李 紅 李榮橋
電功率、電熱部分內(nèi)容是中考的熱點,常以關(guān)于電功率、電熱的計算題作為壓軸題出現(xiàn)。這部分內(nèi)容公式多、題目復(fù)雜多變、難度較大、綜合性強,常結(jié)合一些用電器規(guī)格、銘牌出題,同學(xué)們?nèi)菀着e。建議同學(xué)們復(fù)習(xí)這部分內(nèi)容時要:(1)熟記電學(xué)公式及電路特點,強化基礎(chǔ)訓(xùn)練。(2)加強串、并聯(lián)電路分析的訓(xùn)練,能快速準(zhǔn)確看清電路結(jié)構(gòu)。(3)重視與生產(chǎn)生活實際有關(guān)的應(yīng)用題目的訓(xùn)練,如電能表讀數(shù)、用電器銘牌有關(guān)計算題等。(4)反復(fù)訓(xùn)練一些易錯題。
為了減少答題錯誤,請同學(xué)們首先熟記以下公式及導(dǎo)出公式:
1. 電學(xué)基本公式及其導(dǎo)出公式
2. 熟記串并聯(lián)電路特點
本部分內(nèi)容中,同學(xué)們常見錯誤表現(xiàn)有以下幾種:
一、受思維慣性的影響和無關(guān)數(shù)據(jù)的迷惑出錯
例1一盞標(biāo)有“PZ220—60”的電燈(電燈電阻不變)接入電路中,通過電燈的電流是0.2 A,電燈的實際功率是多少?
典型錯誤P=UI=220 V×0.2 A=44 W。
錯因分析題目要求計算功率,同學(xué)們就會想到功率的基本公式P=UI。這個公式在同學(xué)們的頭腦中的印象很深,從而會忽視其他功率計算公式。從題目“PZ220—60”中可知電壓為220 V,但這是額定電壓,實際功率必須用實際電壓和實際電流計算。
正確答案先算出電燈電阻:R== Ω=807 Ω;電燈的實際功率:P實=I2R=0.22×807 W=32.3 W。
例2甲、乙、丙三盞電燈分別標(biāo)有“220 V 40 W”、 “110 V 40 W”、“36 V 40 W”字樣。它們都正常工作時,最亮的燈是()
A. 甲燈 B. 乙燈 C. 丙燈D. 一樣亮
典型錯誤A。
錯因分析此題中電壓是迷惑大家的數(shù)據(jù),不少同學(xué)錯誤認(rèn)為電燈亮度與電壓有關(guān),電壓越高電燈越亮,因而會錯誤選擇答案A。
正確答案電燈亮度取決于電燈的實際功率而不是電壓的大小。三盞電燈都正常工作時,它們的實際功率等于他們的額定功率,因此三盞電燈實際功率一樣,所以正確答案應(yīng)選D。
歸納拓展由于電功率和電熱這部分內(nèi)容公式較多,同學(xué)們一時很難把全部公式記熟,基本公式的印象較深,導(dǎo)出公式印象相對差些。答題時首先在頭腦中出現(xiàn)的是基本公式,解題時也常受題目中一些誤導(dǎo)數(shù)據(jù)的影響而出錯。在復(fù)習(xí)的過程中,注意此類問題。
二、思考問題沒有聯(lián)系實際
例如圖1所示是某一路口的紅綠燈設(shè)施,已知3個燈泡都標(biāo)有“PZ220—100”字樣。該設(shè)施正常工作一天(24小時)消耗__________kW?h的電能。
典型錯誤W=Pt=0.1×3×24 kW?h
=7.2 kW?h。
錯因分析此題中,同學(xué)們認(rèn)為3盞電燈并聯(lián),都工作24小時,故解法是錯誤的。這是由于同學(xué)們沒有聯(lián)系生活實際,沒有注意到3盞電燈不是同時工作,而是輪流工作的。所以,24小時中始終只有1盞電燈在工作。
正確答案W=Pt=0.1×24 kW?h=2.4 kW?h。
歸納拓展目前許多中考題注重聯(lián)系生活,考查同學(xué)們對知識的應(yīng)用能力。同學(xué)們在解答這類題目時一定要聯(lián)系生活實際,否則容易出錯。
三、運用公式分析解決問題能力差,導(dǎo)致出錯
例1一個電阻為R,當(dāng)把它接入電壓為U的電路中,電功率為P;若把它接入電壓為的電路中時,它的電功率為()
A. B. C.D. 2P
典型錯誤A。
錯因分析基礎(chǔ)稍差、對公式運用能力較弱的同學(xué)解答這道題時,往往會簡單地理解為電壓減半了,電功率也減半,而錯選A。
正確答案這道題涉及功率和電壓,應(yīng)該用電壓和功率關(guān)系的公式P=來分析。電阻R不變,在的電路中,功率P====,故正確答案應(yīng)選B。
例2將一只標(biāo)有“220 V200 W”的燈接在110 V的電路中,則燈消耗的實際功率為()
A. 200 W B. 100 W C. 50 W D. 400 W
典型錯誤B。
錯因分析簡單理解為電壓減半,電功率也減半。
正確答案先算出電燈的電阻R== Ω=242 Ω,再算出電燈接在110 V的電路中消耗的實際功率:P實== W=50 W,故正確答案應(yīng)選C。
