第13章电功和电功率小结.docx
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第13章电功和电功率小结
【本讲教育信息】
一.教学内容:
第13章 电功和电功率小结
[知识要点]
1.电功(W)
2.电功率(P)
3.电热(Q)
4.家庭电路
5.安全用电
6.实验探究
【典型例题】
例1.一只标有“220V,100W”的灯泡接在220V电路中,求:
(1)灯丝电阻;
(2)正常工作时的电流;
(3)1度电能使其正常工作多少小时?
(4)若不用其它用电器在“220V,5A”的电能表上最多能接这样的灯多少盏?
(5)将它接在150V电路中的实际电功率。
分析:
此题为电功、电功率的基本关系练习题,解题时要清楚灯是在额定电压下工作还是在实际电压下工作。
解:
(1)灯丝电阻:
(2)正常工作时额定电流:
(3)正常工作时间:
(4)该电路允许的最大功率:
可接入灯数:
(盏)
(5)在实际电压下的实际电功率:
例2.现有一只“6V,3.6W”的小灯泡,一个9V的电源,一个开关,一个接线夹,导线若干,还有一段电阻丝(每厘米的阻值是0.5欧)。
求:
(1)利用上述器材组成一个调光电路,设计出你的电路,说出你的办法。
(2)在保证不损坏灯泡的情况下,接入电路中的电阻丝的长度至少为多少厘米?
分析与解答:
(1)调光电路指的就是能调节灯泡亮度的电路。
电路图如图所示:
当接线夹在电阻丝ab间向b端滑动时,灯泡变暗;当接线夹在电阻丝ab间向a端滑动时,灯泡变亮。
(2)不损坏灯泡一般指的就是灯泡两端最大电压不能超过6伏,根据串联电路的电压关系可知,电阻丝两端的电压为:
灯泡两端电压为6V时,通过的电流为:
电阻丝的阻值为:
电阻丝的长度为:
小结:
电阻丝的一端接在电路上,另一端通过接线夹接入电路,接线夹在电阻丝上滑动,使接入电路的电阻丝长度发生变化,因而接入电路的电阻值发生变化,通过电路的电流发生变化,使灯泡的实际功率发生变化,我们看到的灯泡的亮暗程度发生变化。
一般情况下,灯泡两端的实际电压超过额定电压的10%左右,灯泡也不会烧坏。
如果灯泡两端的电压按7伏计算也可以,但这种超出额定电压的工作,灯泡的使用寿命会受到影响。
例3.小红家中的四盏灯突然全部熄灭了,检查保险丝发现并未烧断,用测电笔测试室内各处电路时,氖管都发光。
她对故障作了下列4种判断,其中正确的是( )
A.灯泡全部烧坏了
B.进户零线断路
C.室内线路某处短路
D.进户火线断路
分析与解答:
题目中并列给出了4种可能的判断,它们都可以导致“电灯突然全部熄灭”。
但要确认出唯一的原因,还要通过对灯熄灭后所做的检查结果结合所学的物理知识进行分析,逐一排除不可能因素,方可得出正确的判断。
首先检查保险丝发现未烧断,说明答案C可排除,因若有短路故障,必会有因电流过大而烧断保险丝的现象发生。
其次用测电笔测试各处电路中氖管均发光,说明线路中火线连接完好,因此又排除了答案D。
另外用测电笔测试零线时,正常情况下氖管应不发光,现在氖管发光,说明零线通过灯泡的灯丝与火线处于接通状态,故灯泡全部烧坏的可能是不存在的,即答案A也被排除了。
因此本题的答案应选择B。
即由于进户零线断路,使电路不能闭合,灯泡不亮,但室内各处都处于有电状态。
例4.有时施工工地上的照明电路需要用很长的导线由电源引至工地。
如果在工地上使用一只“220V,100W”的灯泡用来照明,发现灯泡的亮度比其正常工作时暗一些。
经实测得知该灯泡此时的实际功率只有81瓦,求导线上消耗的电功率。
分析与解答:
设灯泡灯丝的电阻保持不变,由
可知此灯泡的灯丝电阻为:
当用很长的导线将其接在电源上时,相当于灯泡与一个电阻R串联,如图所示。
此时灯泡消耗的实际功率为
瓦
由
可知,此时灯泡两端的电压
由于R与
串联,所以有
据
可知:
所以导线上消耗的电功率为:
例5.根据学过的电学知识和利用电压表可以测量出两处之间的距离。
如图所示,在乙处某施工工地接有一个“220V,100W”的灯泡。
测得甲处电源两极间电压是220伏,乙处灯泡两端电压是193.6伏,输电用的铝导线每1米长的电阻为0.02欧,由此可知甲、乙两处间的距离是多少米?
