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(共42张PPT)
课时1　电功、电功率和电热
①电能的单位是什么？
②计量电能的仪器是什么？如何读数？
③影响电功的因素有哪些？
④计算电功的公式是什么？
①什么是电功率？
②电功率的单位是什么？
③电功率的物理意义是什么？
④电功率的影响因素是什么？
⑤计算电功率的公式是什么？
⑥什么是额定功率？什么是实际功率？
①小灯泡的亮度与小灯泡的实际功率有什么关系？
②如何用电能表测量家用电器的电功率？
①焦耳定律的内容是什么？
②电热的计算公式是什么？
③电热的导出公式是什么？
3.6×106
电能
正常工作
20
600
读数之差
电流
通电时间
电功
电流
UI
I2R
1 000
正常工作
正常工作
额定电压
实际电压
UI
分压、限流
最大
电压表
电能表
电
内
电流的二次方
导体的电阻
通电时间
判断下列说法是否正确，正确的在括号内画“√”，错误的画“×”。
1．电流做功的过程，实质上是把其他形式的能转化为电能的过程
( )
2．消耗电能快的用电器，电功率一定大( )
3．电流做功越快的用电器，消耗的电能一定越多( )
4．灯泡的额定功率越大，它在实际电路中的亮度越亮( )
5．电流通过导体所产生的热量与经过导体的电流成正比，与导体的
电阻成正比，与通电时间成正比( )
×
√
×
×
×
6．用电器工作过程中实际功率可能小于它的额定功率( )
7．小灯泡的实际电功率越大，说明单位时间内有更多的电能转化为
光能和内能，小灯泡的亮度就越亮( )
8．电饭锅工作，应用的是电流的热效应( )
√
√
√
工具线索
在复习电功率这一课时，老师拿来了两盏
白炽灯，白炽灯的铭牌如图所示。
(1)观察铭牌可知，甲灯的额定电压是____V，
额定功率是______W；甲灯正常发光时的电阻是______Ω。
220
100
484
(2)当通过甲灯的电流为0.3 A时，它的实际功率_______(选填“大于”
“小于”或“等于”)额定功率；甲、乙两灯均正常发光时，甲灯的电
阻_______(选填“大于”“小于”或“等于”)乙灯的电阻，观察两灯
的电阻丝发现，_____灯的灯丝较细。
(3)将甲、乙两灯并联接在电压为220 V的照明电路中，则___灯更亮，
两灯两端的总电压为______V，总电阻为________Ω，两灯的实际功率
之和是______W。
小于
小于
乙
甲
220
387.2
125
(4)将甲、乙两灯串联，接在电压为220 V的照明电路上，在相同时间内
产生热量较多的是_____灯，甲灯消耗的电功率与乙灯消耗的电功率之
比是 _____。(不考虑灯丝电阻的变化)
(5)一度电0.5元，一度电能满足“220 V　100 W”的灯正常工作____h，
这盏灯正常发光48 h，消耗的电能为______kW·h，产生的热量为
____________J，电费为______元。
乙
1∶4
10
4.8
1.728×107
2.4
(6)小奇家中电能表的规格如图所示，该电能表的标定电流是_____A，
表盘上显示已用电 ________kW·h。她将家里其他用电器都关闭，只让
甲灯单独工作了15 min，观察到电能表转盘转了50 r，这段时间甲灯共
消耗了_______kW·h的电能，甲灯此时的实际功率是_____W。
10
2 021.3
0.02
80
电路线索
(一)串联电路
(1)将灯泡L和定值电阻R以图甲方式连在6 V的电源上，图乙是L和R的
U I图像，灯泡L的实际阻值为____Ω，灯泡L的实际功率为______W，
定值电阻R的实际功率为______W。
5
0.8
1.6
(二)并联电路
(2)如图所示，电源电压不变，先闭合开关S1，电流
表示数为0.4 A，再闭合开关S2，电流表示数增加了
0.2 A，则R1、R2两端电压之比为 _____，R1、R2电
阻值之比为 _____，若电阻R1＝5 Ω，通电1 min
电阻R2产生的热量为_____J。
1∶1
1∶2
24
在实际生活中，我们发现晚上用电高峰期灯泡比较暗，但在凌晨时灯泡比较亮。为什么会出现这种现象呢？这与灯泡的实际功率有关吗？
