預(yù)習(xí)15電路中的能量轉(zhuǎn)化基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí)一、電功和電功率1．電功(1)電功是指電路中靜電力對(duì)定向移動(dòng)的電荷所做的功，電流做功的過(guò)程就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過(guò)程．(2)電功的計(jì)算公式：W＝UIt.單位：焦耳，符號(hào)為J.常用的單位：千瓦時(shí)(kW·h)，也稱(chēng)“度”，1kW·h＝3.6×106J.2．電功率(1)定義：電流在一段電路中所做的功與通電時(shí)間之比．(2)公式：P＝eq\f(W,t)＝UI.(3)單位：瓦特，符號(hào)為W.(4)意義：表示電流做功的快慢．二、焦耳定律1．焦耳定律(1)內(nèi)容：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻及通電時(shí)間成正比．(2)表達(dá)式：Q＝I2Rt.2．熱功率(1)定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量稱(chēng)為熱功率．(2)表達(dá)式：P熱＝I2R.(3)物理意義：表示電流發(fā)熱快慢的物理量．三、電路中的能量轉(zhuǎn)化從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度看，電動(dòng)機(jī)從電源獲得能量，一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，還有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即P電＝P機(jī)＋P損，其中P電＝UI，P損＝I2R.例題分析例題分析例題1：有兩個(gè)燈泡、，額定電壓皆為3V，額定功率分別為6W、3W，采用不同的接法，下列說(shuō)法正確的是（）A．若將它們串聯(lián)接在電路中，兩燈泡的總功率最大為4.5WB．若將它們串聯(lián)接在電路中，兩燈泡的總功率最大為6WC．若將它們并聯(lián)接在電路中，兩燈泡的總功率最大為3WD．若將它們并聯(lián)接在電路中，兩燈泡的總功率最大為6W【答案】A【解析】由可得兩燈泡的額定電流分別為，兩個(gè)燈泡的電阻分別為，AB．若將它們串聯(lián)接在電路中，則電路中的最大電流為，兩燈泡的總功率最大為故A正確，B錯(cuò)誤；CD．若將它們并聯(lián)接在電路中，并聯(lián)電路的電壓是3V時(shí)都達(dá)到額定功率，兩燈泡的總功率最大為故CD錯(cuò)誤。故選A。例題2：在家用電熱滅蚊器中，電熱部分主要元件是PTC元件，PTC元件是由鈦酸鋇等半導(dǎo)體材料制成的電阻器，PTC元件具有發(fā)熱、保溫雙重功能，其電阻率隨溫度t的變化關(guān)系如圖所示，對(duì)此，以下判斷正確的是（）A．通電后，其電功率先增大，后減小B．通電后，其電功率先減小，后增大C．當(dāng)其發(fā)熱功率與散熱功率相等時(shí)，溫度保持在不變D．當(dāng)其發(fā)熱功率與散熱功率相等時(shí)，溫度保持在不變【答案】A【解析】AB．通電后半導(dǎo)體材料的溫度逐漸升高，由圖像可知，半導(dǎo)體的電阻率先變小，后變大，由電阻定律可知，半導(dǎo)體材料的電阻R先變小后變大，電源電壓U不變，由電功率公式知半導(dǎo)體材料的電功率先增大后減小，故A正確，B錯(cuò)誤；CD．由圖像可知，在0~t1這區(qū)間里電阻R隨溫度升高而減小；在t1~t2這區(qū)間里電阻R隨溫度的升高而增大；在t2之后區(qū)間里電阻R隨溫度的升高而減小，在家庭電路中電壓不變，電熱器的電功率可知電阻器的發(fā)熱功率與電阻成反比，在溫度升到t1前，電阻R隨溫度的升高而減小，功率增大，溫度升高更快；溫度一旦超過(guò)t1，電阻R隨溫度的升高而增大，功率減小，放出熱量減小，溫度升高變慢，當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時(shí)，溫度保持在t1至t2間的某一值不變，保持穩(wěn)定，故CD錯(cuò)誤。故選A?；A(chǔ)小練基礎(chǔ)小練一、單選題1．下列家電中主要利用電流熱效應(yīng)工作的是(

)A．電視機(jī) B．電熱毯 C．電冰箱 D．洗衣機(jī)【答案】B【解析】利用電流熱效應(yīng)工作的是電熱毯。故選B。2．某電學(xué)元件的外殼上標(biāo)有“”的字樣，該字樣用來(lái)表示它的（）A．電流 B．電壓 C．電容 D．電功率【答案】C【解析】因?yàn)槭请娙莸膯挝?，故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C。3．目前，家庭照明已由“白熾燈時(shí)代”過(guò)渡到“節(jié)能燈時(shí)代，再過(guò)渡到現(xiàn)在的LED燈時(shí)代，一個(gè)功率為10W的節(jié)能燈的亮度與一個(gè)功率僅為5W的LED燈相當(dāng)，假設(shè)某市每戶(hù)家庭有5只功率為10W的節(jié)能燈均用功率為5W的LED燈代替，則該市一年內(nèi)因此節(jié)省的電能約為（該市常住人口約100萬(wàn)）。（）A．31014度 B．71013度 C．7107度 D．2107度【答案】D【解析】每個(gè)家庭每天的開(kāi)燈時(shí)間大概為6小時(shí)，則每個(gè)家庭每天節(jié)省的電能約為則該市一年內(nèi)因此節(jié)省的電能約為故ABC錯(cuò)誤D正確。故選D。4．如圖所示，某戶(hù)家庭有電爐、微波爐、洗衣機(jī)、電風(fēng)扇等家用電器。