總復(fù)習(xí)：電功率（提高）知識講解

這是一份總復(fù)習(xí)：電功率（提高）知識講解，共9頁。教案主要包含了考綱要求，知識網(wǎng)絡(luò)，考點(diǎn)梳理，典型例題，思路點(diǎn)撥，總結(jié)升華等內(nèi)容，歡迎下載使用。
總復(fù)習(xí)：電功率（提高）
 【考綱要求】
　　1、從能的轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識電源和用電器的作用并能夠進(jìn)行電能的計(jì)算；
　　2、理解電功率和電流、電壓之間的關(guān)系并能進(jìn)行電功率的計(jì)算。能區(qū)別實(shí)際功率和額定功率；
　　3、焦耳定律；
　　4、串并聯(lián)電路電能、電熱、電功率的分配關(guān)系；
　　5、家庭電路及安全用電；
　　6、電功率的測量及焦耳定律實(shí)驗(yàn)探究。【知識網(wǎng)絡(luò)】
    【考點(diǎn)梳理】
考點(diǎn)一 、電功率（高清課堂《電學(xué)2:電功和電功率》電功率）要點(diǎn)詮釋： 1．三個(gè)物理量
　　（1） 電能 （W）：國際單位制中的單位是焦耳 （J），常用單位是千瓦時(shí) （kW·h）俗稱度。
　　　　　　　　　 1度=1kW·h=3.6×106J
　?。?/span>2） 電功率（P）：電功與時(shí)間之比，它是表示電流做功快慢的物理量。
　　　　　　　　　　 國際單位制中單位是瓦特（W）常用單位是千瓦（kW）。
　?。?/span>3） 電熱（Q）：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱。國際單位制中單位是焦耳（J）。
2．兩個(gè)重要實(shí)驗(yàn)
　　（1） 測量小燈泡的電功率
　?。?/span>2） 探究影響電熱大小的因素
3．一個(gè)定律——焦耳定律
　?。?/span>1）內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。
　?。?/span>2）表達(dá)式： Q=I2Rt。
4．三個(gè)基本公式及其推導(dǎo)公式
　?。?/span>1） W=UIt（所有電路），推導(dǎo)公式：（純電阻電路）
　?。?/span>2） P=UI（所有電路），推導(dǎo)公式：（純電阻電路）
　?。?/span>3） Q=I2Rt（所有電路），推導(dǎo)公式：（純電阻電路）
5．兩個(gè)比例（純電阻電路）
　?。?/span>1）串聯(lián)電路　 （成正比）
　　（2）并聯(lián)電路　 （成反比）
考點(diǎn)二、安全用電1．家庭電路的電壓
　　火線和零線之間的電壓是220V，火線和地線之間的電壓是220V。
2．家庭電路中電流過大的原因
　　① 原因：發(fā)生短路。用電器總功率過大。
　　② 家庭電路保險(xiǎn)絲燒斷的原因：發(fā)生短路，用電器功率過大，選擇了額定電流過小的保險(xiǎn)絲。
3．安全用電
　　① 安全事故：人體觸電是人直接接觸火線，一定強(qiáng)度的電流通過人體所引起的傷害。
　　② 用電器功率過大或者電路中發(fā)生短路而使電流過大，線路過熱引起火災(zāi)。
 【典型例題】類型一、基礎(chǔ)知識1、某家用電能表的表盤上標(biāo)有“600r/kW?h”的字樣，在電路中只接入一個(gè)用電器且正常工作時(shí)，電能表轉(zhuǎn)盤在1min內(nèi)轉(zhuǎn)了10轉(zhuǎn)，則該用電器的額定功率是(   )A．3600W      B．1000W       C．500W      D．100W【思路點(diǎn)撥】已知消耗1kw?h的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動600轉(zhuǎn)，可求轉(zhuǎn)10轉(zhuǎn)消耗的電能，根據(jù)公式可求該電器的額定功率。【答案】B【解析】  【總結(jié)升華】本題考查電功率的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，重點(diǎn)是理解電能表參數(shù)的物理意義，解題過程中還要注意單位的換算。 舉一反三【變式】（?