(设灯丝电阻不随温度变化)
分析与解答:
灯泡的电阻为:
灯泡两端的实际电压为193.6V,通过灯泡的电流为:
输电电线的电阻为:
输电线的长度为:
甲乙两处之间的距离为:
1320米/2=660米
小结:
输电线是有电阻的,它与电灯组成串联电路,灯泡两端的实际电压小于额定电压,根据灯泡的电阻求出通过灯泡的实际电流,再根据输电线两端电压和通过输电线的电流求出输电线的电阻。
根据单位长度导线的电阻值可求出输电线的长度,最后要把输电线的长度除以2就可得出甲乙两处之间的距离。
例6.小红家的理发用电热吹风机,由于使用多年,其铭牌已模糊不清。
为了测出它的额定功率(电热吹风机额定功率是指电热吹风机在热风档正常工作时的电功率),小红让家中所有的用电器都停止工作,只将电热吹风机接入220V的照明电路让其正常工作,然后利用手表计时,观察家中的电能表的运行情况,电能表的铭牌如图甲,发现10min电能表转盘转了363R。
问:
(1)电热吹风机的额定功率是多大?
(2)电热吹风机原理如图乙所示:
简答双联开关接在什么位置时吹冷风,接在什么位置时吹热风?
(3)同学欲对电热吹风机进行改装,使改装后的电热吹风机的热风档电热丝的功率(电热吹风机电热丝的额定功率为电热吹风机额定功率的
)减为其额定功率的
,使热风减弱。
请你在不损坏电热丝的情况下帮她完成这个改装工作,并在图丙内仿照图乙画出改装电路,计算出改装所用电阻的大小。
解:
(1)电热吹风机的功率:
(2)双联开关接在2、3位置时吹冷风。
(3)给电热丝串上一个电阻可使热风温度降低(如图)
电热丝额定功率:
电热丝电阻:
与R串联时电热丝的实际功率:
与R串联时通过电热丝的电流:
串联电阻阻值:
【模拟试题】(答题时间:
100分钟)
一.单选题。
1.以下电器是利用电流热效应工作的是( )
A.白炽灯、电饭锅 B.电冰箱、电热水器
C.微波炉、热得快 D.电熨斗、电风扇
2.我们常见的家用电器,关于它们正常工作1小时所消耗的电能,下列说法中,合理的是( )
A.电灯最多 B.电视机最多
C.空调最多 D.电风扇最多
3.发现有人触电后应采取的正确措施是( )
A.立即将触电人拉离电源线
B.立即用剪刀剪断电源线
C.立即喊电工来处理
D.立即用绝缘物使人脱离电源线,或立即断开总开关
4.标有“PZ220—60”和“36V,60W”的甲、乙两个用电器,都在额定电压下工作1h,消耗的电能( )
A.甲用电器消耗的电能多
B.乙用电器消耗的电能多
C.一样多
D.无法比较
5.将都标有“220V,100W”的电风扇、热得快、电烙铁分别接入家庭电路中,在相同的时间内,电流流过它们产生的热量最少的是( )
A.电风扇 B.热得快 C.电烙铁 D.一样多
6.在“测定小灯泡的功率”的实验中,某同学电路连接正确。
闭合开关,灯泡发光较暗,无论怎样调节滑动变阻器,总不能改变灯泡的亮度,且电流表和电压表的示数也不发生变化。
造成这一现象的原因可能是下述的( )
A.电源电压太低
B.变阻器的电阻太大
C.变阻器连成了定值电阻
D.变阻器连入电路时,接的是上面两个接线柱
7.电炉通电后,电炉丝热得发红,而电炉丝和电源插座相连接的输电导线却不热,这是因为( )
A.通过电炉丝的电流比通过输电导线的电流大
B.电炉丝的电阻比输电导线的电阻大得多,电流通过时产生热量多
C.电炉丝和输电导线消耗电能相同,但输电导线散热快
D.以上三种说法都有道理
8.把标有“PZ220~100”的甲灯和“PZ220~15”的乙灯相比较,下列说法正确的是( )
A.甲灯的灯丝较细,正常发光时的电流较小
B.甲灯的灯丝较粗,正常发光时的电流较大
C.乙灯的灯丝较细,正常发光时的电流较大
D.乙灯的灯丝较粗,正常发光时的电流较小
9.如图1所示电路,电源电压不变,当开关闭合,滑动变阻器的滑片P向右移动时,下列判断正确的是( )
A.电压表示数变大
B.电流表
的示数变小
C.灯泡变暗
D.电流表
的示数变小
10.如图2所示为一个小热风机的原理图,设电源电压不变,ab、bc是两根电热丝,若把ab接到电源上功率是24瓦,若把bc接到该电源上,功率是12瓦,若把ac接到该电源上,则总功率为( )
图2
A.36瓦 B.12瓦 C.24瓦 D.8瓦
二.多选题。
11.家庭电路中的空气开关,自动断开了(俗称跳闸了),其原因可能是( )
A.电路中使用了大功率的用电器
B.电路中线路老化绝缘皮破损,火线与零线相连通
C.灯泡的灯丝断了
D.双孔插座两接线孔中的金属相通了
12.图3电路中a、b、c、d为电路的四个接线点,灯
均为“6V,3W”的小灯泡,电源电压为6V,则下列说法正确的是( )
图3
A.a与d接,两灯均发光,但比正常暗
B.a与b接,c与d接,两灯的实际功率均为3W
