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1、总复习:电功率(提高)【考纲要求】1、从能的转化的角度认识电源和用电器的作用并能够进行电能的计算;2、理解电功率和电流、电压之间的关系并能进行电功率的计算。能区别实际功率和额定功率;3、焦耳定律;4、串并联电路电能、电热、电功率的分配关系;5、家庭电路及安全用电;6、电功率的测量及焦耳定律实验探究。【知识网络】,电能实质公式单位、测量/定义物理意义公式单位电功率额定功率和实际功率I测量电流的热效应I电功和电热的区别生活用电常识电路中电流过大的原因安全用电【考点梳理】考点一、电功率要点诠释:1 .三个物理量(1)电能(W):国际单位制中的单位是焦耳(J),常用单位是千瓦时(kW-h)俗称度。1度
2、=IkW-h=3.6XlO6J电功率(P):电功与时间之比,它是表示电流做功快慢的物理量。国际单位制中单位是瓦特(W)常用单位是千瓦(kW)0(3)电热(Q):电流通过导体产生的热。国际单位制中单位是焦耳(J)。2 .两个重要实验(1)测量小灯泡的电功率(2)探究影响电热大小的因素3 .一个定律焦耳定律(1)内容:电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。(2)表达式:Q=I2Rto4 .三个基本公式及其推导公式2(1) W=UIt(所有电路),推导公式:W=I2Rt=-L(纯电阻电路)R2(2) P=UI(所有电路),推导公式:P=Z2jR=-(纯电阻电路
3、)RIfi(3) Q=FRi(所有电路),推导公式:Q=Uk=-t(纯电阻电路)R5 .两个比例(纯电阻电路)(1)串联电路跖:叼Q=舄:&(成正比)(2)并联电路跖:叼舄(成反比)考点二、安全用电1 .家庭电路的电压火线和零线之间的电压是220V,火线和地线之间的电压是220V02 .家庭电路中电流过大的原因原因:发生短路。用电器总功率过大。家庭电路保险丝烧断的原因:发生短路,用电器功率过大,选择了额定电流过小的保险丝。3 .安全用电安全事故:人体触电是人直接接触火线,一定强度的电流通过人体所引起的伤害。用电器功率过大或者电路中发生短路而使电流过大,线路过热引起火灾。【典型例题】类型一、基础
4、知识1、某家用电能表的表盘上标有600rkWh”的字样,在电路中只接入一个用电器且正常工作时,电能表转盘在Imin内转了10转,则该用电器的额定功率是()A.3600WB.100OWC.500WD.100W【思路点拨】已知消耗Ikwh的电能,电能表的转盘转动600转,可求转10转消耗的电能,根据公式WP=-可求该电器的额定功率。【答案】B【解析】解:转10转消耗的电能W=忐kwhX10=需kwh,该电器的额定功率P=E=青一=Ikw=100OW.60h【总结升华】本题考查电功率的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,重点是理解电能表参数的物理意义,解题过程中还要注意单位的换算。举一反三【变式】从
5、如图所示的电能表中,可以获得的正确信息是())A.电能表的读数为3672kWhB.电能表转盘转过2500转消耗电功率IkWC.用电器正常工作时的总功率不得超过220OWD.用电器正常工作时的总功率不得超过440OW【答案】C、(多选)如图所示,电源电压U=12V且保持不变,电阻R为定值电阻。当开关S闭合后,如果要A.给R串联一个较小的电阻B.给R并联一个较小的电阻C.给R串联一个较大的电阻D.给R并联一个较大的电阻【思路点拨】由电功率的计算公式P=V一可知:电压不变,当总电阻减小时,电路的总功率增大;当R总电阻增大时,电路的总功率减小。【答案】AD【解析】根据串、并联电路的特点可知:总电阻变小
