初中物理人教版九年级全册第2节 电功率学案及答案

这是一份初中物理人教版九年级全册第2节 电功率学案及答案，共10页。

漫画释义
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模块一 纯电阻电路分析
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1．比例法：
; ; 同一用电器(一定)
不管串联还是并联
2．利用公式(适用于任何电路); (适用于纯电阻电路)进行计算．
夯实基础
如图是某家用电热器内部电路结构示意图, 其中R1、R2为加热电阻丝(R1>R2)．电阻丝有四种连接方式可使电热器提供不同的发热功率, 其中发热功率最大的连接方式是( )

D
把两个完全相同的电阻丝串联后接在电压为U的电源上, 它们在时间 t内产生的热量为Q1; 若把它们并联起来接在同一电源上, 在相同的时间内产生的热量为Q2, 则( )
A．Q1∶Q2＝1∶4 B．Q1∶Q2＝4∶1 C．Q1∶Q2＝1∶2 D．Q1∶Q2＝2∶1
A
用电热丝烧水, 当电压为U时, t秒内可将水烧开.如果电压降为原来的一半, 则同样烧开这些水所需的时间应为( )
A．t／4 B．t／2 C．2t D．4t
D
在“家电下乡”活动中, 小明家买了一台电烤箱, 其内部简化电路如图所示, R1和R2均为电热丝. 电烤箱说明书中的铭牌如下表所示, 根据表格中的参数, 回答下列问题:
(1)电路中R1的阻值;
(2)电烤箱在高温档正常工作5min所消耗的电能;
(3)电烤箱在低温档正常工作时, R2的功率
(1)S2闭合时, 电烤箱处于高温档, R1工作, R1==44Ω
(2)电烤箱在高温档正常工作5min消耗的电能为： W=P高t=1100W×300s=3.3×105J
(3)S2断开时, 电烤箱处于低温档, 此时R1、R2都工作, 设此时通过电阻R2的电流为I：
I===2.0A, R2的电阻为：I=, R2===66Ω
R2消耗的功率为: P2=I2R2=2.0A×2.0A×66Ω=264W
如图所示的电路中, 闭合开关S后, 电流表A1的示数为0.2A, 电流表A2的示数为 0.8A, 此时, 电阻R1和R2消耗的功率之比是( )
A．1：3 B．3：1
C．1：4 D．4：1
B
能力提升
一只标有“220V 1000W”的电热水器, 若工作电压在220V±10%的范围内波动, 那么它的实际功率的变化范围大约是_______W．
810W～1210W
将标有“PZ 220V 60W”的白炽灯L1和标有“PZ 220V 100W”的白炽灯L2串联后接在220V的照明电路上, 消耗的电功率分别为P1和P2, 若将L1和L2并联后接到同一照明电路上, 消耗的电功率分别为P3和P4, 则以下关系正确的是( )(不考虑灯丝电阻的变化)
A．P4 >P3 >P2 >P1 B．P4 >P3 >P1 >P2 C．P2 >P1 >P4 >P3 D．P1 >P2 >P4 >P3
B
(多选)L1、L2两盏电灯的额定电压相同, 均为U, 额定功率P额1＞P额2, 把它们接入电源电压为U的电路中, 下列说法中正确的是( )
A．两灯串联使用时, 实际功率P1＜P2
B．两灯并联使用时, 实际功率Pl＜P2
C．串联时两灯消耗的总功率P总>P额2
D．并联时两灯消耗的总功率P总＜P额1
A
有两个规格不同的小灯泡L1、L2(小灯泡电阻变化可忽略)和一个输出电压保持不变的电源E. 如果将L1和L2 串联起来接在电源E两端, 它们的实际功率之和为P. 如果只将L1接在电源E两端, L1的实际功率是1.5P. 如果将L1和L2并联起来接在电源E两端, 则它们的实际功率之和为______.
4.5P
将两个定值电阻R1、R2并联在电压为U的电源两端, R1消耗的功率为P1, R2消耗的功率为3P1, 当把它们串联在电压为4U的电源两端时, 下列说法正确的是( )
A．R1两端的电压为U B．R2消耗的功率变小
C．通过R2的电流变小 D．两个电阻消耗的总功率为12P1
D
模块二 非纯电阻电路计算
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夯实基础
电动汽车成为未来汽车发展的方向. 若汽车所用电动机两端的电压为380V, 电动机线圈的电阻为2Ω, 通过电动机的电流为10A, 则电动机工作10min消耗的电能为多少焦? 产生的热量是多少焦?

