电能1
一、电能
1.电能用电能表来测量,电能的国际单位是J,生活中常用单位是kW·h,1 kW·h=3.6×106 J。
2.电能表用前后两次的读数之差来表示某段时间内用电的度数。测量较小电功时,用表盘转数读数。
3.电能计算公式:W=UIt=Pt(适用于所有电路)
4.电能表铭牌上一些参数的含义:
(1)“220 V”表示这个电能表在220 V的电路中使用;
(2)“5(10)A”表示标定电流是5 A,额定最大电流是10 A,电流表工作时的电流不能超过额定最大电流;
(3)“2500 R/kW·h”表示接上这块电能表上的用电器,每消耗1 kW·h的电能,电能表的转盘转3 000转。
【针对练习】
1.(2018·桂林模拟)小明家电能表上个月底的示数为,这个月底的示数如图所示,由图可知
A.他家本月用电是362.6 kW·h
B.本月他家电能表的转盘转了6×104圈
C.他家电能表正常工作时的电流为10 A
D.他家本月用电3.6×106 J
2.(2018·天河期末)小美利用家中的电能表如图所示,测家用电热水壶的功率,他关闭了家中其它用电器,只有电热水壶工作,记录所测数据,进行计算,下列说法正确的是
A.观察并记录电能表转盘转动10圈,记录电热器工作的时间t
B.只使电热器工作10 s,观察并记录电能表转盘转动的圈数N
C.接在这个电能表上的用电器总功率最大为2 200 W
D.记录电能表示数从跳到时所用的时间t,误差最小
3.(2018·河南模拟)小明利用如图所示的电能表测量电热水壶的实际功率,根据表盘示意图可知小明家累计用电量为_____kW·h。在测电热水壶的实际功率时,小明首应先进行的操作是___________________,打开电热水壶。接着小明观察到电能表的转盘在3 min
内转了80转,则电热水壶的实际功率是_______________W。
(第3题图)
4.(2018·常州)太阳能充电宝上表面贴有太阳能板,可利用太阳能为内部锂电池充电,但销量低迷。某款太阳能充电宝内锂电池容量为0.1 kW·h、合______J。在充足阳光下太阳能板产生5 V电压、0.25 A电流为锂电池充电,充电效率为80%,将锂电池从无电状态下充满,太阳能板需要输出______J的电能,若每天充足太阳光照10小时,需要______天才能将锂电池充满。
5.(2018·河北)某同学家的电能表上标有“800 r/kW·h”,它的含义是消耗l kW·h的电能,电能表的小铝盘转过___________r,若月初显示为0123.6,月末显示为0173.6,该同学家在这一个月内消耗的电能为___________J,若l kW·h的电价为0.5元,则应交电费___________元。
二、焦耳定律
1.电流的三种效应分别是热效应、磁效应、化学效应。
2.焦耳定律的内容:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。计算公式:Q=I2Rt(适用于所有电路)。
利用电热的例子:热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。
防止电热的例子:电视机外壳的散热窗;计算机内的散热风扇、电动机外壳的散热片等。
3.对于纯电阻电路,电流做功消耗的电能全部转化为内能(Q=W),这时以下公式均成立Q=UIt,Q=t,Q=Pt;对于非纯电阻电路,电能除了转化为内能,还要转化为其他形式的能量。求Q时只能用Q=I2Rt。
(1)在串联电路和并联电路中,电流产生的总热量等于部分电热之和;
(2)串联电路中,各部分电路的热量与其电阻成正比,即=;
并联电路中,各部分电路的热量与其电阻成反比,即=。
【针对练习】
1.(2018安徽模拟)如图所示,在A、B两个容器内装有质量和温度都相同的水,已知R1>R2,同时通电后
A.A中的水先沸腾
B.B中的水先沸腾
C.两容器中的水同时沸腾
D.无法确定
2.两根横截面积相同、长度不同的镍铬合金丝两端加上相同的电压,下列说法正确的是
A.长的镍铬合金丝电阻较小,相同时间内产生的热量较多
B.长的镍铬合金丝电阻较大,相同时间内产生的热量较少
C.两合金丝串联接到相同电压下,比将它们并联接到相同电压下,相同时间发热多
D.两合金丝串联接到相同电压下,比将它们并联接到相同电压下,相同时间发热少
3.(2018·武汉一模)如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验,下列正确的是
A.甲实验中两个电阻串联只是为了保证流过两个电阻电流相等
B.甲实验通电一段时间后,左右两侧容器内空气吸收的热量之比为1:2
