电能、电功率是高考必考内容
在每年的高考数学中,电功率几乎成为估算题必考项
以下是电能、电功率高频考点剖析
相信会对你大有帮助~
NO.1
电功与电能
【知识点的认识】
(1)定义:电压通过某段电路所做的功叫电功。
(2)单位:国际单位是焦耳(J);常用单位:度(kW•h);1度=1千瓦时=1kW•h=3.6×106J。
【命题方向】
依据对电功单位的把握剖析答题,要熟练单位之间的换算,明晰了解电功的具体含意。
【解题方式点拨】
这种多考察电功的单位大小,电功的定义,主要以选择题及填空题为主。
【经典例题】
例1:下述各单位中,不是电功单位的是()
A.kW•hB.JC.J/SD.VAS
解:
A、kW•h是电功常用单位,生活中又叫度。
B、J是电功主单位。
C、J/S是电功率的主单位,能W来表示。
D、根据W=UIt可知,电流、电流、时间两者单位的乘积也是电功的单位,即VAs是电功单位。
故选C
例2:当电能转化为其它方式的能时,我们就说电压做了电功。假如电压通过电动机做了300J的功,表示有300J的电能转化为300J的机械能和少量的内能。
解:电功的实质是电压做功是将电能转换为其他方式的能,电压通过用家电时要对外做功,消耗了多少电能就形成了多少新的能量;所以电压通过电动机做了300J的功,就有300J的电能转化为机械能和少量的内能。
NO.2
电功的实质
【知识点的认识】
(1)实质:电压做功的过程,实际就是电能转化为其他方式的能(消耗电能)的过程;电压做多少功,就有多少电能转化为其他方式的能.电功是一个过程量,电压做功的过程就是消耗电能的过程.
(2)电压做功的方式:电压通过各类用家电使其转动、发热、发光、发声等都是电压做功的表现.
【命题方向】
电能转化为其他方式能的过程是电压做功的过程,有多少电能发生了转化就说电压做了多少功.
【解题方式点拨】
电压做功之间能的转化;电功的实质
【经典例题】
例1:下述关于用家电作用的说法中,错误的是()
A.电灯是将电能转化为光能的装置
B.电动机将电能转化为机械能
C.电吹风将电能转化为热能
D.电熨斗将电能转化为热能
解:
A、电灯工作时,消耗了电能,得到了内能和光能,因而是将电能转化为光能和内能的装置,故A正确;
B、电动机工作时,消耗了电能,得到了机械能,因而将电能转化为机械能,故B正确;
C、电吹风工作时,消耗了电能,得到了机械能,因而将电能转化为机械能,故C错误;
D、电熨斗工作时,消耗了电能电功率与电压电流的关系图,得到了热能,因而是将电能转化为热能,故D正确.
故选C.
例2:一台洗衣机工作1h,电压做功3.6×106J,这台洗衣机消耗电能是3.6×106J.
剖析:电压做功的过程,实质上是消耗电能转化为其它方式的能的过程,电压做多少功,就有多少电能转化为其它方式的能.
NO.3
电功与电能的估算
【知识点的认识】
电压在某段电路上所做的功,等于这段电路两端的电流,电路中的电压和通电时间的乘积。
估算公式:W=UIt=UQ=Pt(适用于所有电路)
对于纯内阻电路可推导入:W=I2Rt=
①串联电路中常用公式:W=I2Rt
②并联电路中常用公式:W=
W1:W2=R2:R1
③无论用家电串联或并联,估算在一定时间所做的总功,常用公式W=W1+W2+…Wn
【解题方式点拨】
(1)当U、I、t均已知时,借助W=UIt来估算电功较为便捷。
(2)在串联电路中,通过各用家电的电压硬度相等,且串联电路各用家电通电时间相等,常常用W=I2Rt来取W1:W2比值,并进一步进行其他运算。
(3)在并联电路中,各用家电两端电流相等,且各用家电通电时间相等,使用W=Pt来进行比较估算较为便捷。
【命题方向】
电功的估算是热学部份综合性最强的考题,大多作为拉开分数差别的压轴题。主要考察用家电的实际功率和额定功率的估算、利用电能表测用家电的实际功率和实际电流等。
【经典例题】
例1:在图中,导体A、B是由同种材料弄成的,A和B等长,但A比B的横截面积大,当S闭合后,在相同时间内,下述表述正确的是()
A.电压通过A、B所做的功是WA>WB
B.电压通过A、B所做的功是WA<WB
C.电压通过A、B所做的功是WA=WB
D.难以比较电压通过A、B时做功的大小
剖析:导体A、B是由同种材料弄成的,A和B等长,但A比B的横截面积大,说明B的阻值小于A的阻值;串联时电压相等,按照公式W=I2Rt可知,在相同时间内,内阻越大,电压做的功越多;所以电压通过A、B所做的功是WA<WB。
故选B。
NO.4
电能表参数的理解与电能的求法
【知识点的认识】
(1)参数的理解:
220V:表示电能表应当在220V的电路中使用;
10(20)A:表示该电能表的标定电压是10A,额定最大电压是20A;
50Hz:表示电能表在50Hz的交流电路中使用;
/kW•h:表示接在这个电能表上的用家电每消耗1kW•h的电能,电能表上的转盘转过600圈.