猜想1：灯泡的亮度与实际功率有关。
猜想2：灯泡的亮度与实际功率无关。
一
测量小灯泡的电功率
根据 ______可知，要测量小灯泡的电功率，应测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流。据此设计出如图甲所示的电路图。根据电路图连接实物图，检查无误后进行实验。
P＝UI
4．选用额定电压为2.5 V的小灯泡进行实验，移动滑动变阻器的滑片，多次改变小灯泡两端的电压，记录实验数据填入表格。
5.比较分析小灯泡的亮度与实际电功率的关系。
实验要求 小灯泡的发光情况 电压表示数/V 电流表示数/A 小灯泡的实际功率/W
U实＝U额 正常发光 2.5 0.28
U实＝1.2U额 强烈发光 3.0 0.32 0.96
U实＝0.8U额 较暗 2.0 0.24 0.48
1．滑动变阻器的作用：①保护电路；② _____________________。
2．连接实物电路时，开关应_______，滑动变阻器的滑片移到_______
_____。
3．小灯泡正常发光时的电功率是______W。
4．多次测量的目的是测量小灯泡在不同_______下的电功率，并进行比
较，_____(选填“能”或“不能”)用多次测量的小灯泡的电功率求平
均值。
改变小灯泡两端的电压
断开
阻值最
大处
0.7
电压
不能
5．分析实验数据得出结论：
(1)小灯泡的实际功率越大，小灯泡 _____。
(2)小灯泡的实际电压越大，小灯泡的实际功率_____。
(3)分析数据发现小灯泡的电阻是变化的，原因是_________________
___________。
越亮
越大
灯丝电阻随温度的
升高而增大
1．(1)小明设计的电路如图甲所示，请选择合适的量程，并用笔画线代替导线将图乙的实物电路连接完整。
(2)小明刚连好最后一根导线，小灯泡就发出了明亮的光，他在连接电路时出现的错误：
①_____________________；
②___________________________________________。
连接电路时开关未断开
闭合开关前滑动变阻器的滑片未移到阻值最大处
(3)改正错误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡的发光情况，将测量数据和观察到的实验现象记录在表中。
小明设计的表格有没有问题？如果有，是什么？
___________________________________________。
实验要求 小灯泡的发光情况 电压表示数 电流表示数
U实＝U额 明亮 2.5 0.28
U实＝0.8U额 较暗 2 0.25
U实＝0.4U额 微弱 1 0.20
有问题，所测物理量没有标单位且缺电功率一栏
(4)小明和同学交流时发现，他在实验设计中存在不完善的地方是_____
______________________________________________________________
______，修改实验方案后，接下来的操作是把滑动变阻器的滑片向____
(选填“A”或“B”)端移动，记录电压表和电流表的示数，并观察小灯
泡的发光情况。
电源
用三节电池，电压过大(或未探究实际电压高于额定电压时小灯泡的电
功率)
B
(5)连好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有
示数。接下来应进行的操作是____。
A．断开开关，更换小灯泡
B．检查电路是否断路
C．移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光
(6)问题解决后，继续进行实验，发现电压表的示数小于小灯泡的额定
电压，要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向____(选填
“A”或“B”)端移动，直至小灯泡正常发光。
C
B
(7)实验中多次测量的目的是____。
A．测量不同电压下小灯泡的实际功率
B．多次测量求平均值，减小误差
A
2．小明打算增加一个阻值为15 Ω的定值电阻R0，只利用一只电表，通
