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科学冲刺中考提前批电功率
电功率
趣说瓦特与蒸汽机
在瓦特的故乡--格林诺克的小镇上,家家户户都是生火烧水做饭。
有次瓦特在厨房里看祖母做饭,灶上坐着一壶开水,开水在沸腾,壶盖啪啪啪地作响,不停地往上跳动。
瓦特感到很奇怪,猜不透这是什么缘故,就问祖母说:
“什么玩艺使壶盖跳动呢?
”
祖母回答说:
“水开了,就这样。
”
瓦特没有满足,又追问:
“为什么水开了壶盖就跳动?
是什么东西推动它吗?
”
可能是祖母太忙了,没有功夫理他,便不耐烦地说:
“不知道,小孩子刨根问底地问这些有什么意思呢?
”
瓦特在他祖母那里不但没有找到答案,反而受到了冤枉的批评,心里很不舒服,可他并不灰心。
连续几天,每当做饭时,他就蹲在火炉旁边细心地观察着。
起初,壶盖很安稳,隔了一会儿,水要开了,发出哗哗的响声。
蓦地,壶里的水蒸汽冒出来,推动壶盖跳动了。
蒸汽不住地往上冒,壶盖也不停地跳动着,好象里边藏着个魔术师在变戏法似的。
瓦特高兴了,几乎叫出声来,他把壶盖揭开盖上,盖上又揭开,反复验证。
终于弄清楚了是水蒸汽推动壶盖跳动,这水蒸汽的力量还真不小呢。
一七六九年,瓦特把蒸汽机改成为发动力较大的单动式发动机。
后来又经过多次研究,于一七八二年完成了新的蒸汽机的试制工作。
机器上有了联动装置,把单式改为旋转运动,完善的蒸汽机发明成功了。
由于蒸汽机的发明,加之英国当时煤铁工业发达,所以英国就成为世界上最早利用蒸汽推动铁制“海轮”的国家。
十九世纪,开始海上运输改革,一些国家进入了所谓的“汽船时代”。
从此,船只就行驶在茫茫无际的海洋上了。
随之而来,煤矿、工厂、火车也全应用了蒸汽机。
体力劳动解放了,经济发展了。
这不能不说是蒸汽机发明的成果。
当然也是蒸汽机的发明家瓦特的功劳。
因此,瓦特在世界上享有盛名。
瓦特的一生充满着艰苦和斗争,他走过的道路是多么坎坷不平!
他在艰苦和坎坷中为人类造了福,为人类前进开辟了新的里程。
瓦特十分重视学习和实践。
学习,丰富了他的智慧;实践,结出了丰硕的成果。
知识点一、电功
1.理解电功,知道电功的单位
(1)电功的定义:
指通过用电器时所做的功。
(2)电功的单位:
焦耳(J),常用单位有:
千瓦时(kW·h)。
(3)1焦耳=瓦·秒=伏·安·秒;1千瓦时=焦。
【见例1】
2.电功的大小决定的因素
(1)影响电功大小的因素:
、和。
(2)电流做了多少功,就有多少的能转化为的能。
电功量度用电器消耗多少电能。
【见例2】
3.电功的计算
(1)电功的计算公式:
W=,W=Pt
(2)在纯电阻电路中,
【见例3、4】
知识点二、电功率
1.电功率的概念及单位
(1)电功率的定义:
。
它反映。
电功率大表示电流做功快,表示电能转化为其他形式的能量快。
(2)影响电功率大小的因素:
和。
(3)电功率的单位:
瓦特(W),1瓦特=伏·安=1焦/秒。
(4)常用单位:
1千瓦=瓦。
【见例5】
2.额定功率与实际功率的区分
(1)额定电压:
用电器两端的电压。
(2)实际电压:
将用电器接入某一电路时,用电器两端的电压。
(3)额定功率:
用电器在下工作时所消耗的电功率。
(4)实际功率:
用电器在下工作时消耗的电功率。
(5)铭牌的主要内容有额定电压、额定功率或额定电流等。