6、,需要并联一个电阻,电路消耗的总功率稍稍变化,所以需要并联一个较大的电阻;总电阻变大,需要串联一个电阻,电路消耗的总功率稍稍变化,所以需要串联一个较小的电阻。【总结升华】本题综合考查电路中总电功率和总电阻的关系以及串、并联电路电阻的特点,熟练掌握串、并联电路电阻变化的规律即可轻松解题。举一反三【变式】有一个“6V3W”的小电灯,用8伏的电源做实验,测定小电灯的额定功率,所选滑动变阻器的最大阻值不得小于多少欧?【答案】43、一台“220V、IOoOw”的电炉,想把它改装后接到110伏的电源上,但功率保持不变,以下哪个措施是正确的()A、将电炉丝截掉一半后接入电路B、将电炉丝截掉四分之三接入电路C
7、、将电炉丝分成等长的两段,然后并联接入电路D、将电炉丝截掉四分之一后接入电路【思路点拨】由公式P=以可知:当实际电压变为额定电压的一半时,实际电压的平方就变为额定电R压平方的1/4,要想电功率不变化,电阻阻值就要减小为原来阻值的1/4。【答案】C12【解析】根据题意要求U实=%U额时,P实=P额。由尸=C-可知要满足题设条件,只有改变电阻R,才能2R满足要求。由K=a=gi实R2R24R2若&凡时,P实才能等于P枷所以凡=(是选择答案的首要依据,在上述四个答案中可发现(B)(C)均满足条件,究竟两个答案谁更合理呢?我们还应该考虑当U变化后,R也变时,I是否变化,对于一个能正常工作的电阻来说,它
8、有一个额定电流,若实际电流超过它允许的额定电流,则它必将烧毁,所以接下来应判定(B)(C)实际电路中通过的电流大小。对&12=M=5%z=2=2/额,而C选项每根电阻丝上的电流2=g(4与=/额,显然应排除B,而选择C。【总结升华】本题考查电功率的计算以及影响电阻大小的因素,选用公式是关键。举一反三【变式】(多选)现有四个小灯泡L、L2、L3、Lt,分别标有“12V20W、“12VlOW”、“6V5W”、“6VloW”的字样,小明想把其中的两个灯泡接在两端电压为I8V的电源上,使两个灯泡都能正常发光,则下列做法正确的是()A、把L和Ll串联后接入电路中B、把L和Ll串联后接入电路中C、把L和L
9、3串联后接入电路中D、把L和L:,串联后接入电路中【答案】AD,4、随着人们生活水平的逐步提高,家用电器的不断增多,在家庭电路中,下列说法正确的是()A.灯与控制它的开关是并联的,与插座是串联的B.使用试电笔时,不能用手接触到笔尾的金属体C.电路中电流过大的原因之一是使用的用电器的总功率过大D.增加大功率用电器时,只需要换上足够粗的保险丝即可【思路点拨】A、电灯与开关是串联,与插座是并联;B、测电笔在使用时,手应接触笔尾金属体;C、家庭电路中电流过大的原因是发生短路和总功率过大;D、应用合适的保险丝才行。【答案】C【解析】在家庭电路中,灯与控制它的开关是串联的,故A错;使用试电笔的要点之一就是
10、要用手接触笔尾的金属体,否则即使笔尖接触到火线,发管也不会发光,根本就起不到辨别作用,故B错。家庭电路中电流过大的原因有两个,一是发生短路,二是用电器总功率过大,故C对。当增加大功率用电器时,要同时更换电能表、导线及保险丝,故D错。【总结升华】本题考查了家庭电路中安全用电的知识。家庭电路中各用电器是并联关系,保险丝应选择合适,太细会常停电,太粗又会起不到保险作用。举一反三灯泡比原来更亮了,这是因为()实际功率变大了 实际功率变小了 实际功率变大了 实际功率变小了【变式】小明晚上在白炽灯下做作业时,突然白炽灯的灯丝断了,他把断了的灯丝搭在一起接入电路,A.B.C.D.搭接后灯泡电阻变小了,搭接后
