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中考物理一轮复习第21课时 电能 电功率 电热的理解与计算
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这是一份中考物理一轮复习第21课时 电能 电功率 电热的理解与计算，共43页。PPT课件主要包含了考点一电能表，千瓦时，电路消耗电能多少，考点二电功，其他形式的能，用电器两端的电压，通过用电器的电流，通电时间，UIt，I2Rt等内容，欢迎下载使用。
2.额定电压和额定功率(1)额定电压: ; 额定功率: 。 (2)当U实=U额时,P实=P额,用电器正常工作(例如:灯正常发光);当U实≠U额时,P实≠P额,用电器不能正常工作(例如:灯光暗淡或超常亮),这种情况下有可能会损坏用电器。
用电器在额定电压下正常工作时的功率
用电器正常工作时的电压
[说明] (1)某灯泡上标有“PZ220 V 25 W”字样,分别表示:普通照明、额定电压220 V、额定功率25 W。(2)灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率。
1.电流的热效应 电流通过导体时会 ,将电能转化为内能,这种现象叫电流的热效应。 2.电热器 利用电流做功,将 能转化为 能的装置。
考点六 电热的利用和防止
1.电热的利用——电热器
2.电热的防止 利用散热窗、散热片、风扇等方法加快散热。
探究一 电能表及其相关计算
例1 [2018·宿迁市二模] 小英同学在门外走廊拍了一张自家电能表的照片,如图21-1所示。她仔细观察照片后得到下列结论,你认为正确的是( )A.电能表的额定电流为10 AB.所在电路消耗1 kW·h的电能,指示灯闪烁3200次C.电能表的额定功率为2200 WD.拍照片时,小英家已消耗的电能为7624.1 J
[答案]B [解析] 电能表上的电流值,5 A代表基本电流,10 A是电能表能满足测量要求,且长时间稳定工作时不许超过的最大电流,故A错误;3200 imp/(kW·h)表示接在这个电能表上的用电器,每消耗1 kW·h的电能,电能表上指示灯闪烁3200次,故B正确。电压值和电流值的乘积代表功率,P=UI大=220 V×10 A=2200 W是接在这个电能表上的用电器的最大功率,而不是电能表的额定功率,故C错误。电能表的示数应读为7624.1 kW·h,故D错误。
【变式】 [2018·泰州市姜堰区一模] 小明家的电冰箱铭牌及电能表表盘如图21-2所示,只有冰箱一个用电器工作的情况下,小明观察到冰箱压缩机从启动到停止用时6 min,则此过程中耗电 J。一天实际工作 h,能使电能表转盘转 圈。
探究二 额定功率和实际功率
例2 [2018·苏州市工业园区一模] 额定电压相同的甲、乙两只白炽灯,串联后接入某电路,甲灯比乙灯亮,则下列说法中正确的是( )A.甲灯的额定功率和实际功率都比乙灯大B.甲灯的额定功率小,实际功率大C.甲灯的额定功率和实际功率都比乙灯小D.甲灯的额定功率大,实际功率小
例3 [2018·镇江市一模] 小刚将“220 V 100 W”的灯泡接在家庭电路中,在用电高峰期间的某段时间内小刚家的实际电压为209 V,该灯正常工作10 h消耗的电能是 kW·h,能使标有“3000 r/(kW·h)”字样电能表的转盘转过 圈。(不考虑灯丝电阻的变化)
例4 [2018·无锡市滨湖区一模] 如图21-3所示的电路中,电源电压保持不变,R为定值电阻,当开关闭合时,接在a、b间标有“6 V 2 W”的小灯泡L1恰好正常发光;若保持R不变,将L1换成另一只标有“6 V 3 W”的小灯泡L2,闭合开关后,小灯泡L2工作时消耗的实际功率( )A.一定大于3 WB.一定等于3 WC.一定小于3 WD.一定等于2 W
