资源简介 (共23张PPT)第十八章 电功率第1节 电能 电功结合实例,了解电功。预习课本P111~113内容,回答以下问题。问:小明假期去看望外婆,陪伴外婆8天后返回,发现家中电能表示数由312.4 kW·h变为如图所示的示数。经检查,家中电视机和数字机顶盒处于待机状态,并且卧室灯还开着,其他用电器均已关闭。请判断国庆期间小明家消耗了多少电能?结合小明的经历,请从节约电能的角度提出一条有关家庭电路使用的合理的建议。答: 现在的电能表示数是318.6 kW·h,则国庆期间消耗的电能为W=318.6 kW·h-312.4 kW·h=6.2 kW·h;因为“用电器待机”时要消耗电能,所以家用电器在长时间不用时要关闭电源。 现在的电能表示数是318.6 kW·h,则国庆期间消耗的电能为W=318.6 kW·h-312.4 kW·h=6.2 kW·h;因为“用电器待机”时要消耗电能,所以家用电器在长时间不用时要关闭电源。 1. 电能(1)电能的来源:电能是由其他形式的能转化而来的。如水力发电是把水的 机械 能转化为电能。(2)电能的利用:通过用电器把 电 能转化为其他形式的能。(3)电能的常用单位是 千瓦时(kW·h) ,俗称 度 。能量的常用单位是 焦耳(J) 。单位换算:1 kW·h=1×103 W×3 600 s=3.6× 106 J。机械 电 千瓦时(kW·h) 度 焦耳(J) 106 2. 电能的计量(1)用电器在一段时间内消耗的电能,可以通过 电能表 计量出来。(2)某电能表如图所示,其中电能表的重要参数:①“220 V”是指这个电能表应该接在电压为 220 V的电路中使用;②“10(40) A”是指这个电能表的 标定电流 为10 A, 额定最大电流 为40 A;③“50 Hz”是指这个电能表在频率为 50 Hz 的交流电路中使用;④“600 revs/(kW·h)”表示接在这个电能表上的用电器每消耗1 kW·h的电能,电能表上的转盘转过 600 转。当电能表转过1 800转时,表示已经使用的电能是 3 kW·h。电能表 220 标定电流 额定最大电流 50 Hz 600 3 (3)如图所示,电能表的读数为 2 50 kW·h 。若家中电能表月初示数为2 428.6 kW·h,月末示数如图所示,则家中本月消耗的电能是 81 kW·h。2 509.6 kW·h 81 3. 电功(1)电能转化为其他形式的能的过程也可以说是 电流做功 的过程,有多少电能发生了转化就说电流做了多少功。(2)电功的符号是 W ,单位是 焦耳(J) 。电流做功 W 焦耳(J) (3)电功的计算公式为 W=UIt ,公式中的物理量及其单位如下表:物理量 (符号) 电功(W) ② 电压(U) 电流(I) ④ 时间(t) 单位 (符号) ① 焦耳 伏特(V) ③ 安培 秒(s)(4)推导公式: W=UIt W=UIt 电压(U)时间(t)焦耳(J)安培(A) W=UIt W=W=IRt 焦耳 焦耳考点一 电能与其他形式能的相互转化【例1】请指出下面各用电器在使用过程中的能量转化:(1)电风扇工作时电动机运转,电能转化为 机械 能。(2)电吹风机吹热风时,电能转化为 内 能和 机械 能。(3)电热水器烧水过程,电能转化为 内 能。(4)人造卫星上的太阳能电池板,太阳能转化为 电 能。机械 内 机械 内 电 方法点拨:分析能量转化问题的关键是分析出能量转化前后是哪种形式的能,能量的转化就是前一种形式的能转化成后一种形式的能。另外,还要注意的是,一种形式的能量可以转化成多种不同形式的能量。考点二 电能的计量【例2】如图是某家用电能表的信息,下列说法正确的是( C )A. 此时,电能表的示数为123.4 JB. 此电能表额定最大电流为10 AC. 转盘每转600圈,接在此电能表上的用电器耗电1 kW·hD. 转盘每转1圈,接在此电能表上的用电器耗电600 kW·hC【例3】如图所示电能表的示数是 31.6 kW·h,标有“220 V 1 200 W” 的电饭锅在接有该电能表的家庭电路上正常工作10 min,可使电能表的表盘转 600 转。31.6 600 方法点拨:1. 电能表参数含义的理解,重点掌握电能表表盘示数的最后一位是小数,且单位是kW·h。2. 利用电能表计算电能:①某段时间,末初电能表示数之差;②根据电能表的参数W=,单位为kW·h;变形可得电能表转数n=W(电能)×N(参数)。考点三 电功的计算【例4】如图所示,电源电压保持不变,R1=10 Ω。闭合开关S,电压表示数为2 V,电流表示数为0.4 A。求:(1)电阻R2的阻值;解:(1)电阻R2的阻值R2===5 Ω解:(1)电阻R2的阻值R2===5 Ω(2)电源电压;解:(2)电阻R1两端的电压U1=IR1=0.4 A×10 Ω=4 V电源电压U=U1+U2=4 V+2 V=6 V解:(2)电阻R1两端的电压U1=IR1=0.4 A×10 Ω=4 V电源电压U=U1+U2=4 V+2 V=6 V【例4】如图所示,电源电压保持不变,R1=10 Ω。闭合开关S,电压表示数为2 V,电流表示数为0.4 A。求:(3)通电5 min整个电路消耗的电能。解:(3)通电5 min整个电路消耗的电能W=UIt=6 V×0.4 A×5×60 s=720 J答:(略)解:(3)通电5 min整个电路消耗的电能W=UIt=6 V×0.4 A×5×60 s=720 J答:(略)【例4】如图所示,电源电压保持不变,R1=10 Ω。闭合开关S,电压表示数为2 V,电流表示数为0.4 A。求:【例5】某品牌手机充电宝上面标明电压为5 V,容量为10 000 mA·h,它充满电后,可以储存的电能是 8×105 J,在充电过程中,将电能转化为 化学 能储存。【例6】某款手机锂电池上面标明电压为3.8 V,容量为3 000 mA·h,则它充满电后存储的电能为 41 040 J;该手机的待机电流为20 mA,则该手机最长待机时间为 150 h。1.8×105 化学 41 040 150 方法点拨:1. 计算整个电路消耗的电能(电流做的功)有两种方法:(1)W总=U总I总t。(2)W总=W1+W2。2. 已知电压和容量,根据W=UIt计算充满电后储存的电能。★课外拓展:根据电流定义式I=可得q=It,由此可知电流与时间的单位乘积组合(mA·h)是电荷量的单位。考点一 电能与其他形式能的相互转化1. 下列说法中正确的是( C )A. 电饭锅工作时,可以将内能转化为电能B. 电风扇工作时,可以将机械能转化为电能C. 电动机工作时,可以将电能转化为机械能D. 干电池给灯泡供电时,可以将干电池的电能转化为化学能C考点二 电能的计量2. 王华家上次查看电能表示数为 ,本次查看时电能表示数如图所示,则下列说法正确的是( B )A. 电能表是测量电功率的仪表B. 他家在这段时间内消耗的电能为90.3 kW·hC. 只将一盏标有“220 V 100 W”的电灯接在电路中,正常工作1 h,转盘转3 600圈D. 这个电能表的测量值是以“J”为单位B考点三 电功的计算3. 如图所示是电热“暖手宝”,它利用三节新干电池串联供电,发热时间长,深受广大用户喜爱。“暖手宝”工作时电压为 5 V。已知“暖手宝”工作时的电流为1.5 A,则它的发热电阻阻值为 3 Ω。1 min内“暖手宝”消耗的电能为 405 J。4.5 3 405 4. 如图所示的电路中电源电压为6 V,电阻R1的阻值为20 Ω。闭合开关S,电流表A的示数为0.5 A。求:(1)电流表A1的示数;解:(1)电流表A1的示数I1===0.3 A解:(1)电流表A1的示数I1===0.3 A(2)R2的阻值;解:(2)通过R2的电流I2=I-I1=0.5 A-0.3 A= 0.2 AR2的阻值R2===30 Ω(3)电路工作100 s消耗的电能。