11、灯泡电阻变小了,搭接后灯泡电阻变大了,搭接后灯泡电阻变大了,【答案】A类型二、知识运用5、如图所示的电路中,灯泡L标有“6V3W”字样,滑动变阻器最大阻值R=24Q,闭合S”断开S2,将滑动变阻器滑片P滑至最左端,此时灯泡L正常发光,问:(1)电源电压是多少?灯泡L正常发光时的电阻是多少?(2)保持滑片P在最左端不动,又闭合S2,电流表示数为03A,则此时电阻Rz的电功率多大?(3)断开S2,将滑片P移至中点时,灯泡L两端的实际电压多大?【思路点拨】(1)滑动变阻器连入电路的阻值为0,所以只有一个灯泡L连入电路,正常发光,则电源电压为6V,利用灯泡的功率为3W可求灯的电阻。(2)通过Rz的电流
12、,再利用电功率公式P=Ul计算;(3)灯泡与滑动变阻器串联,先求出电路电流,再利用公式求实际电压。【答案】6V12;1.8W;3V【解析】(I)Sl闭合,S2断开,滑片P位于最左端,电路中只有灯泡L,且正常工作,所以此时灯泡L两端的电压为额定电压且等于电源电压,U=6V,灯L正常发光时的电阻&=(6)%=12.(2)S1S2闭合,滑片位于最左端,L与L并联,电阻R2的电功率5=W=6xO34=L8取。(3) S闭合,S2断开,滑片P位于中点,电路中的总电阻KS=KI+%=12Q+24%=24Q,电路中的电流/=%g=6%=0.25/;灯泡L两端的实际电压=IRL=0.25工X12Q=3/。【总
13、结升华】解答此类题的关键是:结合图形,搞清楚引起电路变化的原因及电路变化前后的连接方式;疏理条件,抓住不变量,找到突破口;明确解题思路,综合运用公式进行定性分析或定量计算。A.B.C.D.举一反三:【变式】如图所示,电源电压保持不变,只闭合开关S,灯泡L正常发光,电流表示数变大,灯变亮电流表示数变小,灯变暗小灯泡的额定功率变大电路中的总功率变大I答案】D6、在用电流表、电压表测小灯泡的电功率的实验时,灯泡上标有“3.4V”字样。小红设计了实验电路图如左图,并连接了部分实验电路,如右图所示。(1)请帮助小红完成实验电路的连接。(2)连接完实验电路后,小红闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压
14、表有示数且接近于电源电压,请帮助小红分析电路出现故障的原因是o(3)排除故障后,小红调节滑动变阻器,使灯泡正常发光,此时电流表的示数如图所示,读数为A,则小灯泡的额定功率为W.(4)假如电压表15V量程损坏,3V量程能正常使用,电源电压为6V且稳定不变,仍利用现有的器材完成实验,你认为应该如何操作?【思路点拨】(1)根据灯泡的额定电压确定电压表的量程,且与灯泡并联,注意正负接线柱的连接;滑动变阻器一上一下的串联在电路中。(2)灯泡不亮可能是灯泡断路或短路,灯泡断路时,电路断路,电路中没有电流,电流表无示数,电压表并联在电路中,电压表测量电源电压;灯泡短路时,电路总电阻减小,电路电流增大,电流表
15、示数增大,电压表测量导线电压,示数为0。(3)根据电流表的量程和分度值读出电流表的示数;根据P=Ul求出灯泡的额定功率。【答案】(1)如图(4)电源电压为6V,根据串联电路电压特点,当灯泡电压为3.4V,滑动变阻器的电压为2.6VV3V,可以利用O3V量程测量滑动变阻器的电压。(2)灯丝断了或灯泡接线柱接触不良(3)0.31.02(4)将电压表改接到滑动变阻器两端即可。【解析】(2)当开关闭合后,出现了灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数且接近于电源电压的现象。造成这一电路故障的原因可能是电压表所并联的灯泡处发生断路(即灯丝断了或灯泡处的接线柱接触不良)则相当于电压表与滑动变阻器串联,电压表电阻很大,电流很小,不能使电流表指针偏转,造成电流表无示数,根据串联电路分压特点,电压表分担电压即为电源电压。(3)电流表读数为0.3A,此时灯泡的电压为额定电压