(2)电能的求法:
①测量较大电能时用刻度盘读数:最后一位是小数位;两次读数之差就是这段时间内消耗的电能,单位是度(千瓦时);
②测量较小电能时用转盘转数读数:通过记录某段时间内电能表转盘转数,结合电能表转盘每转表示的电能估算出该段时间内消耗的电能.
【解题方式点拨】
(1)要熟记电能表上各参数的详尽涵义.
(2)借助转盘转数来估算电能时,得到的单位是kW•h,记住单位之间换算关系:1kW•h=3.6×106J.
【命题方向】
电能的单位及换算、电能表的读数及其所有参数的涵义、电能的求法是学习考查的重点,学习时要注意与日常生活结合上去,非常是电能表的读数是高考命题的热点,常与生活中收取水费的问题结合在一起进行估算.
NO.5
电功的检测
【知识点的认识】
借助电能表估算电功:
按照电能表的转数可以求出通过家用家电的电压在某段时间内做的功,或消耗的电能.在估算时一般有两种方式:
(1)先按照每kW•h的转数求出表盘转一转所消耗的电能,再看表盘在一段时间内转了多少转,用前面两个数据相加,所得乘积就是用家电在这段时间内消耗的电能.
(2)因为电能表的转盘的转数与电压做的功(或消耗的电能)成反比,因而可以先统一单位,之后列举比列式,再求解答案.
【解题方式点拨】
按照电能表估算水费的方式是:先由一段时间内电能表前后两次示数得出在该段时间内消耗的电能W,水费价钱为n元/度,则按照水费=nW估算可得出.
【命题方向】
检测电功的仪器有什么,水费的估算是高考常见的命题形式.
【经典例题】
例1:电能表接在家庭电路中,是为了检测()
A.电功率B.电压C.电流D.电功
解:电能表的单位为度即千瓦时,是功率和时间的乘积,1kW•h=1000W×3600s=3.6×106J,检测的是电功.
故选D.
例2:某同事家的电能表本月底抄表时的示数如图所示,若本月应交水费45元,且水价为0.5元/度,则先前抄表时的示数应为841.6kW•h;从本电能表面板上你能够看见什么信息电能表在220V的电路中使用(只要写出一条即可).
解:(1)本月应交水费45元,且水价为0.5元/度,则本月消耗的电能:
W=
=90度=90kW•h,
电能表本月底抄表时的示数:W2=931.6kW•h,
先前抄表时的示数:
W1=W2﹣W=931.6kW•h﹣90kW•h=841.6kW•h;
(2)电能表上参数的意义:“220V”表示接在220V的电路中使用,“5A”表示电路中容许通过的最大电压是5A,“50Hz”表示接在频度是50Hz的交流电中使用,“2500R/kW•h”表示每消耗1kW•h的电能,电能表的表盘转2500转.
故答案为:841.6;接在220V的电路中使用(或电路中容许通过的最大电压是5A).