过操作图中单刀双掷开关(单刀双掷开关分别接“a”“b”各一次)测量
小灯泡的额定电功率。图丙、图丁是他设计的两种不同方案的电路图，
则以下判断正确的是____。
A．两种方案都能
B．两种方案都不能
C．丙方案能，丁方案不能
D．丙方案不能，丁方案能
B
3．关于测小灯泡电功率的实验，下列说法错误的是____。
A．实验中发现小灯泡无法调到额定电压，一定是因为电源电压过小
B．用图甲的电路，通过更换小灯泡L的方法，能够探究小灯泡“电功率与电流的关系”
A
4．(1)某实验小组测额定电压为2.5 V小灯泡的电功率，根据实验数据
作出了如图戊所示的I U图像，由图戊可知，此小灯泡正常发光时的电
功率是______W。
(2)该小组同学想比较这个小灯泡与发光二极管在相同功率下工作时发
光亮度是否相同。已知发光二极管工作电压为2 V，电流为20 mA，要使
小灯泡与发光二极管电功率相同，则应调整小灯泡两端的电压为____V。
0.5
0.5
电阻在通电一段时间后会发热，说明电流通过导体时会产生热量。电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关呢？
猜想1：电流通过导体时产生的热量与电流有关。
猜想2：电流通过导体时产生的热量与电阻有关。
猜想3：电流通过导体时产生的热量与通电时间有关。
二
探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关
用U形管两端封闭质量相同的空气(或煤油)，用图甲所示电路探究电热与电阻的关系，用图乙所示电路探究电热与电流的关系。通过空气(或煤油)的膨胀程度显示电热的多少。
1．本实验用到的探究方法是_______法和___________法。
2．选用空气或煤油进行实验，是因为它们的_________小，效果明显。
实验时U形管两端封闭的物质种类相同、质量_______、初温_______。
3．(1)图甲中串联两个阻值不同的电阻，电路中电流_______，实验发
现在电流和通电时间相同的情况下，电阻_______，产生的热量越多。
转换
控制变量
比热容
相同
相同
相同
越大
(2)图乙中三个阻值相等，右边两个电阻并联后与左边的一个电阻串
联，右下边电阻与左边电阻阻值相等，通过它们的电流_____，实验发
现在_______和 _________相同时，通过电阻的电流 _____，产生的热
量越多。
(3)在图甲中，保持实验条件不变，适当延长通电时间，可以看到两端
空气(或煤油)的膨胀程度都发生变化，说明在电阻和通过电阻的电流
相同的情况下，通电时间越长，产生的热量_______。
不同
电阻
通电时间
越大
越多
1．图乙中，通电一段时间后左右两侧容器内电阻产生的热量之比是
_______。
2．图甲通电一段时间后，发现U形管的液面高度几乎不变，则出现该
现象的原因可能是______________________________________________
______。
4∶1
透明容器密闭性不好(或透明容器漏气、对应电阻丝
短路)
3．实验中通过观察 ______________的变化反映密闭空气温度的变化，
在探究许多物理问题时都会用到这种方法，下列探究实例采用的探究方
法与此相同的是_____。
A．探究电流与电压、电阻的关系
B．用铁屑显示磁体周围磁场分布
C．探究光的传播时，引入“光线”
D．扩散现象表明分子在不停地做无规则运动
U形管液面高度
BD
4．如图丙所示，电流表的示数为______A，在这种情况下，图甲中右侧
容器中定值电阻在10 s内产生的热量是______J。
1.1
121
5．英国物理学家焦耳通过大量实验，最先精确地确定了电流通过导体
时产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟______
_____成正比，这个规律叫作焦耳定律，其表达式为Q＝ ____。
6．多次实验后，小明根据“电流通过导体产生的热量与电流的关系”
的数据，绘制了U形管内液面变化的高度差h与电流I的关系图像，图丁
中能正确反映h I关系的是____。
通电
时间
I2Rt
A(共37张PPT)
课时2　动态电路的分析与计算