用电器生产出厂其额定电压、额定功率就是,而实际电压和对应的实际功率是不确定的,随用电器工作条件的改变而,只有用电器两端实际电压额定电压时(填“大于”“小于”或“等于”),实际功率才等于额定功率,用电器才能正常工作。
(6)解读铭牌:
(以如图所示为例)
PZ220—100中P表示普通,Z表示照明,220表示额定电压220V,100表示额定电功率100W。
泉城牌的灯泡是2013年6月生产的。
【见例6、7】
3.电功率的计算
(1)电功率的计算公式:
(2)在纯电阻电路中,P=U2/R=I2R
(3)在任何电路中,总有电路消耗的总功率等于各用电器电功率(实际功率)之和:
P=P1+P2
【见例8、9、10】
特别提醒:
(1)一般地讲,额定电压(U额)与额定功率(P额)是铭牌上的数据、是用电器正常工作时的电压和电功率的理论参考值。
实际电压(U实)与实际功率(P实)是用电器“当前”工作时对应的电压和电功率。
且必然有当:
U实=U额,P实=P额(唯一性)
(2)若灯泡串联且不正常发光,电阻大的灯泡较亮。
因为灯泡越亮,它的实际功率就越大,在串联电路中,由于各处电流都相等,根据,知灯泡电阻越大,灯泡的实际功率就越大,而灯泡的电阻可由P额进行比较,根据R=U2/P额知,当U相同时,P额越小,R越大;当P额相同时,U越大,R越大。
(3)若灯泡是并联的且不正常发光,电阻小的灯泡较亮。
在并联电路中,由于各支路两端的电压相等,根据,灯泡的电阻越小,灯泡的实际功率就越大。
灯泡就越亮,灯泡电阻的比较方法同上。
(4)如果知道实际电压,可求出实际功率:
P实=(U实/U额)2·P额
4.电能表的使用
(1)测量仪器:
(千瓦时计),测量一段时间内电路所消耗的电能。
(2)电能表的读数:
一般家庭电路中的电能表的示数有4位数,分别是千位、百位、十位、个位。
电能表上标有千瓦时的转数。
如:
“600r/(kW·h)”表示每消耗1度电,电能表上的转盘转过600转。
根据这个数据可作如下计算:
计算某个时间内消耗的电能:
电能表上的转盘每转一转消耗的电能为1/600kW·h,若家庭电路中某一用电器单独工作时,3min内电能表上转盘转过15r,那么,用电器在这段时间内消耗的电能为
1/600kW·h×15=0.25kW·h
测算用电器的功率:
当某用电器的功率未知时,可以关掉其他用电器,单独使用这一用电器,记录通电时间t和电能表上的转盘转过的转数n,然后求出电功率。
测量步骤如下:
a.将其他用电器关闭,只让待测用电器工作。
b.用秒表或手表记下电能表转盘转过一定转数n时所用的时间t。
(转盘边缘有个红点)
c.根据电能表上标出的“千瓦时的转数”,计算出用电器在时间t内消耗的电能W。
d.根据公式计算出电功率。
P=W/t
特别提醒:
计算时单位一定要统一:
(1)当用电器消耗的电能W用kW·h作单位时,时间必用h作单位,得到电功率的单位就是千瓦(kW)。
(2)当用电器消耗的电能W用J作单位时,时间单位用s,功率的单位就是瓦(W)。
【见例11】
知识点三、电功和电功率的区别与联系
电功是表示电流所做的功,同时还可以表示为电路中所消耗的电能的多少。
电功率等于电功与所用时间的比值,表示电能所消耗快慢的物理量。
电功率的大小不但与电流做功的多少有关,而且与做功所用的时间有关。
例1、下列说法正确的是()
A.电功是表示电流做功快慢的物理量B.电功率越大,电流做的功就越多
C.电流做功越多,消耗的电能就越多D.电功率是表示电流做功多少的物理量
1.用下述哪个物理量表示用电器耗电的多少?
