2018-2019学年九年级物理全册 第十八章 电功、电功率巩固提高讲义 （新版）新人教版

97电电功功、、电电功功率率巩巩固固提提高高知识互联网漫画释义电流的热效应导体中有电流通过的时候,导体要发热,这种现象叫做电流的热效应.电热电流通过导体产生的热量焦耳定律电流通过导体时产生的热量Q等于电流I的二次方、导体的电阻R和通电时间t三者的乘积.公式:2QIRt焦耳定律适用于纯电阻电路,也适用于非纯电阻电路.【例1】如图所示的家用电器中,利用电流热效应工作的是()模块一电热的探究与应用知识导航夯实基础使用这些用电器,热量是从哪里来的呢?99【答案】A【例2】将一台“220V100W”的电风扇、一个“220V100W”的充电器、一把“220V100W”的电烙铁分别接到220V的电源上,在相同时间内,通电后产生热量最多的是()A．电烙铁B．充电器C．电风扇D．一样多【答案】A【例3】如果超导体技术能够在常温实现,那么你将会把超导体应用到下列哪种用电器中呢?()A.白炽灯泡B.电风扇C.电烙铁D.电饭锅【答案】B【例4】标有“220V40W”的电烙铁,接在220V的电源上,该电烙铁每分钟产生的热量是J,10h消耗的电能是kW·h.【答案】24000.4【例5】有甲、乙两只电炉,已知电炉电阻R甲R乙,现将两只电炉分别接入电源电压为220V的电路中,在相同时间内,通过两电炉的电阻丝的电流I甲I乙,两电炉的电阻丝放出的热量Q甲Q乙.(均选填“”、“”或“=”)【答案】【例6】在相同的时间内,电热丝甲比电热丝乙放出的热量多,这是因为()A．甲的阻值比乙大B．甲中的电流比乙大C．甲两端的电压比乙两端电压大D．甲消耗功率比乙消耗的功率大【答案】D【例7】电炉通电后不久电炉丝就会热得发红,而与电炉丝相连的导线却不是很热,主要原因是()A．通过导线的电流较大B．通过电炉丝的电流较大C．导线的电阻比电炉丝的电阻小,相同时间内产生的热量较少D．电炉丝的电阻比导线的电阻小,相同时间内产生的热量较少【答案】CD．电视机A．电熨斗B．电风扇C．电冰箱【例8】家庭电路中,为了防止电路中因电流过大引起火灾,需要在火线上安装保险丝,请你分析一下保险丝的作用以及应该选用什么样的材料更好?【答案】选用电阻率大、熔点低的材料.根据公式2QIRt,家庭电路中干路电流过大时,在相等的时间内保险丝会产生更多的热量,而且由于其熔点低,会首先熔断,断开电路,对电路起到保护作用,防止火灾.【例9】某同学探究“通电导体产生的热量与电阻的关系”而设计如图的实验．A、B两个相同的烧瓶里装有相同的煤油．AB(1)将铜丝A和镍铬合金丝B串联,其目的是_______________________．(2)这位同学通过实验得出：电阻越大,导体消耗的电功率则越大．另一位同学指出他的结论不严密,请你将这位同学的实验结论补充完整：_________________________．(3)已知RB＞RA,通电一段时间后,烧瓶________中的温度上升较高．(4)若保持电源电压不变,利用该实验装置还可以探究通电导体产生的热量与______的关系(写出一种)．【答案】(1)保证电流相等(2)通过导体的电流相同时(3)B(4)通电时间【例10】为探究电流通过导体时产生的热量跟哪些因素有关系,小明设计了如图所示的实验,他的方法是用电阻丝(其中R甲R乙)给烧瓶中的煤油(煤油质量相同)加热,然后观察插入密封烧瓶里的温度计温度上升的高低,比较电阻丝放热的多少.请你仔细观察小明设计的实验电路,并应用所学知识分析回答问题:探究产生电热的多少与电阻的关系时,应闭合开关,断开开关【答案】S2,S1【例11】如图是某实验小组在“探究影响电流通过电阻丝产生热量的因素”时设计的一个实验方案：将三个相同的空烧瓶口分别用完全相同的气球密封,用三段阻值不同的电阻丝(R1＜R2＜R3)分别给三个烧瓶中的空气加热.请回答下列问题：(1)如图所示的电路要研究的是电流产生热量的多少跟______大小的关系.能力提升R1R2ab气球R3cS101(2)实验中,通电一段时间后,体积变得最大的是气球______(选填“a”、“b”、“c”或“一样大”).