深圳模擬）王亮同學(xué)是個(gè)愛動腦的孩子，他想知道家里電風(fēng)扇的實(shí)際功率多大，于是他將家里其他用電器都關(guān)閉，只讓電風(fēng)扇單獨(dú)工作了72s，如圖的電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了5轉(zhuǎn)，下列說法正確的是（　?。?/span>A．此電能表轉(zhuǎn)盤每小時(shí)轉(zhuǎn)過2500轉(zhuǎn)                 B．電能表是測量電路中用電器功率的儀器C．此電能表所在電路的最大電功率為2200kW          D．電風(fēng)扇的實(shí)際功率是100W【答案】D 2、（多選）如圖所示，電源電壓U=12V且保持不變，電阻R為定值電阻。當(dāng)開關(guān)S閉合后，如果要使電路消耗的總功率稍稍變化一些，則可行的辦法是（   ）                    A．給R串聯(lián)一個(gè)較小的電阻B．給R并聯(lián)一個(gè)較小的電阻C．給R串聯(lián)一個(gè)較大的電阻D．給R并聯(lián)一個(gè)較大的電阻【思路點(diǎn)撥】由電功率的計(jì)算公式可知：電壓不變，當(dāng)總電阻減小時(shí)，電路的總功率增大；當(dāng)總電阻增大時(shí)，電路的總功率減小。【答案】AD【解析】根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)可知：
總電阻變小，需要并聯(lián)一個(gè)電阻，電路消耗的總功率稍稍變化，所以需要并聯(lián)一個(gè)較大的電阻；
總電阻變大，需要串聯(lián)一個(gè)電阻，電路消耗的總功率稍稍變化，所以需要串聯(lián)一個(gè)較小的電阻。【總結(jié)升華】本題綜合考查電路中總電功率和總電阻的關(guān)系以及串、并聯(lián)電路電阻的特點(diǎn)，熟練掌握串、并聯(lián)電路電阻變化的規(guī)律即可輕松解題。 舉一反三【變式】有一個(gè)“6V 3W”的小電燈，用8伏的電源做實(shí)驗(yàn)，測定小電燈的額定功率，所選滑動變阻器的最大阻值不得小于多少歐？ 【答案】4? 3、一臺“220V、1000W”的電爐，想把它改裝后接到110伏的電源上，但功率保持不變，以下哪個(gè)措施是正確的（    ）A、將電爐絲截掉一半后接入電路B、將電爐絲截掉四分之三接入電路C、將電爐絲分成等長的兩段，然后并聯(lián)接入電路D、將電爐絲截掉四分之一后接入電路【思路點(diǎn)撥】由公式可知：當(dāng)實(shí)際電壓變?yōu)轭~定電壓的一半時(shí)，實(shí)際電壓的平方就變?yōu)轭~定電壓平方的1/4，要想電功率不變化，電阻阻值就要減小為原來阻值的1/4。【答案】C【解析】根據(jù)題意要求時(shí)，P實(shí)=P額。由可知要滿足題設(shè)條件，只有改變電阻R，才能滿足要求。由若，P實(shí)才能等于P額。所以是選擇答案的首要依據(jù)，在上述四個(gè)答案中可發(fā)現(xiàn)（B）（C）均滿足條件，究竟兩個(gè)答案誰更合理呢？我們還應(yīng)該考慮當(dāng)U變化后，R也變時(shí)，I是否變化，對于一個(gè)能正常工作的電阻來說，它有一個(gè)額定電流，若實(shí)際電流超過它允許的額定電流，則它必將燒毀，所以接下來應(yīng)判定（B）（C）實(shí)際電路中通過的電流大小。對B：，而C選項(xiàng)每根電阻絲上的電流，顯然應(yīng)排除B，而選擇C。【總結(jié)升華】本題考查電功率的計(jì)算以及影響電阻大小的因素，選用公式是關(guān)鍵。 舉一反三【變式】（多選）現(xiàn)有四個(gè)小燈泡L1、L2、L3、L4，分別標(biāo)有“12V   20W”、“12V  10W”、“6V  5W”、“6V  10W”的字樣，小明想把其中的兩個(gè)燈泡接在兩端電壓為18V的電源上，使兩個(gè)燈泡都能正常發(fā)光，則下列做法正確的是（   ）   A、把L1和L4串聯(lián)后接入電路中         B、把L2和L4串聯(lián)后接入電路中   C、把L1和L3串聯(lián)后接入電路中         D、把L2和L3串聯(lián)后接入電路中        【答案】AD 4、隨著人們生活水平的逐步提高，家用電器的不斷增多，在家庭電路中，下列說法正確的是（   ）A．燈與控制它的開關(guān)是并聯(lián)的，與插座是串聯(lián)的B．使用試電筆時(shí)，不能用手接觸到筆尾的金屬體C．電路中電流過大的原因之一是使用的用電器的總功率過大D．增加大功率用電器時(shí)，只需要換上足夠粗的保險(xiǎn)絲即可【思路點(diǎn)撥】A、電燈與開關(guān)是串聯(lián)，與插座是并聯(lián)；
