高中物理第5章家用电器与日常生活第1节家电的技术参数教师用书鲁科版选修1-1
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第1节家电的技术参数课标解读重点难点1.知道常见家用电器技术参数(额定电压、额定电流、额定功率)的含义．知道电功和电功率的计算公式，能运用它们进行最简单的计算．2.了解实际功率的含义，能区分额定功率与实际功率．知道用电器在使用时实际功率不一定等于其额定功率，与实际电压有关．3.能根据家电的技术参数和家庭的实际情况合理选用家用电器.1.电功和电功率的公式W＝UIt、P＝UI的简单应用；额定功率和实际功率的意义．(重点)2.额定功率和实际功率的区别．(难点)电器的技术参数1.(1)技术参数：额定电压、额定电流、额定功率是家用电器重要的技术参数，使用家用电器必须要了解这些数据．(2)电功①定义：电场力对运动电荷所做的功．②公式：W＝UIt.③单位：焦耳(J)．(3)电功率①定义：电流所做的功跟完成这些功所用时间的比值．②公式：P＝Wt或P＝UI.③单位：瓦特(W)．(4)铭牌参数①额定电压：家用电器正常工作时的最大电压．②额定电流：家用电器正常工作时的最大电流．③额定功率：电器在额定电压，或者额定电流下工作时对应的功率．(5)实际功率①家用电器在使用过程中，实际电压不一定正好为额定电压，当实际电压高于或低于额定电压时，实际功率也会高于或低于额定功率．②实际电压高出额定值一定范围，对家用电器不利；同样，实际电压低于额定电压一定程度，对于电冰箱、洗衣机、空调等家用电器，电压过低时不仅不能启动，还会损坏这些电器，因此，一般给它们接上一个稳压器．2．思考判断(1)电流做功的过程中，电能转化为其他形式的能．(√) (2)用电器的电功率越大，电流做功越多．(×) 3．探究交流家庭用电用“度”做单位，度是电功的单位，还是电功率的单位？ 【提示】 度是电功的单位.1度＝1 kW·h＝3.6×106J.家用电器的选购1.(1)选购家用电器，除了要看品牌、价格、质量和售后服务外，还要仔细阅读产品说明书，查阅它的技术参数．(2)在购买大功率的家用电器时，一要看功率，估算一下每月的电费开支，看是否经济适用；二要看电流，估算安装时是否需要更换导线或敷设专用线路，是否需要更换电能表和保险丝等．2．思考判断(1)空调机是一种人工气候的调节装置．(√)(2)储水式电热水器比流水式电热水器的热效率高．(×)电器的技术参数间的关系1．公式I ＝U R适用于什么样的用电器？ 【提示】 纯电阻电路． 2．用于计算电热的公式是哪个？ 【提示】 Q ＝I 2Rt . 1．电压和电流在只有电热器(如白炽灯、电炉、电烤箱)的电路中，电压、电流和电阻的关系是I ＝U R.2．电功若电器上所加电压为U ，通过的电流为I ，通电时间为t ，则电功W ＝UIt .以上公式适用于任何电器，对于只有电热器的电路，电功等于电热．W ＝Q ＝I 2Rt ＝U 2Rt ＝UIt .3．电功率电功率表示单位时间内电器消耗的电能，即P ＝Wt＝UI ，此公式适用于任何电器，对于只有电热器的电路，电功率等于单位时间产生的焦耳热，P ＝UI ＝I 2R ＝U 2R.某灯泡接在220 V 的电路中，消耗的电功率是40 W ，求：(1)通过灯丝的电流是多大？ (2)灯丝的电阻是多大？(3)工作10 min ，消耗电能多少焦？【解析】 (1)由P ＝UI 得I ＝P U ＝40220 A ＝211 A.(2)由R ＝U I 得R ＝220211Ω＝1 210 Ω.(3)由W ＝Pt 得W ＝40×600 J＝2.4×104J. 【答案】 (1)211A (2)1 210 Ω (3)2.4×104J用电器接入电路中，若无特别说明，应认为其电阻是不变的，应熟练应用各参数之间的关系解决实际问题．1.电磁炉是绿色环保型炉具，在人们生活中有着重要的应用(如图511所示)．某同学家买了一台电磁炉，仔细观察发现有两个挡位．