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(共14张PPT)
第25讲　电功和电功率
1．(2024，宁波模拟)下列事例中，不属于利用电热工作的是( )
A．用家用电饭锅煮米饭
B．用电烙铁焊接电器元件
C．用电热孵卵器孵小鸡
D．用继电器作烟雾报警器
2．下列关于电能的说法正确的是( )
A．可以通过电流表把电能直接测量出来
B．电能的单位是“度”，学名叫做千瓦
C．消耗电能越多的用电器，电功率就越大
D．消耗电能相同的用电器，产生的热量不一定相同
D
D
3．(2023，北京)右图是两个定值电阻R1、R2的内部结构图，R1、R2所用电阻丝(涂有绝缘漆)粗细均匀、材料相同，分别缠绕在相同的圆柱形绝缘棒上，圈数分别为43圈和33圈，R1的电阻丝比R2的电阻丝细。将R1、R2并联在电路中工作一段时间，下列说法正确的是( )
A．通过R1的电流等于通过R2的电流
B．R1两端的电压大于R2两端的电压
C．R1的电功率大于R2的电功率
D．R1消耗的电能小于R2消耗的电能
D
4．把标有“3 V　3 W”的灯L1和标有“3 V　1.5 W”的灯L2按图连接在2节新干电池组成的电源上，开关S闭合后(设灯丝电阻不变)，下列说法正确的是( )
A．通过灯L1的电流大于灯L2的电流
B．灯L1、L2都能正常发光
C．电路消耗的总功率是4.5 W
D．灯L1、L2两端电压之比是1∶2
D
5．图甲所示是一种钨丝灯泡，图乙为该灯铭牌，图丙所示是一种节能灯泡，图丁所示是一种LED灯。理论上讲这三种灯的照明效果是：4 W LED灯＝11 W节能灯＝40 W钨丝灯。下面说法正确的是( )
A．图甲所示灯泡的实际功率是25 W
B．钨丝灯长期使用后灯丝会变细，相同电压下灯会变亮
C．相同照明效果的节能灯和钨丝灯，消耗电能一定相等
D．理论上讲，LED灯比钨丝灯节能90%
D
6．扫地机器人是一种能自动清扫的智能家用电器。某款扫地机器人的部分参数如表格所示，当剩余电量为电池容量的20%时，机器人会自动寻找充电器充电。则该机器人正常工作时电流为_______A；充满电后至下一次自动充电前能够连续正常工作的最长时间为________min。
额定工作电压 12 V 额定功率 48 W
电池容量 5000 mA·h 工作噪音 ≤50 dB
4
60
7.某电能表上标有600 r/(kW·h)字样，则：
(1)此电能表的转盘转过1转，代表消耗了电能__________J。
(2)利用此电能表和停表，测得屋内甲、乙、丙3个用电器独立工作时转盘转过的转数r和所用时间t，得到的数据如图所示，由图可知各用电器独立工作时功率最大是_______。(填“甲”“乙”或“丙”)
6000
甲
8．右图所示为某手机的充电器，标有“5 V，1 A”，表示充电电压为5 V，最大输出电流为1 A。若手机锂电池充满电所储存的电能是1.08×105 J，用该充电器充电至少需要_____小时才能将这个空的锂电池充满。资料表明，最大输出电流越大，锂电池的充电时间越短；电池发热是影响锂电池使用寿命的主要原因。目前市场上有两种不同的充电器：甲“5 V，1 A”和乙“5 V，2 A”，你会选择哪种充电器，并说明理由。________________________________________________________。
6
甲；充电电流较小，产生的热量较少，可以延长电池寿命
9．右图所示是一款无叶电风扇，额定电压220 V，额定功率55 W，工作时，底座中的电动机将空气从进风口吸入，吸入的空气经压缩后进入环形空腔，再从环形空腔上的细缝中高速吹出，夹带着周边的空气一起向前流动，导致后方更多的空气流入风扇的出风口，风量被显著放大。
(1)周边的空气被夹带一起向前流动的原理是流速越大______________。
(2)若该台风扇电动机的线圈电阻为4 Ω，请计算其正常工作1 min，电动机获得的机械能为___________。
压强越小
3285 J
10．小明利用图甲电路研究“电流与电压的关系”。其中R为定值电阻，电源电压恒定为U。小明在连接好电路后，先将滑动变阻器移到阻值最大处，再闭合开关S，移动滑动变阻器滑片，记录实验数据，绘图得到图乙中的直线a。
(1)在本实验中，滑动变阻器的作用是_______________________________。
(2)分析图乙的直线a，可以得出结论：______________________________________
