2023中考物理专题第十七讲-电功率的理解及计算
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第十七讲 电功率的理解及计算
一、知识点梳理
1.电能:
(1)单位:焦耳,符号是J.常用单位有千瓦时,也叫做度,1度 = kW·h= J。
(2)电能表:
①读数:前四位是整数,最后一位是小数。
②“220V”:电能表在220V的电路中使用。
③“10(20A)”:电能表的标定电流为10A,不能超过20A。
④“50Hz”:它在频率为50赫的交流电路中使用。(家庭用电是交流电)
⑤“3600r/kW·h”:每消耗1千瓦时的电能,电能表上的转盘转过3600转。
⑥电能表转盘转n转,消耗的电能为,其中N表示消耗1kW· h电能时电能表转盘转过的转数。
2.电功:
(1)定义:电能转化为其他形式的能的过程,也可以说是电流做功的过程。(符号:W)
(2)单位:焦耳(J),千瓦时(KW·h)
(3)公式:t
(4)变型公式: (只适用于纯电阻计算和电流热效应工作的用电器)
3.电功率:.电功率:表示电流做功的 。
(1)电功率用P表示,单位是瓦特,简称瓦,符号是W。
(2)公式:P=W/t P=UI
(3)变型公式: (只适用于纯电阻计算和电流热效应工作的用电器)
(4)常考电功率估测:家用空调的电功率约为1000W,洗衣机的电功率约为300W,液晶电视机的电功率约为100W,日光灯的电功率约为40W。
4.串、并联电路电能和电功率的特点:
| 串联 | 并联 |
电能 | ||
电功率 | ||
比值关系 |
5.额定电压和额定功率:
(1)额定电压:用电器 时的电压~U额。
(2)额定功率:用电器在 下工作时的电功率~P额。
(3)实际电压:用电器两端的电压。
(4)实际功率:用电器在 下工作时的电功率。
(5)举例:一个标有“6V 3W”的灯泡,其中“6V”表示该灯泡的 为6V,“3W”表示该灯泡的 为3W。利用公式:P=UI可以计算出灯泡的额定电流为 A;利用公式可以计算出灯泡的电阻 Ω;把灯泡接在3V的电压下,灯泡的实际功率为 W。
二、真题练习
选择题
1.(2021省卷 7题 3分)将规格都是“220V 150W”的一台电风扇、一台电视机和一只电烙铁分别接入家庭电路中,正常工作相同时间,以下说法正确的是( )
A.三个用电器均能将电能全部转化为内能
B.根据可计算出三个用电器的电阻相等
C.三个用电器消耗的电能一样多
D.三个用电器产生的热量相等
2.(2014省卷 7题 3分)小红同学家的电冰箱正常工作时电流大约是1A,则它正常工作10h所消耗的电能是( )
A.2200J B.1.32×105J C.7.92×105J D.7.92×106J
3.(2015省卷 8题 3分)如图为灯L1、L2的U-I图像,根据图像可知( )
A.通过L2的电流为0.2A时,L2两端的电压为100V
B.电压为160V时,通过L1的电流较大
C.电压为160V时,L1的电阻较大
D.把两灯并联接入220V的电路中,L1较亮
4.(2016省卷 7题 3分)将标有“12V 6W”的灯泡L1和标有“6V 6W”的灯泡L2串联接在12V的电源上,则( )
A.灯泡L1正常发光
B.灯泡L2可能会烧坏
C.电路总功率为4.8W
D.通过L1的电流小于通过L2的电流
填空题
5.(2021省卷 17题 2分)如图所示,灯泡L1标有“6V 3W”、L2标有“6V 2W”字样,电源电压6V恒定不变。闭合开关S,忽略温度对灯丝电阻的影响,则甲、乙两电路中流过L1的电流I1:I1′= ,L2消耗的实际功率P2 P2′(选填“>”、“=”或“<”)。
6.(2019曲靖卷 16题 2分)定值电阻R1=10Ω,R2=5Ω,将它们并联接在电源电压为3V的电路中,通过电阻 的电流较大;现将它们串联后接在电源电压为6V的电路中,工作2min消耗的总电能为 J。
7.(2012昆明卷 14题 2分)一台家用电视机待机状态下的电功率大约是10W,这表示1秒钟电流做的功是 J。如果这台电视机平均每天的待机时间以18h计,那么在待机状态下100天消耗的电能是 kW·h。
8.(2019昆明卷 16题 2分)如图是—个家用电热水龙头。打开龙头开关,几秒就可以流出热水,这种加热水的过程很短,俗称“过水热”。某品牌电热水龙头的额定功率是3000W,额定电压是220V,则该电热水龙头正常工作时的电阻是 Ω(计算结果精确到0.1)。某次使用该龙头加热水时,测得实际电压为235V,水的初温为21℃,加热14s,得到0.5L、末温42℃的热水,则加热水的功率是 W[c水=4.2×103J/(kg·℃)]。