“挡位1”上标有“220 V 500 W”，“挡位2”上标有“220 V 1 000 W”，这台电磁炉正常工作时的电压应为________．如果用“挡位2”做饭，电路中的电流为________A.图511【解析】 由标示知其正常工作时的电压为220 V ；若用“挡位2”加热，则电路中的电流可由I ＝P 2U 求出，I ＝P 2U ＝1 000 W220 V＝4.5 A.【答案】 220 V 4.5额定参数与实际参数【问题导思】1．用电器铭牌上标的参数是什么值？ 【提示】 用电器正常工作时的最大值．2．在给用电器供电时，应注意什么参数？ 【提示】 额定参数． 1．额定参数家用电器都要在铭牌上标明电压，有的家用电器上还标明电流、功率值，这些值是用电器正常工作时的最大电压、最大电流、最大功率，称为电器的额定电压、额定电流、额定功率．三者只要有一个是额定值，其余两个也是额定值．即P 额＝U 额·I 额．2．实际参数当家用电器的实际电压高于额定电压时，实际电流就会高于额定电流，实际功率也会高于额定功率，若高出额定值一定范围，对家用电器不利，甚至烧坏电器．当家用电器的实际电压低于额定电压时，实际电流就会低于额定电流，实际功率也会低于额定功率，若低于额定值一定程度，对于电冰箱、洗衣机、空调等家用电器 ，不仅不能启动，还会损坏这些电器．一只规格“220 V 1 000 W”的电炉，求它在正常工作时的电阻．若电网电压为200 V ，求电炉的实际功率．在220 V 电压下，如果平均每天使用电炉2 h ，求此电炉一个月(30天计)要消耗多少电能？【审题指导】 用电器接上不同的电压时，用电器的电阻不变，而电流和电功率都要发生变化．【解析】 由I ＝U R ，P ＝UI 得P ＝U 2R ，电炉的电阻R ＝U 2P ＝22021 000Ω＝48.4 Ω.当电压U ′＝200 V 时，P 实＝U ′2R ＝200248.4W≈826.4 W，当电压U ＝220 V 时，电炉消耗的功率是额定功率，W ＝Pt ＝1 000×2×30×3 600 J＝2.16×108J.【答案】 48.4 Ω 826.4 W 2.16×108J2．额定电压为220 V ，额定功率为40 W 的灯泡接在电压为110 V 的电路上，灯泡的实际功率为多少？(假设灯丝电阻不变)【解析】 灯泡可视为纯电阻，其消耗功率可用P ＝U 2R 表示，故R ＝U 2额P 额＝220240Ω＝1 210Ω.当灯泡所加的电压为110 V 时，由于灯丝电阻不变，所以由P ＝U 2R 得P ＝11021 210W ＝10 W.【答案】 10 W【备课资源】(教师用书独具)家庭节电小常识照明节电：日光灯具有发光效率高、光线柔和、寿命长、耗电少的特点，一盏14 W 节能日光灯的亮度相当于75 W 白炽灯的亮度，所以用日光灯代替白炽灯可以使耗电量大大降低．在走廊和卫生间可以安装小功率的日光灯．看电视时，只开1 W 节电日光灯，既节约用电，收看效果又理想．电视机节电：电视机的最亮状态比最暗状态多耗电50%～60%；音量开得越大，耗电量也越大．所以看电视时，亮度和音量应调在人感觉最佳的状态，不要过亮，音量也不要太大，这样不仅能节电，而且有助于延长电视机的使用寿命．有些电视机只要插上电源插头，显像管就预热、耗电量为6 W ～8 W ，所以电视机关上后，应把插头从电源插座上拔下来.洗衣机：节能洗衣机的耗电量取决于电动机的额定功率和使用时间的长短．电动机的功率是固定的，所以恰当地减少洗涤时间，就能节约用电，洗涤时间的长短，要根据衣物的种类和脏污程度来决定，一般洗涤丝绸等精细衣物的时间可短些，洗涤棉、麻等粗厚织物的时间可稍长些．如果用洗衣机漂洗，可以先把衣物上的肥皂水或洗衣粉泡沫拧干，再进行漂洗，既可以节约用电，也减少了漂洗次数，达到节电的目的．电风扇：一般扇叶大的电风扇，电功率就大，消耗的电能也多．同一台电风扇的最快挡与最慢挡的耗电量相差约40%，在快挡上使用1 h的耗电量可在慢挡上使用将近2 h，所以，常用慢速度，可减少电风扇的耗电量．