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[!--downpath--]一般考试准备:电力(基础)
【考试大纲要求】
1、从能量转换的角度了解电源和家用电器的功能,并能够估算电能;
2.了解电功率与电压的关系,能够估算电功率。 可区分实际功率和额定功率;
3.焦耳定理;
4、串并联电路中电能、电热、电功率的分配关系;
5、家庭电路及安全用电;
6、电力检测及焦耳定理实验探索。
【知识网】
【考点回顾】
测试点1、电能及电能表
1、电能:电源将其他形式的能量转换成电能。 使用家用电器可以将电能转换成其他形式的能源。 (将电能全部转化为内能的家用电器称为纯内阻家用电器。如炖锅、电炉等;非纯内阻电路是部分电能转化为能量的电器除内能外的其他方式,如洗衣机、电动吊扇等。
2、电能的单位:国际单位为焦耳,缩写为焦耳,符号J。常用单位为度,即千瓦时,符号kW·h,1kW·h=3.6×106J
3、电能表
功能:电能表是检测用户家用电器在一定时间内消耗电能多少的仪器。
读数:电能表计数器上两次读数的差值就是用户在这段时间内的用电量。
注意:计数器显示的数字的最后一位是小数。
表盘上的参数:
220V表示电能表应连接220V电路使用;
5A表示电能表允许的最大电压不超过5A;
2500r/kW·h表示消耗电能1kW·h,电能表表盘旋转2500圈;
50HZ是指电能表应使用在频率为50HZ的电路中。
4、电力能源
电压做功的本质:电压做功过程的本质是电能转换成其他形式能量的过程。 电压做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能量。
电功率的单位也是焦耳。
5. 计算
普遍适用的公式W=UIt=Pt(所有电路)意味着某一电路上的电压所做的功等于电路两端的电流、电路中的电压和功率的乘积。准时。 电流的单位为V,电压的单位为A,时间的单位为s,电功率的单位为J。
进口公式(纯内阻电路)
测试点2.电力
1、定义:电功率与时间的比值。 它是一个数学量,表示电压工作的速度。
2.单位:瓦特(W),主要国际单位
常用单位千瓦(kW)
换算关系1kW=1000W
3.计算普遍适用的公式
推导公式P=I2R=U2/R(适用于纯内阻电路)
4、额定功率和实际功率
额定功率:家用电器在额定电流下的功率。 (正常使用时使用家用电器电源)
实际功率:家用电器在实际电流下的功率。
关键点:
1、实际功率随电流变化:
当U实数=U量,P实数=P量时,家电正常工作;
当U为实数时
当U大于U时,P大于P。使用多年会影响家电的寿命,有时还会损坏家电。
2、对于一台家用电器来说,只有一个额定电流和额定功率电功率变化量 p公式,但实际电流和实际功率却有无数个。 灯泡的色温是由其实际功率决定的。
3、如果不考虑湿度对用户电阻值的影响,那么有,即内阻一定时,实际电流是额定电流的n倍,实际电压也是额定电压的n倍,实际功率为额定功率的n2倍。 。
测试点3.焦耳定理
1、电流的热效应:电压通过导体时将电能转化为内能的现象称为电压的热效应。
2.焦耳定理:
内容:电压通过导体产生的热量与电压的平方成反比,与导体内阻成反比,与通电时间成反比。
公式:Q=I2Rt(普遍适用)
(纯内阻电路)
3、电加热与电能的关系:
在纯内阻电路中,所有电能都转化为内能,Q=W。 比如电炉。
在非纯内阻电路中,只有部分电能转化为内能,电热大于电能,即Q