解:(3)电路工作100 s消耗的电能W=UIt=6 V×0.5 A×100 s=300 J解:(3)电路工作100 s消耗的电能W=UIt=6 V×0.5 A×100 s=300 J答:(略)(共16张PPT)第十八章 电功率第2节 电功率第2课时 额定电压 额定功率知道用电器的额定功率和实际功率。预习课本P115~116内容,回答以下问题。问:白炽灯泡的灯丝烧断了,重新搭接上使用,发现比原来更亮了,请解释这一现象。答: 白炽灯泡的灯丝烧断重新搭接上后,灯丝总长度变短,总电阻变小 ;照明电路电压一定,根据 P=可知灯泡消耗的电功率变大,灯泡变亮。 白炽灯泡的灯丝烧断重新搭接上后,灯丝总长度变短,总电阻变小;照明电路电压一定,根据P=可知灯泡消耗的电功率变大, 灯泡变亮。 1. 额定电压和额定功率(1)额定电压:用电器 正常工作 时的电压。(2)额定功率:用电器在 额定电压 下工作时的电功率。(3)用电器实际工作时的三种情况:用电器两端的电压 用电器的电功率 用电器工作情况U实=U额 P实① = P额 用电器正常工作(如灯泡正常发光)U实<U额 P实② < P额 用电器不能正常工作(如灯泡发光较暗)U实>U额 P实③ > P额 可能烧毁用电器(如灯泡被烧坏)正常工作 额定电压 = < > 2. 电功率的测量测量电功率可以使用专用的功率表,但是在非专业的实验中,常常通过测量电流和电压来间接得知用电器的电功率。考点一 额定功率与实际功率的理解【例1】将如图所示的电灯接到电压为200 V的电路中工作(不计温度对灯丝电阻的影响),则:(1)电灯的实际电压为 200 V ,额定电压为 220 V ,额定功率为 40 W 。200 V 220 V 40 W (2)电灯的实际功率 小于 额定功率,其亮度 小于 正常工作时的亮度,通过电灯的实际电流 小于 额定电流。(均选填“大于”“小于”或“等于”)小于 小于 小于 (3)若将电灯接到电压为230 V的电路中工作,则它的实际功率 大于 额定功率,其亮度 大于 正常工作时的亮度。大于大于 【例1】将如图所示的电灯接到电压为200 V的电路中工作(不计温度对灯丝电阻的影响),则:(4)若将电灯接到电压为220 V的电路中工作,则它的实际功率 等于 额定功率。等于方法点拨:对于一个用电器来说,额定功率是一个常数,不随两端电压的变化而变化,实际功率随用电器两端电压的变化而变化。用电器工作状态与实际功率的关系:考点二 额定功率与实际功率的相关计算【例2】现有标有“2.5 V 3 W”和“6 V 3 W”的字样小灯泡L1和L2(灯丝电阻不变),当它们都正常发光时( C )A. L2较亮 B. L1的电阻较大C. L1、L2一样亮 D. 通过L1的电流较小C【例3】某品牌电热水壶的铭牌如图所示,设电热丝电阻不变,求:(1)电热水壶正常工作时的电流;解:(1)电热水壶正常工作时的电流I===5.5 A解:(1)电热水壶正常工作时的电流I===5.5 A(2)电热水壶中电热丝的电阻;解:(2)电热水壶中电热丝的电阻R===40 Ω解:(2)电热水壶中电热丝的电阻R===40 Ω(3)电热水壶正常工作5 min消耗的电能;解:(3)电热水壶正常工作5 min消耗的电能W=Pt=1 210 W×5×60 s=3.63×105 J解:(3)电热水壶正常工作5 min消耗的电能W=Pt=1 210 W×5×60 s=3.63×105 J(4)如果电热水壶工作时两端的实际电压为200 V,则电热水壶的实际功率。解:(4)电热水壶的实际功率P实===1 000 W解:(4)电热水壶的实际功率P实===1 000 W答:(略)方法点拨:与用电器额定相关的计算1. 用额定电压U额和额定功率P额,可计算额定电流,可计算用电器的电阻(R=,用电器电阻不变)。2. 若用电器未正常工作,可先用U额和P额计算出电阻,再用电阻计算用电器的实际电流I实、实际功率P实或实际电压U实。考点一 额定功率与实际功率的理解1. 小满的叔叔从外国带回了一个标有“110 V 40 W”字样的白炽灯,他想在家里使用,于是给它串联了一个电阻,使它正常发光。同时小满观察了自己家里标有“220 V 40 W”字样的灯泡正常发光的情况,结果会发现( D )A. 外国灯泡比较亮B. 中国灯泡比较亮C. 电流大的比较亮D. 两个灯泡一样亮D2. 两盏电灯分别标有“36 V 40 W”和“36 V 30 W”的字样,当它们都正常发光时,比较它们的亮度(假设灯泡的电阻不受温度影响),可知( A )A. 标有“36 V 40 W”字样的电灯较亮B. 标有“36 V 30 W”字样的电灯较亮C. 两盏电灯一样亮D. 若两灯串联在72 V的电路中,“36 V 40 W”的灯泡较亮A考点二 额定功率与实际功率的相关计算3. 当某用电器工作时其两端所加的实际电压低于额定电压,其额定功率 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。一个标有“220 V 110 W”字样的灯泡正常发光时,通过它的电流是 5 A,若灯泡两端所加实际电压为110 V,则其消耗的实际电功率为 2 5 W。(灯泡电阻不变)不变 0.5 27.5 (共15张PPT)第十八章 电功率第十八章 电功率 章末总结重难点1 电功和电功率的理解【例1】下列常见的家用电器中,1 h消耗的电能约为1 kW·h的是( A )A. 家用空调 B. 电冰箱C. 液晶电视机 D. 台式电脑A【例2】家用电烤箱的铭牌标有“220 V 1 500 W”字样,电饭锅铭牌标有“220 V 900 W”字样,两个用电器都正常工作情况下进行比较,下列说法中正确的是( C )A. 电烤箱消耗的电能一定多B. 电流通过电烤箱做功一定多C. 电流通过电烤箱做功一定快D. 通过电烤箱的电流不一定大于通过电饭锅的电流C【例3】已知R1=2 Ω,R2=3 Ω,某同学分别按照图甲和图乙两种方式将电阻连接在一起,则( C )A. 图甲中通过R1与R2的电流之比为I1∶I2=3∶2B. 图乙中R1与R2两端的电压之比为U1∶U2=3∶2C. 图甲与图乙中电路的总功率之比为P1∶P2=6∶25D. 图乙中R1与R2的功率之比为P1∶P2=2∶3C重难点2 电能表的使用【例4】如图甲、乙所示分别是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知,下列选项中正确的是( C )CA. 小英家电路中的干路电流不得超过10 AB. 小英家上个月消耗的电能为1 011 kW·hC. 电能表上指示灯闪烁320次,表示家庭电路消耗电能0.2 kW·hD. 电能表上指示灯闪烁的次数越多,说明电路中电能消耗越快【例5】小贤8月付了240.8元电费,他通过物业得到月初和月末的电能表示数分别如图甲、乙所示,结合图中信息可知,他家8月用了 301kW·h的电能,他家小区电费平均 8 元每度。为了找出家里比较费电的用电器,小贤让空调单独正常工作一分钟,指示灯闪烁40次,则该空调正常工作一小时消耗电能 kW·h。301 0.8 1.5 重难点3 电功率的分析和实际应用【例6】甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,若灯丝电阻不变,则下列说法中正确的是( C )CA. 两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多B. 当甲灯泡两端的电压减小时,其额定功率减小C. 当乙灯两端的电压为110 V时,其实际功率为25 WD. 将两灯串联在电压为220 V的电路中,乙灯比甲灯亮例6题图【例7】如图甲所示,当开关S接1时灯泡L1正常发光,接2时灯泡L2正常发光。已知S由接1到接2时,电压表、电流表示数变化如图乙所示,则电源电压是 6 V,灯泡L1的额定功率是 6 W,灯泡L2的额定功率是 8 W。例7题图6 3.6 0.8 重难点4 焦耳定律的实际应用【例8】(跨学科·物理学与日常生活)冬季,输电线结冰容易造成倒塔(杆)断线,影响电能的输送。