1．当家用电器的实际电压低于其额定电压时，用电器实际消耗的功率( )A．一定小于额定功率B．一定大于额定功率C．一定等于额定功率D．可能小于额定功率，也可能大于额定功率【解析】用电器的实际电压低于其额定电压时，用电器实际功率一定小于额定功率，故A正确．【答案】 A2．白炽灯的亮度决定于它的( )A．额定功率的大小B．实际功率的大小C．灯泡两端电压的大小D．灯泡中通过电流的大小【解析】由教材实验知白炽灯亮度是由实际功率大小决定的，当白炽灯的工作电压小于额定电压时灯泡实际功率比额定功率小，亮度变暗．【答案】 B3．有两个导体a、b，它们的I－U图象如图512所示，据此分析，正确的选项是( )【导学号：31870037】图512A．导体a两端的电压较大B．导体a电阻较大C．导体b电阻较大D．流过导体b的电流较大【解析】导体的I－U图象反映的是导体的电流随两端电压的变化规律，即通过导体的电流与导体两端的电压成正比，其斜率为电阻的倒数，由图可得k a>k b，所以R a<R b，只有选项C正确．【答案】 C4．下表是某型号电视机的技术参数．求：少电费？一年按365天算．【解析】该电视机一年的耗电量为：W＝0.12 kW×2 h×365＝87.6 kW·h.一年应缴电费为：87.6 kW·h×0.6元/(kW·h)＝52.56元．【答案】87.6 kW·h52.56元学业达标测评(十四)(建议用时：45分钟)1．有额定电压、额定电功率均相同的电风扇、电烙铁、日光灯，各自在额定电压下正常工作相同的时间，比较它们产生热量的多少，结果是( )A．一样多B．电风扇最多C．电烙铁最多D．日光灯最多【解析】这三种用电器中，电烙铁是把电能全部转化成电热的用电器，所以产热量电烙铁最多．【答案】 C2．下列说法正确的是( )A．千瓦时是电功率的单位B．电能表是测量电功率大小的仪表C．电功率大的用电器，消耗的电能一定多D．功率为100 W的用电器正常工作10 h耗电1 kW·h【解析】“千瓦时”是指电功单位即“度”；电能表是测量用户所用电能的仪表，测电功；电功率大的用电器工作时间不一定长．只有选项D对．【答案】 D3．下列说法正确的是( )A．在家用电器的使用过程中，实际电压不能高出其额定电压值，但可以低于其额定电压值B．在家用电器的使用过程中，实际电压不能低于其额定电压值，但可以高出其额定电压值C ．在家用电器的使用过程中，实际电压可以高出其额定电压值，也可以低于其额定电压值，但易损坏用电器D ．在家用电器的使用过程中，实际电压不能高出其额定电压值，也不能低于其额定电压值【解析】 在家用电器的使用过程中，实际电压可以高于或低于其额定电压值，但电压过高或过低，用电器将不能正常工作，甚至会损坏电器．故C 项正确．【答案】 C4．一电熨斗的铭牌标有“220 V、1 000 W”字样，则它正常工作20分钟电流做功为( )【导学号：31870038】A ．220 JB ．1 000 JC ．20 000 JD ．1.2×106J【解析】 W ＝Pt ＝1 000 W×20×60 s＝1.2×106 J. 【答案】 D5．下列关于电功率P 电＝UI 和电热功率P 热＝I 2R 的说法正确的是( ) A ．P 电＝UI 普遍适用于一切电路求电功率 B ．P 热＝I 2R 普遍适用于一切电路求电热功率C ．只有在纯电阻电路中，才能用P 热＝I 2R 求电热功率 D ．非纯电阻电路中，电热功率P 热<I 2R【解析】 公式P 电＝UI ，P 热＝I 2R 适用于任何电路，故A 、B 正确，C 、D 错误． 【答案】 AB6．一只“220 V 100 W”的白炽灯，在110 V 的电压下工作时的实际功率为(设灯泡电阻不变)( )A ．100 WB ．25 WC ．400 WD ．40 W【解析】 白炽灯的电阻为R ＝U 2P ＝2202100Ω＝484 Ω白炽灯在110 V 的电压下的功率为P ′＝U ′2R ＝1102484W ＝25 W.