NO.6
电功率的概念
【知识点的认识】
(1)定义:电压单位时间内所做的功。
(2)化学意义:表示电压做功快慢的化学量,用字母P表示,灯泡的照度取决于灯泡的实际功率大小。
(3)国际单位:瓦特(W);常用单位:千瓦(kW)。
【解题方式点拨】
(1)要分清用家电消耗电能的多少为电功,而消耗电能的快慢叫电功率。
电功电功率的比较如下表所示。
(2)熟悉电功率的单位及数学意义,了解电功率的概念。
【命题方向】
生活家电电功率的判定;电功率的理解
【经典例题】
例1:以下家用家电正常工作时,电功率大概为1kW的是()
A.微波炉B.电冰柜C.电吊扇D.电视机
解:A、微波炉的功率约为1000W;
B、电冰柜的功率约为200W;
C、电吊扇的功率约为60W;
D、电视机的功率约为120W。
故选A。
例2:下述说法中,正确的是()
A.电功率是表示电压做功多少的数学量
B.电功率是表示电压做功快慢的化学量
C.用家电的电功率越大,做功越多
D.相同时间内,消耗功率大的用家电耗电一定多
解:单位时间内电压做功的多少叫电功率,是表示电压做功快慢的化学量,电功率大说明做功快,但不一定多,
由此可知A错,B对,C错;从公式W=Pt上看,相同时间内,消耗功率大的用家电耗电定多,D对
故选B、D
NO.7
功率估算公式的应用
【知识点的认识】
(1)功率:在数学学中,功与做功所用时间之比称作功率。功率是表示物体做功快慢的数学量。
(2)功率的公式:P=
(其中P表示功率,W表示功,t表示时间)
(3)估算功率的另一个公式:P=Fv,即物体在拉力F的作用下,以速率v沿拉力的方向做匀速直线运动,则拉力F所做的功的功率可表示为Fv.(其中F表示物体所受的拉力,v表示物体运动的速率)
a.推论:由P=
,联立W=Fs,得P=
=
=Fv。
由该公式可知:在功率P一定时,力F与速率v成正比。
b.应用:当车辆下坡时,司机采取换挡的办法,减少速率,以获得较大的牵引力。
【解题方式点拨】
(1)功率的定义式是指平均功率,即在t时间内的平均功率,而不是某一时刻的瞬时功率。
(2)功率的定义式P=
可以变型为:W=Pt和t=
,可分别用于求功和时间。当P一定时,W与t成反比,则
=
;当W一定时,P与t成正比,则
=
;当t一定时,W与P成反比,则
=
。
(3)借助公式P=Fv时要注意以下几点:a.拉力F必须是恒力,且物体运动的速率应不变;b.估算时,v的单位必须用m/s,这样算出的功率单位才是w;c.速率v跟拉力F必须对应,即v必须是遭到拉力的物体在拉力的方向上联通的速率。在解决一些有关运动物体的功率问题时,应用此公式解题会更简便。
【经典例题】
例1:甲乙两种机械所做的功W随时间t变化的图像如图所示,则从图像可以判定()
A.甲比乙做功多B.甲比乙做功少
C.甲比乙做功快D.甲比乙做功慢
解:机械做功与时间有关,不晓得机械做功的时间关系未能比较做功多少,故AB错误;由图像可知,在相等时间内,甲比乙做功多,由P=
可知电功率与电压电流的关系图,甲的功率大,甲比乙做功快,故C正确,D错误;
故选C
例2:刘明在0.5min内,用20N的水平推力使重120N的商场购物车在水平桥面上匀速前进了15m,在此过程中购物车遭到的磨擦力等于20N,他做的功率是10W,购物车重力做的功是0J。
NO.8
电功率与电能、时间的关系
【知识点的认识】
(1)电功率是反映电能消耗快慢的化学量,定义为一秒钟内消耗电能的多少,因而,用所消耗的电能乘以消耗这种电能所用的时间,就得到定义式P=
.
(2)公式在使用时单位要统一,有两种可用:①电功率用瓦(W),电能用焦耳(J),时间用秒(s);②电功率用千瓦(kW),电能用千瓦时(kW•h度),时间用小时(h)
【解题方式点拨】
了解电功率与电能、时间的关系,能熟练运用公式P=
求解.
【经典例题】
例1:小明家须要订购一个电水壶,商店里有2000W的和1000W的两种尺寸电水壶.妈妈觉得1000W的好,由于功率小节电;小明觉得2000W的好,由于功率大烧得快节电.究竟谁对谁错呢?请你来帮她们判定和解释一下.你的判定是小明对(填“奶奶对”或“小明对”).你的理由是时间越短,消耗的电能越少,越节电.
解:电水壶烧沸水后,水吸收的热量相同,电水壶的功率越大,水达到沸腾的时间越短,散失掉的热量越少,消耗的电能越少,越节电.
故答案为:小明对;时间越短,消耗的电能越少,越节电.
例2:下述家用家电正常工作20min消耗电能最多的是()
A.炖锅B.电热毯C.电视机D.电吊扇
解:炖锅的功率约为1000W,电热毯的功率约为100W,电视机的功率约为130W,电吊扇的功率约为60W,
由此可见,炖锅的电功率最大,由W=Pt可知,用家电正常工作相同时间,炖锅消耗的电能最多.
故选A.
NO.9
电功率与电流、电流的关系
【知识点的认识】
(1)在电流相等的情况下,通过灯泡的电压越大,灯泡消耗的电功率越大.
(2)在电压相同的情况,电功率的大小与电流的大小有关,且与电流成反比.
(3)在电流相同的情况,电功率的大小与电压的大小有关,且与电压成反比.
【解题方式点拨】
了解电功率基本公式及其变型公式的应用以及电压单位的换算,熟练借助公式是解题的关键.
【经典例题】
例1:小林借助定值内阻R进行实验,记录的实验数据如下表所示.表中I为通过内阻R的电压,P为内阻R的电功率.请依照表中数据归纳电功率P与电压I的关系:在内阻R不变的条件下,P=30Ω•I2.
