電功、電熱和電功率考點(diǎn)指津

徐雙華

電功、電勢和電功率是整個(gè)初中物理學(xué)習(xí)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，也是各類考試中的熱點(diǎn)。相關(guān)題型主要有：一、電功率的計(jì)算，特點(diǎn)是綜合運(yùn)用電功率的計(jì)算公式（包括變形公式）分析解決實(shí)際問題，諸如實(shí)際功率的問題、多檔電熱器的問題、小制作中的問題、安全用電中的問題等，題型多為壓軸型計(jì)算題或綜合題。二、測量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)，題型為探究實(shí)驗(yàn)題，主要考查實(shí)物圖的連接、電路故障的判斷、電壓表和電流表的讀數(shù)、對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析或從中發(fā)現(xiàn)新問題并進(jìn)一步探究等。三、根據(jù)W=Pt計(jì)算電能，特點(diǎn)是結(jié)合生活實(shí)際計(jì)算消耗的電能、節(jié)約（或浪費(fèi)）的電能，或結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際計(jì)算電廠的發(fā)電量等，題型多為計(jì)算題或填空題。四、利用電能表提供的信息解答實(shí)際問題，如電能表的讀數(shù)與電費(fèi)計(jì)算、利用表盤的轉(zhuǎn)速測算一些物理量、計(jì)算家庭電路允許接入的用電器的最大功率等，題型既有填空、選擇題，又有計(jì)算、實(shí)驗(yàn)題。五、焦耳定律是計(jì)算電熱的一個(gè)定律，只能用于純電阻電路中，可計(jì)算電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量，各種題型都有可能出現(xiàn)。

考點(diǎn)一基本概念的考查

例1家用白熾燈上標(biāo)有“220 V 40 W”字樣。當(dāng)該燈正常工作時(shí)，它的功率（）

A. 大于40 W

B. 小于40 W

C. 等于40 W

D. 等于220 W

解析：電功、電功率的相關(guān)基本概念很多，主要是概念、單位、基本公式等方面。本題是有關(guān)如何看懂產(chǎn)品銘牌的問題，銘牌上的意思是當(dāng)實(shí)際電壓達(dá)到220 V時(shí)，電燈的功率為40 W。故答案為C。

考點(diǎn)二電能表使用的考查

例2圖1是一個(gè)電能表，對其中的重要參數(shù)，下列說法錯(cuò)誤的是（）

A． “220 V”是說這個(gè)電能表應(yīng)該在220伏的電路中使用

B． “10（20） A”是說這個(gè)電能表使用時(shí)允許通過的電流為20安培

C． “50 Hz”是說這個(gè)電能表應(yīng)在50赫茲的交流電路中使用

D． “600 r／kW·h”是說接在這個(gè)電能表上的用電器，每消耗1千瓦時(shí)的電能，電能表上的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過600轉(zhuǎn)

解析：電能表的作用是記錄電路中消耗的電能，表示電流做了多少功。對于電能表的認(rèn)識(shí)，我們要做到會(huì)看、會(huì)讀、會(huì)記、會(huì)用。本題中，“220 V”表示該表的額定電壓；“10（20） A”表示這個(gè)電能表的額定電流為10安培，在短時(shí)間內(nèi)使用電流允許大一些，但最大不能超過20安培；“50 Hz”表示這個(gè)電能表應(yīng)在50赫茲的交流電路中使用；“600 r／kW·h”表示接在這個(gè)電能表上的用電器每消耗1千瓦時(shí)的電能，電能表上的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過600轉(zhuǎn)。故答案為B。

考點(diǎn)三測定小燈泡的功率

例3某同學(xué)做“測定一個(gè)小燈泡的功率”的實(shí)驗(yàn)，所用燈泡的額定電壓是2.2 V。

（1）圖2所示是他實(shí)驗(yàn)的電路，但連接不完整，請你幫他完成電路的連接。

（2）電路連接完整后，當(dāng)向右移動(dòng)變阻器的滑片P時(shí)，電壓表的示數(shù)將_________，電流表的示數(shù)將_________。（填變化情況）

（3）實(shí)際實(shí)驗(yàn)的有關(guān)記錄與計(jì)算如下表：

該同學(xué)注意到燈的亮度變化是：第二次比第一次暗，第三次比第一次更亮。根據(jù)他觀察的現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，你可得出一些什么結(jié)論呢？請說出兩點(diǎn)（這兩點(diǎn)的意思應(yīng)不同）：①____________________________________；②______________________________________。