()
A.电能B.电阻C.电压D.电流
2.下列单位中属于电功的单位的是()
A.伏特B.焦耳C.安培D.瓦特
(2)通过图甲的实验我们可以看出:
在相同时,电压越,电流做功越多。
(3)通过图乙的实验我们可以看出:
在相同时,电流越,电流做功越多。
1.已知:
电阻R1>R2,将它们串联在电路中,则两端电压大,电流通过做功多;若将它们并联在电路中,则通过电流大,相同时间内电流通过做功多。
2.电流在一段电路上做的功,决定于电路中的()
A.电流B.电流和这段两端电路的电压
C.电路两端的电压和通过它的电量D.电流、这段电路两端的电压和电路中的电阻
3.下列说法中正确的是()
A.电流做功的过程,实际就是电能转化为其他形式能的过程
B.电能对于我们的生活是一种非常重要的能源,在所有的方面都可以利用电能
C.电流所做的功,跟电压和电流成正比
D.手电筒工作时,电池的化学能直接转化为光能
例3、如图所示电路,电源电压为6V,灯泡L标有“6V2W”的字样,设灯泡灯丝电阻不变。
(1)若表a为电流表、表b为电压表,当S闭合时,电流表的示数为1A,求电阻R的阻值。
(2)若表a、表b均为电压表,闭合开关S,求灯泡L的功率及其通电4min消耗的电能。
例4、电阻R1=100Ω,R2=300Ω,把它们并联在同一电路中,在通电时间相同的情况下,通过两电阻的电流之比是多少?
两电阻消耗的电能之比是多少?
1.某导体中的电流是0.2A,通电10s电流做功18J,则导体两端的电压是V。
2.一只灯泡接在4V电路中,通过它的电流为0.4A,通电10s,则下列说法中不正确的是()
A.灯泡此时的电阻为10ΩB.灯泡此时的电功率为1.6W
C.电流对灯泡做的功为16JD.灯丝放出的热量为40J
3.小华有4V的蓄电池和规格为“3V3W”的小灯泡各一只,为了能使小灯泡正常发光,他设计了如图所示的电路。
求:
(1)小灯泡正常发光时的电流;
(2)小灯泡正常发光1min消耗的电能;
(3)定值电阻的阻值。
4.如图所示的电路,电源电压为12V,R1的阻值为40Ω,开关S闭合后,电流表的示数为0.8A,求:
1min内R2消耗的电能。
5.某航天器上装有光电池板,其面积S=8m2,正对太阳能产生U=120V的电压,为工作舱提供I=10A的电流。
若太阳光照射处每1m2面积上每1s获得的太阳辐射能量是E=1×103J,试计算该光电池的光电能量转换效率η=?
例5、下列说法中,正确的是()
A.电功率是表示电流做功多少的物理量B.电功率是表示电流做功快慢的物理量
C.用电器的电功率越大,做功越多D.相同时间内,消耗功率大的用电器耗电一定多
1.下列家用电器正常工作时做功最快的是()
A.台灯B.电视机C.空调D.微风电扇
2.下列单位不是电功率单位的是()
A.千瓦B.瓦特C.焦耳/秒D.千瓦时
3.下列电器正常工作时,每秒做功为几十焦耳的是()
A.电饭锅B.教室里的一只日光灯
C.家用手电筒里的灯泡D.空调器
例6、我们知道对于同种灯泡的亮度取决于实际功率的大小。
现有两个同种灯泡,其额定值是甲灯“0V100W”、乙灯“220V40W”;将甲、乙两灯并联或串联后接在照明电路中,比较甲、乙两灯的亮度,对此下列解释正确的是()
A.串联时,因为通过甲、乙两灯的电流一样大,实际功率一样大,所以一样亮
B.并联时,因为甲、乙两灯的电压一样大,实际功率一样大,所以一样亮
C.串联时,两灯电流相等,乙灯的电阻大,根据P=I2R,实际功率大,所以乙灯较亮
D.并联时,两灯电压相等,甲灯的电阻大,根据P=U2/R,实际功率小,所以甲灯较暗
例7、灯Ll标有“8V16W”的字样,灯L2标有“12V36W”的字样.两灯串联后接在电压为U的电路中,要保证两灯不损坏,电压U的最大值应是()
A.8VB.12VC.16VD.20V
1.将一个标有“36V40W”的灯泡接入某电路时,测得通过它的电流是1A,那么,它的实际功率是()
A.大于40WB.等于40W
C.小于40WD.无法判断
2.电灯的亮度主要取决于()
A.电功的大小B.电压的大小
C.实际功率的大小D.额定功率的大小
3.甲、乙两只灯泡的铭牌如图所示,下列说法中正确的是()