为了保证正常供电,通常要给输电线除冰。具体操作是在短时间内让输电线不经过用电器而直接接通,使电路 短路 ,通过输电线的电流 变大 ,产生的 热量 增加,使冰熔化。短路 变大 热量 重难点5 电功与电热的综合计算【例9】某电热水壶的额定电压是220 V,正常工作时电阻是48.4 Ω,则其额定功率是 1 000 W,正常工作10 min消耗的电能是 6×105 J。如果这些电能的84%转化为水的内能,可使质量为2 kg、初温为20 ℃的水温度升高 60 ℃。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]1 000 6×105 60 【例10】(跨学科·物理学与工程实践)电脑的中央处理器(CPU)只有半张扑克牌大小,工作时发热显著,常采用散热片与风扇组合冷却。某电脑CPU的功率为100 W,其中发热功率占8%,铜质散热器的质量是0.8 kg。若工作半小时,CPU消耗电能 8×105 J,产生热量 14 400 J,这些热量可使散热器温度升高 45 ℃。[铜的比热容为0.4×103 J/(kg·℃)]1.8×105 14 40045 (共23张PPT)第十八章 电功率第2节 电功率第1课时 电功率的简单计算结合实例,了解电功率。预习课本P114~116内容,回答以下问题。问:小明的爸爸给手机匹配了一个“超级快充”充电器,发现给电量已耗尽的同一手机充满电,“超级快充”充电器比原有普通充电器快很多。小明将“超级快充”充电器与原有普通充电器进行对比研究,发现普通充电器上标有“输出5 V 3 A”的字样,而“超级快充”充电器上则标有“输出11 V 6 A”的字样,请你应用所学的电学知识帮助小明分析,为什么给电量已耗尽的同一手机充满电,“超级快充”充电器比普通充电器充电更快?答: 普通充电器充电时的功率P普=U普I普=5 V×3 A=15 W,“超级快充”充电器充电时的功率P超=U超I超=11 V×6 A=66 W,根据公式W=Pt可知,在手机存储电能相同时,充电功率越大,充电时间就越短,因此给电量已耗尽的同一手机充满电,“超级快充”充电器比普通充电器充电更快。 普通充电器充电时的功率P普=U普I普=5 V×3 A=15 W,“超级快充”充电器充电时的功率P超=U超I超=11 V×6 A=66 W,根据公式W=Pt可知,在手机存储电能相同时,充电功率越大,充电时间就越短,因此给电量已耗尽的同一手机充满电,“超级快充”充电器比普通充电器充电更快。 1. 电功率(1)定义:在物理学中,电功率是表示电流做功的 快慢 ,即电功率等于电功与完成这些电功所用的时间 之比 。(2)电功率的符号是 P ,单位是 瓦特(W) ,简称 瓦 。还有较大的单位 千瓦 (kW)和较小的单位 毫瓦 (mW)。单位换算:1 kW= 103 W;1 mW= 10-3 W。(3)生活中常见的电功率:复兴号动车组约 1×108 W;家用空调正常工作时约 2 000 W;液晶电视约 100 W;节能灯约24 W ;二极管约50 mW 。快慢 之比 P 瓦特(W) 瓦 千瓦 毫瓦 103 10-3 1×108 2 000 100 W mW (4)电功率的计算公式为 P= = UI ,公式中的物理量及其单位如下表:物理量(符号) 电功率(P) ② 电压(U) 电流(I)单位(符号) ① 瓦特(W) 伏特(V) ③ 安培(A) P= UI 电压(U)瓦特(W)安培(A)(5)推导公式: P=UI P=UIaP =P =IR 焦耳 焦耳考点一 对电功率的理解【例1】下列说法正确的是( C )A. 通电时间越短,电功率就越大B. 用电器的电功率越大,消耗的电能就越多C. 用电器的功率越大,通电时间越长,消耗的电能就越多D. 以上说法都是正确的C方法点拨:功率是反映做功快慢的物理量,不反映做功的多少。考点二 电功率的简单计算【例2】小明观察到家庭电路中仅有电热水器工作时,如图所示的电能表的转盘就转得飞快。于是他取来手表,记录下该热水器单独工作3 min,电能表的转盘转过了150转,此过程中,该电热水器的电功率约为 2 000 W;为了保证电路安全,小明家接在这个电能表上的用电器的总电流不应超过 20 A。2 000 20 例2题图【例3】某市一些公园配备零碳光伏智慧座椅,可以在游客坐下休息时给手机充电。某光伏座椅产品说明书如图所示,游客利用该座椅给手机电池充电,此时手机电池相当于 用电器 (选填“电源”或“用电器”),充电时座椅蓄电池的输出功率为 10.5 W。根据图表信息可知,座椅的蓄电池最大能储存 0.66 kW·h。用电器 10.5 0.66 例3题图方法点拨:1. 运用P=变形后,可得到W=Pt,进行计算时要注意统一单位,并根据情况选择合适的单位进行计算,公式中两套单位如下表:物理量 (符号) 电功率(P) 电功(W) 时间(t)单位1 (符号) 瓦特(W) 焦耳(J) 秒(s)单位2 (符号) 千瓦(kW) 千瓦时(kW·h) 小时(h)2. 理解千瓦时:1 kW·h可以看作电功率为1 kW的用电器使用1 h所消耗的电能。3. 在运用P=UI(或P=、P=I2R)进行计算时,I、U、R的单位分别是安(A)、伏(V)、欧(Ω),对应的功率P的单位是瓦(W)。考点三 串、并联电路中电功率的计算【例4】如图甲、乙所示的电路中,电源电压均为6 V,R1=10 Ω,R2=20 Ω。(1)如图甲所示,闭合开关S,电路中的电流为 A ,R1的电功率P1为 4 W,R2的电功率P2为 8 W,电路的总电功率P总为2 W 。0.2 A 0.4 W0.8 W 1.2 W (2)如图乙所示,闭合开关S,R1的电功率P1'为 6 W ,R2的电功率P2'为 8 W ,干路电流为 9 A ,电路的总电功率P总'为 4 W 。3.6 W 1.8 W 0.9 A 4.5 W【例5】已知电阻R1=10 Ω,R2=25 Ω,若将它们串联在电路中,则两电阻的电功率之比P1∶P2为 2∶5 ;若将它们并联在电路中,则两电阻的电功率之比P1'∶P2'为 5∶2 。2∶5 5∶2 方法点拨:1. 电路总功率的计算方法:(1)P总=U总I总;(2)P总=P1+P2。2. 比值问题(1)串联电路:电流相等,由P=I2R可得,P1∶P2=R1∶R2。(2)并联电路:电压相等,由P=可得,P1∶P2=R2∶R1。考点一 对电功率的理解1. 李老师买了一辆电动自行车。早晨上班时,为了节约时间,李老师开启的是电动行驶模式,此种工作模式不用脚蹬车也可以快速前行。下午下班回家时,李老师开启的是自行脚踩模式,此种工作模式不仅能使自行车前行,还能带动内置的小型发电机给自行车的蓄电池充电。下列说法正确的是( D )A. 电动行驶模式的过程中将机械能转化为电能B. 自行脚踩模式给蓄电池充电的过程中将电能转化为机械能C. 电动行驶模式的过程中,车运动得越快说明电流做功越多D. 电动行驶模式的过程中,车运动得越快说明消耗电能越快D考点二 电功率的简单计算2. 家庭电路中,常用一种“空气开关”来替代闸刀开关和熔断器。如果某同学家安装的“空气开关”允许通过的最大电流为5 A,则由这只“空气开关”控制的用电器的总功率不能超过( C )A. 110 W B. 220 WC. 1 100 W D. 2 200 WC3. 小明观察到家里的电能表如图甲所示,维持电路工作状态不变,5 min内转盘转了500转,则该时间段内消耗的电能为 6×105 J,接入电路的用电器的总功率为 2 000 W,再经过 58 min后,电能表的读数如图乙所示。6×105 2 000 58 考点三 串、并联电路中电功率的计算4. 已知R1=2 Ω,R2=3 Ω,某同学分别按照图甲和图乙两种方式将电阻连接在一起,则( C )A. 图甲中R1与R2的电流之比为I1∶I2=2∶3B. 图乙中R1与R2的电压之比为U1∶U2=3∶2C. 图甲与图乙的总功率之比为P1∶P2=6∶25D. 图甲与图乙的总功率之比为P1∶P2=25∶6C5. 