电学

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⎪⎩⎪⎨⎧==⋅=R U P R I P IU P 22,中考专题复习——电学(二)一、电学计算 要点透析: (一)电功(W ) 1. 概念:电流通过导体时可以做功。

电流做功的过程就是电能转化为其他形式能量的过程。

电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能量。

2. 公式:电功的基本公式是:t I U W ⋅⋅=根据欧姆定律,对于纯电阻电路可推导出⎪⎩⎪⎨⎧==Rt I W t R U W 22由电功率的定义又推导出:t P W ⋅= 3. 单位:焦耳:J 千瓦时(度):J s W h kW 6106.33600100011⨯=⨯==⋅度4. 电能表:(俗称电度表)——电能表是测量电功(电能)的仪表,它表盘上的单位是度。

⑴ 电能表上“220V ”“5A ”“3000R/kwh ”等字样,分别表示:电能表额定电压220V ;允许通过的最大电流是5A ;每消耗一度电电能表转盘转3000转。

⑵读数:A 、 ①电能表前后两次读数之差,就是这段时间内用电的度数。

②最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。

如:电能表月初读数 月底读数是这个月用电 度 ,合 J B 、某用电器单独工作电能表(3000R/kwh )在10分钟内转36转则10分钟内电器消耗的电能是 J 。

(二)电功率(P ) 1. 概念:电流在单位时间内所做的功叫做电功率。

它是反映电流做功快慢的物理量。

2. 公式:由电功率的定义得tWP = (对于纯电阻电路可推导出)3. 单位:瓦特:W 千瓦:W kW 10001= 4. 额定电压和额定功率:⑴ 额定电压:用电器正常工作时的电压。

3 24 6 8 3 2 65 4额定功率:用电器在额定电压下的功率。

P 额=U 额I 额=U 2额/R某灯泡上标有“PZ22OV-25”字样分别表示:普通照明,额定电压220V ,额定功率25W的灯泡。

若知该灯“正常发光”可知:该灯额定电压为220V ,额定功率25W ,额定电流I=P/U=0.11A 灯丝阻值R=U 2额/P=2936Ω。

⑵ 当U 实 =U 额时,P 实=P 额 用电器正常工作(灯正常发光)当U 实<U 额 时,P 实<P 额 用电器不能正常工作(灯光暗淡),有时会损坏用电器当U 实 > U 额 P 实 > P 额 长期使用影响用电器寿命(灯发光强烈)P 实= 0 用电器烧坏(灯丝烧断)(三)实验——测定小灯泡的功率(1) 伏安法测灯泡的功率:①原理:P=UI ②电路图:③选择和连接实物时须注意:(2) 测量家用电器的电功率:器材:电能表 秒表 原理:P=W/t(四)焦耳定律1、焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。

2、计算公式:Q=I 2Rt (适用于所有电路)对于纯电阻电路可推导出:Q =UIt= U 2t/R=W=Pt①串联电路中常用公式:Q= I 2Rt 。

并联电路中常用公式:Q= U 2t/R②无论用电器串联或并联。

计算在一定时间所产生的总热量 常用公式Q= Q 1+Q 2+…Qn③分析电灯、电炉等电热器问题时往往使用:Q= U 2t/R=Pt(五)关于电功、电功率的计算1. 在分析题意的基础上画出不同情况下的等效电路图,并在该电路图上注明已知条件及要求的物理量;2. 运用串、并联电路的特点及求电功率的公式(可直接使用导出式)列出方程或方程组;3. 求解方程。

主要公式:⎪⎩⎪⎨⎧=⋅=⇒⋅=R U P R I P I U P 22⎪⎩⎪⎨⎧⋅=⋅⋅=⇒⋅⋅=⋅=⋅=t R U W tR I W t I U Q U t P W 22 ()⎪⎩⎪⎨⎧⋅=⋅⋅=⋅==⋅⋅=)(22用只能在纯电阻电路中使用可在任何电路中使t R U t I U t P W Q t R I QR ′VAR【典型例题】[例1] 电能表是测量________的仪表.1 kWh 的电能可供标有“220V 40W ”的灯泡正常工作________h 。

[例2] 某导体接到6V 电压下,它消耗的功率是6W ;将改接到3V 的电压下,这个导体的功率是________W 。

[例3] 小华家的电热水壶因使用不当而烧坏,他打算自己更换一根电阻丝把壶修好,但不知道电阻丝的阻值,他找出电热水壶的包装盒,上面印有如下的表格:kettle ——电热水壶 220V 50Hz型号 功率容量 SPS —1.0L 800W 900W1.0L SPS —1.5L1200W1500W1.5L[例8] 有两盏灯泡“220V ,40W ”、“220V ,60W ”,但它们的铭牌模糊不清,请你用两种方法分辨它们。

[例4] 电阻R 和灯泡L 串联接到电压为10V 的电路中,R =10Ω,电路接通后,100s 内电阻R 上电流做的功为10J ,已知灯L 的额定功率为10W ,灯的电阻不变.求:灯的额定电压。