A.灯泡正常发光时,甲灯灯丝的电阻较小
B.两灯都正常发光时,甲灯消耗的电能较少
C.甲灯的实际功率一定是40W
D.将乙灯接在110V电路中,它的额定功率仍为60W
4.将一台“220V、I00W”的电风扇、一个“220V、I00W”的充电器、一把“220V、I00W”的电烙铁分别接到220V的电源上,在相同的时间内,电流通过它们产生的热量最多的是()
A.电烙铁B.充电器C.电风扇D.一样多
5.两个定值电阻R1和R2,阻值分别为10Ω和20Ω,允许通过的电流分别为1A和0.5A,将它们串联在电路中,下列说法中正确的是()
A.加在它们两端的电压最大值为20VB.通过电路的电流最大值为1A
C.通过电路的电流最大值为0.5AD.他们的总功率最大值是15W
例8、如右图所示,电源电压不变,开关S由断开到闭合,电流表两次示数之比为2∶7,则电阻R1∶R2=______,电功率P1∶P2=_______,电功率P1∶P1′_______.
例9、如图所示,已知电源电压保持不变,滑动变阻器的阻值范围0-20Ω。
闭合开关,当滑片P位于A端时,电压表的示数为2V;当滑片P位于B
端时,电流表的示数为0.3A。
求当滑片P位于A端时:
(1)电流表的示数;
(2)小灯泡的电功率。
1.将“20V60W”、“220V40W”和“220V100W”的三只灯泡并联起来接到220V的电路上,则它们的总功率是()
A.200WB.100WC.60WD.40W
2.额定电压相同的两只灯泡,其额定功率之比为2∶3,则两灯的电阻之比为()
A.2∶3B.3∶2C.4∶9D.9∶4
3.电路两端的电压变为原来的2倍,电路的电阻变为原来的3/4,则电路消耗的功率为原来的()
A.4/3倍B.3/4倍C.3/16倍D.16/3倍
4.如果加在定值电阻两端的电压从9V减小到6V,通过的电流相应地变化了0.3A,那么该定值电阻消耗的电功率减小了()
A.0.9WB.1.8WC.3.6WD.4.5W
例11、小明家电能表上月底的示数08116,本月底的示数如图所示,他家本月消
耗的电能为kW·h。
若按0.5元/(kW·h)计费,本月应付电费元。
他家同
时使用的用电器总功率不得超过W。
1.小华用如图所示的电路测小灯泡功率.电路中电源电压恒为4.5V,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器的规格为“20Ω1A”,灯泡标有“2.5V1.25W”字样。
若闭合开关,两电表的示数均不超过所选量程,灯泡两端电压不允许超过额定值,不考虑灯丝电阻的变化,则下列说法正确的是()
A.电流表示数的变化范围是0~0.5A
B.滑动变阻器的电阻允许调节的范围是2.5~20Ω
C.灯泡的最小功率是0.162W
D.该电路的最大功率是2.7W
2.小明家的照明电路中安装了一只新电能表,使用一段时间后,电能表的示数如图所示,小明家这段时间消耗的电能是()
A.2WB.2JC.20kW·hD.2kW·h
3.从图示的电能表中,可以获得的正确信息是()
A.电能表的读数为3672kW·h
B.电能表转盘转过2500转消耗电功率1kW
C.用电器正常工作时的总功率不得超过2200W
D.用电器正常工作时的总功率不得超过4400W
1.下列家用电器中,正常工作一小时耗电最接近1kW·h的是()
A.电子表B.手电筒C.电视机D.空调机
2.一只“10V,5W”的甲灯和一只“6V,1.8W”的乙灯串联后接在电路中,两灯均能发光,比较它们的实际功率(不考虑灯丝电阻随温度的变化)()
A.甲灯大些B.乙灯大些C.两灯一样大D.无法确定
3.如果加在定值电阻两端的电压从9V减小到6V,通过的电流相应地变化了0.3A,那么该定值电阻消耗的电功率减小了()
A.0.9WB.1.8WC.3.6WD.4.5W
4.两个定值电阻R1和R2,阻值分别为10Ω和20Ω,允许通过的电流分别为1A和0.5A,将它们串联在电路中,下列说法中正确的是()
A.加在它们两端的电压最大值为20VB.通过电路的电流最大值为1A
C.通过电路的电流最大值为0.5AD.他们的总功率最大值是15W
5.