测试点4.家庭电路及安全用电
1、家庭电路的组成:两进线、电能表、刀开关、保险丝盒、插座、家用电器及开关。
2、保险丝:
材质:采用铅锑合金制成,具有高内阻、低熔点。
工作原理:当通过的电压过大时,保险丝会产生较多的热量,使其湿度达到熔点,从而保险丝熔断。
连接方法:熔断器应与其保护的电路串联,一般只接火线。
选择:熔断器的选择应使其额定电压等于或略小于家用电路的最大工作电压。 保险丝越粗,额定电压越高。
更换原则:更换保险丝时,不要使用较粗的保险丝或铁线、铜线、铝线。
三孔插头:左零、右火、地。
3、安全用电:安全电流不低于36V。
主要扣分:
触电原因:家庭电路触电是由于人体直接或间接接触带电电线而引起的。
低压触电:包括单线触电和双线触电。
高压触电:高压电弧触电和步进电流触电。
安全用电原则:不接触低压带电物体,不靠近高压带电物体。
测试点5.测量小灯泡的功率
1、实验原理:P=UI 测量小灯泡的电流U和电压I,借助公式P=UI估算电功率。
2、实验设备:电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、小灯泡、灯座、电线等。
3、实验电路图及表格:
频率
电流电压/电压
电压输入/输出
功率功率
发光情况
4、实验步骤:
(1)实验前计划:检查仪器是否齐全、尺寸是否符合要求,检查小灯泡的额定电流U;
(2)按电路图连接电路,检查是否正确,合上开关,进行实验;
(3)调节滑动变阻器滑片,使电流指示为U,记录电压指示I;
(4)调节滑动变阻器,使小灯泡两端电流等于1.2U电功率变化量 p公式,记录电流表和电流表的读数,观察小灯泡的发光情况;
(5)调节滑动变阻器,使小灯泡两端电流大于U,记录电流表和电压表上的读数,观察小灯泡的点亮情况;
(6) 关闭开关,将估算的电功率值填入表中。
5.数据分析、总结和推断。
(1)分析数据可知,实际功率随着实际电流的变化而变化;
(2)灯泡的照度取决于灯泡的实际功率。 实际功率越大,灯泡越亮。
六、注意事项:
A。 连接时,将开关断开,防止漏电损坏电源或灯泡。
B. 在闭合开关之前,滑动变阻器的滑动片应滑动到滑动变阻器的最大阻值,以免电路中电压过高而烧坏灯。
C。 供电电流应低于灯泡的额定电流,以免难以调节至额定电流。
D. 电流表的阻值应小于灯泡的额定电流,电压表的阻值应小于灯泡正常工作时的电压。
E. 滑动变阻器允许的最大电压小于灯泡正常工作时的电压。 滑动变阻器的最大内阻值应与灯泡内阻相近,这样调节效果才显着。
F。 通过不同电流(额定电流、1.2倍额定电流和高于额定电流)的三种测试,家电的实际功率不一定等于额定功率,而是取决于家中两端实际施加的电流器具。
G。 在做第二次实验时(实际电流不能超过额定电流的1.2倍),需要仔细调整滑动变阻器,以免烧坏灯泡。
H。 实验前应对电路进行检测和触摸。 实验结束后,应先关闭开关,然后布置设备。
【典型例子】
类型一、基础知识
1、如图所示为老式电子式三相电能表。 电能表上标有/kwh,其含义是; 10A表示; 标有800W的加热器连续工作2小时,则电能表上的计数器显示数字由图A变为图A; 电能表的电量指示灯将闪烁几次。 电能表的耗电量指示灯闪烁得越快,则表明电路所连接的家用电器的总电量。 (填写“较大”和“较小”)
【思路启发】/kwh,表示每消耗1kw·h的电量,耗电指示灯会闪烁6400次,10A表示校准电压为10A; 给定功率和工作时间,可根据电能公式W=Pt计算消耗量,并进一步查出电能表的指示;