例2:朋友们用如图所示电路探究“电功率与电压的关系”.以下观点不正确的是()
A.实验要选定尺寸不同的灯泡
B.实验上将两灯并联控制了灯两端电流相同
C.将滑动变阻器串联在于路中可以完成实验
D.将题中并联电路改为串联电路也可以完成实验
解:实验目的是研究电功率与电压的关系.所以在电路中的两个灯泡的尺寸即功率要有所不同,故A观点正确.
由图可知,两灯泡的联接方法是并联.在并联电路中,各大道两端的电流都相等.故B观点正确.
按照欧姆定理,把滑动变阻器串联在电路中,要用滑动变阻器改变被测小灯泡两端的电流.根据通过电灯泡的电流和电压,可以估算电路相应的阻值,所以可以完成实验,故C观点正确.
依照电功率公式P=UI,如将电路改为串联,两灯泡各大道两端的电流不同,难以完成实验,故D观点错误.
故选D.
NO.10
电功率的估算
【知识点的认识】
(1)定义式:P=UI.即电功率等于用家电两端的电流和通过它的电压的乘积,该公式是电功率的普适公式,适用于所有的用家电。
P表示电功率,单位是W;U表示某段电路两端的电流,单位是V;I表示通过这段电路的电压,单位是A
(2)导入式:P=I2R,P=
.这两个公式只适用于纯内阻电路,即能将电能全部转化为内能的用家电,如电炉子、电饭煲就属于纯内阻电路。
【解题方式点拨】
【经典例题】
例1:标有“6V3W”的小灯泡,通过它的电压与电流的关系如图所示。若把它与一只电阻为8Ω的内阻并连接在电流为4V的电路中,则整个电路消耗的功率为()
A.3WB.3.3WC.3.6WD.5W
例2:如图所示,R1=20欧,R2=40欧,电源电流保持不变。
(1)当S1、S2都闭合时,电压表A1的示数是0.6安,小灯泡L正好正常发光,求电源电流和小灯泡的额定电流;
(2)当S1、S2都断掉时,电压表A2的示数是0.2安,求小灯泡的实际功率;
(3)小灯泡的额定功率是多少?
NO.11
额定功率
【知识点的认识】
定义:①用家电正常工作时的电流叫额定电流;用家电在额定电流下的功率叫额定功率.②用家电实际工作时的电流叫实际电流;用家电在实际电流下的功率叫实际功率.
【解题方式点拨】
(1)灯泡标牌的意义:比如“PZ220﹣40”,其中PZ表示该灯泡适用于普通照明电路,220表示该灯泡的额定电流是220V,40表示该灯泡的额定功率是40W.
(2)灯泡的照度取决于实际功率,假如实际功率相等,则色温相同.
(3)额定功率是惟一的、确定的,不随实际工作电流而改变;实际功率是不确定的,随实际电流而改变.
(4)用家电只有在额定电流下能够正常工作.
【命题方向】
电功率的综合估算题是热学估算的难点,近些年来非常重视与科技、社会、生活相关的综合考查.而这四个概念的理解是解决这类综合问题的基础.
NO.12
电功率的检测实验
【知识点的认识】
(1)实验室里一般按照电功率的估算公式P=UI检测电功率。
检测电功率的方式:①测量用家电的电功率可以用专门的仪器。②用电能表检测出电压通过用家电做的功,用秒表检测出所用的时间。依据公式P=
估算出用家电的电功率。③用电流表测出加在用家电两端的电流,用电压表测出通过用家电的电压,按照公式P=UI估算出用家电此刻的电功率,这些技巧称作伏安法。
(2)伏安法测电功率的电路图:如图所示,检测小灯泡电功率的电路有两种接法。
(3)假如没有电流表,我们可以用一个已知内阻和电压表来取代电流表,按照U=IR可得出电流值,这时应将小灯泡与已知内阻并联,由于得出了已知内阻两端的电流,就晓得了小灯泡两端的电流;反之,假如没有电压表,我们可以用一个已知内阻和电流来取代电压表,按照I=
可得出电压值,这时应将小灯泡与已知内阻串联,由于得出了已知内阻的电压,就晓得了通过小灯泡的电压。
【解题方式点拨】
伏安法测电功率的实验器材:电源、电压表、电流表、滑动变阻器、小灯泡、灯座、开关、导线若干。
选择器材的尺寸时要注意:
①电源电流要适当小于小灯泡的额定电流。
②电压表、电流表阻值要满足检测须要。
③滑动变阻器容许通过的电压要小于小灯泡正常发光时的电压,最大电阻与小灯泡的阻值差不多即可。
【经典例题】
例1:
例2:
热爱就是一种天赋
你不一定最优秀
但你有一股韧劲儿
哪怕自己不行
也不想舍弃
这就是天赋