专题13.3 电功率和电热 安全用电（讲练）-2016年中考物理一轮复习讲练测课课通（解析版）.doc

考向1 电能 1.用电器工作的过程，实际上就是电流经过用电器时把电能转化为其他形式能的过程。 2.电能用电能表来测量，电能的国际单位是J，生活中常用单位是kW·h，1kW·h=3.6×106J。 3.电能表用前后两次的读数之差来表示某段时间内用电的度数。测量较小电功时，用表盘转数读数。 4.电能计算公式：W=UIt =Pt（适用于所有电路） 解读：电能表铭牌上一些参数的含义： （1）“220V”表示这个电能表在220V的电路中使用； （2）“5（10）A”表示标定电流是10A，额定最大电流是20A，电流表工作时的电流不能超过额定最大电流； （3）“2500R/ kW·h”表示接上这块电能表上的用电器，每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转3000转。 典型例题 小明观察家中的电能表（如图），下列说法正确的是（ ） A． 此电能表应该接在220V的电路中使用 B． 电能表的额定功率是220W C． 小明家已经消耗的电能为107J D． 此电能表转盘每小时转过3000转 【答案】A 学科网 针对练习1 如图所示，是感应式电能表的示意图，与其技术参数有关的说法正确的是（ ） A．正常工作时额定功率为220V B．每转2圈电路耗电为1kW•h C．正常运行的最大电流为10A D．电路消耗的电能是2486kW•h 针对练习2 如图所示是家庭常用的电能表，下列说法正确的是（　　） A．这块电能表正常工作的电压是220V B．“kW•h”是电功率的单位 C．只利用电能表就能测出用电器的电功率 D．图中电能表指示的读数为63280J 针对练习3 如图四个用电器中，主要将电能转化为机械能的是( ) 考向2 电功率： 定义：电功率等于电功和时间之比。 意义：表示消耗电能的快慢。 符号：P 单位：瓦特（瓦，W），常用单位为千瓦（kW），1kW＝103W 电功率的定义式： W=Pt 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）。 电功率计算公式： =UI（适用于所有电路） 对于纯电阻电路可推导出：P= I2R= 解读：串联电路中电流处处相等，比较用电器消耗功率的多少一般采用P=I2R，并联电路各支路两端电压相等，比较用电器消耗功率的多少一般采用 P=。 典型例题 如图所示，标有“8V，4W”的小灯泡L。闭合开关，小灯泡且好正常发光，电流表的示数为1.5A。则： （1）由小灯恰好正常发光，说明电源电压为_________ V； （2）R0的阻值多大？ （3）小灯正常发光1分钟消耗电能多大？ ，R0的阻值； （3）小灯正常发光1分钟消耗电能：。 【答案】（1）8；（2）8Ω；（3）240J 针对练习1 如图所示，电源电压为12V，且保持不变，定值电阻R1为24Ω，小灯泡上标有“6V 3W”字样．灯丝电阻不随温度改变． （1）求灯泡的额定电流． （2）求当S、S1、S2都闭合时，R1的电功率． （3）当只闭合S，断开S1，S2，滑动变阻器滑片P移至中点时，小灯泡恰好正常发光，求滑动变阻器的最大阻值． 针对练习2 某学校食堂有一个电水壶的铭牌如下表所示。如图是电水壶的电路图，R为加热器，当温度较低时，温控开关S处于闭合状态，加热器加热；当水沸腾后，会自动断开进入保温状态，从而实现了自动温度开关控制。若加热器电阻阻值不随温度变化而改变，且此时的大气压为1标准大气压，求： 额定电压 220V 额定功率 4400W 水壶装水质量 10kg[来源:学_科_网Z_X_X_K] 频率 50Hz （1）电水壶正常工作时，其加热电阻的阻值是多大？ （2）若电水壶产生的热量的80%被水吸收，现将一满壶12℃的水在标准大气压下烧开需要多长时间？