_____________________。
改变定值电阻R两端的电压
当电阻一定时，通过导体的电流与导体
两端的电压成正比
(3)当电流由I1逐渐增大到I2的过程中，小明通过绘制网格将图乙进行处理：分出6块区域，面积分别为S1～S6。
①当电流为I1时，电阻R的实际功率可以用图乙中的面积________表示。
②电流由I1逐渐增大到I2的过程中，滑动变阻器的实际功率变化量ΔP＝_______。
S4
S5－S3
11．(2024，杭州西湖区一模)在科技节活动中，小金要设计一个可调节的电暖手宝。现有电压为10 V的学生电源、2个10 Ω的发热电阻、开关、导线若干。
(1)小金设计的下列电路图中，能实现高温、低温两挡调节的是_______。
(2)根据(1)中选择的电路图，计算该暖手宝高温挡的电功率。
(3)若暖手宝中水的质量为150 g，用高温挡工作多长时间才能使水温上升10 ℃？
[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，不计热量散失]
甲 乙 丙
C(共25张PPT)
第25讲　电功和电功率
电功
1．定义：电流所做的功叫电功。电功的实质：电流做功的过程就是________转化为________________的过程，电流做了多少功就有多少________转化为其他形式的能。
2．规定：电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压、通过这段电路的________和____________的乘积。
3．公式：W＝________，对于纯电阻电路可推导出：W＝________＝________。
4．单位：国际单位：___________，常用单位：_______________。1 kW·h＝____________J。
5．测量电功的仪表是__________(电度表)，计数器上前后两次读数之差就是这段时间电路消耗的电能。
电能
其他形式能
电能
电流
通电时间
UIt
I2Rt
U2t/R
焦耳(J)
千瓦时(kW·h)
3.6×106
电能表
电能表中各参数的意义
(1)“220 V”：表示这个电能表应该接在_______V的电路中使用。
(2)“10(20) A”：表示这个电能表的_________电流为10 A，
_________________________________________电流为20 A。
(3)“600 revs/(kW·h)”：表示接在这个电能表上的用电器，
每消耗___________的电能，电能表上的转盘转过_______转。
220
额定
额定最大(或短时间允许通过的最大)
1kW·h
600
1．如图所示，电源电压不变，R1＝6 Ω，R2＝4 Ω。
(1)当开关S1闭合，S2、S3断开时，电流表的示数为0.6 A，
电路总电阻是________Ω，电源电压为________V。
(2)当开关S1、S2和S3都闭合时，电流表示数为1.5 A，
此时通过R1的电流是________A，10 s内电流通过灯泡L做的功为________J。
10
6
1
30
电功率
1．概念：电流在单位时间内所做的功叫________，是用来表示________________的物理量。
2．单位：瓦特(简称瓦，符号为W)、千瓦(kW)。1 kW＝1000 W。
3．电功率的计算公式：P＝______、P＝______，对于纯电阻用电器，电功率还可用公式P＝______、P＝______计算。
4．额定功率
(1)用电器在__________下工作时所消耗的电功率。
(2)用电器只有在额定电压下工作时，实际功率才等于额定功率。灯泡的亮度取决于灯的________电功率。
5．常用家庭用电器的电功率：空调大约1000 W～2000 W，电视机约200 W，电冰箱约100 W。
电功率
电流做功快慢
W/t
UI
I2R
U2/R
额定电压
实际
2．(2024，杭州二模)在“创新实验设计比赛”的活动中，小明从如图甲所示的“两端发光的激光剑”玩具中得到启发，设计了图乙所示的电路原理图。小明设计的电路中两灯的连接方式是________。若电源电压为3 V，灯泡的规格均为“2.5 V　0.5 A”，假设灯泡电阻不变，则电路接通后，每个灯泡的实际功率是______W。
串联
0.45
测定小灯泡的电功率