电能表的耗电量指示灯闪烁越快,表示电路所连接的家用电器的总功率越大。
【答】每消耗1kw·h电量,电量指示灯闪烁6400次; 校准电压为10A; 00332; 10240; 它越大。
【解析】/kwh,表示每消耗1kw·h的电能,耗电指示灯会闪烁6400次,10A表示标定电压为10A;
电能消耗W=Pt=0.8kw×2h=1.6kw·h;
电能表计数器上的显示数字由图A变为31.6kw•h+1.6kw•h=33.2kw•h; 即变为00332;
电能表电量指示灯闪烁/kw·h×1.6kw·h=10240次;
在相同的时间内,电能表的耗电量指示灯闪烁得越快,说明接入电路的家用电器的总功率越大,消耗的电能也越多。
【总结与升华】本题考的是电能消耗的估算。 难点在于理解电能表各参数的数学意义以及电能表的读数技巧。
举一反三
【变异】从图中所示的电能表中,可以得到的正确信息是()
A。 电能表的读数为h
B. 电能表转盘旋转2500圈时,消耗1kW的电能。
C。 家用电器正常运行时总功率不得超过2200W
D. 家用电器正常运行时的总功率不得超过4400W
【答案】C
2. 灯 A 和 B 分别标有“”和“”。 如果它们串联到220V电路中,灯会更亮。 (可选:“A”或“B”)
【思考】(1)从符号可以看出,两个灯泡的额定电流相等,根据R=U2/P比较两个灯泡之间的电阻关系;
(2)根据串联电路的电压特性和P=I2R比较两个灯泡的实际功率,然后根据灯泡的实际功率确定灯泡的亮度。
【答案】B
【解析】本题是一道综合题,主要考察实际功率与额定功率的关系。 解决问题的关键是看它们的实际功率,即灯泡的色温是由它们的实际功率决定的。 要回答这个问题,请按照下列步骤操作:
(1)首先求两灯的内阻:
RA==,RB==
因此,RA < R B。
(2) 两盏灯串联在220V电路中时:
从“”和“”可以看出,两灯正常发光的条件是两端电流均为220V。 目前的情况是UA+UB=220V,所以UA<220V,UB<220V,两灯都不能正常发光。 。 此时P第一=I第一2R第一,P第二=I第二2R第二,因为I第一=I第二,R第一<R第二,所以P第一<P第二,即第二个灯更亮。
【总结与升华】本题考察串联电路的电压特性以及电功率公式的灵活运用。 关键是对灯泡标签参数含义的理解和掌握。
举一反三:
[变化] 灯泡L1和L2在电路中串联。 L1的内阻大于L2的内阻。 同时,电压所做的功 ()
A. L1 灯做更多工作 B. L2 灯做更多工作 C. 两个灯做同样的工作 D. 不确定
【答案】A
3、将标有“6V、3W”的灯管L1和标有“6V、1W”的灯管L2串联,然后接入12伏电源。 求灯L1的实际功率。
【思路提示】给定灯管L1和灯管L2的额定电流和额定功率,利用公式R=U2/P即可求出两灯管的内阻。 灯L1和灯L2串联。 借助串联电路内阻的特性,我们可以求出总电阻,知道电源电流,根据欧姆定理求出两灯的实际电压,求出L1的阻值。 您可以使用公式 P=I2R 来计算实际功率。
【解答与分析】
【总结与升华】本题考察串联电路的电压和内阻的特性,并可以借助电功率进行估算。
举一反三:
[变化] 现在有一个“6V,6W”电灯L1和一个“6V,1.5W”电灯L2,每种颜色一个。 它们连接到电流为 6 伏的电源。 要求两盏灯具有相同的照度。 哪个灯电路中串联有内阻? 阻力是什么?