B、測電筆在使用時(shí)，手應(yīng)接觸筆尾金屬體；
C、家庭電路中電流過大的原因是發(fā)生短路和總功率過大；
D、應(yīng)用合適的保險(xiǎn)絲才行。【答案】C【解析】在家庭電路中，燈與控制它的開關(guān)是串聯(lián)的，故A錯；使用試電筆的要點(diǎn)之一就是要用手接觸筆尾的金屬體，否則即使筆尖接觸到火線，氖管也不會發(fā)光，根本就起不到辨別作用，故B錯。家庭電路中電流過大的原因有兩個(gè)，一是發(fā)生短路，二是用電器總功率過大，故C對。當(dāng)增加大功率用電器時(shí)，要同時(shí)更換電能表、導(dǎo)線及保險(xiǎn)絲，故D錯。【總結(jié)升華】本題考查了家庭電路中安全用電的知識。家庭電路中各用電器是并聯(lián)關(guān)系，保險(xiǎn)絲應(yīng)選擇合適，太細(xì)會常停電，太粗又會起不到保險(xiǎn)作用。 舉一反三【變式】（?南開區(qū)一模）明明晚上做作業(yè)，把臺燈插頭插在書桌邊的插座上，閉合臺燈開關(guān)，發(fā)現(xiàn)臺燈不亮，但家中其他用電器，如燈泡仍正常工作（電路如圖所示）。將臺燈插頭從插座上拔下后，他用試電筆分別插入插座兩孔中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)試電筆的氖管都不發(fā)光。則故障原因（　?。?/span>A．可能是進(jìn)戶線的火線上出現(xiàn)了斷路B．可能是進(jìn)戶線的零線出現(xiàn)了斷路C．一定是a、b兩點(diǎn)間的導(dǎo)線出現(xiàn)了斷路D．一定是c、d兩點(diǎn)間的導(dǎo)線出現(xiàn)了斷路【答案】C【解析】若進(jìn)戶線的火線上出現(xiàn)了斷路，則所有用電器不工作，故A錯誤。B、若進(jìn)戶線的零線出現(xiàn)了斷路，則所有用電器不工作，故B錯誤。C、閉合臺燈開關(guān)，發(fā)現(xiàn)臺燈不亮，但家中其他用電器，如燈泡仍正常工作，說明其它支路是好的，問題出在臺燈這條支路上。將臺燈插頭從插座上拔下后，他用試電筆分別插入插座兩孔中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)試電筆的氖管都不發(fā)光，說明插座與火線不通，故C正確。D、c、d兩點(diǎn)間的導(dǎo)線出現(xiàn)了斷路，用試電筆分別插入插座兩孔中，試電筆的氖管會發(fā)光，故D錯誤。故選C。 類型二、知識運(yùn)用 5、如圖所示的電路中，燈泡L標(biāo)有“6V　3W”字樣，滑動變阻器最大阻值R1=24Ω，閉合S1，斷開S2，將滑動變阻器滑片P滑至最左端，此時(shí)燈泡L正常發(fā)光，問：                        （1）電源電壓是多少？燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電阻是多少？（2）保持滑片P在最左端不動，又閉合S2，電流表示數(shù)為0.3A，則此時(shí)電阻R2的電功率多大？（3）斷開S2，將滑片P移至中點(diǎn)時(shí)，燈泡L兩端的實(shí)際電壓多大？【思路點(diǎn)撥】（1）滑動變阻器連入電路的阻值為0，所以只有一個(gè)燈泡L連入電路，正常發(fā)光，則電源電壓為6V，利用燈泡的功率為3W可求燈的電阻。
（2）通過R2的電流，再利用電功率公式P=UI計(jì)算；
（3）燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，先求出電路電流，再利用公式求實(shí)際電壓。【答案】①6V　 12Ω　； ②1.8W ；　③3V【解析】（1）S1閉合，S2斷開，滑片P位于最左端，電路中只有燈泡L，且正常工作，所以此時(shí)燈泡L兩端的電壓為額定電壓且等于電源電壓，U=6V，燈L正常發(fā)光時(shí)的電阻。