电路线索
一、动态电路分析
(一)滑片移动引起的动态电路
(1)如图所示，电源电压保持不变，闭合开关，滑动变阻器滑片向右滑动过程中：(均选填“变大”“变小”或“不变”)
①滑动变阻器接入电路的阻值 _____，电流表A的示数 _____。
②R0两端的电压U0 _____，电压表的示数 _____。
③电压表的示数与电流表的示数比值 _____。
④电阻R0的电功率 _____，电路的总功率 _____，滑动变阻器R的电功
率是变化的，不确定是变大还是变小。
变大
变小
变小
变大
变大
变小
变小
(2)如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片向右滑动过程中：(均选填“变大”“变小”或“不变”)
①电流表A1示数 _____，电流表A示数 _____。
②电压表示数_______。
③电压表的示数与电流表A1的示数比值 _____。
④电阻R0的电功率_____，滑动变阻器R的电功率_____，电路的总功率
_____。
变小
变小
不变
变大
不变
变小
变小
滑片移动引起的动态电路的分析思路
(1)首先明确电路的性质：电路是串联还是并联，电表测量的是哪些物理量。
(2)其次明确电路发生变化的原因，明确滑片移动引起了电路中哪些物理量的变化。
(3)最后根据欧姆定律及电路中电流、电压、电阻的关系，判断电表示数变化。
(二)开关通断引起的动态电路
(3)如图所示，闭合开关S1、S2，电路正常工作。现只将S2断开，则电流
表示数 _____，电压表示数_______，电压表示数与电流表示数的比值
_____。
变小
不变
变大
(4)如图所示，电源电压保持不变。只闭合开关S1，电流表和电压表均
有示数，若再闭合开关S2，则下列说法正确的是_______。
A．电流表示数变大，电压表示数变小
B．电流表示数变小，电压表示数不变
C．电压表示数与电流表示数的比值变小
D．电压表示数与电流表示数的比值不变
D
开关通断引起的动态电路的分析思路
(1)简化电路(电流表可视为导线，电压表可看作断路)，分析电路连接方式。
(2)明确电表测量对象，确定电路中的不变量(如电源电压、定值电阻的阻值等)。
(3)根据题意画出相应的等效电路图。
(4)判断开关通断前后电路连接、用电器相关物理量及电表的变化。
(5)根据串、并联电路特点、欧姆定律及电功率的相关知识进行分析解答。
(三)实际应用类动态电路
(5)如图是科技小组设计的监测河水流速变化的装置原理图，机翼状的
探头始终浸没在水中，通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动，电
源电压保持不变。闭合开关S，当水流的速度变大时_______。
A．电压表的示数变大
B．电流表的示数变小
C．电路消耗的总功率变小
D．电压表示数与电流表示数的比值变小
D
(6)某学习小组设计了如图甲所示的输液报警器，电路如图乙所示，希
望能适当缓解医护人员工作疲劳的问题。报警器内有一可变电阻R，阻
值随药液量的减少而变小，当药液输完时，电铃发出声音而报警。闭合
开关，下列分析正确的是_______。
A．电阻R与电铃并联
B．输液过程中，电流表的示数将变小
C．开始输液时，电阻R两端的电压最小
D．输完药液时，电压表的示数最大，电铃发出声音
D
实际应用类动态电路的分析思路
实际应用类动态电路一般有敏感电阻类和滑动变阻器类两种。
敏感电阻是阻值会随环境温度、电压、湿度、光照、气体成分和浓度、磁场或压力等因素的变化而发生变化的元件；滑动变阻器类一般为弹簧、滑杆和电阻组合而成，在外力作用下改变接入电路中的电阻值。这两类的实质都是一个变阻器，可将其当作滑片移动型动态电路进行分析。
二、动态电路的相关计算
(四)开关通断类动态电路
(7)在如图甲所示的电路中，小灯泡L的电流随两端电压的变化关系如图乙所示。当开关S、S1闭合，S2断开时，电压表的示数为6 V；当开关S、S2闭合，S1断开时，电流表的示数为1 A；当开关S闭合，S1、S2断开时，电压表的示数为3 V。已知电源电压恒定不变，R1、R2为定值电阻。求：
①当开关S、S1闭合，S2断开时，5 min内小灯泡L消耗的电能。