【解答与分析】
解:∵U=U1=U2=6V
∴若L1、L2直接接6伏电路,均能正常发光,即P1=6W,P2=1.5W。
现在要求两盏灯的照度相同,即L1的实际功率与L2的额定功率相同:
P1=P2=P2=1.5W
L1电路中应串联一个内电阻RX进行分压,如图所示。
答:“6V、6W”灯管应串联一个6欧姆内阻。
4、图为小明连接的两个白炽灯和两个插头的电路图。 下列说法正确的是()
A.拆下灯管C,将两根线连接在一起会导致漏电。
B.拔下插头A并将两根电线连接在一起会导致漏电。
C.拆下S1并将两根线连接在一起会导致漏电。
D.拆下S2并将两根线连接在一起会导致漏电。
【思路提示】如图所示,由于插头A的位置,插头D和灯B无法正常工作。 分析拆下灯C、插座A、开关S2、开关S3并将两根线连接在一起时的电路位置。 检查电路状态,是否有漏电现象。 如果漏电,电路中的电压就会过高,很容易引起火灾。
【答案】A
【分析】选项C、D描述的是灯管C和插头D接入电路的情况,不会造成漏电,故CD错误。 插头A串联在火线上。 连接至此后,B灯工作正常。 若A、D同时连接,则只有S2闭合时才会发生泄漏,故选项B不正确。
【总结与升华】本题考验中学生对插头的连接方法和短路危险的理解和掌握。 这是一个结合实际用电的问题。
类型2.知识应用
5、如图,R1=2R2,电源电流U不变。 当开关关断时,内阻R1的功率为P1。 当开关闭合时,内阻R1的功率为P1′,则P1与P1′之比为()
A。 2:3
B. 2:1
C。 4:9
D. 9:4
【思路提示】从电路图中可以看出,当开关S关断时,两个内阻串联。 可以求出此时的电压,根据P=I2R可以求出电阻R1的功率; 当开关S闭合时,电路中只剩下内阻R1。 ,根据此时内阻R1的功率求得; 进一步了解它们的功率比。
【答案】C
【分析】当开关断开和闭合时,研究电阻R1的功率。 不变的是电阻R1的阻值,变化的是两端的电流U1,可以用来分析。
当开关关断时,串联的电压分布与内阻成反比。 如果是这样,当开关闭合时,内阻就会泄漏。 根据:
【总结升华】这道题考察的是电功率的估算。 关键是确定开关断开和接通时电路的连接。
举一反三:
[变化] 在图中所示的电路中,电源电流保持不变。 电路从开关S闭合到断开所消耗的总功率之比为4:3。 若R1=12Ω,则R2的内阻为()
A。 36ΩB. 16ΩC. 9ΩD. 4Ω
【解答与分析】
6、科学探索活动组的朋友制作了家用调光灯模型。 图为该设计的电路图。 小灯泡L上标有“6V3W”字样。 当开关S移至a触点时,小灯泡正常点亮,当开关S反转至b触点时,通过小灯泡的电压下降0.2A。 假设钨丝内阻和供电电流不变,求:①小灯泡L的内阻; ②R的阻值; ③当开关S拉至b触点时,内阻R消耗的功率。
【思路提示】当开关S移至a触点时,知道了额定电流和额定功率,我们就可以计算出钨丝的内阻,以及正常发光时的电压,也可以计算出钨丝正常发光时的电压。开关S移至触点b。 ,然后借助 P=I2R 求解。
【答】12Ω; 8Ω; 0.72W
【分析】①
②当S拉到a点时,灯L正常亮,已知电源电流,电路中的电流为
当S拉到b点时,灯L和R串联,内阻变大,电压变小
电路中的电流
总内阻,
③
【总结与升华】电估题数学量大、综合性强、题型多,但不失初衷。 只要理解了估算公式,复杂性最终就会被简化。
举一反三:
[变化] 培养箱的简化电路如图所示。 A是温度传感器,其作用类似于开关。 当达到设定温度时,手动关闭电路。 当温度高于设定温度时,手动开启电路。 S为培养箱温度设定开关。 它有三个档位,分别是60℃、50℃和40℃,加热功率分别为90W、72W和45W。 电源电流为36V,R1、R2、R3均为发热元件。 求:
(1) 当S转到位置1时,加热功率是多少? R1的阻值是多少?
(2) 当S转到位置3时,电路中的电压是多少?
(3) 当S转到位置2时,R2的阻值是多少?