C.a与d接,d与c接,两灯将被烧坏
D.a与b接,d与a接,
正常发光,
不亮
13.把标有“6V,3W”和“6V,6W”的两盏灯串联在电路中,另一盏灯的实际功率不超过额定功率,使其一盏灯正常发光,下列说法正确的是( )
A.它们的总电阻是18Ω
B.通过串联电路的电流是1A
C.加在串联电路两端的电压是9V
D.电路的总功率是4.5W
三.填空题。
14.电功的国际单位是____________,电功率的国际单位是____________。
15.在家庭电路中,电能表的作用是测量________________________。
一位同学家上月底时电能表的读数是
,本月底电能表的读数是
,该同学家本月用电____________度,若每度电费0.4元,应交电费____________元。
16.一台电脑在额定电压下正常工作4小时,耗电1千瓦时,该电脑的额定功率是____________瓦。
17.一个电饭锅上标有“220V,400W”字样,它在额定电压下工作15分钟产生的热量是____________焦。
18.一台标有“220V,1000W”的电烘箱,正常工作时的电功率是____________,若它连续工作0.5小时,消耗的电能为____________度。
19.利用电流热效应工作的电热器、电熨斗、电热水器等它们工作时,将电能转化为____________能,给手机电池充电的过程,将电能转化为____________能和____________能。
20.一台电风扇接在家庭电路中,通过电机的电流0.5安,电动机线圈电阻是20欧,则在1分钟内消耗的电能是____________焦,产生的热量是____________焦,转化为机械能____________焦。
21.白炽灯的灯丝断了以后,将灯丝搭接上,还能发光,此时灯的功率比原来__________,这是由于灯丝搭接处____________变小。
由公式P=____________可知,在____________一定时,____________越小,灯的电功率越大。
22.一个“6V,3W”的小灯泡,接在9V的电源上且让灯正常发光应____________联上一个____________欧的电阻。
23.灯的亮度取决于灯的实际电功率,小明为家里的走廊设计了一个调光灯,电路如图4,ab为电阻片,c是带滑片的调节旋钮,当c顺时针旋转时灯变____________,若灯上标有“220V,40W”,电阻片ab的电阻为1210欧,当滑片在b端时,灯的实际功率为____________瓦。
图4
24.家用电熨斗为满足不同布料的需要,通常设计成三档不同的温度档,图5为它的工作原理图,1、2、3、4为四个接线柱。
当它处于高温档时应连接____________接线柱,高温档电路的总功率是____________瓦,当它处于低温档时应连接____________接线柱,低温档时,通电1分钟产生的热量是____________焦。
图5
25.如图6电路,滑动变阻器的电阻的变化范围是0—40欧,当滑片P在最右端时,电压表示数为6伏,电流表的示数为0.3安,此时灯泡正常发光,则灯的额定功率为____________瓦,当滑片P在变阻器中点时,灯的实际功率为____________瓦。
图6
四.作图和实验题。
26.按安全用电要求,将带开关的电灯、两孔插座和接大功率用电器的三孔插座接入图7所示电路。
27.在“用电压表和电流表测小灯泡额定电功率”的实验中:
(1)在图8的电源和滑动变阻器之间添上一根导线,使之成为正确的测量电路。
(2)图8中的甲表应是____________,乙表应是____________。
(3)小灯泡的额定电压为3.8V,已知小灯泡的额定功率约为1.5W,除灯泡、电流表、电压表、开关、导线等器材外,老师还为你提供:
6V电源和3V的电源,“10Ω,2A”的变阻器,和“100Ω,0.1A”的变阻器。
为了较为精确地测量小灯泡的额定功率,你选择的变阻器是____________,选择的电源是____________,当灯泡正常发光时,电流表指针如图8所示,由此可知小灯泡的额定功率为____________W。
28.在学习“欧姆定律”时,老师与同学们在课堂上共同完成了“研究电流跟电压、电阻的关系”实验,并得到一系列的数据见表一、表二。
试回答:
(1)观察表一中三次实验数据,可得出结论:
_______________;
(2)观察表二中三次实验数据,可得出结论:
_______________;
(3)本实验过程中,为了便于研究电流跟电压、电阻的关系,使用的科学方法是________________________;
(4)在获得以上的数据中,电阻消耗功率最大的是__________W。
