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电功率、电热典型易错题诊断

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电功率电热部分内容是中考的热点,常以关于电功率、电热的计算题作为压轴题出现。这部分内容公式多、题目复杂多变、难度较大、综合性强,常结合一些用电器规格、铭牌出题,同学们容易弄错。建议同学们复习这部分内容时要:(1)熟记电学公式及电路特点,强化基础训练。(2)加强串、并联电路分析的训练,能快速准确看清电路结构。(3)重视与生产生活实际有关的应用题目的训练,如电能表读数、用电器铭牌有关计算题等。(4)反复训练一些易错题。

为了减少答题错误,请同学们首先熟记以下公式及导出公式:

1. 电学基本公式及其导出公式

2. 熟记串并联电路特点

本部分内容中,同学们常见错误表现有以下几种:

一、受思维惯性的影响和无关数据的迷惑出错

例1一盏标有“PZ220―60”的电灯(电灯电阻不变)接入电路中,通过电灯的电流是0.2 A,电灯的实际功率是多少?

典型错误P=UI=220 V×0.2 A=44 W。

错因分析题目要求计算功率,同学们就会想到功率的基本公式P=UI。这个公式在同学们的头脑中的印象很深,从而会忽视其他功率计算公式。从题目“PZ220―60”中可知电压为220 V,但这是额定电压,实际功率必须用实际电压和实际电流计算。

正确答案先算出电灯电阻:R== Ω=807 Ω;电灯的实际功率:P实=I2R=0.22×807 W=32.3 W。

例2甲、乙、丙三盏电灯分别标有“220 V 40 W”、 “110 V 40 W”、“36 V 40 W”字样。它们都正常工作时,最亮的灯是()

A. 甲灯 B. 乙灯 C. 丙灯D. 一样亮

典型错误A。

错因分析此题中电压是迷惑大家的数据,不少同学错误认为电灯亮度与电压有关,电压越高电灯越亮,因而会错误选择答案A。

正确答案电灯亮度取决于电灯的实际功率而不是电压的大小。三盏电灯都正常工作时,它们的实际功率等于他们的额定功率,因此三盏电灯实际功率一样,所以正确答案应选D。

归纳拓展由于电功率和电热这部分内容公式较多,同学们一时很难把全部公式记熟,基本公式的印象较深,导出公式印象相对差些。答题时首先在头脑中出现的是基本公式,解题时也常受题目中一些误导数据的影响而出错。在复习的过程中,注意此类问题。

二、思考问题没有联系实际

例如图1所示是某一路口的红绿灯设施,已知3个灯泡都标有“PZ220―100”字样。该设施正常工作一天(24小时)消耗__________kW•h的电能。

典型错误W=Pt=0.1×3×24 kW•h

=7.2 kW•h。

错因分析此题中,同学们认为3盏电灯并联,都工作24小时,故解法是错误的。这是由于同学们没有联系生活实际,没有注意到3盏电灯不是同时工作,而是轮流工作的。所以,24小时中始终只有1盏电灯在工作。

正确答案W=Pt=0.1×24 kW•h=2.4 kW•h。

归纳拓展目前许多中考题注重联系生活,考查同学们对知识的应用能力。同学们在解答这类题目时一定要联系生活实际,否则容易出错。

三、运用公式分析解决问题能力差,导致出错

例1一个电阻为R,当把它接入电压为U的电路中,电功率为P;若把它接入电压为的电路中时,它的电功率为()

A. B. C.D. 2P

典型错误A。

错因分析基础稍差、对公式运用能力较弱的同学解答这道题时,往往会简单地理解为电压减半了,电功率也减半,而错选A。

正确答案这道题涉及功率和电压,应该用电压和功率关系的公式P=来分析。电阻R不变,在的电路中,功率P====,故正确答案应选B。

例2将一只标有“220 V200 W”的灯接在110 V的电路中,则灯消耗的实际功率为()