1．实验原理：__________。
2．实验电路图如图所示。
3．测定小灯泡的额定功率和实际功率，收集和整理实验数据得出实验结论。
调节滑动变阻器，当电压表读数不等于额定电压时，可测实际功率；当电压表读数__________额定电压时，可测额定功率。
P＝UI
等于
3．一只灯泡的额定电压为220 V，为了确定该灯泡的额定功率，下述方案中最佳的是( )
A．接入220 V电路中使之正常发光，再与有标记的灯泡比较亮度进行判断
B．在实验室里用伏安法测出灯丝电阻，再用公式P＝U2/R 进行计算
C．接入220 V电路中，测出通过灯泡的电流强度I，再用公式P＝UI进行计算
D．直接与其他标有220 V的灯泡从外观上比较确定
C
电流的热效应
1．定义：电流通过导体时，_____能转化为_____能，这种现象叫做电流的热效应。
2．电流热效应的影响因素——用控制变量法进行研究
(1)在通过电阻的电流和通电时间相同的情况下，
电阻越大，这个电阻产生的热量越多。
(2)在电阻和通电时间相同的情况下，通过电阻的
电流越大，这个电阻产生的热量越多。
3．焦耳定律
(1)内容：电流通过导体产生的热量跟________的平方、导体的________和通电时间成正比。
(2)表达式：Q＝______________。
电
内
电流
电阻
I2Rt
4．右图所示是研究电流产生热量实验装置的一部分，甲、乙两个透明容器内密封着等质量、同温度的空气，容器内的电热丝A、B阻值不同。在通电时间相同的情况下，下列判断不正确的是( )
A．该装置探究的是通电导体产生的热量多少
与电阻的关系
B．该装置通过U形管液面的高度差显示容器
内空气温度的变化
C．与甲容器相连的U形管液面高度差较小，是因为通过电热丝A的电流小
D．与乙容器相连的U形管液面高度差较大，是因为电热丝B电阻大放热多
C
电功和电功率的计算
【例1】　(2024，宁波模拟)某同学利用标有“6 V　6 W”的灯泡L1和“6 V　
3 W”的灯泡L2进行实验。
(1)如图甲所示，A、B分别为通过灯泡L1和
灯泡L2的电流随两端电压变化关系的曲线。
现将两灯泡连入图乙所示电路中，当其中一
个灯泡正常发光时，电路消耗的总功率为_____W。
(2)如图丙所示，L1、L2两灯泡接在12 V的电路中，欲使两灯泡都正常发光，且电路中消耗的功率最小，应选择图丙中四种接法中的______接法，此时电路消耗的总功率为______W。
4
B
丙
12
1．(2024，宁波鄞州区二模)如图甲所示，电源电压U＝12 V，灯泡L的额定电压为9 V，其电流与电压的关系如图乙所示，滑动变阻器R的最大阻值为25 Ω。则灯泡L正常发光时的阻值约为______Ω。在调节滑动变阻器的过程中，灯泡L消耗电功率的最小值是______W。
15
0.8
伏安法测小灯泡的电功率
【例2】　(2024，杭州三模)为测量额定电压为2.5 V的小灯泡的额定功率，某同学设计了如图甲所示的电路。
(1)连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，电路故障原因是_____________________________。
(2)闭合开关，移动滑片P到电压表示数为2.5 V，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为________W。
小灯泡短路(或电压表短路)
1.05
(3)上述实验过程中，当电压表、电流表的示数逐渐变大时，小灯泡的电阻也逐渐变大，滑动变阻器接入电路的电阻逐渐变小，则小灯泡电阻的变化量ΔRL______
(填“大于”“小于”或“等于”)滑动变阻器电阻的变化量ΔR。
(4)如果考虑电表的电阻，此时电流表测量值比通过灯泡电流真实值______(填“偏大”或“偏小”)。
小于
偏大
2．(2023，金华)在“测量小灯泡额定功率”实
验中，同学们按图甲所示电路进行如下研究。
【实验器材】干电池3节，小灯泡(额定电压为3.8 V、电阻约为15 Ω)，滑动变阻器(4 Ω　1 A)，电流表，电压表，开关，导线若干(所有器材均完好)。
【实验方案】将量程为0～15 V的电压表并联到小灯泡两端，闭合开关，移动滑动变阻器滑片使小灯泡正常发光，读出并记录电流表的示数。
(1)实验时若闭合开关，发现灯泡不亮，接下来最合理的操作是________。
A．更换小灯泡
B．检查电路是否短路
C．观察电流表和电压表的示数
C