如图所示,电源两端电压U=6 V保持不变。闭合开关S,电流表示数为0.3 A,R2的阻值为10 Ω,求:(1)R1的阻值;解:(1)由于R1、R2并联,它们两端的电压相等,即U1=U2=U=6 V,则R1的阻值R1===20 Ω解:(1)由于R1、R2并联,它们两端的电压相等,即U1=U2=U=6 V,则R1的阻值R1===20 Ω(2)通过R2的电流;解:(2)通过R2的电流I2===0.6 A解:(2)通过R2的电流I2===0.6 A5. 如图所示,电源两端电压U=6 V保持不变。闭合开关S,电流表示数为0.3 A,R2的阻值为10 Ω,求:(3)R1的功率。解:(3)R1的功率P1=U1I1=6 V×0.3 A=1.8 W答:(略)(共30张PPT)第十八章 电功率精讲专题 电学实验综合(第十五章到第十八章)类型1 直接测量类解题思路:1. 使用前的准备(1)调零。(2)选用测量范围(可以采用试触的方法来看是否超过测量范围),被测电压(流)不要超过电压(流)表的测量范围。2. 电表的使用规则电表种类 电流表 电压表连接方式 串联 并联电流方向 要从正接线柱流入,从“-”接线柱流出(否则指针反偏)是否可以将电表连到电源的两极上 不可以 (电流表内阻很小, 相当于一根导线, 会把电源短路) 可以(电压表内阻很大,流过的电流很小,可以直接测量电源两端电压)3. 使用中的偏转问题(1)反向偏转:说明电表正负接线柱接反了。(2)正向偏转角度很小:说明电表的测量范围选大了。(3)正向偏转到最大刻度之外:说明电表的测量范围选小了。实验1 电流表的使用【例1】在用电流表测电流的实验中:(1)连接电路时,开关应 断开 ,电流表应用 试触 法选择合适的测量范围。断开 试触 (2)若某同学连接的电路如图甲所示,则电流表测的是通过灯 L1 的电流。合上开关后,如果电流表的示数如图乙所示,则通过该灯的电流是 460 mA。L1 460 (3)只需改动一根导线就可测得电路中总电流,请在图甲中用“×”指出需改动的导线,并在原图中画出改动后的导线。(4)若合上开关后,两灯均亮,电流表指针偏转角度太小,那么原因可能是 D (填字母)。A. 电源供电不足 B. 开关处接触不良C. 电流表被短路 D. 电流表所选的测量范围太大D (5)若实验中电流表指针摆动分别出现了如图甲、乙所示的两种情况。请分析其产生的原因并写在下面的横线上。甲情况的问题: 电 流表正、负接线柱接反了 ;乙情况的问题: 电流表的测量范围选小 。电流表正、负接线柱接反了 电流表的测量范围选小了实验2 电压表的使用【例2】如图所示的电压表示数是 15 V。11.5LED灯 工作电压/V 1.9~2.0 3.0~3.3LED灯发光颜色 红 蓝(1)金属片 B 是盐水电池的正极。(2)盐水电池工作时,主要把 化学 能转化为 电 能。B 化学 电 【例3】在盐水中插入A、B两个金属片,形成盐水电池。用电压表测此电池的电压,如图所示。(3)某LED灯在不同的工作电压范围内会发出不同的色光,没达到最低工作电压则不发光。已知该LED灯的发光颜色与其两端电压之间的关系如表所示。若用此电池为该LED灯供电,则LED灯 不发光 (选填“不发光”“发红光”或“发蓝光”)。不发光 类型2 间接测量类解题思路:实验1 测量定值电阻的阻值【例4】小明用图甲所示的电路测未知电阻的阻值,电源电压保持不变。(1)该实验原理为 R= 。(2)闭合开关S,电流表没有示数,电压表有示数,移动滑片P,电流表仍没有示数,电压表示数不变化,则电路中出现的故障是 待测电阻R (选填“滑动变阻器”“待测电阻R”或“电流表”)出现了 断路 (选填“断路”或“短路”)。R= 待测电阻R 断路 (3)处理好故障后,将滑动变阻器的滑片P移到某处时,电压表的示数为3 V,电流表的示数如图乙所示,为 3 A,待测电阻R的阻值为 10 Ω。若将此作为最终的实验结果,则该实验中存在的问题是 只进行一次测量,就得出待测电阻的阻值,会导致实验误差较 。0.3 10 只进行一次测量,就得出待测电阻的阻值,会导致实验误差较大(4)另一组的小刚用相同的器材连接电路并进行实验,并根据自己所记录的实验数据绘制了如图丙所示的U-I图像。小明发现小刚绘制的U-I图像和自己绘制的U-I图像不同,你认为小刚在实验操作中出现的问题是 电压表并联在变阻器的两端 。电压表并联在变阻器的两端 实验2 测量小灯泡的电阻【例5】如图甲是测量额定电压为2.5 V的小灯泡正常发光时电阻的电路。(1)连接电路时,开关应 断开 ;开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应滑到 B (选填“A”或“B”)端。(2)图乙是该小灯泡两端电压U和通过它的电流I的关系图像,则小灯泡正常发光时的电阻为 5 Ω。断开 B 5 (3)小明根据所测数据计算出小灯泡的电阻不是一个定值,原因可能是 小灯泡的电阻随温度的升高而增大 。小灯泡的电阻随温度的升高而增大 (4)小亮实验时发现他的桌上没有电流表,却多了一个最大阻值为R0的滑动变阻器,于是他设计了如图丙所示电路,也测出了额定电压为2.5 V小灯泡正常发光时的电阻,请补全下列步骤:①闭合开关S,先调节滑动变阻器R0的滑片到最左端,再调节滑动变阻器R的滑片,直到电压表的示数为 5 V;②接着调节滑动变阻器 R0 (选填“R0”或“R”)的滑片到最右端,读出此时电压表的示数为U;③小灯泡正常发光时电阻的表达式RL= (用U、R0和已知量表示)。2.5 R0 实验3 测量小灯泡的电功率【例6】小刚同学在做“测量小灯泡额定功率”的实验中,选用如图甲所示的电路。其中电源电压为6 V,小灯泡的额定电压为2.5 V,滑动变阻器的铭牌上标有“20 Ω 1 A”字样。(1)请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整。(要求:滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变亮)(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不发光,电压表有示数,电流表无示数。若电路只有一处故障,则故障原因是 小灯泡断路 。(3)排除故障后再次闭合开关,移动滑片直到电压表的示数为2.5 V,此时电流表的示数如图乙所示,为 3 A,则小灯泡的额定功率为 7 5 W。再移动滑片使电压表的示数达到3 V,小灯泡强烈发光,此时小灯泡的实际功率 小于 (选填“大于”“小于”或“等于”)1.08 W。小灯泡断路 0.3 0.75 小于 (4)同组的小红同学还想探究在电压一定时,电流与电阻的关系,于是将图甲中的小灯泡换成三个阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω的定值电阻,其余连接均不改变。图丙是小红根据测得的实验数据绘制的电流随电阻变化的图像。①由图像可知小红将定值电阻R两端的电压控制为 3 V不变。当定值电阻由5 Ω换为10 Ω时,为达到实验要求,滑动变阻器连入电路的阻值应 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”)。②实验结束后,小红问老师保持该电压不变的情况下,能否更换50 Ω的定值电阻继续进行此实验,老师指导小红分析了不能更换的原因。你认为原因是 变阻器的最大阻值太小,无法使电压表示数仍然为3 V 。3 变大 变阻器的最大阻值太小,无法使电压表示数仍然为3 V 类型3 探究规律类解题思路:1. 此类实验常用的实验方法:①转换法;②控制变量法。2. 实验结论:①总结技巧:对数据分析处理,从三次的实验数据中找出共同的特点,就是结论;②注意事项:实验都要多做几次,使得结论更具有普遍性,使得数据更准确。实验1 探究串、并联电路中电流、电压的规律【例7】爱动脑的小雨和喜欢动手实验的小畅同学一起探究串、并联电路中电流、电压的关系。