【变式1】 [2018·常州市模拟] 现有“6 V 3 W”的L1和“6 V 6 W”的L2两只小灯泡串联后接在电路中使用,为了保证电路安全,电路两端允许加的最大电压为 V,此时 (选填“L1”或“L2”)正常发光;若再把两只小灯泡并联后接到电源电压为6 V的电路中,灯泡 (选填“L1”或“L2”)更亮。(忽略温度对灯丝电阻的影响)
【变式2】 某家庭使用如图21-4所示的电能表,该家庭允许使用的用电器总功率最大为 W,小郭利用该电能表和手表测量某用电器实际功率,将该用电器接入电路并工作,电能表的指示灯在3 min内闪烁160次,则测得的实际电功率是 W。
【变式3】 [2018·南京市鼓楼区二模] 在如图21-5所示的电路中,电源电压不变,R为滑动变阻器,在a、b间接有“6 V 6 W”的小灯泡L1,闭合开关后,移动滑动变阻器滑片P,使L1恰好正常发光。若取下灯泡L1,保持滑片P的位置不变,在进行下列正确操作后,符合物理规律的是( )A.把电流表接在a、b时,电流表的示数是1.0 AB.把电压表接在a、b时,电压表的示数是6.0 VC.把“6 V 9 W”的小灯泡L2接在a、b时,L2能正常发光D.把阻值为6 Ω的电炉丝接在a、b时,发热功率是6 W
探究三 有关电功率的图像问题
例5 [2017·淮安] 如图21-6所示,曲线A、B分别是白炽灯Ll(“220 V 100 W”)、L2(“220 V 60 W”)实际测得的伏安特性图像。现将L1、L2两灯串联在220 V的电源上,根据图像可得L1、L2的实际功率之比约为( )A.1∶1B.1∶2C.3∶5D.3∶8
【变式1】 [2018·靖江市一模] 某电热器标有“220 V 1000 W”字样,它两端不超过额定电压时的I-U图像如图21-7所示,现将两只该型号的电热器串联起来接到220 V家庭电路中,则两个电热器消耗的总功率为( )A.等于2000 WB.小于500 W C.等于500 W D.大于500 W
【变式2】 [2018·南京市秦淮区一模] 甲、乙两只灯泡,其I-U图像如图21-8所示,现将甲、乙两灯串联在电路中,当甲灯两端电压为2 V时,两灯消耗的总功率是( )A.0.8 W B.1.2 W C.2 W D.3 W
[解析] 将甲、乙两灯串联在电路中,当甲灯两端的电压为2 V时,由图像可知,通过甲灯的电流为I甲=0.4 A,因串联电路中各处的电流相等,所以,通过乙灯的电流I乙=I=I甲=0.4 A,此时乙灯两端的电压U乙=3 V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源电压U=U甲+U乙=2 V+3 V=5 V,两灯消耗的总功率P=UI=5 V×0.4 A=2 W。
【变式3】 [2018·南京市建邺区二模] LED灯具有发光效率高、使用寿命长等优点。如图21-9甲所示是一个定值电阻R和一个LED灯的电流与其两端电压关系的图像。(1)分析图像可知,R的阻值为 Ω。 (2)如图乙所示,将LED灯与R串联在电路中,若LED灯的电功率为0.06 W,则电路消耗的总功率为 W,通电2 min,电阻R消耗的电能是 J。
【变式4】 [2018·兴化市校级一模] 如图21-10甲所示,R1的阻值是20 Ω,滑动变阻器R2消耗的功率P与其电阻R2的关系图像如图乙所示,则R2消耗的最大功率是 W。
例6 如图21-11所示的四种用电器,其中主要是利用电流热效应来工作的是( )
例7 [2018·苏州市高新区模拟] 电动机工作时两端电压为U,电流为I,电动机线圈的电阻为R,则该电动机工作时输出的最大机械功率为( )A.UI+I2RD.UI-I2R
【变式1】 [2018·泰州市姜堰区二模] 小明家有额定电压相同的电饭锅、洗衣机和电视机各一个,按照每度电0.5元计费,这三个用电器正常工作1小时的电费柱状图如图21-12所示。下列说法中正确的是( )A.三个用电器正常工作时,电饭锅消耗的电能最多B.三个用电器正常工作时,电视机的电功率最大C.三个用电器正常工作时,通过电饭锅的电流最大D.在一个月内,洗衣机的用电费用一定比电视机的用电费用多
