第一节 电能
1、电功:
定义:电流所做的功叫电功。电功的符号是W
单位:焦耳(焦,J)。电功的常用单位是度,即千瓦时(kW·h)。1kW·h=3.6×106J 电流做功的过程,实际上就是 能转化为 能的过程。 公式:①W=UIt ②W=I2Rt ③W=2、电能表:
测量电功的仪表是电能表(也叫电度表)。
表盘上的数字表示已经消耗的 ,单位是 ,计数器的最后一位是 。用电能的读数,就表示这个月所消耗的电能。
“220 V”表示这个电能表的额定电压是220V,应该在220V的电路中使用。
“600 revs/kW·h”表示接在这个电能表上的用电器,每消耗1千瓦时的电能,电能表上的表盘转过600转。 根据转盘转数计算电能或根据电能计算转盘转数时,可以列比例式:
表月底的读数减去月初
U2R t ④ W=Pt 3.串并联电路电功特点:
① 在串联电路和并联电路中,电流所做的总功等于各用电器电功之和; ② 串联电路中,各用电器的电功与其电阻成 比,即
W1R1W2 =R2 ;
W1R2W2 =R1 (各支路通电时间都相同)。
③ 并联电路中,各用电器的电功与其电阻成 比,即练习:
1.下列家用电器正常工作20min消耗电能最多的是( )
A.电饭煲 B.电热毯 C.电视机 D.电风扇 2.某城市实施阶梯电价,具体方案如下表
小刚留心观察了一下自家电能表,分别记录了他家第一天早8:00,晚21:00和第二天早8:00这三个时刻的读数,如图16所示。则他家这一天共消耗电能 kw.h,应付电费 元。
3.江涛家的电能表如图5所示. 当他家某用电器单独工作时,30min内转盘正好转过50圈,则这段时间内该用电器消耗的电能是 J,该用电器的电功率为 W.
第二节 电功率
1、 电功率:
(1)定义:电流在1秒内所做的功叫电功率。 (2)意义:表示消耗电能的 。
1
(3)符号:P,单位:瓦特(瓦,W),常用单位为千瓦(kW),1kW=103W (4)电功率的定义式:P=Wt
第一种单位:P——电功率——瓦特(W);W——电功——焦耳(J);t——通电时间——秒(s)。
第二种单位:P——电功率——千瓦(kW);W——电功——千瓦时(kW·h);t——通电时间——小时(h)。
U2电功率的计算式:①P=UI ②P= IR ③P= ④p=w/t 2R2、串并联电路电功率特点:
④ 在串联电路和并联电路中,总功率等于 ; ⑤ 串联电路中,各用电器的电功率与其电阻成正比,即⑥ 并联电路中,各用电器的电功率与其电阻成反比,即3、用电器的额定功率和实际功率
额定电压:用电器正常工作时的电压叫额定电压。 额定功率:用电器在额定电压下的功率叫额定功率。 额定电流:用电器在正常工作时的电流叫额定电流。 用电器实际工作时的三种情况:
U实②U实>U额 P实>P额——用电器 正常工作,有可能烧坏。(如果是灯泡,则表现为灯光极亮、刺眼、发白或迅速烧断灯丝); ③U实=U额 P实=P额——用电器 工作。
电灯泡上的“PZ220 25”表示额定电压是220V,额定功率是25W。 ★灯泡的亮度是由 决定的,与额定电压和额定功率无关。
额定电压相同,额定功率不同的灯泡,灯丝越粗,功率越大。将这两个灯泡串联,额定功率大的,实际功率小;将这两个灯泡并联,额定功率大的,实际功率大。 练习:
4.为测量某电热杯的电功率,小明同学把家中其余用电器均从电源上断开,只将该电热杯接人电路,观察电能表,发现在1min内电能表转盘转动15圈。电能表的部分技术参数如右表所示,该电热杯的电功率是
5.如图所示的电路,闭合开关后,灯泡L1发光,灯泡L2不发光,电压表有示数。关于电路中L1、L2的连接方式和L2不发光的原因,下列判定正确的是( )
A.L1与L2串联,L2被短路 B.L1与L2串联,L2的实际功率比额定功率小得多 C.L1与L2并联,L2与灯座接触不良 D.L1与L2并联,L2的灯丝断了
6.如图8所示电路,电源电压不变,R是定值电阻.将一个“6V 2W”的小灯泡接在a、b两点间,小灯泡恰能正常发光;若换一个“6V 3W”的小灯泡接在a、b两点间,则这个小灯泡( )
A. 比正常发光时暗些 B. 比正常发光时亮些 C. 恰能正常发光 D. 灯丝将会被烧坏
P1R1P2 =R2 ; P1R2P2 =R1 。
2
7.下列四种电器中,利用电流热效应工作的是( )
A.洗衣机 B.电脑 C.电风扇 D.电饭锅
8.如果加在定值电阻两端的电压从8V增加到10V时,通过定值电阻的电流相应变化了0.2A,则该定值电阻所消耗的电功率的变化量是( )
A.0.4W B.2.8W C.3.2W D.3.6W
9.有两灯如图所示,L1,L2 分别标有 15V 、1A ; 10V 、0.5A,的字样,其中一灯正常发光时,它们的功率之比是( ) A 4:3 B 3:4 C 5:3 D 3:2
6.如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“6V 0.6W”的字样,R为定值电阻,闭合S1,断开再闭合S2,发现电流表示数变化了0.3A,则R的阻值为 Ω,此时灯泡L和电阻R消耗的功
S2,小灯泡正常发光光;若率之比是 .
