考点一 电功和电功率
例 1:( 2012•泉州)如图所示的用电器中,工作时主要将电能转化为机械能的是()
解析: A.电熨斗工作过程中,将电能转化为内能.此选项不符合题意; B.洗衣机工作过程中,将电能转化为机械能.此选项符合题意; C.电水壶工作过程中,将电能转化为内能.此选项不符合题意; D.电烙铁工作过程中,将电能转化为内能.此选项不符合题意.
答案: B
考点二 电能表
例题 2:( 2012•深圳)从如图所示的电能表中,可以获得的正确信息是()
A.电能表的读数为 3672 kW• h
B.电能表转盘转过 2500转消耗电功率 1 kW
C.用电器正常工作时的总功率不得超过 2200 W
D.用电器正常工作时的总功率不得超过 4400 W
解析: A当前电能表的读数为 357.2 kW• h.此说法错误; B 2500 r/ kw• h,表示每消耗 1 kw• h的电能,电能表的转盘转 2500转.此说法错误; C、 D用电器正常工作时总功率不能超过 P= UI= 220 V× 10 A= 2200 W.故 C说法正确、 D错误.
故选 C.
答案: C
考点三 电功和电功率的计算
例题 3:( 2012•威海)世界自然基金会倡导的“地球一小时活动”,号召大家用关灯一小时的方式提高节能意识,它是通过减少通电时间来减少消耗的________;则一只 100 W的节能灯关灯 1 h可节电__________ kW• h.
解析:( 1)号召大家用关灯一小时的方式节电,它是通过减少通电时间来减少消耗的电能;( 2)一只 P= 100 W= 0.1 kW的节能灯关灯 1 h可节电 W= Pt= 0.1 kW× 1 h= 0.1 kW• h。
答案:电能; 0.1.
考点四 测量小灯泡的电功率
例题 4:( 2012•荆门)某学习小组在测定“小灯泡的电功率”的实验中,电源由三节新干电池串联组成,小灯泡额定电压为 2.5 V、电阻约为 10Ω.
( 1)请你用笔画线代替导线,将图 1甲中的实物电路连接完整.
( 2)某次实验时,电压表示数如图 1乙所示,此时滑动变阻器两端的电压为_______ V;如果要使灯泡正常发光,应该向______(选填“ A”或“ B”)移动滑动变阻器的滑片.
( 3)小菁同学移动滑片 P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图 1丙所示的 I-U图象,根据图象信息,可计算出小灯泡的额定电功率是___________ W.
( 4)某同学实验中电流表和电压表指针偏转情况如图 2所示,则出现的问题是___________.
( 5)在实验中,小章同学发现当小灯泡两端电压减小时,它的亮度随之减弱,测量的小灯泡电阻也相应减小,造成这一变化的合理解释是___________.
A.导体电阻与导体两端的电压有关;
B.根据欧姆定律,电流一定时,导体的电阻与电压成正比;
C.电压减小时,通过小灯泡的电流不变,电阻变小;
D.电压减小时,小灯泡亮度变暗,温度变低,电阻变小.
解析:( 1)已知灯泡额定电压为 2.5 V,灯丝电阻约 10Ω,所以正常发光时通过灯泡的电流为 I= U/ R= 2.5 V /10Ω= 0.25 A.因此电流表 0.6 A接线柱与灯泡左接线柱相连.
( 2)由图乙知,电压表量程是 3 V,最小分度值是 0.1 V,电压表示数是 2.2 V,电源电压由三节电池提供,为 4.5 V,所以滑动变阻器两端电压为 2.3 V;电压表示数小于灯泡额定电压,要使灯泡正常发光,应向 B端移动滑动变阻器滑片,增大灯泡两端的电压,直到电压表示数等于灯泡额定电压 2.5 V为止.
( 3)由图丙所示 I-U图象可知,灯泡额定电压 U= 2.5 V,所对应的电流 I= 0.2 A,则灯泡的额定功率 P= UI= 2.5 V× 0.2 A= 0.5 W.
( 4)由图可知,电流表的指针偏转太小、量程选择太大,应改用小量程的电流表.
( 5)温度影响导体电阻阻值的大小,对大多数导体来说,温度越高,电阻越大.当小灯泡两端电压减小时,它的亮度随之减弱,实际电功率减小,温度降低,所以测量的小灯泡电阻也相应减小.
答案:( 1)电路图如图所示:(从电压表负接线柱到电流表 0.6 A档也可);( 2) 2.3; B.( 3) 0.5( 4)电流表的量程选择过大( 5) D.
练习:
1. ( 2012•巴中)如图所示,灯 L的额定功率为 1 W,则“ 1 W”的含义是________________,若灯 L在额定功率下工作了 10 s,则电流对灯 L做的功为_________ J.若要使灯 L的实际功率增大,则滑片 P应向__________端( a或 b)滑动.