29.在研究电流做功的多少跟哪些因素有关的实验中,用电动机提起物体,如图9所示。
(1)电动机提起物体的过程中,电能转化成_____________能;
(2)调节滑动变阻器,也可改变加在电动机两端的电压,会发现在相同时间内,电压越大,物体被提起的高度_____________,这说明__________________________________
___________________________________________________________________________。
图9
30.某同学用如图10所示的装置研究电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小的关系。
图中两个烧瓶内盛有质量和温度都相同的煤油,温度计显示煤油的温度,两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝,烧瓶A中的电阻
比较小,烧瓶B中的电阻
比较大。
实验时,该同学想把两段金属丝串联接入电路。
(1)请你用笔画线作导线,帮他完成电路。
(2)这样连接的目的是____________________________。
(3)实验过程中可以观察到A瓶中温度计的示数小于B瓶中温度计的示数,这表明______________________________。
(4)如果要研究产生的热量和电流的关系,应控制___________不变,请在方框中画出主要部分的电路图,并对实验中要求做简要文字说明:
______________________。
五.计算题。
31.电热水壶铭牌如图11,请计算:
(1)电热水壶中电热丝的电阻;
(2)电热水壶正常工作时的电流;
(3)在用电高峰时使用电源电压为200V,此时热水壶的实际电功率。
额定电压
220V
额定功率
500W
容积
1L
图11
32.在实验课上,小明同学在6伏的电路中连入了如图12灯
两盏串联的小灯泡,已知灯
的电阻是6欧,灯
的电阻是4欧,请你计算:
(1)通过灯
的电流多大?
(2)灯
两端的电压分别是多少?
(3)通电5分钟,电流通过灯
时做的功是多少?
33.如图13是某种家用电器的电路图,
是“220V,1100W”的电热丝,L是指示灯,
是0~500Ω的变阻器,S是双联转换开关,电源电压不变。
(不计温度对电阻的影响)
(1)当S放置1、2位置时,
正常工作,若L电阻为1210Ω,求整个电路消耗的电功率。
(2)当S放置3、4位置时,调节
,使整个电路消耗功率为110W,求此时
阻值。
图13
34.小强同学学习电功率知识后,小强想利用家中的电能表来测量电饭锅工作时的电功率,在煮饭过程中,小强发现电饭锅加热状态时,电能表的转盘转过30转的时间为30秒,保温状态时,电能表的转盘转过30转的时间为300秒,电能表及电饭锅的原理如图12。
是电热丝。
求:
(1)加热时电饭锅的电功率;
(2)保温时电热丝的电功率;
(3)
与
的比。
【试题答案】
一.单选题。
1.A 2.C 3.D 4.C 5.D
6.C 7.B 8.B 9.D 10.D
二.多选题。
11.ABD 12.ABD 13.ACD
三.填空题。
14.焦;瓦
15.电流做功(或消耗电能)的仪表;67.2;26.88
16.250
17.
18.1000W;0.5
19.内能;化学能;内能
20.6600;1200;5400
21.大;电阻;
;U;电阻
22.串;6
23.暗;10
24.1与3和2与4;880;2与3;13200
25.1.8;0.45
四.作图和实验题。
26.
27.
(1)如图:
(2)电流表;电压表
(3)10Ω,2A;6V;1.52
28.
(1)导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(2)导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(3)控制变量法
(4)3.6
29.
(1)机械;
(2)越高;时间相同时,电压、电流越大,电流做功越多。
30.
(1)如图:
(2)通过
的电流相同,通电时间相同
(3)I、t相同时,导体的电阻越大,电流产生的热量越多
(4)电阻和通电时间
,则
五.计算题。
31.
(1)
(2)
(或
)
(3)
(413.22W)
32.解:
(1)
(2)
(3)
33.解:
S在1、2时,
短路,
正常
S在3、4时,
串,
34.加热时,t=30s,
(1)加热时
(2)保温时
S闭合时,加热
S断开时,保温
串,
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- 第13章 电功和电功率小结 13 电功率 小结