(2)当电压表示数为3.8 V时，电流表示数如图乙所示，该小灯泡的额定功率为________W。
【实验反思】小金认为，电压表选用0～15 V量程进行实验，因该量程下每一小格为0.5 V，3.8 V读数不够精确，导致计算得到的额定功率误差较大。若电压表换用0～3 V的量程，将其并联到滑动变阻器两端，调节滑片使电压表示数为0.7 V，即可减小误差。
【实验改进】
于是小金设计了如图丙所示电路图，电压表V1选用0～15 V量程，电压表V2选用0～3 V量程。进行实验，移动滑动变阻器滑片，得到三次实验数据记录如下表。
1.064
(3)小金按反思后的思路，利用滑动变阻器两端电压为0.7 V时所测的数据，计算得到的小灯泡额定功率比真实的小灯泡额定功率________(填“偏大”“偏小”或
“相等”)。
【反思交流】小金发现测得的小灯泡两端电压与滑动变阻器两端的电压之和小于电源电压。带着这一疑问，继续探究……
偏小
试验次数 小灯泡两端电压/V 变阻器两端电压/V 电流/A
1 3.0 1.1 0.24
2 3.4 0.7 0.26
3 3.8 0.3 0.28
多挡位电热器的计算
【例3】　(2024，杭州萧山区模拟)为畅享绿水青山，近年来户外露营火爆，某家庭购置了一款多功能电煮锅用于户外露营，如图甲所示。图乙为该电煮锅简化电路图，开关S2可以断开、接A、接B，R1和R2都是用于加热的纯电阻，下表是电煮锅的部分参数(R1和R2阻值不随温度变化而变化)。
(1)电煮锅处于中温挡工作时，求电路中的电流大小。
项目 额定电压/V 低温挡功率/W 中温挡功率/W 高温挡功率/W
参数 220 550 1100 2200
(2)电煮锅处于低温挡工作时，求R2的电阻值。
(3)当实际电压为198 V时，用高温挡工作5 s电流做功为多少？
3．下图是一种调温型电热毯的电路示意图，R1和R2是两根相同的电热丝。图中虚线框内是“三刀四挡”滑动式调温开关，“三刀”(即AB、CD、EF三个滑片)只能同时并排向左或向右滑动，使开关处于“1”“2”“3”“4”挡中的某一挡位上。当开关处于“4”挡时，电热毯不发热；当开关处于其他三挡中的某一挡位时，电热毯的最小发热功率为40 W。
(1)开关处于“3”挡时，电热毯的发热功率为______W。
(2)开关处于“2”挡时，电热毯工作30分钟所用消耗的
电能为____________J。
40
1.44×105
【例】　(2023，温州)用图甲所示电路研究电热与电流的关系，若要比较不同设定电流值时产生电热的多少，调节电流大小过程中，电热丝已经开始加热，因而会影响实验的准确性。为解决这一问题，小明设计图乙电路进行研究。
图乙中电路包括调试电路和实验电路，R1和R2是
阻值都为20 Ω的电热丝，R2放置在装有煤油的保
温容器中。实验中通过调试电路，使电热丝R2在
调试过程中不发热。实验步骤如下：
①用数字温度计测量并记录装有R2的保温容器内煤油的温度。
②将开关S与“1”连接，调节滑动变阻器，直至电流表示数为0.2 A。
③将开关S拨至“2”，使R2工作50 s，断开开关S，测量并记录______________。
煤油的温度
④再将电流值分别设定为0.3 A、0.4 A、0.5 A、0.6 A，重复上述步骤。记录相关
数据，并计算每次升高的温度Δt(Δt可反映电热的多少)，整理Δt、I2的数据如图丙。
(1)将步骤③补充完整。
(2)在图丙中画出Δt与I2的关系图像。
(3)小明想改变电热丝阻值，用上述实验中
设定的电流值，继续研究电热与电流的关系：
保持R1不变，将R2更换为30 Ω的电热丝，重复上述步骤。他的做法是否合理，说明理由：
______________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________。
不合理，由于调试电路的电流为设定值时，开关S由“1”拨至“2”，根据欧姆定律可知，通过30 Ω电热丝的电流不是设定值，电流发生变化，对实验结果产生影响
测电阻实验 测电功率实验
相同点
不同点 R＝ P＝UI
求平均值 不求平均值
移动滑动变阻器的滑片，多次测量 移动滑动变阻器的滑片，使电压处于额定值或指定值
1．电动机属于非纯电阻用电器，工作时电能主要转化为机械能，少量转化为内能。
2．伏安法测电阻和伏安法测电功率实验异同点对比

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