如图所示电路,阻值为6Ω的电阻与一个“6V3W”的小灯泡串联后接到9V的电路中,小灯泡恰能正常发光;如果在此电路中将“6V3W”的小灯泡换成“6V4.5W”的小灯泡,那么该小灯泡的实际功率:
(设电源电压不变)()
A.等于4.5WB.小于4.5WC.大于4.5WD.等于3W
6.有几位同学对电功率这个概念,有以下几种理解,你认为正确的是()
A.电功率是表示电流通过用电器时做功多少的物理量
B.电功率是表示电流通过用电器时做功快慢的物理量
C.电功率大的用电器工作时消耗的电能一定多
D.电功率大的用电器工作时所用的时间一定少
7.
如图所示,电源电压不变,小灯泡标有“6V3W”的字样,滑动变阻器的滑片在中点时灯正常发光。
当滑片P向b端移动时,下列说法正确的是()
①电流表的示数变大;②电压表的示数变大;
③灯的实际功率大于3W;④电路中的总功率变小
A.①②B.②③C.①④D.②④
8.如图所示电路,电源电压不变,当开关S2闭合、S1断开时,电流表示数为0.3A,电压表示数为9V;若将两表互换位置,并同时闭合S1和S2时,电流表示数为0.5A。
则下列说法中错误的是()
A.电压表示数仍为9VB.R1的阻值为18Ω
C.R2的阻值为45ΩD.R2消耗的功率为6.75W
9.如图所示的电路中,电源电压不变,R1为定值电阻。
闭合开关S,当滑片P从中点向右移时()
A.电流表A1的示数变小B.电流表A2的示数变小
C.电压表的示数变大D.R2的电功率变大
10.如图所示,电源电压保持不变,电阻R1=R2=R3=10Ω。
当S1.S2都断开时,电流表示数为1A,则()
A.电源电压为30V
B.当S1、S2都闭合时,电流表示数为2A
C.当闭合S1、断开S2时,R1的功率为10W
D.当S1、S2都闭合时,整个电路消耗的功率最大
第8题图第9题图第10题图
11.如图所示,电源电压不变,当滑动变阻器的滑片向b端移动的过程中,下列说法正确的是()
A.电流表的示数变大B.电压表的示数变大
C.小灯泡的亮度不变D.电路中的总功率变大
12.(多选)小灯泡L1和L2上都标有“3V”字样,其灯丝电阻分别为R1和R2,它们的电流随电压变化关系如图所示。
有()
A.L1的额定功率为0.36W
B.L2的阻值R2为0.72Ω
C.若把小灯泡L1和L2并联在电源电压为2V的电路中工作,则小灯泡L2的实际功率是0.12W
D.若把小灯泡L1和L2串联在电源电压为3V的电路中工作,则小灯泡L1的实际功率是0.16W
第11题图第12题图第13题图
13.如图所示,当开关S闭合后滑动变阻器的滑片P向右移动过程中,电压表V的示数________,电流表的示数__________,电压表V的示数________,电灯的亮度_________
14.在“怎样使两个灯泡都亮起来”的活动中,小明采用如图所示的方法连接,结果两个灯泡都亮了。
这时,两灯的连接方式是。
若电源电压为3V,灯泡的规格均为“2.2V0.22A”,则每个灯泡的电阻是Ω,每个灯泡的实际功率是W。
15.一盏标有“220V100W”的白炽灯正常发光时的电阻为Ω;“220V100W”的白炽灯与“220V20W”的节能灯均正常工作时亮度相当,若两灯都正常工作,分别消耗1kW·h的电能,节能灯比白炽灯多工作h。
16.如图所示,电源电压不变。
将定值电阻R1和R2串联后接在电源上,R1消耗的功率为3W,R2消耗的功率为6W,则R1=______R2;若将它们并联后仍接在该电源上,则电路消耗的总功率为________W。
第15题图第16题图
17.将一只小灯泡与一只阻值为4Ω的电阻串联后,接在电压为8V的电源上,恰能正常发光,这时灯泡的电功率为4W,求小灯泡的额定电压?