【变式2】 [2018·无锡市一模] 如图21-13所示,烧杯中盛有质量相等的纯水和煤油,通电一段时间后(液体均不沸腾),发现两只温度计示数上升的大小相同。不考虑热损失,则电阻R1、R2的大小关系是( )A.R1>R2 B.R1
探究五 电功、电能、电功率、电热计算
例8 [2018·淮安市金湖县洪泽区二模] 将如图21-14Ⅱ所示的两只白炽灯泡接入图Ⅰ的电路中,电路a、b两点间的电压为220 V。求:(前两问结果保留两位小数)(1)通过灯泡甲的电流。(2)通过电路的总电流。(3)通电1000 s,电路中消耗的电能是。
例8 [2018·淮安市金湖县洪泽区二模] 将如图21-14Ⅱ所示的两只白炽灯泡接入图Ⅰ的电路中,电路a、b两点间的电压为220 V。求:(前两问结果保留两位小数)(2)通过电路的总电流。(3)通电1000 s,电路中消耗的电能是。
探究六 与多挡位有关的计算
例9 [2018·泰兴市校级二模] 小明的爸爸给自家的小汽车安装了电加热座椅垫,如图21-15甲。小明研究发现该座椅垫有“高温”“低温”“关”三个挡位,其电路简化图如图乙所示,电源电压为12 V,R2=7.2 Ω,低温功率为9 W。求:(1)座椅垫处于“低温”挡时,电路中的电流。(2)加热片R1的阻值。(3)座椅垫处于“高温”挡时的功率及在“高温”挡工作5 min产生热量。
例9 [2018·泰兴市校级二模] 小明的爸爸给自家的小汽车安装了电加热座椅垫,如图21-15甲。小明研究发现该座椅垫有“高温”“低温”“关”三个挡位,其电路简化图如图乙所示,电源电压为12 V,R2=7.2 Ω,低温功率为9 W。求:(2)加热片R1的阻值。
2.额定电压和额定功率(1)额定电压: ; 额定功率: 。 (2)当U实=U额时,P实=P额,用电器正常工作(例如:灯正常发光);当U实≠U额时,P实≠P额,用电器不能正常工作(例如:灯光暗淡或超常亮),这种情况下有可能会损坏用电器。
用电器在额定电压下正常工作时的功率
用电器正常工作时的电压
[说明] (1)某灯泡上标有“PZ220 V 25 W”字样,分别表示:普通照明、额定电压220 V、额定功率25 W。(2)灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率。
1.电流的热效应 电流通过导体时会 ,将电能转化为内能,这种现象叫电流的热效应。 2.电热器 利用电流做功,将 能转化为 能的装置。
考点六 电热的利用和防止
1.电热的利用——电热器
2.电热的防止 利用散热窗、散热片、风扇等方法加快散热。
探究一 电能表及其相关计算
例1 [2018·宿迁市二模] 小英同学在门外走廊拍了一张自家电能表的照片,如图21-1所示。她仔细观察照片后得到下列结论,你认为正确的是( )A.电能表的额定电流为10 AB.所在电路消耗1 kW·h的电能,指示灯闪烁3200次C.电能表的额定功率为2200 WD.拍照片时,小英家已消耗的电能为7624.1 J
[答案]B [解析] 电能表上的电流值,5 A代表基本电流,10 A是电能表能满足测量要求,且长时间稳定工作时不许超过的最大电流,故A错误;3200 imp/(kW·h)表示接在这个电能表上的用电器,每消耗1 kW·h的电能,电能表上指示灯闪烁3200次,故B正确。电压值和电流值的乘积代表功率,P=UI大=220 V×10 A=2200 W是接在这个电能表上的用电器的最大功率,而不是电能表的额定功率,故C错误。电能表的示数应读为7624.1 kW·h,故D错误。
【变式】 [2018·泰州市姜堰区一模] 小明家的电冰箱铭牌及电能表表盘如图21-2所示,只有冰箱一个用电器工作的情况下,小明观察到冰箱压缩机从启动到停止用时6 min,则此过程中耗电 J。一天实际工作 h,能使电能表转盘转 圈。
探究二 额定功率和实际功率