（水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃） （3）当电水壶处于保温状态时，通过加热器的电流是2A，此时电阻R0的电功率是多少？ 针对练习3．某电热饮水机有加热和保温两种功能，可由机内温控开关S0进行自动控制，如图为其电路原理图。通电开关S0闭合时，饮水机处于_______状态，开关S0断开时，饮水机处于_______状态。已知饮水机的保温功率为40W，加热功率为920W，则R1与R2之比是_______。 考向3 额定功率和实际功率： 电灯泡上的“PZ220 25”表示额定电压是220V，额定功率是25W。 （1）额定电压U额是用电器正常工作时的电压，也就是用电器上标着的电压值。 额定功率P额是用电器在额定电压下的功率，也就是用电器上标着的功率值。 用电器上标出的电流是当用电器两端加上额定电压时通过它的电流。P额=U额I额。 额定功率是用电器的重要性能指标，在设计用电器时必须确定它的性能和工作条件。 （2）实际功率是用电器在非额定电压下实际消耗的功率，灯炮的亮度就由实际功率决定。由公式P=UI可知实际功率的大小随用电器两端电压的变化而变化。 （3）实际功率和额定功率的关系： ①U实=U额，则P实=P额，用电器正常工作； ②U实<U额，则P实<P额，用电器不能正常工作； ③U实>U额，则P实>P额，可能损坏用电器。 解读：①对某个用电器而言，其额定电压、额定功率的值只有一个，实际功率随电压变化而变化,实际电压、实际电功率的值有无数个。 ②若用电器电阻R不变，根据，如果U 减小为原来的 ，则P变为原来的。 ③灯L1“220V 100W”， 灯L2“220V 25W”，由可知，L1灯丝电阻小，L1灯丝 粗短 ，L2灯丝 细长。判断灯丝电阻口诀：“大（功率）粗短，小细长”（U额 相同）。两灯串联时，由，可知灯L2亮，两灯并联时，由可知灯L1亮。 项目 串联电路 并联电路 P实与R的关系 串联电路中电阻越大的用电器消耗的电功率越大 并联电路中电阻越小的用电器消耗的电功率越大 灯泡发光亮度 [来源:学&科&网][来源:Zxxk.Com] 实际电压大的P实越大，因此实际电压大的灯泡较亮[来源:Z§xx§k.Com] 通过电流大的P实越大，因此通过电流大的灯泡较亮 电阻大的P实越大，因此电阻大的灯泡较亮 电阻小的P实越大，因此电阻小的灯泡较亮 串接上滑动变阻器的小灯泡，变阻器阻值增大时分压也大，小灯泡实际电压减小，小灯泡发光较暗 并接上滑动变阻器的电灯，由于并联电路中各部分互不干扰，所以通过小灯泡所在支路的电流不变，小灯泡发光情况不变 典型例题 标有“12V 12W”、“12V 6W”的灯L1和L2（假设灯丝电阻不变），若将它们串联在某电源上，两灯都发光，下列说法正确的是 （ ） A．通过灯L1和L2的电流之比为2︰1 B．灯L1和L2的电阻之比为2︰1 C．灯L2比灯L1亮 D．灯L1 和L2的实际功率之比为2︰1 ︰2，所以灯L1和L2的实际功率之比为1︰2，故D错误． 【答案】 C 针对练习1甲、乙两只灯泡的铭牌如图所示，下列说法中正确的是（ ） A．灯泡正常发光时，甲灯灯丝的电阻较小 B．两灯都正常发光时，甲灯消耗的电能较少 C．甲灯的实际功率一定是40W D．将乙灯接在110 V电路中，它的额定功率仍为60 W 针对练习2标有“12V，3W”的甲灯和“6V，3W”的乙灯，串联在15V的电源上，那么能正常发光的是（ ） A．甲灯 B．乙灯 C．两灯都能正常发光 D．两灯都不正常发光 针对练习3将额定功率相同的L1 、L2两灯串联接在电路中，闭合开关后，灯L1正常发光而L2却几乎不亮，对于这一现象，下列分析正确的是( )． A. L1中的实际电流比L2中的实际电流大 B. L1的额定电流比L2的额定电流大 C. L2的电阻比L1小，L2的实际电压小于它的额定电压 D. L1的电阻比L2大，L1的实际电压大于它的额定电压 所以两只灯泡的电阻分别为R甲==48Ω，R乙==12Ω； 当电源电压为U=15V时，电路电流为I= =0.25A， 考向4 焦耳定律 1.