18.一盏电灯接到220V的电源上使用时,功率为100W,如果将这个电源连上长导线,再接这盏灯使用,它的功率为81W,求导线上消耗的电功率?
19.如图所示的电路中,当ab两点间接入4Ω的电阻时,其消耗的功率为16W。
当ab两点间接入9Ω的电阻时,其消耗的功率仍为16W。
求:
(1)ab两点间接入4Ω和9Ω的电阻时,电路中的电流;
(2)电源的电压。
20.如图是临海市一村民建在房顶上的分布式光伏电站(利用太阳能发电),成为浙江首例并网发电的光伏电站。
该电站发的电满足自家使用后,多余的电并入电网。
下表是该电站的有关数据:
(1)该光伏电站每天发电kW·h。
(2)若每盏路灯的电阻为484Ω,额定电压为220V。
则该电站每天多余的电可供多少盏路灯正常工作10h?
(3)该村民建光伏电站所用的安装费加利息,估计八年就能收回成本,而光伏组件使用寿命超过25年。
为推广个人建造可以并网发电的光伏电站,请你写出一条理由。
1.
在如图所示的电路中,电源电压为3伏特,电阻R的阻值为5欧姆,滑动变阻器标有“20Ω2A“字样,当滑片由A端滑到B端的过程中()
A.电阻R两端的电压不断变大
B.电阻R的功率不断变小
C.滑动变阻器两端的电压不断变小
D.滑动变阻器的功率不断变大
2.
把标有“6V3W”的小灯泡与最大阻值为100Ω的滑动变阻器连接在电源电压恒为18V的电路中,各电表选择的量程如图所示,要求闭合开关后两电表的示数均不超过所选量程,且灯泡两端电压不允许超过额定值(灯丝电阻不变)。
下列说法正确的是()
A.在滑动变阻器滑片向左移动的过程中,电流表示数变大,电压表示数变大
B.电路的总功率最大值为10.8W
C.小灯泡的电功率最小值为0.75W
D.滑动变阻器允许调节的范围是18Ω~60Ω
3.标有“4V1W”的小灯泡和“20Ω1A”的滑动变阻器连接在图所示的电路中,电源电压为6V,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”。
为确保电路安全,闭合开关时,滑动变阻器接入电路的阻值变化范围应控制在()
A.0~8ΩB.8~16ΩC.16~20ΩD.以上答案都不对
4.标有“6V1.5W”的小灯泡,通过它的电流随电压变化的关系如图所示。
若把这样的两只灯泡串联接在8V的电源上,则此时每只灯泡的电阻及功率为()
A.24Ω0.67WB.24Ω0.8WC.20Ω0.96WD.20Ω0.8W
第3题图第4题图第5题图
5.如图所示,电源电压为6V且保持不变,滑动变阻器的最大阻值为20Ω,定值电阻R0为5Ω。
闭合开关后,移动滑片,发现能使电流表(“0~0.6A”或“0~3A”)和电压表(“0~3V”或“0~15V”)的指针同时达到满刻度线。
则R0的电功率与电流的关系图像可能是下图中的()
ABCD
6.一个灯泡的铭牌上标着“PZ220──100”,在室温下用伏安法测得它的灯丝电阻为R1,后在正常工作时再用伏安法测得它的灯丝电阻为R2=48.4欧,发现R2比R1大10倍以上,这是由于()
A.前一次测得的阻值必定是错的
B.后一次测得的阻值是错的
C.对大多数导体来说,温度越高,电阻越大,灯丝属于这种导体
D.不论什么导体,都是温度越高电阻越大
7.把一个1.5欧的电阻与一个
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