浙教版九年级科学上册章节复习 第三章第6节　电能讲义

第6节　电能　电能与电功1．电功的概念功是能量转化的量度，电能可以转化成________的能，说明电流能做功。电流所做的功叫做________。电流做功的过程，实际上是电能转化为其他形式能的过程。电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能。2．测量电能的仪表——电能表电功通常用电能表来测定。把电能表接在电路中，电能表的计数器上前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。1度＝1千瓦时＝________焦，千瓦时的符号表示为kW·h。3．电能表的一些参数例如一只电能表有“220V，2(4)A，3000r/(kW·h)”的字样，220V表示额定电压；2A表示标定电流，即电能表计量电能时的标准计量，4A为最大允许电流，即在允许误差范围内长期工作的最大电流；3000r/(kW·h)表示每消耗1千瓦时的电能转盘转过3000r。　电器的电功率1．定义：电流在单位时间内所做的功，叫做电功率。公式P＝________。P—电功率，W—电功，t—时间。说明　①电功率是表示电流做功快慢的物理量。电功率大的用电器只能说明该用电器消耗电能快和电流做功快，并不表示电流做功的多少。②电功率可以反映电器通过电流时产生的效果。如灯泡的电功率大，说明单位时间内电流通过灯泡做的功多，也就是说单位时间内，灯泡消耗的电能多，那么灯泡的亮度大。2．电功率的单位在国际单位制中，电功率的单位是________________，简称瓦(W)，比瓦特大的常用单位有千瓦(kW)，它们之间的换算关系是：1kW＝1000W。根据P＝eq \f(W,t)有：1W＝eq \f(1J,1s)和1kW＝eq \f(1kW·h,1h)。3．额定功率定义：额定功率是用电器在________下消耗的电功率。说明　①额定电压是用电器正常工作时的电压。②灯泡和其他用电器都有额定电压和额定功率。用电器上标有的电功率是指该用电器的额定功率。③用电器实际工作时，消耗的电功率不一定等于额定功率。例1　(凉山中考)某同学家中有一个电磁炉，上面标有“220V　2000W”的字样，下面关于这个电磁炉的说法中正确的是(　　)A．使用这个电磁炉时应连接额定电流为10A的保险丝B．这个电磁炉在正常工作时的电阻为484ΩC．这个电磁炉工作时的电功率是2000WD．这个电磁炉正常工作0.5h消耗电能为1.8×106J例2　(无锡中考)小明家的电子式电能表表盘上标有“3200imp/(kW·h)”字样。11月底的示数为，12月底的示数为，则他家12月份消耗的电能是__________kW·h。为测电暖器实际消耗的功率，小明将标有“220V 1000W”字样的电暖器单独接入自家电路中，观察电能表上的指示灯在1min内闪烁48次，则电暖器消耗的实际功率是__________W。　电功率和电功的计算电功率的计算公式P＝________和电功的计算公式W＝UIt。1．电功率的计算用电器消耗的电功率等于通过这个用电器的电流与这个用电器两端电压的乘积，即P＝UI。根据这个公式，电功率的单位瓦特也可表示为1W＝1V·A。根据欧姆定律：I＝eq \f(U,R)得到电功率的推导公式：P＝I2R或P＝eq \f(U2,R)。2．电功的计算由P＝eq \f(W,t)和P＝UI得电功的计算式W＝UIt。根据公式，单位焦耳也可表示为1J＝1V·A·s。根据W＝Pt另有：1kW·h＝1kW×1h＝1000W×3600s＝3.6×106J。根据欧姆定律，电功率计算公式可以推导为：W＝I2Rt或W＝eq \f(U2,R)t。例3　甲、乙两灯分别标有“6V　3W”和“6V 6W”字样，先将两灯串联后接在电压为U的电路中，甲灯的功率为P1；再将两灯并联后接在同一电压下，乙灯的功率为P2。两次灯泡均安全，忽略温度对灯丝电阻的影响，则P1∶P2为(　　)A．9∶2　　　　B．2∶9 C．4∶9　　　　D．1∶9例4　如图甲所示的电路中，R0为定值电阻，R1为滑动变阻器(其最大阻值为40Ω)。闭合开关S后，当滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中，R1消耗的电功率随R1电阻变化关系如图乙所示，根据图像信息。则下列判断正确的是(　　)①电路中最小电流0.4A；②R0的阻值是20Ω；③电源电压10V；④R0消耗的最大电功率10W。A．①②　　　　　B．③④　　　　　C．①③　　　　　D．②④　常用电热器1．电流的热效应：当电流通过各种导体时，会使导体的温度升高，这种现象叫做电流的________。2．电热器工作原理：利用______________来工作。(1)电热器工作时的能量转化情况：电能转化为________。(2)电热器中主要的元件是发热体，它是由电阻率________、熔点________的电阻丝绕在绝缘体上制成的。(3)常见的电热器：电炉丝、电熨斗、电热毯、电热壶、电饭煲和电烙铁等。3．焦耳定律(1)焦耳定律的内容：电流通过导体产生的热量跟电流的______________________，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。(2)计算公式：Q＝________。公式中电流I的单位要用安培，电阻R的单位要用欧姆，通电时间t的单位要用秒，这样热量Q的单位就是焦耳。说明　①在使用Q＝I2Rt计算时，单位一定要统一。②eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(电功全部转化为电热：Q＝W＝I2Rt＝UIt,＝U2t/R＝Pt（适用纯电阻电路）,电功全部或部分转化为电热：Q＝I2Rt（适,用任何电路）))例5　如图所示是探究焦耳定律的实验装置，除了灯丝电阻R甲＞R乙外，其余条件均相同。