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章末整合提升电功率电能电能的来源:其他形式的能转化而来电能的单位和换算国际单位:焦耳(J)常用单位:千瓦时(kW·h),俗称“度”换算关系:1kW·h=3.6×106𝐽电能表作用:测量电能和电功的仪器参数及意义读数方法:前后两次示数之差电功定义:电流做功多少单位:焦耳(J)公式:𝑊=𝑈𝐼𝑡电功率电功率定义:电流1s中做的功物理意义:表示电流做功快慢的物理量公式定义式:𝑃=𝑊𝑡决定式:𝑃=𝑈𝐼用电器的功率额定电压和额定功率实际电压和实际功率测量小灯泡的电功率方法:伏安法原理:𝑃=𝑈𝐼器材:电流表、电压表、滑动变阻器等需要测量的物理量:𝑈、𝐼焦耳定律电流的热效应焦耳定律𝑄=𝐼2𝑅𝑡电热的防止和利用专题一专题二专题三专题四专题一电功、电功率综合计算例1(2016山东潍坊中考)如图所示的电路中,电源电压18V不变,灯泡上标有“6V6W”字样,灯泡电阻不变,定值电阻R0阻值为10Ω。(1)断开S1、S2,闭合S,移动滑片,当灯泡正常发光时,求滑动变阻器消耗的功率。(2)闭合S、S1、S2,滑片从最右端向左移动,当连入电路的阻值等于变阻器总阻值的时,电流表示数比滑片在最右端时变化了0.3A,保持此时滑片位置不动,求在1min内电路消耗的电能。34专题一专题二专题三专题四解析:(1)断开S1、S2,闭合S时,灯泡L与滑动变阻器R串联,电流表测电路中的电流,因串联电路中总电压等于各分电压之和,且灯泡正常发光,所以,滑动变阻器两端的电压UR=U-UL=18V-6V=12V,因串联电路中各处的电流相等,所以,由P=UI可得,电路中的电流I=𝑃L𝑈L=6W6V=1A,滑动变阻器消耗的功率PR=URI=12V×1A=12W;专题一专题二专题三专题四(2)闭合S、S1、S2时,R0与R并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,通过R0的电流不变,则干路电流表示数的变化量即为通过R电流的变化量,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由I=𝑈𝑅可得,电流表示数的变化量ΔI=ΔIR=𝑈34𝑅−𝑈𝑅=18V34𝑅−18V𝑅=0.3A,解得R=20Ω,因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以,电路中的总电阻R总=𝑅0×34𝑅𝑅0+34𝑅=10Ω×34×20Ω10Ω+34×20Ω=6Ω,在1min内电路消耗的电能W=𝑈2𝑅总t=(18V)26Ω×60s=3240J。专题一专题二专题三专题四答案:(1)12W(2)3240J专题一专题二专题三专题四专题二热电效率问题例2(2016江西中考)如图甲是一则公益广告,浓浓的孝心透着社会主义核心价值观。小明的爷爷网购了一台电热足浴器,其铭牌的部分参数如图2(甲部分)所示,电热足浴器某次正常工作时控制面板显示如图2(乙部分)所示,求:专题一专题二专题三专题四(1)此时足浴器的工作电流;(计算结果保留一位小数)(2)足浴器装入最大容量初温为22℃的水,当水温达到控制面板上显示的温度时水所吸收的热量;(3)上述加热过程耗时16min,该足浴器的热电效率。专题一专题二专题三专题四解析:(1)由图2可知,此时电热足浴器的电功率P=500W,由P=UI得,此时足浴器的工作电流I=𝑃𝑈=500W220V≈2.3A;(2)足浴器装入最大容量时水的体积V=5L=5dm3=5×10-3m3,由ρ=𝑚𝑉得,水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×5×10-3m3=5kg,则水所吸收的热量:Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(42℃-22℃)=4.2×105J;(3)加热时间t=16min=960s,由P=得,电热足浴器消耗的电能W=Pt=500W×960s=4.8×105J,则该足浴器的热电效率η=𝑄吸𝑊×100%=4.2×105J4.8×105J×100%=87.5%。