(一)小雨探究串联电路中电压的规律。(1)连接电路时,电压表要与被测用电器 并 联,应用 试触 法来选择测量范围。并 试触 (2)小雨根据图甲所示电路图连接好电路,电压表并联在L1两端。闭合开关后,发现L1、L2均不发光,电压表有示数且大小接近电源电压,则电路中出现的故障可能是L1发生了 断路 (选填“短路”或“断路”)。(3)在某次测量时,电压表的示数如图乙所示,为 9 V。(4)实验中小雨应该选择规格 不相同 (选填“相同”或“不相同”)的小灯泡进行多次测量,其目的是 寻找普遍规律 。断路 1.9 不相同 寻找普遍规律 (二)小畅探究并联电路中电流的规律。(5)小畅根据图丙所示的电路图连接好电路后,在闭合开关瞬间,发现电流表的指针偏向如图丁所示,你认为产生该现象的原因是 电流表的正、负接线柱接反了 。电流表的正、负接线柱接反了 (6)小畅分析后很快排除了故障,把电流表分别接入到电路中的A、B、C处,测出各处的电流,见表:实验次数 A处的电流IA/A B处的电流IB/A C处的电流IC/A1 0.10 0.24 0.342 0.20 0.26 0.463 0.25 0.30 0.55根据小畅同学的实验数据,可得出的结论是 IC=IA+IB (写关系式即可)。IC=IA+IB 实验2 探究电流与电压、电阻的关系【例8】小海同学在做“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”的实验。(1)根据图甲所示的电路图把图乙中实物电路连接好。(2)小海同学按照电路图连接好电路后,闭合开关,移动滑片,发现电压表无示数,电流表却有示数。你认为发生故障的原因可能是 定值电阻短路 。定值电阻短路 (3)排除故障后,首先探究通过导体的电流跟导体两端电压的关系,调节滑动变阻器的滑片,测出通过电阻R的电流和两端电压的数据如表,请在图丙的坐标系上描出相应的点并用平滑的曲线连线,由此得出的实验结论是 当导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正 。通过计算可知,此次实验所用的电阻为 10 Ω。U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5I/A 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25当导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比10 (4)在“探究通过导体的电流与导体电阻的关系”实验过程中:①移动变阻器的滑片时,眼睛应注视 B (填字母)。A. 变阻器的滑片 B. 电压表示数 C. 电流表示数②小海选择了电压恒为6 V的电源,阻值为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω的定值电阻各一个和规格为“15 Ω 1 A”的滑动变阻器,控制定值电阻两端的电压为2 V不变。当接入的定值电阻为20 Ω时,他发现电压表示数始终无法达到2 V,请你帮他想出一种解决方法: 换用最大阻值至少为40 Ω的滑动变阻器 。B 换用最大阻值至少为40 Ω的滑动变阻器 实验3 焦耳定律(可与物质的吸热能力结合考查)【例9】小南想探究电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间是否有关。他设计的实验电路如图甲所示,图乙为实验电路的装置示意图,两个完全相同的烧瓶内分别装有质量和初温都相同的相同液体。(1)在“探究导体产生的热量跟电阻的关系”实验中:①在两个烧瓶中分别接入阻值 不同 (选填“相同”或“不同”)的电阻丝R1和R2;②该实验是通过 温度计示数的变化 来反映电流通过电阻丝产生热量的多少;③为了使实验现象更加明显,烧瓶内的液体应选用 煤油 (选填“水”或“煤油”)。不同 温度计示数的变化 煤油 (2)如图丙,将两烧瓶内分别装入质量和初温都相同的不同液体a和b,并接入阻值大小相同的电阻,用来探究不同物质的吸热能力。根据测得的实验数据绘制的图像如图丁所示,由图像可知,液体a的比热容 小于 (选填“大于”“小于”或“等于”)液体b的比热容。小于(共8张PPT)第十八章 电功率第3节 跨学科实践:为家庭节约用电提建议学会节约用电。1. 调查家中的用电情况我们可以通过 电能表 计算家中一段时间(例如一周)内消耗的电能,也可以通过上网等手段从电网公司直接了解家中每天或一段时间内消耗的电能。电能表 2. 了解用电器的耗电情况家中的电热水器、空调等用电器都会消耗电能。通过设计表格等方法记录这些用电器的耗电情况,包括每天工作的时长、工作的状态、消耗的电能等。例如,对于电风扇就可以记录它每天工作的时长、处于的挡位等。我们通过用电器的铭牌或说明书就能知道一个用电器工作时的 电功率 ,再结合它的工作时间,就可以计算出它一天消耗的电能。电热水器、空调等用电器的工作状态不同时,消耗的电能也不同。可以利用 电力监测仪 直接测量它们消耗的电能。电功率电力监测仪 3. 提出节电建议根据调查结果,从用电器的使用时长、使用状态等角度,总结一些节约用电的建议。例如,出门时应注意随手关灯;电热水器、电饭锅在保温或计算机在待机状态时也会消耗电能,若长时间不使用,应 关闭电源 ;空调制热时温度设定太高或制冷时温度设定太低,都会消耗较多的电能,因此应合理设定 空调温度 ;等等。关闭电源 空调温度 4. 评估节电建议的效果总结节电建议,与家人商量后,按照节电建议实施一段时间,看看你家消耗的电能是否减少。若减少了,计算比采取节电措施前减少了多少。【例1】在“地球一小时关灯日”期间,如果让家中一只40 W的节能灯少工作1 h,可节约的电能约为( D )A. 40 J B. 400 JC. 1.44×104 J D. 1.44×105 JD【例2】如图是一标有“3 V 15 mA”字样的无线光电鼠标,它主要由插在电脑USB接口上的接收器和操控电脑的鼠标两部分组成。下列说法不正确的是( D )DA. 鼠标正常工作的电压为3 VB. 鼠标正常工作的电功率为0.045 WC. 鼠标的接收器所插的接口与电脑其他各接口为并联关系D. 鼠标待机时通过减少工作时间来达到省电目的(多选)在日常生活中,节约用电是每个市民应尽的义务,下列各种做法中,通过减小用电器实际功率来达到省电目的的是( ABD )A. 用电灯照明时,选新型节能灯B. 用电风扇吹凉风时,选低转速挡C. 洗衣机洗轻薄衣物时,用快洗程序D. 看电视时,把亮度或音量减小ABD(共9张PPT)第十八章 电功率微专题9 特殊法测量小灯泡的电功率类型1 伏阻法(缺电流表)解题思路1:已知灯泡的额定电压U额1. 调节滑动变阻器的滑片,保证灯泡的电压为额定电压U额,电压表一定要先并联在小灯泡的两端。2. 根据串联电路电流处处相等,小灯泡应与已知电阻R0串联,则通过小灯泡的电流等于通过电阻R0的电流。3. 再测此时(滑片不可移动)已知电阻R0两端的电压U0,根据欧姆定律计算出此时通过灯泡的电流I额。【例1】如图是小明测小灯泡额定功率的实验电路图。已知小灯泡的额定电压为U额,定值电阻的阻值为R0。操作步骤如下:(1)闭合开关S,将S1拨到 b 处,调节滑片使电压表示数为 U 。(2) 保持滑片P不动 ,开关S1拨到a处,记录电压表示数U。b U额保持滑片P不动 (3)R0两端的电压U0= U-U额 ,通过R0的电流I= ,则P额= U额 。U-U额 U额 解题思路2:已知灯泡的额定电流I额1. 将灯泡与已知电阻R0串联,调节滑动变阻器的滑片使R0两端的电压等于I额R0。2. 测出此时(滑片不可移动)灯泡两端的电压,则为额定电压。【例2】如图是小米测小灯泡额定功率的实验电路图。已知小灯泡的额定电流为I额,定值电阻的阻值为R0。操作步骤如下:(1)将开关S拨到 2 处,调节滑片P使电压表示数为 I额R0 。