停電時(shí)，用歐姆表測(cè)得A、B間電阻為R；供電后所有電器均使用，測(cè)得A、B間電壓為U，進(jìn)線(xiàn)電流為I，則該戶(hù)用電的總功率為（）A．P=I2R B．P=UIC． D．【答案】B【解析】B．加在用戶(hù)兩端的電壓為U，電路中的電流為I，所以該戶(hù)用電的總功率為故B正確；ACD．用戶(hù)洗衣機(jī)、電風(fēng)扇等家用電器為非純電阻電器，其電功率不可以用或計(jì)算。更不能用計(jì)算。故ACD錯(cuò)誤；故選B。5．重慶市正將主干道上的部分高壓鈉燈換成LED燈，已知高壓鈉燈功率為400W，LED燈功率為180W，若更換4000盞，則一個(gè)月（取30天，每天約10h）可節(jié)約的電能約為（）A．9×102kWh B．3×105kWh C．6×108kWh D．1×1011kWh【答案】B【解析】一個(gè)月可節(jié)約的電能為故選B。6．充電寶內(nèi)部的主要部件是鋰電池，充電寶中的鋰電池在充電后，就是一個(gè)電源，可以給手機(jī)充電．充電寶的銘牌通常標(biāo)注的是“”（毫安時(shí)）的數(shù)量，即鋰電池充滿(mǎn)電后全部放電的電荷量．機(jī)場(chǎng)規(guī)定：嚴(yán)禁攜帶額定能量超過(guò)的充電寶搭乘飛機(jī)．根據(jù)以下充電寶銘牌，不能帶上飛機(jī)的是（）A．“”和“” B．“”和“”C．“”和“” D．“”和“”【答案】C【解析】A．額定能量為故A不符合題意；B．額定能量為故B不符合題意；C．額定能量為故C符合題意；D．額定能量為故D不符合題意；故選C。7．如圖所示，一個(gè)燈泡L和一個(gè)電動(dòng)機(jī)M串聯(lián)接在電壓恒為U的電源上，電路中的電流為I，燈泡兩端的電壓為，電功率為，電阻為；電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為，電功率為，其線(xiàn)圈電阻為，則下列關(guān)系式正確的是（）A． B． C． D．【答案】C【解析】A．燈泡的電功率為故A錯(cuò)誤；BD．電動(dòng)機(jī)是非純電阻元件，所以則電動(dòng)機(jī)的電功率為故BD錯(cuò)誤；C．電源輸出的總功率為故C正確。故選C。8．如圖所示是一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)。在額定電壓下正常工作時(shí)，下列分析正確的是（）A．熱功率是72W B．輸入功率為0.125WC．機(jī)械功率是2.875W D．持續(xù)工作一小時(shí)耗電為0.03度【答案】C【解析】A.根據(jù)焦耳定律得到A錯(cuò)誤；B.電動(dòng)機(jī)的輸入功率B錯(cuò)誤；C.電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率C正確；D.持續(xù)工作一小時(shí)耗電為D錯(cuò)誤。故選C。9．有三個(gè)用電器，分別為筆記本電腦、電飯煲和電風(fēng)扇，它們的額定電壓和額定功率均為“220V,60W”?，F(xiàn)讓它們?cè)陬~定電壓下工作相同時(shí)間，產(chǎn)生的熱量（）A．筆記本電腦最多 B．電飯煲最多C．電風(fēng)扇最多 D．一樣多【答案】B【解析】筆記本電腦在工作時(shí)是電能轉(zhuǎn)化為光能、內(nèi)能和機(jī)械能等，電飯煲在工作時(shí)是電能只轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電風(fēng)扇在工作時(shí)是電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能能和內(nèi)能，所以在額定電壓下工作相同時(shí)間，消耗的電能相同，電飯煲轉(zhuǎn)化的內(nèi)能最多，產(chǎn)生的熱量最多，B正確，ACD錯(cuò)誤。故選B。10．電源電壓保持不變，用兩個(gè)電阻R1和R2來(lái)作為加熱元件加熱一定量的水，只用R1時(shí)將水煮沸需要4分鐘，只用R2時(shí)將水煮沸需要6分鐘。先后將R1、R2串聯(lián)和將R1、R2并聯(lián)作為加熱元件，不考慮散熱損失，其余條件完全相同，則將等量的水煮沸需要的時(shí)間分別為（）A．8分鐘，2分鐘 B．8分鐘，10分鐘C．10分鐘，2.4分鐘 D．10分鐘，5分鐘【答案】C【解析】設(shè)電壓為U，把水煮沸需要的熱量為Q接R1時(shí)接R2時(shí)R1、R2串聯(lián)接在電源上時(shí)聯(lián)立解得R1、R2并聯(lián)接在電源上時(shí)解得故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C。二、解答題11．手持式掛燙機(jī)體型小，易攜帶，使用時(shí)，出蒸汽速度也快，隨時(shí)隨地都能熨燙衣服，完全不受場(chǎng)所空間限制，深受年輕一族的歡迎，下表為某型號(hào)手持掛燙機(jī)的規(guī)格參數(shù)：求：（1）手持式掛燙機(jī)的額定電流：（2）連續(xù)正常使用手持掛燙機(jī)5min所消耗的電能?！敬鸢浮浚?）5.45A；（2）3.6×105J【解析】（1）手持式掛燙機(jī)的額定電流（2）連續(xù)正常使用手持掛燙機(jī)5min所消耗的電能12．在如圖所示的電路中，電阻R1=50Ω，R為滑動(dòng)變阻器。閉合開(kāi)關(guān)S，求：（1）流過(guò)電阻R1的電流方向是從a到b還是從b到a？（2）將滑動(dòng)變阻器滑片P向右移動(dòng)少許，電阻R1在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)