　　（2）S1 S2閉合，滑片位于最左端，L與R2并聯(lián)，電阻R2的電功率。
　　（3）S1閉合，S2斷開，滑片P位于中點(diǎn)，電路中的總電阻，電路中的電流；燈泡L兩端的實(shí)際電壓。【總結(jié)升華】解答此類題的關(guān)鍵是：①結(jié)合圖形，搞清楚引起電路變化的原因及電路變化前后的連接方式；②疏理?xiàng)l件，抓住不變量，找到突破口；③明確解題思路，綜合運(yùn)用公式進(jìn)行定性分析或定量計(jì)算。 舉一反三：【變式】如圖所示，電源電壓保持不變，只閉合開關(guān)S1，燈泡L正常發(fā)光，再閉合開關(guān)S2則
    A．電流表示數(shù)變大，燈變亮
　　B．電流表示數(shù)變小，燈變暗
　　C．小燈泡的額定功率變大
　　D．電路中的總功率變大
 【答案】D 6、在用電流表、電壓表測小燈泡的電功率的實(shí)驗(yàn)時(shí)，燈泡上標(biāo)有“3.4V”字樣。小紅設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)電路圖如左圖，并連接了部分實(shí)驗(yàn)電路，如右圖所示。                  （1）請幫助小紅完成實(shí)驗(yàn)電路的連接。（2）連接完實(shí)驗(yàn)電路后，小紅閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)且接近于電源電壓，請幫助小紅分析電路出現(xiàn)故障的原因是___________________。（3）排除故障后，小紅調(diào)節(jié)滑動變阻器，使燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表的示數(shù)如圖所示，讀數(shù)為________A，則小燈泡的額定功率為________W。                                （4）假如電壓表15V量程損壞，3V量程能正常使用，電源電壓為6V且穩(wěn)定不變，仍利用現(xiàn)有的器材完成實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為應(yīng)該如何操作？【思路點(diǎn)撥】（1）根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，且與燈泡并聯(lián)，注意正負(fù)接線柱的連接；滑動變阻器一上一下的串聯(lián)在電路中。
（2）燈泡不亮可能是燈泡斷路或短路，燈泡斷路時(shí)，電路斷路，電路中沒有電流，電流表無示數(shù)，電壓表并聯(lián)在電路中，電壓表測量電源電壓；燈泡短路時(shí)，電路總電阻減小，電路電流增大，電流表示數(shù)增大，電壓表測量導(dǎo)線電壓，示數(shù)為0。
（3）根據(jù)電流表的量程和分度值讀出電流表的示數(shù)；根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率。
（4）電源電壓為6V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)，當(dāng)燈泡電壓為3.4V，滑動變阻器的電壓為2.6V＜3V，可以利用0～3V量程測量滑動變阻器的電壓。【答案】（1）如圖      
　?。?/span>2）燈絲斷了或燈泡接線柱接觸不良
　?。?/span>3）0.3　 1.02
　　（4）將電壓表改接到滑動變阻器兩端即可。【解析】（2）當(dāng)開關(guān)閉合后，出現(xiàn)了燈泡不亮，電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)且接近于電源電壓的現(xiàn)象。造成這一電路故障的原因可能是電壓表所并聯(lián)的燈泡處發(fā)生斷路（即燈絲斷了或燈泡處的接線柱接觸不良）則相當(dāng)于電壓表與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表電阻很大，電流很小，不能使電流表指針偏轉(zhuǎn)，造成電流表無示數(shù)，根據(jù)串聯(lián)電路分壓特點(diǎn)，電壓表分擔(dān)電壓即為電源電壓。