(2)将开关S拨到 1 处, 保持滑片P不动 ,记录电压表示数为U。(3)则此时灯泡两端的电压U额= U-I额R0 ,P额= (U-I额R0)。2 I额R0 1 保持滑片P不动 U-I额R0 (U-I额R0)I额类型2 安阻法(缺电压表)解题思路1:已知灯泡的额定电压U额1. 根据并联电路各支路两端电压相等,小灯泡应与已知电阻R0并联。2. 调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数与R0的乘积等于小灯泡的额定电压。故电流表一定要先接在R0所在的支路上。3. 再用电流表测出此时(滑片不动)通过灯泡的电流I额。【例3】如图是小良测小灯泡额定功率的实验电路图。已知小灯泡的额定电压为U额,定值电阻的阻值为R0。操作步骤如下:(1)闭合开关 S、S1 ,断开开关 S2 ,调节滑片P使电流表示数为 。S、S1 S2 (2) 保持滑片P不动 ,闭合开关 S、S2 ,断开开关 S1 ,记录电流表示数为I。(3)则此时通过灯泡的电流IL= I- ,则P额= U额 。保持滑片P不动 S、S2 S1 I- U额 解题思路2:已知灯泡的额定电流I额1. 灯泡应与已知电阻R0并联,调节滑动变阻器的滑片,保证通过灯泡的电流为额定电流,故电流表一定要先接在小灯泡所在的支路上。2. 再用电流表测出此时(滑片不动)通过定值电阻的电流I,算出此时定值电阻两端的电压即灯泡的额定电压。【例4】如图是小兰测小灯泡额定功率的实验电路图。已知小灯泡的额定电流为I额,定值电阻的阻值为R0。操作步骤如下:(1)闭合开关 S、S1 ,断开开关 S2 ,调节滑片P使电流表示数为 I额 。(2) 保持滑片P不动 ,闭合开关 S、S2 ,断开开关 S1 ,记录电流表示数I。(3)则此时通过R0的电流I0= I-I额 ,灯泡两端的电压UL= (I-I额)R0 ,灯泡额定功率P额= (I-I额)I额R0 。S、S1 S2 I额 保持滑片P不动 S、S2 S1 I-I额 (I-I额)R0 (I-I额)I额R0 (共18张PPT)第十八章 电功率第2节 电功率第3课时 测量小灯泡的电功率用电流表和电压表测量电功率。1. 实验原理: P=UI (填公式)。2. 实验器材:电源、开关、小灯泡、 电压表 、 电流表 、滑动变阻器、导线若干。其中滑动变阻器在实验中的作用:(1) 保护 ;(2) 改变小灯泡两端的电压 。P=UI 电压表 电流表 保护电路改变小灯泡两端的电压 3. 分析论证:(1)当U实<U额时,P实 < P额,小灯泡发光较 暗 。(2)当U实=U额时,P实 = P额,小灯泡正常发光。(3)当U实>U额时,P实 > P额,小灯泡发光较 亮 。4. 结论:小灯泡的亮度由小灯泡的 实际功率 决定。< 暗 = > 亮 实际功率 考点一 测量小灯泡的电功率【例1】(科学探究)某小组为测量小灯泡的额定功率,连接了如图甲所示的电路,其中电源电压恒为6 V,小灯泡标有“3.8 V”字样,滑动变阻器标有“20 Ω 1 A”字样。(1)图甲为连接的电路,其中有一根导线连接错误,请你在连接错误的这根导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接线。(2)正确连好电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表无示数,但电压表的示数很大,故障的原因可能是 小灯泡断路 。(3)电压表示数为3.8 V时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 1.14 W。小灯泡断路 1.14 (4)下表是另一组同学在测量额定电压为2.5 V小灯泡的电功率时的数据及发光情况。在交流讨论过程中,发现该组第 2 次实验中的电流值是编造的。判断的理由是 灯丝电阻随温度升高而变大 。实验次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 灯泡发光情况1 2.5 0.30 0.75 正常发光2 3.0 0.50 1.50 比正常发光亮3 2.0 0.26 0.52 比正常发光暗2 灯丝电阻随温度升高而变大 (5)某次实验,小丽发现小灯泡发光,电流表有示数,但电压表无示数。经检测,电压表“0~15 V”测量范围的接线柱损坏无法使用,“0~3 V”测量范围的接线柱完好仍可使用。聪明的小丽设计了以下步骤,顺利完成了小灯泡额定功率的测量。请你帮小丽将下列操作步骤填写完整。①更换图甲中电压表的测量范围后闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 3 V;②断开开关,保持滑动变阻器的滑片位置不变,将电压表 并联在滑动变阻器两端 ;③再闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,当电压表示数为 2 V时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,小灯泡的额定功率为 444 W。3 并联在滑动变阻器两端 2.2 1.444 (6){交流反思}小丽设计步骤①的目的是 保护电路 。(7)在本实验中,需要测量小灯泡在不同电压下的电功率,能否将多次测量的电功率的平均值作为小灯泡的电功率值? 不能 ,原因是 不同电压下小灯泡的电功率不同,求平均值无意义 。保护电路 不能 不同电压下小灯泡的电功率不同,求平均值无意义 方法点拨:测量小灯泡电功率实验过程中的注意事项1. 连接电路时开关一定要断开,并且滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大处,以保护电路。2. 电压表和电流表的测量范围,应大于小灯泡的额定电压和额定电流,以免烧坏电表。3. 滑动变阻器的选择:通过它的最大电流应大于小灯泡的额定电流,它的最大阻值应使连入电路之后的电流不超过灯泡的额定电流太多,最好和小灯泡的电阻接近,这样调节效果更明显。4. 在移动滑动变阻器的滑片使小灯泡两端电压高于额定电压时要注意,实际电压不能超过额定电压的1.2倍,同时时间不能过长,否则易烧坏灯泡。考点二 电功率的综合应用【例2】甲、乙两盏钨丝灯上分别标有“220 V 40 W”和“110 V 50 W”的字样(不考虑温度对电阻的影响)。(1)甲灯的电阻是 1 210 Ω;若两灯的灯丝一样粗,则 甲 灯的灯丝更长。(2)若将两灯串联接入220 V的电路中,则 甲 灯较亮。(3)若将两灯并联接入110 V的电路中,则 乙 灯较亮,电路中的总功率是 60 W。1 210 甲 甲 乙 60 【例3】将标有“24 V 12 W”的灯泡L1和“12 V 12 W”的灯泡L2并联接入电路中,让其中一个灯泡正常发光,另一个灯泡的实际功率不超过额定功率,则该电路中干路电流是 25 A,两灯消耗的实际总功率为 15 W。若将两灯串联接入电路中,则允许加在它们两端的最高电压是 30 V。1.25 15 30 方法点拨:1. 比较灯泡的亮度就是比较灯泡的实际功率大小,可以先根据灯泡的参数将灯泡的电阻求出,如果两灯泡串联,就用P=I2R比较实际功率(电阻大的灯泡更亮);如果两灯泡并联,就用P=比较实际功率(电阻小的灯泡更亮)。2. 如果两灯串联就比较额定电流,取较小的额定电流进行计算;如果两灯并联就比较额定电压,取较小的额定电压进行计算。计算时要抓住“电阻不变”这一条件。考点一 测量小灯泡的电功率1. 下列各组仪器中,可以用来测量功率的是( C )①电能表和秒表 ②电能表和电压表③电能表和电流表 ④电流表和电压表A. ①② B. ③④ C. ①④ D. ②③④C2. 一只灯泡标有“12 V ××W”,为了确定该灯泡的额定功率,下列最佳的方案是( C )A. 接入电源电压为12 V的电路,使之正常发光,再去与有相同清晰标记的灯泡比较亮度B. 