②当开关S闭合，S1、S2断开时，电阻R2的电功率。
③当开关S、S1、S2都闭合时，电流表的示数。(结果保留两位小数)
(五)极值、范围类动态电路
(8)如图所示电路中，电源电压恒为6 V，电流表的量程为0～0.6 A，电压表的量程为0～3 V，滑动变阻器的规格为“20 Ω　2 A”，灯泡L标有“3 V　0.9 W”字样(忽略灯丝电阻变化)。在保证所有电路元件安全的前提下，移动滑动变阻器滑片的位置，求：
①滑动变阻器R接入电路的阻值变化范围；
②电流表示数的变化范围；
③灯泡L消耗电功率的变化范围；
④电路消耗的总功率的变化范围；
⑤滑动变阻器的电功率变化范围。
极值、范围类动态电路相关计算的解题步骤
(1)标最值——标出已知元件的最值，如电压表和电流表的量程、小灯泡
的额定值、滑动变阻器的最大电阻和最大电流等。
(2)定状态——分析限制条件和不同状态下的电路。
(3)求最值——根据欧姆定律、电功率计算公式，计算各物理量的最值。
(4)得范围——将所求最值与已知条件对比，求出各量的变化范围。
(六)多挡位用电器类动态电路
(9)在综合实践活动中，兴趣小组设计了一款双挡位电加热器，利用产生的蒸汽加湿或消毒。电加热器工作时，高挡先将水箱内的水加热到100 ℃，低挡维持水沸腾确保蒸汽不断产生。如图甲是其内部简化电路图，S和S1均为自动控制开关，当水温达到100 ℃时S1自动断开，当水的质量低于0.2 kg时S自动断开。R1、R2均为电热丝。水箱加满水后闭合开关，电加热器正常工作时电流随时间变化的图像如图乙。已知水箱容量2.2 L，水的初温为20 ℃。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，ρ水＝1.0×103 kg/m3]求：
①低挡工作时电加热器的电功率；
②R1的电阻；
③电加热器高挡工作时的加热效率。
(10)某电压力锅，额定电压为220 V，有加热和保温两个挡位，其简化电路图如图甲所示。R1、R2都是加热电阻，加热挡时只有电阻R1工作，加热功率为800 W；保温挡时只有电阻R2工作，电阻R2＝1 210 Ω。S为温控开关，可自动实现“加热”和“保温”状态的转换。
①求R1的阻值和电压力锅的保温功率。
②若将2 L水从23 ℃加热到63 ℃，水吸收的热量是多少？若电压力锅的热效率为84%，在额定电压下加热这些水，需要多少秒？[ρ水＝1.0×103 kg/m3，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
③用电高峰期电压会降低。若电路中只让电压力锅单独工作600 s，图中的电能表转盘转了330转，求电压锅的实际加热功率。
(11)如图甲是一款可调温果汁加热鼎，图乙是其简化电路图。R1、R2均为加热电阻，当开关接1时，加热鼎处于保温挡，保温功率为275 W。当开关接2时，加热鼎处于可调温挡，可调功率范围为275～1 100 W。[果汁比热容取4.0×103 J/(kg·℃)]求：
①加热鼎功率最大时，电路中的电流。
②滑动变阻器R1的最大阻值。
③不计热量损失，加热鼎用最大功率对1 kg 果汁加热2 min，果汁升高的温度。
(12)图甲是小明家的电饭锅及电路原理图，该电饭锅有高温和保温两挡。由开关S进行调节。已知R0与R为电热丝，现将电饭锅接在220 V的电源上，使用高温挡工作时，电饭锅的功率为1 000 W；使用保温挡工作时，电饭锅的功率为440 W。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]根据相关知识，回答下列问题：
①饭煮熟后，开关S将________(选填“闭合”或“断开”)。
②电热丝R的阻值是多少？
③用该电饭锅高温挡将质量为1 kg、温度为25 ℃的水加热，使锅中水温升高60 ℃，需用时5 min，求此加热过程中电饭锅的加热效率。
④小明家的电能表如图乙所示，电能表上有一参数模糊不清，小明把家中其他用电器断开仅使用电饭锅，调至高温挡烧水5 min，电能表的转盘转了250转，则电能表上模糊的参数应该是多少？

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