《电功率》复习指导

《电功率》复习指导

《电功率》知识紧紧与我们的生活、生产相联系，《课程标准》对该部分知识提出了较高的要求：结合实例认识电能的概念，知道电流做功的过程就是电能转化为其他形式的能量的过程；会使用家庭电能表；理解电功率和电流、电压之间的关系，并能进行简单的计算，能区分用电器额定功率和实际功率；通过实验，探究焦耳定律，知道电流通过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。

  　　综观近几年各地中考（学业水平）测试题，该部分考查的题型遍及选择、填空、实验、计算等等，涉及的题型多，所占比例大，且试题考查的综合性、开放性较强，突出科学探究和知识应用，所以是同学们应该加强理解掌握的知识。   　　知识总揽     　　重点精讲   　　重点一：电能   　　考点评述：   　　这部分内容主要考查用电器消耗电能的能量转化情况，对电能表作用和主要参数的理解以及电能表的读数方法。常见的题型是选择和填空。   　　知识回顾：   　　1．电能   　　电能指的是电流具有的能量。电流通过用电器而做功，将电能转化为其它形式的能，反之其他形式的能也可转化为电能。   　　2．电能的计量   　　（1）单位   　　电能的常用单位是千瓦时（度），符号是kW·h ；国际单位是焦耳，符号是J。它们的关系是：1kW·h＝3．6×10⁶J。   　　（2）计量工具──电能表（电度表）   　　①主要参数   　　如图1所示是一个电能表的正面，我们应该正确理解它以下几个参数：     　　“220V”表示电能表的应该在220V的电路中使用，也就是说电能表的额定电压是220V；   　　“10（20）A”表示电能表标定电流为10A，在短时间内电流允许大些，但不能超过20A；   　　“50Hz”表示电能表在50Hz的交流电路中使用；   　　“3600R/kW·h”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1/kW·h的电能，电能表上的转盘转过3600转。   　　②读数方法   　　各种电能表，所显示的数字都是到目前为止用去的电能，如图1所示的电能表就表示目前用去的电能是2008．8 kW·h。电能表计数器上前后两次读数之差就是这段时间内用电器消耗的电能，读数时注意，最右边的—位是小数点后的数字，一般不读。   　　考题赏析   　　例1．如图2所示，为一辆行驶中的太阳能汽车，该车的顶部装有由硅晶制成的太阳能电池板，它将太阳能转化为电能，电能再转化为            能。你认为太阳能汽车与普通燃油汽车相比有什么优点：                                   （说出一点即可）。     　　解析 本题考查的知识点是能量的转化，电能时时刻刻在为我们服务，电能在工作时通用电器将电能转化为其它形式的能，要求同学们有个初步的了解。在图2中，电能转化为机械能。   　　答案 机械能    节能、环保   　　点评 本题是一个时代性很强的题目，即考查了知识，又与现代科技成果相结合，增强了物理的实用性，激发学生的学习兴趣。   　　例2．电子式电能表表盘上标有“3000imp/（kW·h）”字样，将某用电器单独接在该表上工作20min，电能表指示灯闪烁了300次．该用电器在上述时间内消耗的电能为__________kW·h，它的电功率是__________W。   　　解析 本题考查利用电能表的性能参数解决实际问题的能力。解题的关键是理解电能表上的“每千瓦时转数”表示的意义，可是题目中并没有直接出现这一信息，我们通过审题能发现“imp”应表示指示灯闪烁次数，也就是说指示灯闪烁了3000次电路中就消耗1度电。由于室内只接—个用电器，电能表计量的就是这个用电器在一段时间内消耗的电能。电能表指示灯闪烁了300次，用电器消耗的电能为kW·h＝0．1 kW·h＝3．6×10⁵J；它的功率根据公式W=进行计算，为了方便计算可把单位统一成kW、h，再转换成国际单位与题目要求一致。

