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(共35张PPT)
课时 20　电能　电功率
第七单元　电与磁
电能 单位 　国际单位是　　　　;常用单位是　　　　　　　　;1度=1 kW·h=　　　　　J
电功 实质 　用电器消耗电能的过程实际是　　　能转化为其他形式能的过程,也就是电流做功的过程
考点知识聚焦
焦耳(J)
考点一　电能及其测量
千瓦时(kW·h)或度
3.6×106
电
考点知识聚焦
电压
计算 　①用电器消耗的电能等于这段电路两端的　　　　、电路中的　　　　和 　　　　　的乘积,即W=　　　　; 　②W=　　　　=　　　　(适用于所有电路); 　③对于纯电阻电路可推导出:W=　　　　=　　　　 计量 工具 　电能表:测量用电器某一段时间内消耗电能多少的仪器
方法 　①测量较大电能时用刻度盘读数,即W=W2-W1;(注意:电能表刻度盘上示数的最后一位是小数位)
　②测量较小电能时利用转盘转数读数,即W= kW·h(n表示电能表在某段时间内的转盘转数,N表示电能表铭牌上标着的转数)
电流
通电时间
UIt
Pt
I2Rt
UIt
考点知识聚焦
快慢
考点二　电功率
1.电功率
意义 　表示电流做功的　　　　,用符号　　　表示
单位 　国际单位:　　　　　　;常用单位:千瓦(kW),1 kW=　　　W
大小 　用电器在1 s内消耗的电能
公式 　①P=　　　=　　　(适用于所有电路);
　②对于纯电阻电路可推导出:
P
瓦特(W)
103
UI
考点知识聚焦
正常工作
2.额定电压与额定功率
概念 　额定电压:用电器　　　　　　时的电压
　额定功率:用电器在　　　　　　下工作时的功率
铭牌 含义 　灯泡“PZ220 V　60 W”:这个灯泡的额定电压为　　　　,额定功率为　　　　　
实际 功率的 计算 　①P实 =U实I实;
　②电阻不变时,
额定电压
220V
60W
考点知识聚焦
考点三　伏安法测量小灯泡的电功率
原理 　P=UI
实物图 与电 路图
电路 连接 　开关:连接电路时,开关要断开。
　滑动变阻:滑动变阻器“一上一下”接入电路,且开关闭合前,滑片要移到阻值最大处。
　电表:①电流表与小灯泡串联,电压表与小灯泡并联;②电流从正接线柱注入,负接线柱流出;③电压表的量程由小灯泡的额定电压决定,电流表的量程由小泡的额定电流决定
考点知识聚焦
滑动变 阻器的 作用 　改变灯泡两端的电压和保护电路。连接电路无误后,移动滑片的位置,同时眼睛观察电压表的示数,当电压表的示数达到额定电压时,停止移动滑片,并记下电流表的示数,利用公式即可求出灯泡的额定功率
电路故 障分析 　电表示数异常的原因:①电流表无示数:与电流表串联的电路断路(或电流表被短路或断路);②电流表指针满偏:电流表所选量程太小或与之串联的电路发生短路;③电压表无示数;小灯泡发生短路(或电压表短路或断路,或与电压表并联的电路以外部分断路);④电压表示数接近电源电压;小灯泡发生断路,或滑动变阻器短路。
　小灯泡不亮的原因:①电路完好,灯不亮;滑动变阻器连入电路的阻值太大,移动滑片观察小灯泡是否发光;②电路故障,灯不亮;小灯泡断路或短路,根据电表示数判断。
　移动滑片,电表示数不变的原因:滑动变阻器同时接两个上接线柱或同时接两个下接线柱
多次 测量 的目的 　测出小灯泡在不同电压下的实际功率并比较、探究电功率与电压的关系及小灯泡亮度变化规律(小灯泡实际电压不同,小灯泡的实际功率理应不同,求平均值没有意义)
设计 表格
考点知识聚焦
序号 U/V I/A P/W
1
2
3
考点知识聚焦
图像 分析 　实验绘制的小灯泡U-I图像是条曲线,原因是灯丝电阻随温度的升高而增大
实验 结论 　不同电压下,小灯泡的功率不同,实际电压越大,小灯泡的功率越大;
　小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定,实际功率越大,小灯泡越亮
实验 评估 　小灯泡额定电压为3.8 V时,电压表读数不准确;若电源电压为6 V,可将电压表并联在滑动变阻器两端,来减小实验误差
例1如图20-1所示是小峰家中的电能表,小峰通过表盘信息得出下列一些结论,正确的是 (　　)
A.家中用电器的总功率不能超过550 W