电流的三种效应分别是热效应、磁效应、化学效应。 2.焦耳定律的内容：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。计算公式：Q=I2Rt (适用于所有电路)。 利用电热的例子：热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。 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。 解读： 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），这时以下公式均成立Q=UIt，Q=t，Q=Pt；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。 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=； 并联电路中，各部分电路的热量与其电阻成反比，即=。 典型例题用如图所示的实验装置探究“电流相同时，通过导体产生的热量与电阻大小的关系”（图中甲、乙是完全相同的密闭容器，实验前，A、B两“U”形管内液面是相平的）． （1）请你用笔画线代替导线，将电路连接完整． （2）电流产生的热量不易直接测量，因此，在这个实验中是通过观察“U”形管中液面的　 　来显示甲、乙容器内空气温度的变化．通过对比观察，你认为　　（选填“甲”或“乙”）容器中的电阻产生的热量多．由此可知：在电流相同、通电时间相同的情况下，　 　越大，电流产生的热量越多． （3）当密闭容器中的空气温度升高时，空气的内能将会　 　（选填“变大”或“变小”或“不变”）． （4）根据你得出的结论，简要解释：电炉工作时，电炉丝热得发红，而与电炉丝连接的导线却几乎不发热，这是为什么？ 【答案】（1）如下图所示；（2）高度差；乙；电阻；（3）变大；（4）电炉丝与导线是串联的，电流和通电时间相等，而电炉丝的电阻较大，产生的热量较多，所以电炉丝热得发红，而与电炉丝连接的导线却几乎不发热． 针对练习1电炉丝通电后热得发红，而与之相连的导线却不怎么热，由焦耳定律可知，造成上述现象的主要原因是： A．通过电炉丝的电流比导线的电流小得多 B．通过电炉丝的电流比导线的电流大得多 C．电炉丝的电阻比导线的电阻小得多 D．电炉丝的电阻比导线的电阻大得多 针对练习2标有“220V 40W”字样的电视机、电风扇、电热毯和日光灯四种用电器，都在额定电压下工作相同的时间，则产生热量最多的是: A．日光灯 B．电风扇 C．电视机 D．电热毯 针对练习3如图甲是某学校使用的电开水器，乙图是简化电路（R1、R2都是加热电阻）．当加入冷水后，开关接1位置，电开水器处于加热状态，将水烧开后，开关自动跳转到2位置，电开水器处于保湿状态，电开水器额定电压为220V，容量为50L，加热功率为5.5kW．[c水=4.2×103J/（kg•℃）]，求： （1）R1的电阻； （2）将水箱装满20℃的水加热到沸腾（标准大气压下 ），水吸收的热量； （3）加满水烧开后，电开水器处于保温状态时，若无人接水，水每分钟放出的热量为6×104J，为保持水温不变，计算电阻R2的阻值． 考向5 电功率的测量 1、 伏安法测小灯泡的额定功率。 器材：电池组、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和导线，小灯泡(标有2．5 V字样) 步骤：①所示连接电路，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数U=2．5 V，同时记下电流表的示数 ②计算小灯泡的额定功率P=UI。 测定用电器的功率时，调节滑动变阻器滑片P，观察电流表和电压表的示数，即可求出用电器的实际功率。 