　　（3）電流表讀數(shù)為0.3A，此時(shí)燈泡的電壓為額定電壓，則0.3A為燈泡正常工作時(shí)的電流，則燈炮的額定功率：
　?。?）因?yàn)殡妷罕淼?5V量程已損壞，只能使用3V量程，但是3V的量程不能測3.4V的電壓，而滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，當(dāng)燈泡電壓為額定電壓時(shí)，滑動變阻器電壓為U=6V-3.4V=2.6V＜3V，故用電壓表測出滑動變阻器兩端電壓為2.6V，即可。【總結(jié)升華】本題主要考查①線路連接問題； ②數(shù)據(jù)分析問題；③電流、電壓變化問題。舉一反三：【變式】（高清課堂《電學(xué)2:電功和電功率》例7）在一次測定小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)中，老師給出了下列器材：額定電壓為1.5V的小燈泡、合適的電源、一個(gè)阻值為R0的電阻、一個(gè)滑動變阻器、一只電壓表、3個(gè)開關(guān)、導(dǎo)線若干。（1）小利同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路如圖所示，請你寫出本實(shí)驗(yàn)主要測量步驟及所測的物理量。①將電壓表調(diào)零，按照電路圖連接實(shí)物，滑動變阻器阻值位于最大處，此時(shí)開關(guān)斷開，試觸確定量程；②                      ；③                      。（2）本實(shí)驗(yàn)中，計(jì)算小燈泡額定功率的表達(dá)式 P額＝____【答案】（1）②閉合S1、S3，斷開S2，移動滑動變阻器滑片，觀察電壓表的示數(shù)為U1=1.5V時(shí)為止，將U1=1.5V記錄在表格中；③斷開S3，閉合S2，保持滑片不動，讀出電壓表示數(shù)U2，并記錄在表格中。           （2）7、如下圖所示的電路中，電源兩端的電壓不變。閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻為RA時(shí)，電壓表示數(shù)為6V，電流表示數(shù)為I1,電阻Rl與滑動變阻器消耗的電功率之和為Pl;當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻為RB時(shí)，電壓表示數(shù)為9V，電流表示數(shù)為I2，電阻R1與滑動變阻器消耗的電功率之和為P2。已知：Pl等于P2，電阻Rl與R2之比為1：2。求： (1)電阻RA與RB的比值；(2)電源兩端的電壓U。                【思路點(diǎn)撥】（1）由電路分析可知，三個(gè)電阻串聯(lián)，先畫出三個(gè)電阻所在的簡單電路圖；題目中已知兩種情況下，R1及滑動變阻器的總電壓，由功率相等，列出功率關(guān)系，則可得出電流之比；再由題目中電壓關(guān)系，列歐姆定律表達(dá)式，則可求得R1、RA及RB的關(guān)系式；由總電壓不變可得出三個(gè)電阻與R2的關(guān)系，由R1和R2的關(guān)系可得出RA及RB的關(guān)系。
（2）由圖甲可得總電壓與U1的關(guān)系可以用電阻表示，則由第一問中求出的電阻關(guān)系代入，求得總電壓。【答案】(1)    (2) 15V【解析】(1)由圖甲、乙得P1＝U1I1，P2＝U2I2，P1＝P2，U1＝6V，U2＝9V解得：U1＝I1(R1＋RA)，U2＝I2(R1＋RB)解得：5R1＋9RA＝4RB　　①電源兩端電壓不變，I1(R1＋RA＋R2)＝I2(R1＋RB＋R2)解得：R1＋3RA＋R2＝2RB  　②　　③由①②③式得，RB＝2R1　　④將④式代入①式解得：(2)由圖甲得：解得：U＝15V。 【總結(jié)升華】根據(jù)電路的不同變化畫出等效電路圖，是解決本題的有效途徑之一，這是我們在平時(shí)的解題當(dāng)中應(yīng)該加強(qiáng)的。同時(shí)，本題多為對比值的求解，要求我們對電路的分析、公式的運(yùn)用都要相當(dāng)熟練，而且一定要保證各個(gè)物理量的對應(yīng)性，是一道很有挑戰(zhàn)性的題目。