B.电能表示数为13625 kW·h
C.家里只有微波炉工作时,电能表在1 min内转了50转,微波炉此时的电功率为1×103 W
D.这个电能表的标定电流是5 A
热点考向探究
探究一　电能及其测量
C
图20-1
变式1 小龙家上月初电能表示数为 ,电能表的部分参数及上月末的示数如图20-2所示。表盘上“3200 imp/(kW·h)”表示每消耗1 kW·h的电能,指示灯闪烁3200次。下列选项正确的是
(　　)
A.小龙家上月消耗的电能为680 kW·h
B.小龙家同时使用的用电器总功率不可超过2200 W
C.指示灯闪烁的次数越多,电能表所在电路接入的用电器总功率越大
D.断开其他用电器,只让阻值是100 Ω的电热棒单独工作3 min,指示灯闪烁64次,此时小龙家的实际电压是200 V
热点考向探究
图20-2
第一章
热点考向探究
变式2 孝顺的芳芳为了让奶奶在冬天方便取暖,用自己的零用钱为老人家买了个烤火用的电热箱,电热箱的规格如下表。
(1)求电热箱内发热丝的电阻。
(2)求正常工作0.5 h,电热箱消耗的电能。
(3)某一天,芳芳断开家中其他所有用电器,只接通电热箱,发现家中如图20-3所示
的电能表的表盘在5 min内转了100转,则电热箱的实际功率是多少
热点考向探究
额定电压/V 220
额定功率/W 440
频率/Hz 50
图20-3
(2)求正常工作0.5 h,电热箱消耗的电能。
热点考向探究
(3)某一天,芳芳断开家中其他所有用电器,只接通电热箱,发现家中如图20-3所示
的电能表的表盘在5 min内转了100转,则电热箱的实际功率是多少
例2将“2.5 V　0.3 A”和“3.8 V　0.3 A” 的两个小灯泡接在合适的电源上,小灯泡均没有烧坏,两灯相比较与事实相符的是 (　　)
A.若两灯串联,“3.8 V　0.3 A”的灯更亮
B.若两灯串联,“2.5 V　0.3 A”灯的两端电压更大
C.若两灯并联,“3.8 V　0.3 A”的灯更亮
D.若两灯并联,通过“3.8 V　0.3 A”灯的电流更大
热点考向探究
探究二　额定功率和实际功率
第一章
热点考向探究
例3 如图20-4所示的电路,闭合开关S后,下列说法正确的是 (　　)
A.当滑片P向右移动时,电压表示数变小,灯变暗
B.当滑片P向右移动时,电流表A2示数变小,灯变亮
C.当滑片P向左移动时,电路消耗的总功率变大,电压表示数不变
D.当滑片P向左移动时,电流表A1示数变小,灯亮度不变
热点考向探究
C
图20-4
变式1如图20-5所示,将标有“8 V　8 W”的灯泡L1和“8 V　16 W”的灯泡L2接在12 V的电路中,闭合开关S,不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法中正确的是 (　　)
A.灯泡L1、L2都能正常发光
B.灯泡L1、L2一样亮
C.灯泡L2比灯泡L1亮
D.灯泡L1比灯泡L2亮
热点考向探究
D
图20-5
变式2小琳同学在探究影响灯泡亮度的因素时,用甲、乙两个小灯泡连成如图20-6所示的电路。闭合开关S后,甲、乙两灯均正常发光,但甲灯亮度比乙灯亮度大。下列说法中正确的是(　　)
A.两灯均正常发光时,甲灯的电阻小于乙灯的电阻
B.两灯均正常发光时,甲灯的功率等于乙灯的功率
C.若将两灯位置互换,则乙灯亮度比甲灯亮度大
D.如果将两灯串联在该电源上,甲灯亮度仍然会大于乙灯亮度
热点考向探究
图20-6
热点考向探究
变式3甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图20-7所示,下列说法中正确的是 (　　)
A.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多
B.两灯均正常发光时,甲灯的电阻小于乙灯的电阻
C.两灯串联在220 V的电路中,甲灯比乙灯亮
D.将乙灯接入110 V电路中,它的实际功率为50 W
热点考向探究
C
图20-7
例4如图20-8所示,电源电压保持不变,灯丝电阻不受温度影响,滑动变阻器的最大阻值为12 Ω。当开关S闭合,S1断开,滑动变阻器的滑片P在a端时,电压表示数为6 V;当S、S1都闭合,滑动变阻器的滑片P在b端时,电流表的示数为2 A。