（4）他還注意到，這個(gè)實(shí)驗(yàn)記錄也可以用來計(jì)算燈絲的電阻，并完成了有關(guān)計(jì)算如下表：

這位同學(xué)有些納悶兒：導(dǎo)體的電阻不是與電壓、電流無關(guān)嗎？怎么三次計(jì)算的燈絲電阻卻不一樣呢？請你對此作出兩種可能性的解釋：

①___________________________________________

________________________________________________；

②___________________________________________

________________________________________________。

解析：測定小燈泡功率的實(shí)驗(yàn)是比較重要的實(shí)驗(yàn)，也是滲透科學(xué)探究思想的一個(gè)主要平臺(tái)。考試時(shí)既可以從電路圖的連接，電壓表、電流表的連接和讀數(shù)等方面考查實(shí)驗(yàn)操作技能；也可以從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄、計(jì)算等方面考查測定功率的原理；還可以從分析實(shí)驗(yàn)不同的現(xiàn)象上考查情感和態(tài)度，以及對節(jié)約用電等方面的認(rèn)識(shí)。本題首先要連接好電路，主要在滑動(dòng)變阻器、小燈泡、電壓表之間。我們按照電路連接的基本思路，從電源出發(fā)，經(jīng)過開關(guān)、電流表、小燈泡，到滑動(dòng)變阻器。連接滑動(dòng)變阻器時(shí)要注意上下之間的連接，可以接在C點(diǎn)或D點(diǎn)，如果接在C點(diǎn)，則當(dāng)滑動(dòng)變阻器向右滑動(dòng)時(shí)，接入電路的電阻變小，電壓表、電流表的讀數(shù)均變大。連接電壓表時(shí)，要注意與小燈泡并聯(lián)，量程應(yīng)根據(jù)下面提供的數(shù)據(jù)來選擇。本題側(cè)重?cái)?shù)據(jù)分析能力的考查，從功率表及提供的燈的亮度變化可以得到結(jié)論；從表中發(fā)現(xiàn)燈絲的電阻是變化的，對可能的原因也要作出判斷。

答案：（1）如圖3所示。（2）變大；變大。（3）①燈泡兩端電壓越大，功率越大；②功率越大燈越亮。（4）①可能實(shí)驗(yàn)有誤差；②可能電阻與溫度有關(guān)。

考點(diǎn)四綜合型計(jì)算的考查

例4小紅學(xué)了電路知識(shí)之后，對電路很有興趣，看到家里的電吹風(fēng)，便把它拆開來研究，并畫出了如圖4甲現(xiàn)象，從而使電吹風(fēng)的塑料外殼過熱造成損壞。小芬認(rèn)為只要把其中一個(gè)開關(guān)移到干路上，就能做到電熱絲R工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)就一定在工作，從而保證塑料外殼不會(huì)因操作失誤而損壞。請分析回答下列問題：

（1）你認(rèn)為小芬應(yīng)該把開關(guān)__________移到干路上，才能符合安全要求。

（2）請根據(jù)電吹風(fēng)銘牌上提供的有關(guān)數(shù)據(jù)（如圖4乙所示）,計(jì)算當(dāng)電吹風(fēng)正常工作并且吹熱風(fēng)時(shí)，1 min消耗多少電能？電熱絲R的電功率為多大？通過電熱絲R的電流為多大？

解析：電功、電熱、電功率的計(jì)算往往與家用電器相結(jié)合，所以本塊內(nèi)容結(jié)合家用電器的題目特別多，屬于考查層次較高的題型，往往成為綜合題或壓軸題。解答這類題目時(shí)在掌握好基礎(chǔ)知識(shí)的情況下充分運(yùn)用即可；同時(shí)對圖例特別是電路圖要應(yīng)該會(huì)分析。家用電器雖然復(fù)雜，但題目肯定會(huì)告訴我們經(jīng)過處理的電路，只要能區(qū)分串、并聯(lián)電路并能抓住各個(gè)電器的特點(diǎn)，這類題目就變得簡單了。本題結(jié)合的是電吹風(fēng)，根據(jù)給出的電路圖，其實(shí)已經(jīng)轉(zhuǎn)化為基本的電學(xué)類分析題了。電吹風(fēng)要吹出風(fēng)來，必須有電動(dòng)機(jī)工作，所以不管吹熱風(fēng)還是冷風(fēng)，電動(dòng)機(jī)都要工作，而吹熱風(fēng)時(shí)，除了電動(dòng)機(jī)要工作外，電熱絲也要工作，此時(shí)應(yīng)有第二個(gè)開關(guān)進(jìn)行控制，而它們工作時(shí)做功、功率或者通過的電流大小都可以根據(jù)公式分別求出。

1. 2007年5月，重慶開縣某小學(xué)遭雷擊造成多人傷亡的重大安全事故。如果某次閃電的能量為4×109 J，則釋放的電能可供100 W的燈泡持續(xù)工作__________s（設(shè)燈泡壽命足夠長）；若閃電持續(xù)的時(shí)間為0．1 s，則它的功率為_______W。

2. 某同學(xué)家的電能表本月末抄表時(shí)的示數(shù)如圖5所示，若本月應(yīng)交電費(fèi)45元，且電價(jià)為0.5元/度，則上次抄表時(shí)的示數(shù)應(yīng)為________kW·h。從本電能表面板上你還能看到哪些信息（只要寫出一條即可）。

3. 西子賓館對物品進(jìn)行消毒時(shí)使用高溫高壓蒸汽消毒鍋 （如圖6甲所示）。圖6乙為自動(dòng)測定鍋內(nèi)溫度的電探頭）為熱敏電阻（其電阻值隨鍋內(nèi)溫度的變化而變化）。關(guān)于熱敏電阻的阻值與溫度的對應(yīng)關(guān)系如下表所示：

【參考答案見P79