【解答与分析】
(1) R1、R2、R3均为发热元件。 可见:
当总U一定时,串联内阻越大,总R越大,P发热量越小,为高温档。
那么当S转到位置1时,加热功率为90W,即60℃的高温范围:
电路中只有R1起作用,
(2)当S设置为3位时,R1、R2、R3串联,总功率为45W。
(3)当S转到位置2时,根据上面计算出的R1=14.4Ω,此时的功率为72W,
知道
7. 一位同事正在做“测量小灯泡的电功率”的实验。 所用灯泡的额定电流为2.2V。
(1)图中所示电路是他的实验,但连接不完整。 请帮他完成电路连接。
(2)电路连接完毕后,当滑动变阻器的滑块P向右接通时,电流表指示为 ,电压表指示为
(3)实际实验的相关记录和估算如下
实验次数
电流(V)
2.20
1.50
2.50
电压(A)
0.22
0.16
0.24
功率(瓦)
0.484
0.24
0.60
朋友注意到灯的色温发生了变化:第二次比第一次更暗,第三次比第一次更亮。 您认为根据他观察到的现象和实验数据的分析可以得出哪些推论? 请说明两点(这两点的含义应该不同):
①②
(4)他还注意到这个实验记录也可以用来估算钨丝的内阻,并完成了下表进行估算:
实验次数
电流(V)
2.20
1.50
2.50
电压(A)
0.22
0.16
0.24
钨丝内阻(Ω)
10:00
9.38
10.42
那朋友有点疑惑:导体的内阻不是与电流和电流无关吗? 三次估算的钨丝内阻怎么会不一样呢?
请对此给出两种可能的解释:①②
【思路提示】(1)根据灯泡的额定电流确定电流表的阻值,与灯泡并联; 滑动变阻器按一上一下的原理串联在电路中。
(2)根据所确定的接入电路的电阻值的变化,根据欧姆定理即可得知电路中电流的变化以及灯泡两端电流的变化。
(3) 表中包含电流、电流、功率。 观察灯泡的照度,我们可以分析灯泡的照度与功率、功率与电流、电压与电压等之间的关系。
(4)根据水表的刻度值和电阻值读取水表的指示,并根据欧姆定理计算出此时钨丝的内阻; 分析灯泡在不同电流下的温度变化,因此可以根据这种不同的触发来确定内阻。
【解答】(1)如图
(2) 做大做大
(3)①灯泡两端电流越大,灯越亮,
②功率越大,灯越亮。
(4)①实验可能存在偏差,②内阻可能与温度有关。
【分析】(1)小灯泡的额定电流为2.2V。 电流表的电阻值为0-3V。 电流表“3”连接到灯泡的另一端。 滑动变阻器C或D连接成柱状,应连接到灯泡的另一端和灯泡上。 系列中。
(2)当滑块P向右移动时,接入电路中的内阻变小,电压变大,A的指示变大,根据U=IR,电流表的指示也变大更大。
(3) 可以得出以下推论:
①灯泡两端电流越大,灯泡消耗的功率越大;
②灯泡的照度取决于灯泡的实际消耗功率,或者说灯泡的实际功率越大,灯泡的色温就越大。
(4)从表中数据不难看出,当灯泡两端电流越大时,灯泡钨丝的电阻也越大,所消耗的电功率也越大。灯泡,灯泡的色温越强。 当灯泡色温较强时,钨丝的温度较高,使得钨丝的电阻较大,因此可以得出结论,钨丝的内阻可能与温度有关。 造成灯泡钨丝电阻变化的另一个原因可能是实验过程中的偏差。
【总结升华】本题主要考察①线路连接问题; ②数据分析问题; ③电流、电压变化的问题。
举一反三:
【变奏】(高清课《电学2:电功与电功率》例7)在一次确定小灯泡额定功率的实验中,老师给出了如下设备:一个额定电流为1.5的小灯泡V、合适的电源一个、内阻为R0的电阻值、滑动变阻器一个、电流表一个、开关3个、导线若干。
(1)小李设计的实验电路如图所示。 请写出本实验的主要检测步骤和测得的数学量。
① 将电流表调至零,按电路图连接实物,滑动变阻器的阻值位于最大点。 此时开关关闭,通过触摸确定测量范围;
②;
③.
(2)本实验中估算小灯泡额定功率的表达式P量=____
【答】(1)②闭合S1和S3,断开S2,连接滑动变阻器的滑块,观察电流表的读数,直至U1=1.5V,将U1=1.5V记录在表中;
③打开S3,关闭S2,保持滑块位置不动,读取当前指示数U2,记录在表中。
(2)