次数 电压/V 电流/A 电功率/W 发光情况 1 2 3 由实验可得出：灯泡的亮度由实际功率决定。 2、伏安法测导体电阻实验和伏安法测小灯泡的电功率实验区别。 实验所用器材相同，电路图基本相同，测量方法相同，记录的数据也基本相同。 区别：①原理不同R=U/I，P=UI；②测电阻时，为了减小误差而应多次测量求平均值；测电功率时，通过每组实验的数据求出的都用电器在不同电压下的实际功功率，所以绝对不能求几次实验结论的平均值(滑动变阻器的调节作用不同)。 （2）电能表测用电器的电功率 步骤：①使室内其他用电器均停止工作，只让待测用电器工作；②记下电能表转盘转过一定转数n所用的时间t；③计算用电器的实际功率 典型例题在“测定小灯泡的电功率”实验中，电源由两节新干电池组成，小灯泡L标有“2V”字样，滑动变阻器标有“20Ω 1Α”字样。 ①本实验的原理是 。 ②请用笔画线代替导线，将图中实物电路正确连接完整。要求：闭合电键S前，移动变阻器的滑片P至左端时，变阻器连入电路的阻值最大。 ③连接好电路，闭合电键，观察到灯泡L不发光，电压表示数为零。将电压表分别正确并联在AB、AC、AD两端，发现UAB＝UAC＝0，UAD＞0。请判断，发生故障的是 。 ④排除故障后，继续实验，测定灯泡L的额定功率。当移动变阻器的滑片P时，眼睛应先观察 表的示数，然后读出另一个电表的示数。当灯泡L正常发光时，电流表的示数如图所示，则灯泡L的额定功率为 瓦，此时变阻器接入电路中的电阻为 欧。 针对练习1 下表是小华在测量额定电压为2.5V的小灯泡电功率实验中所得的部分数据。 次数 电压/V 电流/A 灯泡功率/W 灯泡亮度 1 1.6 0.20 0.32 暗 2 2.5 亮 3 2.8 0.26 0.73 很亮 （1）当灯泡两端电压为2.5V时，电路中电流表示数如图所示，则通过灯泡的电流____A。小华认为用三次实验所得功率的平均值作为灯泡的额定功率，可减小实验误差。你认为该灯泡的额定功率为____W。 （2）分析表中数据可以发现小灯泡亮度是变化的，小灯泡的亮度是由____（选填“实际功率”或“额定功率”）决定的。 （3）分析上表中的数据，发现通过灯泡的电流与灯泡两端电压____（选填“一定”或“不是”）成正比，造成这一现象的原因是灯丝电阻随____而变化。 针对练习2在“测定小灯泡的功率”的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω． （1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整； （2）连接电路时开关应 ； （3）闭合开关前，变阻器的滑片P应位于 （A/B）端； （4）小明闭合开关，移动滑片P到某点时，电压表示数如图乙所示为 V，则此时灯泡消耗的实际功率 额定功率(>/</=)； （5）小明继续移动滑动变阻器的滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成I U图像（图丙），根据图像，可计算出小灯泡的额定功率是 W； 图23 （6）进一步分析图像可知，随着灯泡两端电压的增大，灯丝电阻逐渐 （增大/减小/不变）． 针对练习3同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。电路中电源电压保持4.5 V不变，灯泡上标有“3V，1W”字样。闭合开关，将滑片P滑到某一位置时，电压表的指针指示的位置如图乙所示。下列说法错误的是 A．灯泡的额定功率为1 W B．灯泡正常发光时的电阻为9Ω C．灯泡的实际功率为0.64W D．此时灯泡和滑动变阻器的阻值之比为8:7 【参考答案：1. （1）0.24 0.6 （2）实际功率 （3）不是 温度 若灯泡的电阻不变时，此时灯泡的实际功率P实=U 2实/RL =(2.4V)2/ 9Ω =0.64W，因灯泡的电阻一般会随温度的升高而变大，且此时灯泡分得的电压小于额定电压，所以此时灯泡的电阻会变小，实际功率应大于0.64W；（3）因串联电路电阻分得的电压与电阻成正比，所以，RL /R滑 =UL /U滑 =2.4V /2.1V =8 /7 ．