能力提升
闭合开关后, 用手按住玩具电动机的转子, 不让它转动, 这时与电动机并联的电压表读数为3V, 与电动机串联的电流表读数为6A．松手后, 电动机正常转动, 此时电流表读数为1A．这台玩具电动机正常转动时, 每秒钟有 焦耳的电能转变为机械能．
2.5 按题意可求得电动机的电阻
电动机正常转动时, 电压不变, 电流为1 A, 1s内做的功．
电动机产生的热量．
每秒钟电能转变成的机械能．
模块三 测量小灯泡的额定电功率
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1．原理：
2．器材的选择：电源、开关、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器各一个, 导线若干．
3．实验电路图(如上)
注意事项：
(1)观察电流表、电压表、滑动变阻器的量程和允许通过的最大电流, 选择量程时电压表的量
程要大于小灯泡的额定电压, 电流表的量程要大于小灯泡的额定电流．变阻器的电阻应与小
灯泡的电阻相当为好, 允许通过的最大电流要大于小灯泡的额定电流．
(2)断开开关, 调节滑变到最大阻值处, 使电路中的电阻最大．
(3)闭合开关, 调节滑变, 使小灯泡两端电压为其额定电压．
(4)此实验只做一次, 不用求平均值．
能力提升
小鹏同学利用伏安法测量额定电压为V的小灯泡正常发光时的功率．
(1)图中的电路没有连接完整, 请你把图中的元件连接完整．(要求滑片P向右移动时变
阻器阻值变大)．
(2)在连接电路时, 开关应该 ; 滑动变阻器的滑片P应放在 端(填：A或B)
(3)小鹏闭合开关, 通过调节滑动变阻器的滑片P, 使得电压表的示数为2.5V, 这时电流
表的示数如图所示, 小灯泡正常发光时的功率是 W．