例2 [2018·苏州市工业园区一模] 额定电压相同的甲、乙两只白炽灯,串联后接入某电路,甲灯比乙灯亮,则下列说法中正确的是( )A.甲灯的额定功率和实际功率都比乙灯大B.甲灯的额定功率小,实际功率大C.甲灯的额定功率和实际功率都比乙灯小D.甲灯的额定功率大,实际功率小
例3 [2018·镇江市一模] 小刚将“220 V 100 W”的灯泡接在家庭电路中,在用电高峰期间的某段时间内小刚家的实际电压为209 V,该灯正常工作10 h消耗的电能是 kW·h,能使标有“3000 r/(kW·h)”字样电能表的转盘转过 圈。(不考虑灯丝电阻的变化)
例4 [2018·无锡市滨湖区一模] 如图21-3所示的电路中,电源电压保持不变,R为定值电阻,当开关闭合时,接在a、b间标有“6 V 2 W”的小灯泡L1恰好正常发光;若保持R不变,将L1换成另一只标有“6 V 3 W”的小灯泡L2,闭合开关后,小灯泡L2工作时消耗的实际功率( )A.一定大于3 WB.一定等于3 WC.一定小于3 WD.一定等于2 W
【变式1】 [2018·常州市模拟] 现有“6 V 3 W”的L1和“6 V 6 W”的L2两只小灯泡串联后接在电路中使用,为了保证电路安全,电路两端允许加的最大电压为 V,此时 (选填“L1”或“L2”)正常发光;若再把两只小灯泡并联后接到电源电压为6 V的电路中,灯泡 (选填“L1”或“L2”)更亮。(忽略温度对灯丝电阻的影响)
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【变式3】 [2018·南京市鼓楼区二模] 在如图21-5所示的电路中,电源电压不变,R为滑动变阻器,在a、b间接有“6 V 6 W”的小灯泡L1,闭合开关后,移动滑动变阻器滑片P,使L1恰好正常发光。若取下灯泡L1,保持滑片P的位置不变,在进行下列正确操作后,符合物理规律的是( )A.把电流表接在a、b时,电流表的示数是1.0 AB.把电压表接在a、b时,电压表的示数是6.0 VC.把“6 V 9 W”的小灯泡L2接在a、b时,L2能正常发光D.把阻值为6 Ω的电炉丝接在a、b时,发热功率是6 W
探究三 有关电功率的图像问题
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【变式2】 [2018·南京市秦淮区一模] 甲、乙两只灯泡,其I-U图像如图21-8所示,现将甲、乙两灯串联在电路中,当甲灯两端电压为2 V时,两灯消耗的总功率是( )A.0.8 W B.1.2 W C.2 W D.3 W
[解析] 将甲、乙两灯串联在电路中,当甲灯两端的电压为2 V时,由图像可知,通过甲灯的电流为I甲=0.4 A,因串联电路中各处的电流相等,所以,通过乙灯的电流I乙=I=I甲=0.4 A,此时乙灯两端的电压U乙=3 V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源电压U=U甲+U乙=2 V+3 V=5 V,两灯消耗的总功率P=UI=5 V×0.4 A=2 W。
【变式3】 [2018·南京市建邺区二模] LED灯具有发光效率高、使用寿命长等优点。如图21-9甲所示是一个定值电阻R和一个LED灯的电流与其两端电压关系的图像。(1)分析图像可知,R的阻值为 Ω。 (2)如图乙所示,将LED灯与R串联在电路中,若LED灯的电功率为0.06 W,则电路消耗的总功率为 W,通电2 min,电阻R消耗的电能是 J。
【变式4】 [2018·兴化市校级一模] 如图21-10甲所示,R1的阻值是20 Ω,滑动变阻器R2消耗的功率P与其电阻R2的关系图像如图乙所示,则R2消耗的最大功率是 W。
例6 如图21-11所示的四种用电器,其中主要是利用电流热效应来工作的是( )
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