A. 200 W B. 100 W C. 50 W D. 400 W

典型错误B。

错因分析简单理解为电压减半,电功率也减半。

正确答案先算出电灯的电阻R== Ω=242 Ω,再算出电灯接在110 V的电路中消耗的实际功率:P实== W=50 W,故正确答案应选C。

归纳拓展运用公式时,需要掌握其适用的条件和适用的范围,把握公式中各个物理量的含义,这样才不容易出错。

四、题目新颖,不熟悉而出错

例1(2008•贵阳)某物理兴趣小组的同学设计了如图2(甲)所示的电路图进行实验探究,电源为可调压直流学生电源,电压表量程为“0~15 V”,电流表量程为“0~0.6 A”,小灯泡标有“6 V 1.2 W”字样,R0为20 Ω的定值电阻。该小组根据记录的电流表和电压表示数变化,描绘出U-I关系图,如图2(乙)所示。

(1)求灯泡正常发光时的电阻。

(2)求当电压表示数为1 V时,通过R0的电流。

(3)调节电源电压,求当小灯泡与定值电阻R0消耗的总功率为0.8 W时,小灯泡的实际电功率。

典型错误(3)题中,小灯泡的实际电功率:PL== W=0.13 W。

错因分析以往的电学计算题中,很少结合图象信息。初次接触这类题目,很多同学因不懂结合图象解题而做错。第(1)、(2)小题较容易,关键是第(3)小题,以往很多计算题都是把灯泡电阻看作固定值,而这道题需考虑电阻随温度的变化,所以不少同学会有以上错误的解答。

正确答案

(1)灯泡正常发光时的电阻RL== Ω=30 Ω。

(2)当电压表示数为1 V时,通过R0的电流:I== A=0.05 A。

(3)当小灯泡与定值电阻R0消耗的总功率为0.8 W时,由图2乙可知电压为2 V,电流为0.4 A。

此时通过R的电流:I== A=0.1 A

通过小灯泡的电流:I=I-I=(0.4-0.1) A=0.3 A

小灯泡的实际功率:P=UI=2×0.3 W=0.6 W

归纳拓展新题也是考查旧的知识点,只要把知识点掌握好了,一切问题都能迎刃而解。

五、题目条件少,难度大

例将一盏灯接在电源电压不变的电路中使用时,它的电功率是40 W。如果将灯L跟电阻R串联后接到电路中,10秒内电流对R做了36 J的功,此时灯的功率是_________。(R>R)

典型错误P== W=3.6 W,PL=(40-3.6) W=36.4 W。

错解分析此题中电流、电压都没提到,条件少,难度大。按照常规思维很难正确解答。

正确答案电路给出两种状态,一是灯L直接接到电源两端,灯的功率为40 W。由此状态可列出方程P==40 W。其二是灯L和R串联后再接入原电路,电阻R的功率为P== W=3.6 W,则P=I2•R=•R=3.6 W,由两种状态所列方程求比=•R=,可求得=和=(据题意舍去)。在串联电路中,==,即此时灯的实际功率P′=9P=9×3.6 W=32.4 W。

归纳拓展这种难度较大的题目,不要局限于常规解法,要开动脑筋,从多方面、多角度去思考解决办法。

1. 在用电高峰时,某同学家的电压比220 V降低了10%,此时正在工作的“220 V 100 W”白炽灯的实际功率是_____W。若用“220 V 20 W”的节能灯代替“220 V 100 W”的白炽灯,每天正常工作5 h可节约电能_______J。

2.一个5 Ω的电阻,通过它的电流为2 A,在10 s内放出的热量是_____J。如果通过它的电流减小为原来的,在相同时间内所放出的热量是______J。(设电阻值不变)

3.吴雪芬同学利用电能表测某家用电器的电功率,当电路中只有这个用电器工作时,测得在15 min内消耗电能0.3 kW•h,这个用电器可能是()

A. 空调 B. 电冰箱

C. 电视机 D. 收音机

4. 额定电压是2.5 V的小灯泡接在2 V的电源上时,流过电流是0.4 A,这只灯泡的额定功率是()

A. 1.25 W B. 0.8 W

C. 1.0 W D.12.5 W

5. 若使电热器的发热功率减小一半,则下列办法可行的是()

A. 使电阻丝两端电压减小一半

B. 使通过电阻丝的电流减小一半

C. 使电阻丝阻值减小一半,同时把电阻丝两端电压减小一半

D. 以上做法都不正确

6. 图3为某热水器的电路图,R1为发热板,当热水器加热时,水迅速被加热;达到预定温度后,S自动切换到另一档,处于保温状态。

(1)说明S处于1或2时,热水器分别对应的工作状态。

(2)若热水器加热时发热板的电功率为550 W,保温时发热板的功率为88 W,求电阻R2。