9.(2018省卷 12题 2分)LED灯具有节能、环保的特点,一个“220V 8.5W”的LED灯与一个“220V 60W”的白炽灯亮度相当。若一个“220V 8.5W”的LED灯每天正常工作4小时,30天消耗的电能是 度,这些电能可供“220V 60W”的白炽灯正常工作 小时。
10.(2018昆明卷 12题 2分)如图是分别测量两个电阻时得到的电流随电压变化的图像,将这两个电阻串联后接入电路中,R1两端的电压U1与R2两端的电压U2的关系是U1 U2;将这两个电阻并联后接入电路中,R1消耗的电功率P1与R2消耗的电功率P2的关系是P1 P2。(均选填“>”“=”或“<”)
11.(2014省卷 20(1)题 2分)如图所示,电能表的读数为 kW·h。
- (2018省卷 17题 2分)如图所示,小灯泡L标有“3V 0.9W”的字样(忽略温度对灯丝电阻的影响)。当开关S闭合、S1断开时,小灯泡正常发光,电压表的示数为1.5V,则电流表的示数为 A;如果电压表的量程为0~3A,为确保电压表不被损坏,则
(选填“能”或“不能”)同时闭合开关S、S1
13.(2017曲靖卷 18题 2分)如图所示,电源电压恒定,开关S闭合与断开时,电流表的示数均为0.3A,则电阻R2处的故障是 。把R2换成一个12Ω的电阻,闭合开关S,电流表的示数为0.3A;断开开关S,电流表的示数为0.2A,则S断开后,R1的功率为 W。
计算题
14.(2019省卷 24题 9分)如图所示,R1=6Ω,当S1闭合,S2、S3断开时,电流表示数为1A,S3闭合,S1、S2断开时,电流表示数为0.2A.求:
(1)电源电压
(2)电阻R2的阻值
(3)当S1、S2闭合,S3断开时,电流的总功率。
15.(2017省卷 24题 8分)如图所示,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片置于最左端时电流表的示数I1=0.5A,电压表示数U1=6V;滑动变阻器的滑片置于最右端时电流表的示数I2=0.25A。若电源电压不变,求:
(1)待测电阻Rx的阻值;
(2)滑动变阻器的滑片置于最右端时电压表的示数U2;
(3)滑动变阻器的滑片置于最右端时,待测电阻Rx消耗的电功率P2。
16.(2019曲靖卷 25题 9分)如图甲所示,灯泡的额定电压是2.5V,电源电压为4.5V保持不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,滑动变阻器的最大阻值为20Ω,乙为灯泡工作时电流与电压的关系图像。求:
(1)灯泡的额定功率。
(2)当灯泡正常发光时,通电5min电流通过滑动变阻器产生的热量。
(3)为保证电路安全,滑动变阻器接入电路的阻值范围。
17.(2018曲靖卷 25题 9分)如图所示的电路,灯L标有3.8V字样,电源电压恒为6V。
(1)当S1、S2均断开,滑片P移至最左端时,电流表的示数为0.6A,求电阻R1的阻值。
(2)当S2断开、S1闭合,移动滑片P使电流表的示数为0.38A,灯正常发光;保持滑片不动,S1断开、S2闭合,电流表的示数变为0.58A,求灯的额定功率。
(3)当S1、S2均断开,移动滑片P在a点时,滑动变阻器接入电路中的电阻为Ra,滑动变阻器消耗的功率为Pa;移动滑片P在b点时,滑动变阻器接入电路中的电阻为Rb,滑动变阻器消耗的功率为Pb,且Rb=4Ra,Pa=Pb,求Ra。
18.(2021省卷 27题 8分)交通安全要求广大司机“开车不喝酒,喝酒不开车”,酒后驾驶存在许多安全隐患。某科技兴趣小组设计了一种简易的酒精检测仪,其电路原理如图2甲所示。电源电压为12V,R1是气敏电阻,其阻值随呼气酒精浓度K的变化关系如图2乙所示,R2为滑动变阻器。检测前对检测仪进行“调零”,即调节滑动变阻器使电流表的示数为0.1A,调零后变阻器滑片位置保持不变。查阅到相关资料如图1。
(1)求“调零”后变阻器R2接入电路的阻值;
(2)检测前R2工作10s消耗的电能;
(3)对某司机进行检测时,电流表示数为0.16A,依据信息窗资料,通过计算判断该司机属于非酒驾、酒驾还是醉驾。
19.(2017曲靖卷 23题 8分)某家庭电路如图所示,空调上标有“220V 880W”,电视机上标有“220V 220W”的字样。求:
(1)电视机正常工作时,它的电流是多少?
(2)图中的两个用电器均正常工作时,电路中的总电阻是多少?
(3)若电视机所在支路发生短路,其他支路的用电器 (选填“能”或“不能”)正常工作。
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