(1)图略 (2)断开, B (3)0.75
小金同学在做“测定小灯泡电功率”的实验时, 所用电源电压为4.5V, 小灯泡额定电压为2.5V.
S
L
甲
B
A
P
C
D
丙
U/V
2
4
0.1
I/A
0.2
0.3
0.4
0
1
3
乙
(1)为了测出小灯泡的电功率, 请只添加一条导线完成图甲所示的实验电路的连接;
(2)开关闭合前, 滑动变阻器的滑片P应移至 端(选填“A”或“B”); 闭合开关后, 移动
滑片P到某一位置时, 电压表的示数如图乙所示, 若要测量小灯泡的额定功率, 应将
图甲中滑片P向 端(选填“A”或“B”)移动.
(3)小金同学移动滑片P, 记下多组对应的电压表和电流表的示数, 并绘制成图丙所示的
图像, 根据图像信息, 可计算出小灯泡的额定功率是 W; 该图像不是直线, 主
要原因是 .
S
B
A
P
C
D
L
(1)电路连接如图：
(2)A; B
(3)0.5 灯丝电阻随温度升高而增大
实战演练
两个用电器, 分别标有“1500Ω 16W”和“1500Ω 8W”, 将它们串联在电路中, 它们的电功率之比是( )
A．1:2 B．2:1 C．1:1 D．4:1
C
将电阻为R1的灯泡L1与电阻为R2的灯泡L2串联接到电源上, 如果R1=3R2, 在t秒时间内电流通过L1所做的功W1为120J, 那么在这段时间内, 电流通过L2所做的功W2及电流通过两盏灯所做的总功W分别为( )
A．W2=120J, W=240J B．W2=360J, W=480J
C．W2=40J, W=160J D．W2=30J, W=150J
C
要使某用电器在相同时间内消耗的电能变为原来的2倍, 以下措施可行的是( )
A．仅使电压变为原来的2倍
B．仅使电流变为原来的2倍
C．电压不变, 而使用电器电阻变为原来的一半
D．同时改变电压为原来的4倍, 电阻为原来的2倍
C
两个电阻, R1＝3Ω, R2=5Ω, 并联后接入电路, 总电流为3.2A, 求各支路的电流I1和I2各为多少? 各电阻消耗的电功率P1和P2各为多少?
I1＝2A, I2=1.2A, P1=12W, P2＝7.2W
如图所示, 电源电压和灯L的电阻不变, 灯L上标有“6V 3W”字样．当开关S闭合, 滑片P移至a端时, 电流表的示数为1.0A, 灯L正常发光; 当开关S断开, 滑片P移至b端时, 电源电压U和灯L消耗的电功率P为( )
A．6V ; 1.5W B．6V; 0.75W C．3V ; 1.5W D．3V ; 0.75W
B
如图所示, 电源电压保持不变. 当电阻箱调到10Ω时, 电压表示数为3V, 此时灯L正常发光; 当电阻箱阻值调到40Ω时, 灯L的功率为额定功率的. (不计温度对电阻的影响)
求：(1)电阻箱阻值为10Ω时, 电路中的电流;
(2)电源电压;
(3)灯L的额定功率.
(1) (2) (3)
S
S1
A
S2
R1
R2
L
如图所示电路中, 电源电压保持不变, 灯L标有“12V 12W”字样, R2＝12Ω, 当S、S1、S2都闭合时, 电流表示数为1.2A, 这时灯L正常发光(不计温度对电阻的影响).
求：(1)灯L的电阻值和电源电压为多少?
(2)电阻R1的阻值是多大?
(3)当S闭合, S1、S2都断开时, 灯L实际消耗的功率是
多少?
(1)当S、S1、S2都闭合时, 电路如右图
(1分)
∵此时灯L正常发光
∴U＝UL＝12V (1分)
(2) IL＝U/RL＝12V/12Ω＝1A
I1＝I－IL＝1.2 A－1 A＝0.2A (2分)
R1＝U/I1＝12 V /0.2 A＝60Ω
(3)当S闭合, S1、S2都断开时, 电路如右图
I＇＝U/(RL＋R2)＝12 V/(12+12)Ω＝0.5A (2分)
PL＇＝I＇2RL＝(0.5 A)2×12Ω＝3W
高压送电
从发电站发出的电能, 一般都要通过输电线路送到各个用电地方. 根据输送电能距离的远近, 采用不同的高电压. 从我国现在的电力情况来看, 送电距离在200～300公里时采用220千伏的电压输电；在100公里左右时采用110千伏；50公里左右采用35千伏；在15公里～20公里时采用10千伏, 有的则用6600伏. 输电电压在110千伏以上的线路, 称为超高压输电线路. 在远距离送电时, 我国还有500千伏的超高压输电线路.
那么, 为什么要采用高压送电呢? 这要从输电线路上损耗的电功率谈起, 由于远距离输送电能, 导线上的电阻比较大, 当电流通过导线时, 就会有一部分电能变为热能而损耗掉了. 电线路上损耗的电功率为. 所以要减少电功率的损失就要降低电流(因为电阻的阻值很难再减少了). 但是, 新的问题又出现了, 整条输送线路电流很小的话, 就会导致输送的电功率大幅度降低, 因为. 所以为了既能保证输送的电功率不降低, 又能让输送导线上损失的焦耳热很少, 所以就采取了用变压器提高电压后再送电的方案. 当然, 电能进入用户之前还要用变压器降压才能够使用.

X X牌电烤箱
额定电压
220V
额定
功率
高温档
1100W
低温档
440W
电源频率
50Hz
电功与电热
(1)在纯电阻电路中, 电功等于电热：W=Q
即电能全部转化为内能：UIt=I2Rt→U=IR, 也即欧姆定律成立.
此时有： UIt=I2Rt=(U2/R)t
(2)在非纯电阻电路中, 电功大于电热：W＞Q
即电能只有一部分转化为内能, 另一部分转化为机械能、化学能等其它形式的能量： UIt=I2Rt+E其它＞I2Rt→U＞IR, 也即欧姆定律不成立.