开关闭合，电路接通一段时间后，下列对甲、乙两瓶的对比分析和判断正确的是(　　)A．因为通过两电阻丝的电流相等，所以两瓶的温度计示数变化一样快B．因为乙瓶电阻丝的电阻小，流过的电流大，所以乙瓶的温度计示数变化快C．两瓶中都装煤油，因为煤油的比热容大，实验现象明显D．因为甲瓶中电阻丝产生的热量多，所以甲瓶的温度计示数变化快　电能的转化例6　(黑龙江中考)将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是(　　)A．三个用电器产生的热量一样多B．电风扇产生的热量最多C．电视机产生的热量最多D．电烙铁产生的热量最多　灯的亮度与实际功率的关系例7　(无锡中考)如图所示，将甲、乙两灯串联在电路中，闭合开关，发现甲灯发光，乙灯不发光，则乙灯不发光的原因可能是(　　)A．乙灯灯丝断了B．乙灯的实际功率小C．相同时间内，乙灯消耗的电能远大于甲灯消耗的电能D．通过乙灯的电流小于甲灯的电流　电路的动态分析例8　有三个电阻恒定不变的灯泡，规格分别是L1“6V　6W”、L2“4V　8W”、L3“6V　3W”。小科用如图所示的电路探究灯泡发光情况。电路中电源电压12V，滑动变阻器R的规格为“10Ω　2A”，M、N为接线柱。当小科将L1接入M、N，调节滑片P位置，使L1正常发光。然后，小科将L1拆下，依次将L2、L3接入M、N，小科所有实验操作无误，则下列分析正确的是(　　)A．P位于滑动变阻器最右端时，L2的功率为3.6WB．L1正常发光时，电流表示数为0.5AC．接L2后，无论怎样调节滑片，电路都是安全的D．接L3后，无论怎样调节滑片，L3都不能正常发光例9　(厦门中考)小明要测量小灯泡的电功率，实验台上提供的器材及其规格是：蓄电池(电压6V)、电流表(0～0.6A、0～3A)、电压表(0～3V、0～15V)、滑动变阻器(10Ω、1.5A)、滑动变阻器(60Ω、1A)、小灯泡(额定电压2.5V)、开关各一个，导线若干。(1)请在方框内画出实验电路图。(2)小明正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮。他认真观察两电表示数后，推断故障是小灯泡接触不良或灯丝断了。如果小明的推断是合理的，则他观察到电流表的示数是________A，电压表的示数是________V。(3)如图是小明根据实验数据绘制的小灯泡的I－U图像，由图像可知小灯泡的额定功率是________W。(4)小明在实验中选用了最大阻值是________Ω的滑动变阻器。1．某电饭锅内有R0＝44Ω、R＝2156Ω的两根电热丝，它的工作简化电路如图所示，当S置于“2”档时，下列分析正确的是(　　)A．R0和R并联B．处于加热状态，加热功率为1100WC．处于保温状态，保温功率为22WD．整个电路10min产生的热量为1.32×104J第1题图第2题图2．某建筑工地需要架设临时供电线路，实现照明和电加热功能。其简化电路如图所示，供电处电压U不变，从供电处到工地用长导线(有电阻)连接。闭合开关S1、S2时，加热器和照明灯同时工作。断开S2后与断开S2前相比较，下列说法正确的是(　　)A．照明灯亮度不变B．照明灯亮度变弱C．单位时间内长导线上消耗的电能减少D．单位时间内整个供电线路消耗的电能不变3．如图所示，是额定电压为220V的电吹风电路，电热丝R用来发热，电动机送风，电动机额定功率为120W，电热丝的额定功率为440W。当吹热风时，开关S应拨至________位置，电热丝R的阻值应为________Ω。第3题图4．(山西中考)几千年来中国的厨艺最讲究的就是“火候”二字。现在市面上流行如图1所示的新型电饭锅，采用了“聪明火”技术，电脑智能控温、控压，智能化控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的口感和营养，其简化电路如图2甲所示。R1和R2均为电热丝，S是自动控制开关。把电饭锅接入220V的电路中，用电饭锅的“聪明火”煮米饭，电饭锅工作时的电流随时间变化的图像如图2乙所示。第4题图(1)求电热丝R2的阻值(计算结果保留一位小数)。(2)这个电饭锅在0～15min把质量为1.1kg的米饭由20℃加热到100℃，求电饭锅在这段时间内加热的效率[c米饭＝4.2×103J/(kg·℃)]。参考答案【要点详解】知识点1：其他形式电功　3.6×106　知识点2：eq \f(W,t)瓦特　额定电压　例1　A例2　108　900　知识点3：UI例3　B　例4　B　知识点4：热效应电流的热效应 内能　大　高　二次方成正比　I2Rt　例5　D【易错点拨】例6　D　例7　B例8　D【综合应用】例9　(1)如图(2)0　6　(3)0.625　(4)60【巩固提升】1.B　2.C　3.AB　110 4.(1)当开关S闭合时，R1短路，R2单独工作，电路中电阻最小处于加热状态，由图乙可知此时的电流为I＝3A，由I＝eq \f(U,R)得：R2＝eq \f(U,I)＝eq \f(220V,3A)≈73.3Ω；(2)米饭吸收的热量为：Q＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×1.1kg×(100℃－20℃)＝3.696×105J，0～15min消耗的电能为：W总＝W1＋W2＝UI1t1＋UI2t2＝220V×3A×10×60s＋220V×2A×5×60s＝5.28×105J，电饭锅的加热效率为：η＝eq \f(Q,W总)×100%＝eq \f(3.696×105J,5.28×105J)×100%＝70%。