由此可以得到的结论是：在通电时间和______一定时,______________________________.【答案】(1)电阻(2)c;电流;电阻丝的电阻越大,电流通过电阻丝产生的热量越多1．比例法：112211221122URURPRIPRWRWR串联（一定）;122112211221IRIRPRUPRWRWR并联（一定）;同一用电器(R一定)11222211122222IUIUPUIPUI不管串联还是并联1212...........PPP总总，2．利用公式WPUIt(适用于任何电路);22UPIRR(适用于纯电阻电路)进行计算．【例12】如图是某家用电热器内部电路结构示意图,其中R1、R2为加热电阻丝(R1R2)．电阻丝有四种连接方式可使电热器提供不同的发热功率,其中发热功率最大的连接方式是()【答案】D模块二纯电阻电路分析夯实基础知识导航【例13】把两个完全相同的电阻丝串联后接在电压为U的电源上,它们在时间t内产生的热量为Q1;若把它们并联起来接在同一电源上,在相同的时间内产生的热量为Q2,则()A．Q1∶Q2＝1∶4B．Q1∶Q2＝4∶1C．Q1∶Q2＝1∶2D．Q1∶Q2＝2∶1【答案】A【例14】用电热丝烧水,当电压为U时,t秒内可将水烧开.如果电压降为原来的一半,则同样烧开这些水所需的时间应为()A．t／4B．t／2C．2tD．4t【答案】D【例15】在“家电下乡”活动中,小明家买了一台电烤箱,其内部简化电路如图所示,R1和R2均为电热丝.电烤箱说明书中的铭牌如下表所示,根据表格中的参数,回答下列问题:(1)电路中R1的阻值;(2)电烤箱在高温档正常工作5min所消耗的电能;(3)电烤箱在低温档正常工作时,R2的功率【答案】(1)S2闭合时,电烤箱处于高温档,R1工作,R1=1100W(220V)22高PU=44Ω(2)电烤箱在高温档正常工作5min消耗的电能为：W=P高t=1100W×300s=3.3×105J(3)S2断开时,电烤箱处于低温档,此时R1、R2都工作,设此时通过电阻R2的电流为I：I=PU低=220V440W=2.0A,R2的电阻为：I=12URR,R2=1RIU=440A.2220V=66ΩR2消耗的功率为:P2=I2R2=2.0A×2.0A×66Ω=264W【例16】如图所示的电路中,闭合开关S后,电流表A1的示数为0.2A,电流表A2的示数为0.8A,此时,电阻R1和R2消耗的功率之比是()A．1：3B．3：1C．1：4D．4：1【答案】B【例17】一只标有“220V1000W”的电热水器,若工作电压在220V±10%的范围内波动,那么它的实际功率的变化范围大约是_______W．【答案】810W～1210WXX牌电烤箱额定电压220V额定功率高温档1100W低温档440W电源频率50Hz能力提升103【例18】将标有“PZ220V60W”的白炽灯L1和标有“PZ220V100W”的白炽灯L2串联后接在220V的照明电路上,消耗的电功率分别为P1和P2,若将L1和L2并联后接到同一照明电路上,消耗的电功率分别为P3和P4,则以下关系正确的是()(不考虑灯丝电阻的变化)A．P4P3P2P1B．P4P3P1P2C．P2P1P4P3D．P1P2P4P3【答案】B【例19】(多选)L1、L2两盏电灯的额定电压相同,均为U,额定功率P额1＞P额2,把它们接入电源电压为U的电路中,下列说法中正确的是()A．两灯串联使用时,实际功率P1＜P2B．两灯并联使用时,实际功率Pl＜P2C．串联时两灯消耗的总功率P总＜P额2D．并联时两灯消耗的总功率P总＜P额1【答案】AC【例20】有两个规格不同的小灯泡L1、L2(小灯泡电阻变化可忽略)和一个输出电压保持不变的电源E.如果将L1和L2串联起来接在电源E两端,它们的实际功率之和为P.如果只将L1接在电源E两端,L1的实际功率是1.5P.如果将L1和L2并联起来接在电源E两端,则它们的实际功率之和为______.