𝑊𝑡答案:(1)2.3A(2)4.2×105J(3)87.5%专题一专题二专题三专题四专题一专题二专题三专题四专题三电功率的测量例3(2016广西北海中考)同学们在探究小灯泡实际功率的规律时,用两节新干电池串联组成的电源和标有“25V”字样的小灯泡等元件连接了如图甲所示的电路,请回答:专题一专题二专题三专题四(1)连接电路时,开关应(选填“闭合”或“断开”)。(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到(选填“A”或“B”)处。(3)实验中,小飞发现闭合开关后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡都不亮,电流表无示数,电压表示数接近3V,则电路故障可能是。(4)小飞排除故障后,进行多次实验,并记下相应的电压表和电流表的示数,绘制成如图乙所示的I-U关系图象。根据图象可知,小灯泡的实际功率随实际电压的增大而(选填“增大”“减小”或“不变”),小灯泡正常发光时的电功率为W。专题一专题二专题三专题四(5)另一组同学通过测额定电流计算小灯泡的额定功率时,电压表突然坏了,又没有好的电压表更换,但有一个R=5Ω的定值电阻和另一个电流表A,小飞和他们一起讨论找到了解决问题的方法,此方法应是:先,再调节滑动变阻器,使电流表A的示数为A即可。解析:(1)连接电路时,为保护电路元件,开关应断开。(2)为了保护电路,在闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,由图可知滑片应移到A处。(3)连好电路,小飞发现闭合开关后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡都不亮,电流表无示数,说明电路存在断路;电压表示数接近3V,说明电压表与电源两极相连,即电路故障应为小灯泡断路。专题一专题二专题三专题四(4)由小灯泡的I-U图象可知,随着灯泡两端的电压增大,通过灯泡的电流增大,根据P=UI可知,灯泡的实际功率增大。由I-U图象可知,当灯泡两端电压达到额定电压2.5V时,所对应的电流为0.3A,灯泡额定功率:P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W。(5)根据等效替代的思想,可通过计算定值电阻R的电压间接得到灯泡L的电压,所以将已知阻值的电阻R与小灯泡并联,电流表A测定值电阻R的电流;当R两端电压为2.5V时灯泡正常发光,此时通过灯泡的电流I==0.5A。答案:(1)断开(2)A(3)小灯泡断路(4)增大0.75(5)将定值电阻R与电流表A串联再与小灯泡并联0.5𝑈𝑅=2.5V5Ω专题一专题二专题三专题四专题一专题二专题三专题四专题四焦耳定律及其应用例4(2015山东临沂中考)如图所示,甲、乙两个完全相同的玻璃瓶内有阻值分别为R甲、R乙的电阻丝,瓶中插入温度计a、b。专题一专题二专题三专题四(1)利用此装置探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关时,在两瓶中加入质量、初温都相同的煤油。闭合开关一段时间,可以通过温度计情况,判断电阻丝产生热量的多少。此方案是探究和时间相同时,电流通过电阻丝产生的热量与大小的关系。(2)在甲、乙两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体,且电阻丝的阻值R甲R乙时,可以比较不同物质的吸热能力。若温度计a比温度计b温度升高得快,则甲、乙两瓶内液体的比热容关系是c甲c乙。专题一专题二专题三专题四解析:(1)电流通过导体产生的热量不易直接观察,本实验中通过温度计示数的变化显示电流产生热量的多少。探究电流产生的热量多少与电阻的关系时,应控制通过甲、乙两电阻的电流和通电时间不变。故据图可知,此时两电阻串联,所以电流相同,通电时间相同,故该装置可以探究电热和电阻的关系。(2)在甲、乙两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体,且电阻丝的阻值R甲=R乙时,即相同的时间内两电阻丝上产生的热量相同,故温度计a比温度计b温度升高得快,则说明甲的比热容小于乙的比热容。答案:(1)示数升高电流电阻(2)=专题一专题二专题三专题四