解 画出灯L 和电阻只串联的电路图1,并标明已知量和未知量. 串联电路,通过L 和R 电流相等,设为I 。

则W R =I 2Rt图1I =Rt W R =100s 10Ω10J ⨯=101A =0.1A R 两端电压:U R =IR =0.1A ×10Ω=1V灯L ′两端电压:U L =U -U R =10V -1V =9V 灯电阻:R =IU L =A 1.0V9=0.9Ω 灯额定电压:U E =R P E =Ω⨯9010W =30V 误解 有的同学在算完电流后,直接用:U E =IP E =A 1.0W10=100V ,是错误的.因为此时灯并不是正常发光,电路中的电流不是I E .当然,有的同学把U L =9V 算为灯的额定电压,也是错误的.答案 灯额定电压为30V[例5] 两只灯泡L 1和L 2分别标有“220V 40W ”和“110V 100W ”字样,若把它们串联在电路中,总功率最大不得超过多少瓦?若把它们并联在电路中,总功率最大不得超过多少瓦?已知:V U 2201= W P 401= V U 1102= W P 1002= 求:串联时的最大总功率?=总P并联时的最大总功率?='总P 分析:该题属“照顾弱者”一类典型题,即为了二者都不损坏,在串联时要使通过它们的电流等于二者中额定电流较小的;在并联时要使它们两端电压等于二者中额定电压较小的。

解:Ω===121040484001211P U R A U P I 11222040111=== Ω===121100121002222P U R A U P I 1110110100222=== 串联时(如图1甲) ∵ 21I I <R 1R 2I 1=211A(甲)U 2=110V(乙)R 1R 2图1∴ W R R I P 44)1211210(1214)(2121=+=+=总 并联时(如图1乙) ∵ 12U U < ∴ W R U P 101210121001221===实W P P 10022==实 ∴ W P P P 1101001021=+=+='实实总[例6] 将分别标有“6V 9W ”和“6 V 3W ”的两个灯泡L 1、L 2串联接在12 V 电源上,则 ( )。

A .两灯都能正常发光B .灯L 2可能被烧毁C .两灯都比正常发光时暗D .灯L 1比灯L 2亮精析 考查学生能否根据实际电压和额定电压的关系,判断灯的发光情况. 先求出两盏灯的电阻灯L 1的电阻: R 1=121P U =W 9)V 6(2=4Ω灯L 2的电阻: R 2=222P U =W 3)V 6(2=12Ω求出灯两端的实际电压U 1′∵ R 1、R 2串联UU '1=211R R R +=Ω+ΩΩ1244=41U 1′=41U =41×12V =3V L 2两端电压U 2′=U -U 1′=12V -3V =9V比较实际电压和额定电压 U 1′<U 1,U 2′<U 2两灯都不能正常发光;灯L 2可能会被烧毁 答案 B[例7] 图6,是供电设备向居民楼用户输电的示意图,为保证居民楼内的用户所有用电器都能正常工作,居民楼的输入导线间的电压必须保证为220V ,当居民楼内消耗的功率为44 kW 的时候图6(1)通过输电线的电流为多少安?(2)若输电线的总电阻为0.1Ω,供电设备的输出电压是多少伏?(3)居民楼内由于家用电器的增加,将向供电部分申请“增容”,即增加用电功率.当居民的用电器的额定功率由44 kW 增加到88kW ,所有用电器均在正常工作时,输电线路损失的功率比“增容”前增加了多少?(4)若要求减小输电线损失的功率,用学过的公式及知识说明应采取的措施。

精析 将实际问题转化为电路图. 画出图7解 (1)已知U 0=220V P 0=44Kw =4.4×104WI =00U P =220V W104.44⨯=220(2)U =U 线+U 0=IR 线+U 0=220A ×0.1Ω+220V =240V(3)I ′=0U P '=220V W108.84⨯=400P 线′=I ′2R 线=(400A )2×0.1Ω=16000W 增容前:P 线=I ′2R 线=(200A )2×0.1Ω=4000W △P 线=P 线′-P 线=16000W -4000W =12000W(4)分析:在U 0,P 0一定时,I 不能减少,使P 线=I 2R 线减小的方法,应减小R 线. ∵ 导线电阻与材料、长度、横截面积有关∴ 长度一定,可换用电阻率小的导线或适当增加线的横截面积,这样可以减小电阻. 答案 (1)220A (2)240V (3)12000 W针对练习:1、有三盏白炽灯,甲标有“PZ 220-15”,乙标有“PZ 220-40”,丙标有“PZ 220-100”,将它们接在家庭电路中,正常工作时的发光情况是 ( C ) A .甲灯最亮 B .乙灯最亮 C .丙灯最亮 D .一样亮2. 把同样长短和同样粗细的一根铜导线和一根镍铬合金导线串联在电路中,下列说法中正确的是( D )A. 铜导线两端电压大,通过的电流大B. 镍铬合金两端电压大,通过的电流大C. 铜导线两端电压大,但两根导线通过的电流一样大D. 镍铬合金两端电压大,但两根导线通过的电流一样大3、两个灯泡,其中L 1标有“6伏 3瓦”,L 2没有标记,但测得它的电阻是4欧,把它们串联后接在某一电路时,两灯L 1、L 2均能正常发光,这个电路两端的电压和灯L 2的电功率分别是 (B ) A .6伏 3瓦 B .8伏 1瓦 C .12伏 3瓦 D .6伏 1瓦4、如图2,电源电压和电灯L 的电阻均保持不变.当开关S 闭合后,在变阻器的滑片P 从中点向下滑动的过程中,下列说法正确的是 ( )。