第三节 测量小灯泡的电功率
第四节 伏安法测小灯泡的功率 【实验原理】PUI
【实验器材】电源、开关、导线、小灯泡、电压表、电流表、 。 【实验电路图】 【实验步骤】 ①按电路图连接实物。
②检查无误后,闭合开关。移动滑片,使小灯泡在额定电压下发光,观察小灯泡的亮度,并记下电压表和电流表的示数,代入公式P=UI计算出小灯泡的额定功率。
③调节滑动变阻断器,使小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍,观察小灯泡的亮度,并记下电压表和电流表的示数,代入公式P=UI计算出小灯泡此时的实际功率。
④调节滑动变阻断器,使小灯泡两端的电压小于额定电压,观察小灯泡的亮度,并记下电压表和电流表的示数,代入公式P=UI计算出小灯泡此时的实际功率。 【实验表格】
次数 1 2 3 【注意事项】
①接通电源前应将开关处于断开状态,将滑动变阻器的阻值调到最大; ②连好电路后要通过试触的方法选择电压表和电流表的量程; ③滑动变阻器的作用:改变电阻两端的电压和通过的电流;保护电路; ④不需要计算电功率的平均值。
电压U/V 电流I/A 电功率P/W 发光情况 3
练习:
1.如图10甲所示,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为6V。闭合开关S后,当滑片P从R的一端滑到另一端的过程中,小灯泡的I—U关系图象如图乙所示。则小泡的额定功率为____________W,电源电压为___________V,滑动变阻器的最大阻值为_________Ω。
2.要求测量额定电压为2.5V小灯泡的(1) 按照电路图a,将图b中的实物连
接成实验电路。
在电路连接过程中开关应处于_____________状态;闭合开关前,要把阻器的滑片移到_____________(根据你实物电路选填“最右端”或“最左端”)。
(2) 实验时某次电压表的示数2.20V,对应电流表示数如图c所示,则小灯泡此时的电功率为_____________W;要想测出小灯泡的额定电功率,
接下来的操作是:________________________________________________
滑动变连接的电功率
第四节 焦耳定律及其应用
1、电流通过导体时电能转化成热(电能转化为内能),这个现象叫做电流的 。 2、焦耳定律:
(1)内容:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。(英国物理学家焦耳) (2)定义式:Q=I2Rt U2导出式:①Q=UIt ② Q= t ③Q=Pt
RU2(3)有关焦耳定律的注意事项:对于纯电阻电路,电流做功消耗的电能全部转化为内能(Q=W),这时公式Q=Uit ,Q= t , Q=Pt均成立;R对于非纯电阻电路,电能除了转化为内能,还要转化为其他形式的能量。求Q时只能用Q=I2Rt。
(4)利用电热的例子:热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。
(5)防止电热的例子:电视机外壳的散热窗;计算机内的散热风扇、电动机外壳的散热片等。 (6)串并联电路电热特点:
① 在串联电路和并联电路中,电流产生的总热量等于部分电热之和; ② 串联电路中,各部分电路的热量与其电阻成正比,即③ 并联电路中,各部分电路的热量与其电阻成反比,即练习:
1.加在某电动机上的电压是U,电动机消耗的电功率为P,电动机线圈的电阻为r,则电动机线圈上消耗的电热功率为
Q1R1Q2 =R2 ;
Q1R2Q2 =R1 (各支路通电时间都相同)。
4
U2A.P B.
rP2r C.