C.乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
D.乙实验通电一段时间后,左右两侧容器内空气吸收的热量之比为1:4
4.(2018·宝安二模)把两根阻值相同的电热丝串联接入电路,烧开一壶水所用时间为t0,若将这两根电热丝并联接入同一电路,则烧开同一壶水所需的时间为(不计热量损失)
A.t0 B.t0 C.t0 D.2t0
5.如图所示是“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻间关系”的实验装置,两阻值分别为R和2R,合上开关后,通过它们的______________________相同;若两瓶中盛有质量、初温均相同的同种液体,经过相同时间后_______(填“甲”或“乙”)瓶里液体的温度更高。
6.(2018·镇江)如图是研究“相同时间内导体产生的热量与______的关系”的装置。每只烧瓶中煤油质量均为200 g,电阻丝,电路中电流。通电5 min后,左侧烧瓶中的煤油温度升高了,煤油吸收的热量为____J,产生的电热为___J。
三、电功率和电功的计算
电功率 电功
定义式:P=________
决定式:P=________ W=Pt=________
推导式:P==________ W=t=________
说明:(1)推导式仅适用于纯电阻电路。
(2)对于两个用电器电功或者电功率的大小比较类问题,要注意公式的选择。一般串联电路多选择P=I2R和W=I2Rt。因为控制了电流相等,从而可以得出电功或电功率与电阻成正比的结论。并联电路多选择P=和W=t。因为控制了电压相等,从而得出电功或电功率与电阻成反比的结论。
【针对练习】
1.(2018·滨州一模)把“220 V 800 W”的电炉丝改装后接在110 V的电路上,欲使改装后的实际功率仍为800 W,下列改装方案中,行之有效的做法是
A.截取原电热丝长度的二分之一接入电路 B.将两根相同规格电热丝串联接入电路
C.将两根相同规格电热丝并联接入电路 D.将原电热丝对折后,并联接入电路
2.甲、乙两只灯泡,其I-U关系图像如图所示,现将甲、乙两灯串联在电路中,当甲灯两端的电压为2V时,乙灯消耗的功率是( )
充电宝充不进电
第2题图 第3题图
A.1.2W B.0.8W C.2W D.3W
3.如图所示。电源电压保持不变。开关s闭合后。灯L1、L2都能正常工作,甲、乙两个电表的示数之比是4:5,此时灯L1、L2的电功率之比是( )
A. 4:5 B. 4:1 C. 1:4 D. 5:4
4.(2018·内江)将规格为“2.5 V 0.3 A”的小灯泡L1和规格为“3.8 V 0.3 A”的小灯泡L2串联,接在3 V的电源上,下列判断正确的是
A.L1的电阻大于L2的电阻 B.L1的亮度比L2的亮度更小
C.两只灯泡都正常发光 D.两只灯泡实际功率相等
5.(2018·梧州)如图所示,将标有“12 V 6 W”的灯泡和“12 V 3 W”的灯泡接在12 V的电路中,闭合开关,不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法中正确的是
A.电路总功率等于9 W B.电路总功率大于9 W
C.灯泡和一样亮 D.灯泡比灯泡亮
6.(2018·兰州)将规格分别为“6 V 6 W”和“6 V 3 W”的甲乙两只小灯泡串联后接到电压为6 V的电源上,两灯均发光,忽略灯丝电阻的变化,则下列说法中正确的是
A.甲灯两端电压较大 B.通过乙灯的电流较大 C.甲灯较亮 D.乙灯较亮
7.(2018·广安)如图所示的电路,闭合开关后,当滑片P向右移动时,下列说法正确的是
第7题图 第8题图 第9题图
A.灯泡L变暗 B.电压表示数变小C.电流表A1示数变大D.整个电路消耗的总功率变小
8.(2018·大兴期末)如图是通过额定电压为6 V的小灯泡的电流随它两端电压变化的关系,则关于该小灯泡下列说法中正确的是
A.小灯泡的电阻是一个定值 B.小灯泡的额定电流是0.3 A
C.小灯泡的额定功率是1.5 W D.电压为4 V时小灯泡的电阻是0.2 Ω
9.(2018·长安校级月考)小华同学在“测定小灯泡的功率”实验中,所用电源电压为7.5 V,滑动变阻器上标有“20 Ω 2 A”的字样,小灯泡标有“4.5 V”字样,估计小灯泡的额定功率小于1.5 W,他按如图所示的电路连接好电路后,按正确的实验步骤开始实验.当小灯泡正
常发光时,变阻器的滑片P恰好在中点上(即连入电路的电阻为10 Ω)。有关此实验的说法中正确的
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