故选C．】 考向6家庭电路： 一、家庭电路的组成：家庭电路由进户线、电能表、闸刀开关、保险丝、开关、电灯、插座、导线等组成。 家庭电路中各部分电路及作用： 1、进户线：进户线有两条，一条是端线，也叫火线，一条是零线。火线与零线之间的电压是220V。火线与地面间的电压为220V。正常情况下，零线之间和地线之间的电压为0V。 2、电能表：电能表安装在家庭电路的干路上，这样才能测出全部家用电器消耗的电能。 3、闸刀开关：闸刀开关安装在家庭电路的干路上，控制整个电路的通断。 4、保险丝：电路符号： 材料：保险丝是由电阻率大、熔点低的铅锑合金制成的。（原因：保险丝电阻较大，使得电能转化为热的功率比较大，保险丝温度易升高，达到熔点后就自动熔断。）现在居民楼一般选择空气开关代替保险丝。 电能表、闸刀开关和保险丝是按照顺序依次连接在家庭电路干路上的。 5、插座 种类：常见的插座有二孔插座和三孔插座。 安装：把三脚插头插在三孔插座里，在把用电部分连入电路的同时，也把用电器的金属外壳与大地连接起来，防止了外壳带电引起的触电事故。（万一用电器的外壳和电源火线之间的绝缘损坏，使外壳带电，电流就会流入大地，不致对人造成伤害。） 6、用电器（电灯）和开关： 家庭电路中各用电器是并联的。开关和用电器串联，开关必须串联在火线中。与灯泡的灯座螺丝口相接的必须是零线。 7、测电笔：用试电笔可以辨别火线和零线。使用时笔尖接触被测的导线，手必须接触笔尾的金属体。用试电笔测火线时氖管会发光；测零线时不会发光。 8、家庭电路中触电的原因：一是站在地上的人触到火线（单线触电），二是站在绝缘体上的人同时接触到火线和零线（双线触电）。 9、触电急救常识：发现有人触电，不能直接去拉触电人，应首先切断电源或用绝缘棒使触电人脱离电源。发生火灾时，要首先切断电源，决不能带电泼水救火。为了安全用电，要做到不接触低压带电体，不靠近高压带电体。 10、家庭电路中电流过大的原因：① 发生短路； ② 接入电路中的总功率过大。 典型例题1请用笔画线表示导线，将如图中的电灯、开关和插座接入家庭电路中． 【解析】两孔插座的接法：左孔接零线；右孔接火线；三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线；灯泡应与开关串联，开关接火线，灯泡的螺旋套接零线。如下图 【答案】如图所示。 典型例题2 下列操作中，符合用电规范的是： A．甲图中，手握测电笔的金属杆判断插座中是否有电 B．乙图中，多个大功率用电器同时使用一个插座 C．丙图中，直接用湿手去拔插头 D．丁图中，有人触电无法切断电源时，立即用绝缘干木棍挑开电线 【答案】D 学科网 针对练习1如图所示，闭合开关S后，发现电灯L不亮，且保险丝没有熔断．某同学用试电笔测试灯头的两根电线C、D，发现这两处都能使试电笔的氖管发光，再用试电笔测试火线上的A和零线上的B时，氖管在测试火线上的A时能发光，在测试零线上的B时不能发光．那么可以判定故障是（ ） A．火线和零线短路 B．电灯L短路 C．电线BD段某处断路 D．电线AC段某处断路 针对练习2家庭电路中，电冰箱与电视机是________（填写连接方式）的；家庭电路因短路或超负荷运行很容易引发火灾，为了避免此类事故的发生，家庭电路中必须安装 ；如果家用电器内部导线的绝缘皮破损，人体接触家用电器金属外壳时容易发生触电事故，为防止此类事故的发生，家用电器的金属外壳应该 ． 针对练习3小明同学想在家里安装一盏照明灯，如图所示是他设计的电路。图中虚线框1和2应连入开关和电灯，则开关应装在 方框中。当闭合开关S时，灯L闪亮一下后熄灭，而室内其它用电器仍正常工作，则灯L处 （填“断路”或“短路”）。 学科网高考一轮复习微课视频手机观看地址： http://xkw.so/wksp