www.ff70.com   　　答案 0．1 kW·h      300 W   　　点评 这个题目综合性很强，即考查了学生对知识的理解应用能力，又培养学生的知识迁移能力。题目中出现了“imp/（kW·h）”，这是我们以前没有见过的新单位，若不能正确的理解它，解决本题就无从谈起，其实题目在给我们一个新的知识时，一定会在题干中给我们足够的信息，让我们去认识它、理解它、应用它，解答问题；这个题目也给我们提供了一种测量电功率的方法，这对我们今后的生活和工作会有很大的帮助。   　　重点二：电功率   　　考点评述     　　电功率是该部分的重点知识，主要的考点有电功率的理解、计算和测量，用电器额定功率和实际功率的理解和计算。常见的考查方式是选择、填空、实验和计算。   　　由于电功率问题与生活、生产实际联系紧密，综合性和灵活性较强，便于命制出能力要求层次较高的题目，所以许多中考物理试题的“压轴”常出自此考点。   　　知识回顾   　　1．概念   　　用电器在1s内消耗的电能叫做电功率，用符号P表示；电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量。   　　2．计算公式   　　P=UI=   　　由公式P=UI，我们可以看出，电功率的大小与用电器两端的电压U和通过用电器的电流I两个因素有关，不能单纯地说电功率与电压成正比，与电流成正比。因为加在用电器两端的电压发生变化时，通过用电器的电流也随着变化。   　　由公式W＝Pt，我们又可以看出，用电器消耗电能的多少决定于用电器的功率和通电时间，所以说电功率大的用电器只能说明该用电器消耗的电能快，并不表示它消耗的电能多。   　　由公式P和P=UI，可以推导出一个计算电能的公式W＝UIt，这说明用电器消耗电能的多少与电压、电流和通电时间三个因素有关。=   　　3．单位   　　国际单位是瓦特，符号是W；常用单位还有千瓦（kW），1kW＝1000W。   　　4．额定电压、额定功率和实际功率   　　额定电压是指用电器正常工作时的电压，额定功率是指用电器在额定电压下的功率，也就是用电器上标出的电压和功率，比如一个灯泡标有“220V  25W”，就表示其额定电压是220V，额定功率是25W。   　　实际功率是指用电器在实际工作时消耗的电功率，它随着用电器工作时实际电压的变化而变化。比如上述灯泡在高于或低于220V的电压下工作时，它的实际功率就高于或低于25W；而在220V的电压下工作，它的实际功率就等于25W。   　　5．电功率的测量   　　（1）实验室测量小灯泡的电功率的方法和原理   　　根据P=UI，要测量小灯泡的电功率，需要测量小灯泡两端的电压U和通过小灯泡的电流I。测量电路如图3所示。     　　（2）家庭电路电功率的测量   　　根据P=，用电能表、秒表可测量出家庭电路用电器的电功率。测量步骤：   　　①断开电路中其它用电器的开关，只闭合被测用电器的开关；②从电能表上计算出该电能表转盘转一周消耗的电能WP=。₁；用秒表测出电能表转盘转n周所用的时间t；③则被测用电器消耗的电功率为   　　考题赏析   　　例3．电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S₀自动控制），从说明书上收集到如下数据及如图4所示的电路原理图。     　　（1）请分析说明温控开关S₀断开时，饮水机处于哪种工作状态？ 　　（2）求电阻R₂的阻值。   　　（3）求电热饮水机在加热状态下的工作电流。  

www.ff70.com 　　解析   R₁、R₂并联S接在干路上，S₀接在R₁所在的支路上，当S₀闭合时，R₁、R₂均工作，总电阻变小，电流变大，电路功率大，为加热状态。当S₀断开时，只有R₂连入电路，功率小为保温状态。根据题意知，电阻R₂为保温电阻。加热状态下的工作电流，就是干路电流，根据公式I=求出。   　　答案（1）当S₀断开时，只有R₂连入电路；当S₀闭合时，R₁、R₂均被连入电路，且为并联。两种情况相比，当S₀断开时饮水机的工作电流较小，根据P=UI可知，此时饮水机消耗的电功率也较小。故当S₀断开时饮水机处于保温状态。   　　（2）当S₀断开时，饮水机处于保温状态。由公式P=UI和I=U/R得：     　　（3）当闭合时，饮水机处于加热状态。由P=UI得：     　　点评 图表题是物理考查的重要题型，解决题目的关键就能从图、表中提出解答题目的所有有用信息，再结合公式进行求解。本题考查综合运用欧姆定律、功率概念和串联电路的特点解决实际问题的能力。在解电学题目时，当电路是纯电阻电路（电路中电能全部转化为内能），要把电阻看作是一个不变的物理量，并以此为突破口，利用公式和已知量逐步求解，由于电学中涉及到的公式较多，很多同学在利用公式计算时极易发生混淆，面对题目不知所措，要注意仅仅把公式背下来对于学习物理来讲是极端错误的，一定要弄清公式及每个物理量的含义。   　　例4．在测量“小灯泡的功率”中，所用小灯泡的额定电压是3．8V。   　　①图5是小岗同学没有连接完的实物电路，请你用笔画线代替导线帮他将电路连接完整；   　　②闭合开关小岗发现灯泡发光很亮，其操作存在的问题是                      ；   　　③纠正上述操作后，小岗测出三组数据，记录在下表中，第二次功率数据忘记处理了，请你帮他把数值填入表中的空格内；   　　④该实验测出三组数据的目的是                               ；   　　⑤小岗根据测出的三组数据求出各次电阻，发现灯泡在不同电压下的电阻值不同，这是因为灯泡的电阻值与              的变化有关。   　　解析    测小灯泡功率实验是利用P=UI计算灯泡的功率，要测出在不同电压下小灯泡两端电压以及流过小灯泡的电流。在连接电路时要注意电表的正负接线柱和量程的选择要正确，滑动变阻器要保证“一上一下”，能够起到改变小灯泡两端电压的作用，并且在闭合并关前，滑片应处在阻值的最大位置，以保护电路。三次测量目的是测小灯泡在额定电压下的额定功率和不在额定电压下的实际功率，并加以比较，寻求小灯泡的发光亮度和实际功率及实际电压的关系，切记与测电阻时在数据处理上不同之处。电阻的大小除了与材料、长度、横截面积有关之外，还受温度的影响，灯泡两端电压越高功率越大，灯泡温度越高。     　　答案  ① 如图6所示   　　②滑动变阻器的阻值没有调到最大③1．14  ④测量小灯泡在不同电压时的功率（或小灯泡在不同亮度时的功率）⑤温度