在实验室用干电池、电压表、电流表等器材测出灯丝的电阻,再用公式P额=来计算C. 接入12 V电路,测出通过灯泡的电流,再用P额=U额I额计算D. 直接与其他标有“12 V”字样的灯泡从外观上比较、确认C3. 小华利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的电功率。已知电源电压3 V且保持不变,小灯泡额定电压为2.5 V。(1)请在图甲中用笔画线代替导线,将实物图连接完整(要求:滑片P向右端移动时,灯变亮)。(2)小华从滑动变阻器连入电路阻值最大时开始记录数据,得到小灯泡I-U图像如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 0.75 W。0.75 (3)测出小灯泡的额定功率后,小华又把灯泡两端的电压调为其额定电压的一半,发现测得的实际功率不等于其额定功率的,此时它的实际功率 大于 (选填“大于”或“小于”)P额,原因是 灯丝的电阻随温度的降低而减小 。(4)实验中,有甲“15 Ω 2 A”、乙“25 Ω 2 A”、丙“30 Ω 2 A”三种规格的滑动变阻器可供选择,小华在该实验中选用的是 乙 (选填“甲”“乙”或“丙”)。大于 灯丝的电阻随温度的降低而减小 乙 考点二 电功率的综合应用4. 灯泡L1和L2分别标有“220 V 25 W”和“220 V 100 W”的字样,则灯泡L1正常发光时的电阻是 1 936 Ω。若将这两盏灯并联在220 V的电路中,发光较亮的是 L2 ;若将这两盏灯串联在220 V的电路中,发光较亮的是 L1 。5. 两只灯泡L1和L2分别标有“6 V 3 W”和“10 V 10 W”的字样,保证两灯泡都能安全使用(设灯丝电阻不变)。若把它们串联在电路中,灯泡 L1 较亮,两灯泡的实际功率之比P1∶P2= 6∶5 ,允许使用的电源的最大电压是 11 V。1 936 L2 L1 L1 6∶5 11 (共26张PPT)第十八章 电功率第4节 焦耳定律1 通过实验,了解焦耳定律。2 能用焦耳定律说明生产生活中的有关现象。预习课本P120~123内容,回答以下问题。问:按照国家规定的标准,如空调、电暖器这样的大功率用电器使用的电源连接线不能过长。请结合焦耳定律解释这样规定的原因。答: 空调、电暖器等大功率用电器工作时,电压一定,通过电源连接线的电流较大,如果电源连接线较长,连接线的电阻就会较大,由焦耳定律可知,一定时间内电流通过连接线产生的热量就会较多,容易引发火灾等安全事故。 空调、电暖器等大功率用电器工作时,电压一定,通过电源连接线的电流较大,如果电源连接线较长,连接线的电阻就会较大,由焦耳定律可知,一定时间内电流通过连接线产生的热量就会较多,容易引发火灾等安全事故。 1. 电流的热效应(1)概念:电流通过导体时电能转化成 内 能的现象叫作电流的热效应。(2)实验表明:①在电流相同、通电时间相同的情况下,一段电阻丝的电阻越大,这段电阻丝产生的热量越 多 ;②在电阻相同、通电时间相同情况下,通过一段电阻丝的电流越 大 ,这段电阻丝产生的热量越多。内 多 大 (3)电流通过导体产生热量的多少与 电流 、 电阻 和 通电时间 有关。(4)在“探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”实验中主要运用的实验方法:①转换法(如实验中通过U形管中 液 面的高度反映导体产生热量的多少);② 控制变量 法(如在探究导体产生热量的多少与电流的关系时,控制 电阻 和 通电时间 相同)。电流 电阻 通电时间液面的高度差控制变量 电阻 通电时间 2. 焦耳定律(1)内容:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成 正比 ,跟导体的电阻成 正比 ,跟通电时间成 正比 。如果热量用Q表示,电流用I表示,电阻用R表示,通电时间用t表示,则焦耳定律的表达式为Q=I2Rt。注意:焦耳定律(Q=I2Rt)可用于计算任何用电器产生的热量。正比 正比 正比 (2)电热与电功的关系:对于将电能全部转化为内能的用电器(即电热器),当电流通过时,用电器产生的热量(Q) 等于 消耗的电能(W);对于将电能转化为内能和其他形式能的用电器(如电风扇),当电流通过时,用电器产生的热量(Q) 小于 消耗的电能(W)。(均选填“大于”“小于”或“等于”)等于 小于 3. 电热的利用和防止(1)电热的利用:电热水器、电饭锅、电熨斗,养鸡场的电热孵化器等。(2)电热的防止:用电器内过多的电热,如果不能及时散去,有可能烧坏用电器,甚至引起火灾。电视机的后盖有很多小孔,这是为了 通风散热 。电脑运行时温度会升高,需要用微型风扇及时 散热 。通风散热 散热 考点一 探究电流的热效应与哪些因素有关【例1】(科学探究)如图所示是“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。(乙装置中左端容器内的电阻为R1,右端容器内的电阻为R2,容器外的电阻为R3)(1)如图甲所示,两个容器中的电阻丝串联的目的是使通过两个电阻丝的 电流 相同,该装置可用来探究电流通过导体产生的热量与 电阻 的关系。通电一段时间后,与 右 (选填“左”或“右”)侧容器相连的U形管中液面的高度差较大。(2)用U形管中液面的高度差来反映两容器内电阻丝放出热量的多少,应用的实验方法是 转换法 。电流 电阻右 转换法 (3)采用图甲所示的实验装置,可以得出结论:在通过电阻的电流和通电时间相同时, 电阻 越大,产生的热量越 多 (选填“多”或“少”)。(4)采用图乙所示的实验装置,可以得出结论:在电阻和通电时间相同时, 电流 越大,产生的热量越 多 (选填“多”或“少”)。(5)如果乙装置中R3发生了断路,保证通电时间相同,与断路前相比较,则左侧U形管中液面的高度差将 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。电阻 多 电流 多 变小 方法点拨:电流热效应的影响因素1. 在通过电阻的电流和通电时间相同的情况下,电阻越大,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,产生的热量越多。3. 在电阻和通过电阻的电流相同的情况下,通电时间越长,产生的热量越多。考点二 焦耳定律的应用【例2】根据Q=I2Rt和欧姆定律公式I=,可以得到电流通过导体时产生热量的变形式Q=UIt和Q=。下列说法正确的是( D )A. 根据Q=UIt可知,相同时间内产生的热量与电阻无关B. 根据Q=I2Rt可知,电阻越大,相同时间内产生的热量越多C. 根据Q=可知,电阻越大,相同时间内产生的热量越少D. 根据Q=I2Rt可知,在电流一定时,电阻越大,相同时间内产生的热量越多D【例3】如图甲是灯泡L和电阻R的U-I图像,将它们接入图乙所示的电路中。若电源电压恒为6 V时,结合图中信息可知( D )A. 灯泡L的电阻随着电流的增大而减小B. 电阻R的阻值为5 ΩC. 灯泡L的实际功率为1.6 WD. 通过电阻R的电流10 s产生的热量为16 JD例3题图【例4】如图所示装置是用来探究电流通过导体产生热量跟 电流 的关系。若通过甲容器内电阻的电流为1 A,通电3 min甲容器内电阻产生的热量为 900 J。若将乙容器外的电阻放入乙容器内,通电一段时间, 左 (选填“左”或“右”)侧U形管内液面高度差较大。例4题图电流 900 左 方法点拨:电热与电功(电能)的关系考点三 关于电热的综合计算【例5】有R1和R2两个电阻,阻值之比R1∶R2=2∶5。若把它们串联在电路中,相同时间内,两电阻产生的热量之比Q1∶Q2= 2∶5 。若把它们并联在电路中,相同时间内,两电阻产生的热量之比Q1'∶Q2'= 5∶2 。