑动变阻器两端的电压:U滑=IR滑=0.4A20=4V,因串联电路中总电压等于各电压之和,所以,此时灯泡两端的电压:UL=UU滑=10V4V=
20、6V,灯泡的实际功率:PL=ULI=6V0.4A=2.4W;故B正确,C错误;(3)滑片P在最左端时,2min内电流通过灯泡做的功:WL=UILt=10V0.5A260s=600J,故D错误。9(2018潍坊)最先精确确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间关系的物理学家是()A欧姆 B焦耳 C奥斯特 D法拉第【答案】:B。【解析】解:英国物理学家焦耳做了大量实验,于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系,得出Q=I2Rt;为了纪念他做出的贡献,人们将他的名字命名为热量(能量)的单位10(2018海南)如图所示,A、B为两盏白炽灯,A灯型号是“110V 25W”,
21、B灯型号是“110V 100W”,R是一个未知电阻。若把它们接到电压为220V的电路上,下面四种接法中可能让两盏灯都正常发光的电路是()A B C D【答案】:C。【解析】C、图是灯泡A和可变电阻并联后又和灯泡B串联,灯泡要想正常工作,必须满足灯泡A与可变电阻R并联后和灯泡B的电阻相等;但并联电路中,电阻越并越小,小于任何一个分电阻,所以此电路中灯泡A和灯泡B能正常工作,故C符合题意;D、图是灯泡B和可变电阻并联后又和灯泡A串联,灯泡要想正常工作,必须满足灯泡B与可变电阻并联后和灯泡A的电阻相等;并联电路,电阻更小;故灯泡A和灯泡B不能正常工作时,故D不符合题意;11(2018荆门)如图所示的
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