第4部分 第14讲 电功和电功率电热-2021届浙教版中考科学一轮复习讲解部分
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1、第第 14 讲讲 电功和电功率电功和电功率(电热电热) 课标要求 考试细则 【课程内容】 1.电功 通过实验探究,知 道影响电流热效应 的因素。 (1)理解电功的概念;知道决定电功大小的因素。 (2)会用公式 WUIt 进行简单计算。 (3)知道电功的国际单位制单位:焦耳;知道 1 度1 千瓦时。 (4)会使用电能表。 2.电功率 (1)理解电功率的概念。 (2)知道电功率的国际单位制单位:瓦特。 (3)会用 P UI 或 PU 2 R 进行电功率的计算。 (4)会对额定功率和实际功率进行区别。 3.实验:测定小灯泡的电功率 (1)知道测小灯泡的电功率需用的器材。 (2)会画实验电路图。 (3
2、)会根据实验电路图进行实物的连接。 (4)能做分别测定小灯泡的额定功率和实际功率的实验。 (5)会正确地记录实验数据和得出的实验结论。 4.电热器 (1)理解焦耳定律的内容。 (2)会用焦耳定律公式 QI2Rt 进行简单计算和解决简单问题。 (3)知道电热器的原理和应用。 1电功与电能的计算 电流在某段电路上所做的功, 等于这段电路两端的电压、 电路中的电流和通电时间的乘积。 计算公式:WUItUQPt(适用于所有电路)。 对于纯电阻电路可推导出:WI2RtU 2t R 。 (1)串联电路中常用公式:WI2Rt;W1W2R1R2。 (2)并联电路中常用公式:WU 2t R ;W1W2R2R1。
3、 (3)无论用电器串联或并联, 计算在一定时间所做的总功, 常用公式 WW1W2Wn。 2电功率的计算 (1)定义式:PUI,即电功率等于用电器两端的电压和通过它的电流的乘积,该公式是电 功率的普适公式,适用于所有的用电器。 P 表示电功率,单位是 W;U 表示某段电路两端的电压,单位是 V;I 表示通过这段电路 的电流,单位是 A。 (2)导出式:PI2R,PU 2 R 。这两个公式只适用于纯电阻电路,即能将电能全部转化为内 能的用电器,如电炉子、电饭煲就属于纯电阻电路。 (3)分析比较用电器的电功率 首先考虑公式 PUI 分析,如果不好使,可以考虑: 对于串联电路,因为电流到处相等,用 P
4、I2R 较为便利。串联电路中电功率与电压、 电阻的关系:P1 P2 U1 U2 R1 R2(电功率之比等于它们所对应的电压、电阻之比)。 对于并联电路,因为各并联电路两端电压相等,用 PU 2 R 较为便利。并联电路中电功 率与电流、电阻的关系:P1 P2 I1 I2 R2 R1(电功率之比等于它们所对应的电流之比,等于它们所对应 电阻的反比)。 (4)计算用电器的电功率:计算每个用电器的电功率,无论串联、并联电路,都可以用 P I2R 计算,也都可以用 PU 2 R 计算。选用哪个公式就看题目已知的是哪些量。 3焦耳定律的计算公式及其应用 (1)电热与电功的关系 应用公式 电功 电功率 焦耳
5、定律 适用范围 基本公式 WUIt PUI QI2Rt 普遍适用 导出公式 WU 2 R tI2Rt PU 2 R I2R QU 2 R tUIt 纯电阻电 路 WQ (2)公式 QI2Rt 是电流产生热效应的公式, 与 WUIt 不能通用。WUIt 是电流做功 的计算公式,如果电流做功时,只有热效应,则两公式是等效的;如果电流做功时,同时有其 他能量转化,像电动机工作时,电能既转化为热能,也转化为动能,则 QI2Rt 只是转化为电 热的部分,WUIt 则是总的电功。只有对纯电阻电路才有 WQ,对非纯电阻电路 QW。 1. (2018 杭州)小金对玩具汽车的电动机很感兴趣,他拆下电动 机,测得
6、它的内阻为 1.5。为测量电动机工作时的电流,利用身边现 有器材,设计了如图所示的电路(符号表示数值可读的变阻器)。 已知电源电压为 12V, 当变阻器的阻值为 6 时, 电压表的读数为 3V。 计算此时: (1)通过电动机的电流; (2)电动机消耗的电功率。 解:(1)由图知,电动机 M 与变阻器串联,电压表测电动机 M 两端的电压,根据串联电路 电压的规律知,变阻器的电压:URUUM12V3V9V; 由欧姆定律可得,通过变阻器的电流:IRUR R 9V 61.5A; 因串联电路中电流处处相等,则通过电动机的电流:IMIR1.5A; (2)电动机消耗的电功率:PMUMIM3V1.5A4.5W
7、。 【命题意图】 本题通过定量思想进行电功率的计算。电动机是非纯电阻电路,不能直接 运用欧姆定律,因此先根据串联电路电压的规律算出变阻器两端的电压,再根据欧姆定律和串 联电路电流的规律算出通过变阻器的电流,从而得出通过电动机的电流。 2. (2020 杭州)小金用如图甲所示的电路来研究滑动变阻器消耗的电功率与变阻器接入 电路电阻之间的关系。已知电源电压恒为 3V,定值电阻 R0的阻值为 3,滑动变阻器 R1上标 有“2A 5”字样。实验数据如下表所示。 实验次数 1 2 3 4 5 6 电流表示数/A 0.38 0.43 0.50 0.60 0.75 电压表示数/V 1.86 1.71 1.5
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