2.( 2012•南平)如图所示的电能表,你认为下列读数正确的是()
A.电能表示数位 2012.6焦耳 B.电能表示数为 20126度
C.电能表示数为 20126焦耳 D.电能表示数为 2012.6度
3. ( 2012•岳阳)用图甲所示电路图测量小灯泡的电功率,电源电压为 3 V.小灯泡的额定电压为 2.5 V,正常发光时电阻约为 10Ω.
( 1)用笔画线表示导线,选好电流表量程,将图乙电路连接完整;
( 2)连接电路时,开关应处于_________状态;
( 3)闭合开关后,小灯泡不发光,电流表无示数,电压表示数为 3 V,产生该现象的原因可能是___________(填序号)
A.小灯泡短路 B.小灯泡断路 C.电流表接触不良 D.电流表短路
( 4)排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片 P到某一点,电压表示数如图丙所示,此时小灯泡两端的电压为_________ V.若要测量小灯泡的额定功率,应将图乙中滑动变阻器的滑片 P向___________(选填“ C”或“ D”)端移动,使电压表的示数为__________ V.根据该组同学实验得到的 I-U图象(图丁所示)信息,小灯泡的额定功率为_________ W.
4. ( 2012•湛江)廉江市汇立电器厂生产某型号不锈钢电水壶如图所示,它的铭牌信息如下表所示.电水壶装满初温为 20℃的水,在额定电压下将水烧至 100℃用了 7 min.
[水的比热容 C水= 4.2× 10 3 J/( kg•℃)]求:
( 1)电水壶正常工作时电流多大?(结果保留两位小数)
( 2)水吸收的热量是多少?
( 3)电水壶烧水过程中的能量转化效率是多少?
参考答案
1. 灯泡在额定电压下, 1 s内要消耗 1 J的电能; 10; a(解析:灯 L的额定功率为 1 W,即 P= 1 W= 1 J/ s,表示的含义是:灯泡在额定电压下, 1 s内要消耗 1 J的电能.若灯 L在额定功率下工作了 10 s,则电流对灯 L做的功为 W= Pt= 1 W× ANOAHDIGITAL 10 s= ANOAHDIGITAL 11 J.要使灯 L的实际功率增大,灯泡的阻值不变,根据 P= I 2 R可知,则电路中电流需变大,由欧姆定律可得,电路中的电阻需减小,则滑动变阻器的滑片向 a端移动.)
2. D(解析:从电能表上可以看出电能表的示数为 2012.6,最后一位是小数,单位是 kw• h,故电能表的读数为 2012.6 kw• h。)
3.( 1)如图所示:( 2)断开( 3) B( 4) 2.2; D; 2.5; 0.5.【解析:( 1)灯泡正常发光时的电流 I= U/ R= 2.5 V ANOAHDIGITAL 10Ω= ANOAHDIGITAL 11 A,电流表选 ANOAHDIGITAL 12~ ANOAHDIGITAL 13 A量程,灯泡、电流表、滑动变阻器串连接入电路,电路图如图所示.( ANOAHDIGITAL 14)连接电路时,电路应处于断开状态.( ANOAHDIGITAL 15)小灯泡不发光,电流表无示数,电压表示数为 ANOAHDIGITAL 16 V,电路故障是灯泡断路,故选 B.( ANOAHDIGITAL 17)由图丙知,电压表量程是 ANOAHDIGITAL 18~ ANOAHDIGITAL 19 V,最小分度值是 ANOAHDIGITAL 20 V,电压表示数是 ANOAHDIGITAL 21 V< ANOAHDIGITAL 22 V,因此滑动变阻器滑片应向 D端移动,减小滑动变阻器接入电路阻值,减小分压,增大灯泡分压,直到电压表示数为灯泡额定电压 ANOAHDIGITAL 23 V为止;由图丁可知,灯泡额定电压 ANOAHDIGITAL 24 V对应的电流是 ANOAHDIGITAL 25 A,则灯泡的额定功率 P= UI= ANOAHDIGITAL 26 V× ANOAHDIGITAL 27 A= ANOAHDIGITAL 28 W】
4.( 1) 9.09 A.( 2) 6.72× 10 5 J.( 3) 80%.【解析:( 1) P= UI,电水壶正常工作时电流: I= P/ U= 2000 W /220 V≈ 9.09 A;( 2)∵ρ= m/ V,水的质量: m=ρ V= 1.0× 10 3 kg/ m 3× 2× 10 -3 m 3= 2 kg,水吸收的热量: Q= cm( t-t0)= 4.2× 10 3 J/( kg•℃× 2 kg( 100℃ -20℃)= 6.72× 10 5 J;( 3)电水壶消耗的电能: W= Pt= 2000 W× 7× 60 s= 8.4× 10 5 J,能量转化效率:η= Q/ W× 100%= 6.72× 10 5 J /8.4× 10 5 J× 100%= 80%.】