www.ff70.com   　　点评 伏安法测电功率是初中物理中非常重要的一个实验，也是各省市中考必考题目。本题虽难度不大，但是考查的内容很全面，注重了对基本知识和基本技能的考查，解答本题关键就是基础知识掌握要牢固全面，坚决杜绝眼高手低、似是而非这种现象。   　　重点三：电与热   　　考点评述   　　电流热效应的实验探究、焦耳定律的计算是该部分的重点知识，如何正确利用电热和防止电热的危害也是同学们应该掌握的一项生活技能。考查的方式有选择、填空，也有实验和计算，形式灵活多变。   　　知识回顾   　　1．电流热效应   　　电流通过导体时电能要转化成热，这个现象叫做电流的热效应。电流通过导体，导体要发热，因此可以借助与电流的热效应来判断导体中是否有“看不见”的电流，这种研究方法称为 “转换法”。   　　2．焦耳定律   　　电流通过导体产生的热量跟电流的二次方程正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。可用公式Q＝I²Rt表示。   　　3．电热的利用和防止   　　（1）电热的利用：电饭锅等电热器是利用电来加热的设备。电热器工作过程中，消耗的电能转化成热。   　　（2）电热危害与防止：用电器中通过电流时产生的热，会使导体的温度升高，使用电器不能正常工作，并且使绝缘材料迅速老化，造成危害。人们可以通过减少生热，设法散热等来防止危害的发生，如用电阻小的材料，利用散热窗、散热风扇等。   　　考题赏析   　　例5．小明冬天取暖时发现：电暖器的电热丝热得发红，而与电热丝相连的导线却不怎么热。   　　（1）请你根据小明发现的现象提出一个需要探究的物理问题__________________？   　　（2）如图7是小明进行实验探究的部分电路，A．B烧瓶中装有质量相等初温相同的煤油，金属丝电阻分别为RA．RB，RA<RB。通电一段时间后，发现B烧瓶中温度计的示数大些。此现象说明：在_____________和______________相同时，_____________越大，电流产生的热量越多。     　　解析    当流过导线和电热丝的电流相同时，产生的热为什么不同？与哪些因素有关？这是很容易想到的问题。   　　两瓶中的金属丝串联起来接到电源上，闭合开关后，通过两段金属丝的电流是相等的。通电一段时间后，人们观察到A瓶中温度计的示数小于B瓶中温度计的示数，这就说明在相同时间内电流通过铜丝电能转化成的热小于电流通过镍铬合金丝电能转化成的热。由此可知，在电流、通电时间都相同时，导体电阻越大，产生的热量越多，在这里要注意控制变量法的应用。   　　答案  （1）电流通过导体产生的热量与哪些因素有关？   　　或为什么电热丝热得发红，而与电热丝相连的导线却不怎么热？   　　或电流通过导体产生的热量与导体电阻（“两端电压”、“电流”、“通电时间”不扣分）有关吗？   　　（2）通过导体的电流、通电时间，导体的电阻。   　　点评 探究性问题的提出要从实际现象出发，回答问题时要透过现象看本质，抓住问题的关键之所在，结合物理知识，用物理语言准确完整的描述。很多学生在解这类题目时，读不懂题目，所提的问题不能紧扣题目信息出现错误。   　　重点四：安全用电和生活用电常识   　　考点综述   　　该部分知识来源于生活，与我们的生活息息相关，所以该部分家庭电路的组成、家庭电路电流过大的原因、保险丝的作用、测电笔的正确使用、触电及其急救是考查的热点知识，常以选择、填空、作图等形式出现，几乎每年中考试题都有出现，但分值不大。   　　知识回顾   　　1．家庭电路中电流过大的原因   　　（1）用电器总功率过大：根据P_总＝UI_总，由于电压U一定，当总功率过大时，电路中总电流必然过大。   　　（2）短路：发生短路时，电路中电阻很小，根据欧姆定律 ，由于家庭电路电压一定，故电流强度很大。   　　2．保险丝   　　家用保险丝是由电阻率较大而熔点较低的铅锑合金制成的，有过大电流通过时，保险丝产生较多的热量，使它的温度达到熔点，于是保险丝熔断，自动切断电路，起到保险作用。   　　不同保险丝有不同规格，要起到保险作用，必须选择规格合适的保险丝。

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