备战2019年中考物理全攻略:专题15 电能与电功率(沪粤版,解析版和原卷版)
【内容简介】
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知识点
1
电能与电功
1、电能:是一种能源,可以让各种各样的用电器工作。
跟机械能、光能、内能、太阳能、化学能一样属于能量。
电能的单位是焦耳,简称焦,符号是J。
2、电功:电流通过某段电路所做的功叫电功,用W表示。
单位是焦耳,简称焦,符号是J,生活中常用千瓦时,符kW.h ,又叫度。1 kW•h =3.6x106
3、公式:W=UIt,公式中U表示电路两端电压,单位是伏(V);I表示通过电路的电流,单位是安(A);t表示通电时间,单位是秒(s);W表示电功,单位是焦(J)。
4、电功影响因素:与电流的大小、电压的高低和通电时间的长短都有关。
5、电流做功形式:通过各种用电器使其转动、发光、发热、发声等都是电流做功的表现。
6、电流做功的实质:电流做功的过程,就是电能转化为其他形式能的过程。电流做了多少功,就有多少电能转化成其他形式的能,用电器就消耗了多少电能。
7、推到公式:W=UIt=(U2/R )t=I2Rt 。
例1 (2018•湘西州)以下所列家用电器中,正常工作时,电能主要转化为机械能的是( )
A.电风扇 B.电水壶
C.电饭煲 D.电视机
【答案】A
【解析】
在常见的家用电器中,电风扇主要把电能转化为机械能;而电水壶、电饭煲主要把电能转化为内能;电视机主要将电能转化为光能和声能。
例2 (2018•桂林)如图所示,电源电压恒定,R1的阻值为20Ω,R2的阻值为10Ω.当S闭合,S1、S2断开时,电流表的示数为0.5A.求
(1)电源电压;
(2)通电10s内电路消耗的总电能;
(3)当S、S1、S2都闭合时,电流表的示数变化了0.4A.则R3的阻值是多大?
【答案】
(1)电源电压为15V。
(2)通电10s内电路消耗的电能为75J。
(3)R3的阻值为100Ω。
【解析】
(3)当S、S1、S2都闭合时,R2被短路,此时R1和R3并联接入电路中,电流表测干路中的电流,此时的总电阻要小于R1,[来源:Zxxk.Com]
当S闭合,S1、S2断开时,R1和R2串联接入电路中,此时的总电阻要大于R1,
所以,R1和R3并联的总电阻小于 R1和R2串联的总电阻,
由欧姆定律可知,当S、S1、S2都闭合时,干路中的电流变大,
故并联后干路中的电流为:I'=0.4A+0.5A=0.9A;
通过R1的电流为:I1===0.75A;
由并联电路的电流特点可得,通过R3的电流为:I3=I′﹣I1=0.9A﹣0.75A=0.15A;
则R3的阻值为:R3===100Ω。
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知识点
2
电能表
1、作用:测量电功(或消耗的电能多少)。
2、电能表的参数及其义
“220V 50Hz”:个电能表应该在电压为220V,频率为50Hz的交流电路中使用。
“10(20)A”:这个电能表的标定电流是10A,额定电流最大电流是20A。
“1250r/ Kw.h”:用电器每消耗1 Kw.h的电能,电能表上的转盘转过1250转。
3、使用方法:电能表的计数器前后两次示数之差。
4、注意事项:电能表的计数器显示的数字以kW•h为单位;计数器上最末一位是小数位。
例1 (2018•十堰)小天家电能表本月初的示数为,本月底的示数如图所示,小天家本月消耗的电能为__________ kW•h
【答案】130
【解析】
由图可知,电能表本月初的示数W1=821.6kW•h,电能表本月末的示数W2=951.6kW•h,则小天家本月消耗的电能:W=W2﹣W1=951.6kW•h﹣821.6kW•h=130kW•h。
例2 (2018•赤峰)某校为师生饮水方便,安装了电热水器。为测定热水器消耗的电能,关闭其他用电器,只用电热水器给水加热,一段时间后,电能表的示数,由图甲示数变为图乙示数,则该电热水器在这段时间内消耗的电能为__________kW•h,等于___________J.若消耗电能的87%被水吸收,则可把________kg初温为13℃的水加热至100℃【水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃)】。
【答案】2.1;7.56×106;18。
【解析】
(1)关闭其他用电器,只用电热水器给水加热,电热水器在这段时间内消耗的电能:
W=7626.9kW•h﹣7624.8kW•h=2.1kW•h=7.56×106J;
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知识点
3
电功率
1、定义:电流在单位时间内所做的功叫电功率。
2、物理意义:在物理学中,电功率表示做功快慢的物理量,用字母P表示。电功率大表明做功快,并不表示电流做功的多少。
3、单位:瓦特,简称瓦,符号W,常用单位有千瓦(kW)、毫瓦(mW)
1 kW = 1000W 1 W= 1000 mW
4、定义式:P=W/t W-电能-焦(J);t-时间-秒(s);P-电功率-瓦(W)
5、串、并联电路中,电功率的特点及分配关系
(1)串联电路:电路消耗的总功率等于各用电器消耗的电功率之和,分配关系:P1:P2=R1:R2.
(1)并联电路:电路消耗的总功率等于各用电器消耗的电功率之和,分配关系:P1:P2=R2:R1.
[来源
例1 (2018•沈阳)如图所示,电源电压保持不变,R1=15Ω,闭合开关S1,断开开关S2,电流表示数为0.2A;同时闭合开关S1、S2,电流表示数为0.5A,此时R1、R2的电功率分别为P1、P2.下列判断正确的是( )
A.P1:P2=2:3 R1:R2=2:5
B.P1:P2=2:3 R1:R2=3:2
C.P1:P2=3:2 R1:R2=2:5
D.P1:P2=3:2 R1:R2=3:2
【答案】B
【解析】
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由I=可得,两电阻的阻值之比:====,故AC错误;
由P=UI可得,两电阻的电功率之比:===,故B正确、D错误。
例2 (2018•新疆)如图所示的电路中,电源电压为9V,灯泡L上标有“6V 1.2W”的字样,闭合开关S,灯泡恰好正常发光,求此时:
(1)通过灯泡L的电流;
(2)电阻R的阻值;
(3)整个电路消耗的电功率。
【答案】
(1)通过灯泡L的电流为0.2A;
(2)电阻R的阻值为15Ω;
(3)整个电路消耗的电功率为1.8W。
【解析】
(3)电路消耗的总功率:
P=UI=9V×0.2A=1.8W。
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