歸納拓展運用公式時,需要掌握其適用的條件和適用的范圍,把握公式中各個物理量的含義,這樣才不容易出錯。
四、題目新穎,不熟悉而出錯
例1(2008?貴陽)某物理興趣小組的同學(xué)設(shè)計了如圖2(甲)所示的電路圖進(jìn)行實驗探究,電源為可調(diào)壓直流學(xué)生電源,電壓表量程為“0~15 V”,電流表量程為“0~0.6 A”,小燈泡標(biāo)有“6 V 1.2 W”字樣,R0為20 Ω的定值電阻。該小組根據(jù)記錄的電流表和電壓表示數(shù)變化,描繪出U-I關(guān)系圖,如圖2(乙)所示。
(1)求燈泡正常發(fā)光時的電阻。
(2)求當(dāng)電壓表示數(shù)為1 V時,通過R0的電流。
(3)調(diào)節(jié)電源電壓,求當(dāng)小燈泡與定值電阻R0消耗的總功率為0.8 W時,小燈泡的實際電功率。
典型錯誤(3)題中,小燈泡的實際電功率:PL== W=0.13 W。
錯因分析以往的電學(xué)計算題中,很少結(jié)合圖象信息。初次接觸這類題目,很多同學(xué)因不懂結(jié)合圖象解題而做錯。第(1)、(2)小題較容易,關(guān)鍵是第(3)小題,以往很多計算題都是把燈泡電阻看作固定值,而這道題需考慮電阻隨溫度的變化,所以不少同學(xué)會有以上錯誤的解答。
正確答案
(1)燈泡正常發(fā)光時的電阻RL== Ω=30 Ω。
(2)當(dāng)電壓表示數(shù)為1 V時,通過R0的電流:I== A=0.05 A。
(3)當(dāng)小燈泡與定值電阻R0消耗的總功率為0.8 W時,由圖2乙可知電壓為2 V,電流為0.4 A。
此時通過R的電流:I== A=0.1 A
通過小燈泡的電流:I=I-I=(0.4-0.1) A=0.3 A
小燈泡的實際功率:P=UI=2×0.3 W=0.6 W
歸納拓展新題也是考查舊的知識點,只要把知識點掌握好了,一切問題都能迎刃而解。
五、題目條件少,難度大
例將一盞燈接在電源電壓不變的電路中使用時,它的電功率是40 W。如果將燈L跟電阻R串聯(lián)后接到電路中,10秒內(nèi)電流對R做了36 J的功,此時燈的功率是_________。(R>R)
典型錯誤P== W=3.6 W,PL=(40-3.6) W=36.4 W。
錯解分析此題中電流、電壓都沒提到,條件少,難度大。按照常規(guī)思維很難正確解答。
正確答案電路給出兩種狀態(tài),一是燈L直接接到電源兩端,燈的功率為40 W。由此狀態(tài)可列出方程P==40 W。其二是燈L和R串聯(lián)后再接入原電路,電阻R的功率為P== W=3.6 W,則P=I2?R=?R=3.6 W,由兩種狀態(tài)所列方程求比=?R=,可求得=和=(據(jù)題意舍去)。在串聯(lián)電路中,==,即此時燈的實際功率P′=9P=9×3.6 W=32.4 W。
歸納拓展這種難度較大的題目,不要局限于常規(guī)解法,要開動腦筋,從多方面、多角度去思考解決辦法。
1. 在用電高峰時,某同學(xué)家的電壓比220 V降低了10%,此時正在工作的“220 V 100 W”白熾燈的實際功率是_____W。若用“220 V 20 W”的節(jié)能燈代替“220 V 100 W”的白熾燈,每天正常工作5 h可節(jié)約電能_______J。
2.一個5 Ω的電阻,通過它的電流為2 A,在10 s內(nèi)放出的熱量是_____J。如果通過它的電流減小為原來的,在相同時間內(nèi)所放出的熱量是______J。(設(shè)電阻值不變)
3.吳雪芬同學(xué)利用電能表測某家用電器的電功率,當(dāng)電路中只有這個用電器工作時,測得在15 min內(nèi)消耗電能0.3 kW?h,這個用電器可能是()
A. 空調(diào) B. 電冰箱
C. 電視機(jī) D. 收音機(jī)
4. 額定電壓是2.5 V的小燈泡接在2 V的電源上時,流過電流是0.4 A,這只燈泡的額定功率是()
A. 1.25 W B. 0.8 W
C. 1.0 W D.12.5 W
5. 若使電熱器的發(fā)熱功率減小一半,則下列辦法可行的是()
A. 使電阻絲兩端電壓減小一半
B. 使通過電阻絲的電流減小一半
C. 使電阻絲阻值減小一半,同時把電阻絲兩端電壓減小一半
D. 以上做法都不正確
6. 圖3為某熱水器的電路圖,R1為發(fā)熱板,當(dāng)熱水器加熱時,水迅速被加熱;達(dá)到預(yù)定溫度后,S自動切換到另一檔,處于保溫狀態(tài)。
(1)說明S處于1或2時,熱水器分別對應(yīng)的工作狀態(tài)。
(2)若熱水器加熱時發(fā)熱板的電功率為550 W,保溫時發(fā)熱板的功率為88 W,求電阻R2。