(1)当S、S1都闭合,滑动变阻器的滑片P在b端时,电压表的示数是多少
(2)电源电压是多少
(3)S闭合,S1断开,滑动变阻器的滑片P在a端时,灯L在10 min内消耗的电能是多少
热点考向探究
探究三　电能、电功率的有关计算
图20-8
(2)电源电压是多少
热点考向探究
热点考向探究
(3)S闭合,S1断开,滑动变阻器的滑片P在a端时,灯L在10 min内消耗的电能是多少
变式1 如图20-9所示,将标有“6 V　3 W”字样的灯泡L1和标有“6 V　6 W”字样的灯泡L2串联在电路中,使其中一个灯泡正常发光,另一个灯泡的实际功率不超过其额定功率,不考虑温度对电阻的影响。求:
(1)灯泡L1正常工作时的电流。
(2)灯泡L2的电阻。
(3)电源电压。
(4)此电路工作2 min消耗的电能。
热点考向探究
图20-9
(2)灯泡L2的电阻。
热点考向探究
(3)电源电压。
热点考向探究
(4)此电路工作2 min消耗的电能。
变式2如图20-10所示,电源电压恒定不变,滑动变阻器R1的最大阻值为20 Ω,定值电阻R2=30 Ω,灯L上标有“6 V　3.6 W”字样且电阻不变。当滑动变阻器滑片滑到最左端,只闭合开关S1时,灯L刚好正常发光。求:
(1)灯L正常工作时的电阻。
(2)当S1断开、S2闭合时,将滑动变阻器的滑片滑到最右端,R2在5 min内做的电功是多少。
(3)该电路工作时能消耗的最大功率是多少。
热点考向探究
图20-10
(2)当S1断开、S2闭合时,将滑动变阻器的滑片滑到最右端,R2在5 min内做的电功是多少。
热点考向探究
热点考向探究
(3)该电路工作时能消耗的最大功率是多少。
例 小明利用如图20-11甲所给的实验器材测量小灯泡的额定功率,已知电源电压恒为6 V,小灯泡正常工作时的电压为3.8 V,电阻约为12 Ω,滑动变阻器的规格为“20 Ω　2 A”。
热点考向探究
突破　伏安法测电功率
图20-11
(1)请用笔画线代替导线,完成图甲实物电路的连接。
(2)正确连接电路后,用开关试触,灯泡不亮,电压表瞬间满偏,电流表指针几乎不动,电路的故障是
　　　　　　　　　　　。(电路故障只有一处)
热点考向探究
滑动变阻器断路
［答案］ (1)如图所示
［解析］ (2)正确连接电路后,用开关试触,灯泡不亮,电流表指针几乎不动,说明电路可能有断路,电压表瞬间满偏,说明电压表到电源间是通路,所以电路的故障是与电压表并联的滑动变阻器断路。
(3)排除故障后,继续实验,闭合开关,移动滑片,当电压表的指针在某电压值时(请在图乙中标出相应的电压值),小灯泡正常发光,电流表的示数如图丙所示,小灯泡的额定功率是　　　　W。
(4)测量完灯泡的额定功率后,小明又测量了几组数据,计算后发现灯丝电阻随其两端电压的增大而增大,原因是　 。
热点考向探究
1.14
灯丝电阻随温度升高而增大
［答案］ (3)如图所示
［解析］ (3)根据题意可知,电流表的量程选择的是0~0.6 A,分度值为0.02 A,所以灯泡正常发光时的电流为0.3 A,则灯泡的额定功率P=UI=3.8 V×0.3 A=1.14 W。
实验延伸
小红也利用上述器材对该小灯泡的额定功率进行了测量,实验电路图如图丁所示,实验结束后,两人对实验进行了交流与评估。
(5)①小红的实验结果误差较大,理由是
　。
②小明的实验更不容易操作,理由是 　 。
(6)利用图甲所示的装置,还能完成初中物理电学中的　　　　　　　　实验。
热点考向探究
小红的实验电路中,电压表应选择0~15 V量程,量程大,所以电压的测量不够精确
开始操作时不易确定滑片的位置
测小灯泡的电阻
(7)小红在实验时,电压表出现了故障不能使用。她向老师借了一只定值电阻R0(R0阻值已知),设计了如图20-12所示的电路图,继续测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率。测量时应先闭合开关S和S1,调节滑动变阻器,当电流表的
示数为　　　　时,再将S1断开,S2闭合,读出电流表的示数为I,则小灯泡的额
定功率P额=　　　　。(均用I、U额、R0表示)
热点考向探究
图20-12

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