U2P2r D.PU2
2.在图甲所示的电路中,电源电压为6V且保持不变,电阻R1的阻值为30Ω。同时闭合开关S和S1,电流表的示数如图乙所示。求: (1)通过电阻R1的电流;
(2)电阻R2的阻值;
(3)在10s内,电流通过电阻R1产生的热量;
(4)电阻R1与电阻R2工作时的电功率P1和P2之比。
3.如图所示,甲图中小灯泡上标有“2.5V,0.75W”的字样,电压表如图乙所示.闭合开关,推动滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光,此时电压表的示数如图丙所示. 求:(1)电源电压; (2)电流表的示数;
(3)此时滑动变阻器接入电路的阻值.
4.在物理小组课外活动中,慧龙小组同学利用两段阻值不同的电热丝R1和R2,设的电热器,电路图如图所示,其中R1=2R2.在安全情况下,用三档分别给同一容器热(水均未沸腾).
(1)求R1的阻值是多少?
(2)电热器用中温档工作时,水温升高8℃消耗的电能是多少? (3)结合表中信息,通过计算分析比较用高温档还是低温档更节能?
5.实际测量中使用的大量程电流表是由小量程电流表改装而成的。图(即小量程电流表允许通过的最大电流)I。=1mA的电流表,其电阻同学改装后的电流表电路图,定值电阻,若使用a和b两个接线柱时,3mA;若使用a和c两个接线柱时,电表的量程为10mA。求R₁、R₂
中G是满偏电流R。=100Ω。图为某电表的量程为的阻值。 计成高中低三档位中质量相同的水加
6. (1)如图甲,n个相同的电阻R并联,其总电阻可以用一个等效电阻R’表示(如图乙),请根据并联电路中电流、电压规律和欧姆定律推证:R’=R/n.
(2)如图丙,A、B之间的电压U=220V,通过导线为远处的M、N之间的用电器供电,由于距离很远,导线AM和BN的电阻不可忽略,他们的总电阻用图中的r表示,r=4Ω,若M、N之间并联同电阻,求通过导线AM的电流大小。 (3)试分析说明:在图丙的电路中,M、N之个用电器的实际功率越小。
7.在进行某些电学测量时,把电压表看成能显它与一个阻值很大的待测电阻RX串联接入电
示其两端电压的大电阻,将路,根据电压表的示数可以间并联的用电器越多,每一10个阻值为R=400Ω的相
测出RX的阻值,这是一种测量大电阻的方法。如图所示的电路中,电压表的内阻RV=20kΩ,量程为150V,最小分度值为5V,电压U=110V,电压表的示数为50V。
(1)求电路中的电流大小。 (2)求待测电阻RX的阻值。
(3)上述电路中,若将RX换成阻值约为20Ω的小电阻,用这种方法能否准确测出据。
8.李明同学设计了图示电路测量小灯泡的电功率。 (1)根据图示电路(实物图),在方框内画出电路图。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至________(选填“A”或“B”)端。
(3)实验时,电压表的示数为u,电流表的示数为,,该同学利用P=们计算出小灯泡的电功率。若考虑电表的电阻对测量的影响,则电功率的测量结果与真实值相比偏________(选填“大”或“小”),原因是_________________________________________。
9.某同学家的电子式电能表上个月月初、月末的表盘如图所示。表盘上“1600imp/kW.h”表示每用电1 kW.h指示灯闪烁1600次。根据表盘上
它的阻值?写出你的判断依
5
的信息,回答下列问题:
(1)该同学家上个月共用电多少kW.h?
(2)该同学家同时使用的用电器总功率不得超过多少?
(3)若只让一个标有\"220V 484W”的电热器工作3min,观察到电能表的指示灯闪烁了32次,则该同学家的实际电压是多大?(设电热器的电阻不变) 10.有一种装饰用的小彩灯,如图a所示,它的内部是由一个定值电阻与灯丝并联而成,等效电路如图b所示。已知灯丝的电阻R1=10Ω,定值电阻R2=1000Ω。
(1)求这个小彩灯的电阻。(结果保留一(2)若将一个小彩灯接在电压为1.5V的电电流大小.
(3)如图c所示,将数十个小彩灯串联后接正常发光(图中只画出3个,其他未画出)。在电压为Ⅳ的电源两端,均若其中一个灯的灯丝断了,位小数)
源两端,求通过灯丝R1的
其他小彩灯的亮度如何变化?写出你的判断依据。
6
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