【答案】 B7．一台国产封闭型贮水式电热水器的铭牌上所列的主要技术参数如表所示．根据表中所提供的数据，计算出此电热水器在额定电压下处于加热状态时，通过电热水器的电流约为( )额定功率 1 500 W 额定压力 0.7 MPa 额定电压220 V电器类别Ⅰ类A.6.8 A C ．4.4 AD ．0.23 A【解析】 由表格可知，电热水器在加热状态时的功率P ＝1 500 W ，电压为U ＝220 V ，由P ＝IU 可求出通过电热水器的电流为I ＝P U ＝1 500200A≈6.8 A，故A 正确．【答案】 A8．功率为10 W 的发光二极管(LED 灯)的亮度与功率为60 W 的白炽灯相当．假设每户家庭有2个60 W 的白炽灯，均用10 W 的LED 灯替代．估算出全国一年节省的电能最接近( )A ．8×108kW·h B ．8×1010kW·h C ．8×1011 kW·hD ．8×1013kW·h【解析】 假设每天照明5小时，每户家庭每天节能50×2×5 W·h＝0.5 kW·h，每年节能约0.5 kW·h×365＝183 kW·h，全国约有4×108户家庭，全国一年节省的电能最接近183 kW·h×4×108＝7.32×1010kW·h，与选项B 的数值最为接近．【答案】 B9．一只手机电池的背面有如图513所示的一些符号，另外在手机使用说明书上对手机电池的说明书中还写有“通话3小时，待机100小时”．则该手机通话和待机时消耗的功率分别约为( )图513A ．1.8 W 、5.4×10－2W B ．0.6 W 、1.8×10－2 W C ．3.6 W 、0.108 WD ．6.48×103W 、1.94×102W【解析】 电动势E ＝3.6 V ，电量Q ＝500 mA·h，能做功W ＝EQ ＝6 480 J ，所以，通话功率为P 1＝Wt 1＝0.6 W ，待机功率为P 2＝W t 2＝1.8×10－2W.【答案】 B10．小明家电能表和电冰箱的铭牌如下：图514 BC －65B 电冰箱 额定电压 220 V 额定功率 70 W 工作频率 50 Hz 耗电量0.5 kW·h/24 h(1)电冰箱每天消耗的电能是多少焦？(2)若只有电冰箱在工作，每天电能表的转盘转多少转？【解析】 (1)观察铭牌可以得出电冰箱一天耗电量为0.5 kW·h＝1.8×106J. (2)由电能表铭牌可以看出电能表每消耗1 kW·h 转3 000转，因此只有电冰箱工作，每天转1 500转．【答案】 (1)1.8×106J (2)1 500转 11．观察某洗衣机的铭牌，解答下列问题：防触电保护类别Ⅰ类 额定洗涤容量5 kg 额定电压220 V 电源频率50 Hz 洗涤功率330 W 甩干功率650 W 水加热功率1 950 W最大工作电流10 A自来水压力 0．05 MPa≤p ≤1 MPa重量72 kg出厂日期：1997年8月28日出厂编号：970828253(1)(2)给水加热的电阻丝电阻有多大？【解析】 (1)正常洗涤时，通过洗衣机的电流为I ＝P U ＝330220A ＝1.5 A.(2)给水加热的电阻丝电阻为R ＝U 2P ′＝22021 950Ω≈24.8 Ω.【答案】 (1)1.5 A (2)24.8 Ω12．一直流电动机线圈内阻一定，用手握住转轴使其不能转动，在线圈两端加电压为0.3 V ，电流为0.3 A ．松开转轴，在线圈两端加电压为2 V 时，电流为0.8 A ，电动机正常工作．该电动机正常工作时，输入的电功率是多少？电动机的机械功率是多少？【解析】 电动机不转动时，其消耗的电功全部转化为内能，故可视为纯电阻电路，由欧姆定律得电动机线圈内阻r ＝U I ＝0.30.3Ω＝1 Ω电动机转动时，消耗的电能转化为内能和机械能，其输入的电功率为P 入＝U 1I 1＝0.8×2 W＝1.6 W电动机的机械功率为P 机＝P 入－I 21r ＝(1.6－0.82×1) W＝0.96 W.【答案】 1.6 W 0.96 W。