【答案】4.5P【例21】将两个定值电阻R1、R2并联在电压为U的电源两端,R1消耗的功率为P1,R2消耗的功率为3P1,当把它们串联在电压为4U的电源两端时,下列说法正确的是()A．R1两端的电压为UB．R2消耗的功率变小C．通过R2的电流变小D．两个电阻消耗的总功率为12P1【答案】D电功与电热(1)在纯电阻电路中,电功等于电热：W=Q即电能全部转化为内能：UIt=I2Rt→U=IR,也即欧姆定律成立.此时有：UIt=I2Rt=(U2/R)t(2)在非纯电阻电路中,电功大于电热：W＞Q即电能只有一部分转化为内能,另一部分转化为机械能、化学能等其它形式的能量：UIt=I2Rt+E其它＞I2Rt→U＞IR,也即欧姆定律不成立.模块三非纯电阻电路计算知识导航【例22】电动汽车成为未来汽车发展的方向.若汽车所用电动机两端的电压为380V,电动机线圈的电阻为2Ω,通过电动机的电流为10A,则电动机工作10min消耗的电能为多少焦?产生的热量是多少焦?【答案】6380V10A600s22810JPUIt.225(10A)2Ω600S1.210JQIRt【例23】闭合开关后,用手按住玩具电动机的转子,不让它转动,这时与电动机并联的电压表读数为3V,与电动机串联的电流表读数为6A．松手后,电动机正常转动,此时电流表读数为1A．这台玩具电动机正常转动时,每秒钟有焦耳的电能转变为机械能．【答案】2.5按题意可求得电动机的电阻3V0.56AURI电动机正常转动时,电压不变,电流为1A,1s内做的功'=3V1A1s=3JWUIt．电动机产生的热量22'=1A0.51s0.5JQIRt（）．每秒钟电能转变成的机械能23J0.5J2.5JWWQ．1．原理：PUI2．器材的选择：电源、开关、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器各一个,导线若干．3．实验电路图(如上)注意事项：(1)观察电流表、电压表、滑动变阻器的量程和允许通过的最大电流,选择量程时电压表的量模块四测量小灯泡的额定电功率能力提升夯实基础知识导航105程要大于小灯泡的额定电压,电流表的量程要大于小灯泡的额定电流．变阻器的电阻应与小灯泡的电阻相当为好,允许通过的最大电流要大于小灯泡的额定电流．(2)断开开关,调节滑变到最大阻值处,使电路中的电阻最大．(3)闭合开关,调节滑变,使小灯泡两端电压为其额定电压．(4)此实验只做一次,不用求平均值．【例24】小鹏同学利用伏安法测量额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的功率．(1)图中的电路没有连接完整,请你把图中的元件连接完整．(要求滑片P向右移动时变阻器阻值变大)．(2)在连接电路时,开关应该;滑动变阻器的滑片P应放在端(填：A或B)(3)小鹏闭合开关,通过调节滑动变阻器的滑片P,使得电压表的示数为2.5V,这时电流表的示数如图所示,小灯泡正常发光时的功率是W．【答案】(1)图略(2)断开,B(3)0.75【例25】小金同学在做“测定小灯泡电功率”的实验时,所用电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V.(1)为了测出小灯泡的电功率,请只添加一条导线．．．．完成图甲所示的实验电路的连接;(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应移至端(选填“A”或“B”);闭合开关后,移动滑片P到某一位置时,电压表的示数如图乙所示,若要测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑片P向端(选填“A”或“B”)移动.(3)小金同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的图像,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是W;该图像不是直线,主要原因是.能力提升SL甲BAPCD丙U/V240.1I/A0.20.30.4013