2∶5 5∶2 【例6】用甲、乙两个电热水壶在标准大气压下将质量和初温都相同的水烧开,电热水壶的热效率及用时如表所示,两壶水吸收的热量 一样多 (选填“甲多”“乙多”或“一样多”),烧开两壶水电流做的功 乙多 (选填“甲多”“乙多”或“一样多”), 甲 电热水壶的效率更高, 甲 电热水壶在正常工作时的实际电功率更大。一样多乙多 甲 甲 物理量 甲 乙电热水壶的热效率η▅水吸收的热量 □其他能量用时t/min 5 6方法点拨:1. 比例关系(纯电阻电路):(1)串联电路中,I1=I2,根据Q=I2Rt可知在相同时间内,Q1∶Q2=R1∶R2。(2)并联电路中,U1=U2,根据Q=可知在相同时间内,Q1∶Q2=R2∶R1。2. 热效率计算公式:η=。考点一 探究电流的热效应与哪些因素有关1. 小明在探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关时采用了如图所示的实验装置,则( D )DA. 实验中通过观察两个U形管中液体颜色深浅来比较电流通过导体产生热量的多少B. 根据图甲观察到的现象可得到“电流越大,电阻产生的热量越多”的结论C. 根据图乙观察到的现象可得到“电阻越大,电阻产生的热量越多”的结论D. 图甲中当电流为0.2 A时,通电10 s时阻值为10 Ω的电阻产生的热量是4 J考点二 焦耳定律的应用2. 电炉通电后电炉丝发热逐渐变红,此过程 电 能转化为 内 能,电炉丝热得发红而导线却几乎不发热,原因是导线的电阻远远 小于 (选填“大于”或“小于”)电炉丝的电阻。3. 如图所示,将两根电热丝R1和R2串联起来接在电路中,若R1>R2,则 甲 (选填“甲”或“乙”)火柴先被点燃,通过观察该实验现象能探究电流通过导体时产生的热量跟 电阻 的关系。若电路中通过的电流为2 A,R1的电阻是3 Ω,R2的电阻是2 Ω,则每分钟R1和R2产生的热量差为 240 J 。电 内 小于 甲 电阻 240 J 考点三 关于电热的综合计算4. (2024·深圳)图甲是某款鸡蛋孵化器,底部装有加热器。通电后,加热器对水加热,水向上方鸡蛋传递热量,提供孵化所需能量。孵化器简化电路如图乙,R1、R2都是发热电阻,孵化器相关参数如表所示。额定电压 220 V额定功率 加热挡 80 W保温挡 22 W(1)孵化器在保温挡正常工作,通过R2的电流是多少?解:(1)由图乙可知,当R2单独工作时是保温挡,由表中数据可知保温挡的额定功率为22 W,由P=UI可得通过R2的电流I2===0.1 A(2)R2的阻值是多少?解:(2)R2的阻值R2===2 200 Ω解:(1)由图乙可知,当R2单独工作时是保温挡,由表中数据可知保温挡的额定功率为22 W,由P=UI可得通过R2的电流I2===0.1 A解:(2)R2的阻值R2===2 200 Ω(3)孵化器在加热挡正常工作5 min消耗电能是多少?芳芳同学算出水在这段时间吸收热量2.16×104 J,则孵化器对水加热的效率是多少?解:(3)加热挡的功率为80 W,加热挡正常工作5 min消耗电能W=P加热t=80 W×5×60 s=2.4×104 J,加热过程中电能转化为内能被水吸收,已知水吸收的热量为2.16×104J,则孵化器对水加热的效率η===90%答:(略)解:(3)加热挡的功率为80 W,加热挡正常工作5 min消耗电能W=P加热t=80 W×5×60 s=2.4×104 J,加热过程中电能转化为内能被水吸收,已知水吸收的热量为2.16×104J,则孵化器对水加热的效率η===90%答:(略)(共22张PPT)第十八章 电功率精讲专题 电学计算综合(第十五章到第十八章)解题公式:1. 串联电路的电流规律: I=I1=I2 ;电压规律: U=U1+U2 ;电阻规律: R=R1+R2 。2. 并联电路的电流规律: I=I1+I2 ;电压规律: U=U1=U2 ;电阻规律: =+ 。3. 欧姆定律: I= 。(计算电压: U=IR ;计算电阻: R= )4. 电能的计算:W=。(计算转数:n=W×N)I=I1=I2 U=U1+U2 R=R1+R2 I=I1+I2 U=U1=U2 =+ I= U=IR R=5. 电功的计算: W=UIt 6. 电功率的计算: P=UI (定义式:P=)W=UItP=UI W=W=IRt 焦耳 焦耳P = 焦耳P =IR 焦耳8. 电热效率:η=。(计算电能: W电= ;计算热量: Q吸=ηW电 )W电= Q吸=ηW电 7. 电热的计算(焦耳定律): Q=I2Rt 。(若用电器是纯电阻元件,则Q=W)Q=I2Rt 类型1 电学物理量的简单计算【例1】如图所示,R1的电阻是20 Ω,当开关S闭合后,电流表A的示数为0.5 A,电流表A1的示数是0.3 A。求:(1)电源电压;解:(1)闭合开关后,R1、R2并联,由并联电路的规律及欧姆定律可得,电源电压U=U2=U1=I1R1=0.3 A×20 Ω=6 V解:(1)闭合开关后,R1、R2并联,由并联电路的规律及欧姆定律可得,电源电压U=U2=U1=I1R1=0.3 A×20 Ω=6 V(2)通过R2的电流;解:(2)通过R2的电流I2=I-I1=0.5 A-0.3 A=0.2 A解:(2)通过R2的电流I2=I-I1=0.5 A-0.3 A=0.2 A(3)R2的阻值;解:(3)R2的阻值R2===30 Ω解:(3)R2的阻值R2===30 Ω【例1】如图所示,R1的电阻是20 Ω,当开关S闭合后,电流表A的示数为0.5 A,电流表A1的示数是0.3 A。求:(4)在10 s内,通过R1的电流所做的功;解:(4)在10 s内,通过R1的电流所做的功W1=U1I1t1=6 V×0.3 A×10 s=18 J解:(4)在10 s内,通过R1的电流所做的功W1=U1I1t1=6 V×0.3 A×10 s=18 J(5)电路中的总功率;解:(5)电路中的总功率P=UI=6 V×0.5 A=3 W解:(5)电路中的总功率P=UI=6 V×0.5 A=3 W【例1】如图所示,R1的电阻是20 Ω,当开关S闭合后,电流表A的示数为0.5 A,电流表A1的示数是0.3 A。求:(6)在100 s内,R2产生的热量。解:(6)在100 s内,R2产生的热量Q2=R2t2=(0.2 A)2×30 Ω×100 s=120 J答:(略)类型2 动态电路的计算【例2】某兴趣小组探究串联电路中电阻消耗的电功率与电流的关系,电路如图甲所示。闭合开关,滑动变阻器的滑片P从最右端向最左端移动的过程中,电阻R1的U-I图像如图乙所示。求:(1)滑动变阻器的最大阻值;解:(1)当滑片位于左端时,滑动变阻器接入电路中的电阻为零,电压表测电源两端的电压,电路中的电流最大。由图乙可知,电压表的最大示数为6 V,则电源的电压U=6 V,电路中的最大电流I=0.6 A,R1的阻值R1===10 Ω当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,由图乙可知,电路中的最小电流I'=0.15 A,此时R1的两端电压为1.5 V,则滑动变阻器R2的两端电压U2=U-U1=6 V-1.5 V=4.5 V解:(1)当滑片位于左端时,滑动变阻器接入电路中的电阻为零,电压表测电源两端的电压,电路中的电流最大。由图乙可知,电压表的最大示数为6 V,则电源的电压U=6 V,电路中的最大电流I=0.6A,R1的阻值R1===10 Ω当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,由图乙可知,电路中的最小电流I'=0.15 A,此时R1的两端电压为1.5 V,则滑动变阻器R2的两端电压U2=U-U1=6 V-1.5 V=4.5 VR2的阻值R2===30 Ω(2)电路消耗的最大电功率;解:(2)电路消耗的最大电功率P=UI=6 V×0.6 A=3.6 W(3)当滑片P处于最左端时,电阻R1在10 s内产生的热量。解:(3)滑动变阻器的滑片P在最左端时,电路中的电流最大,则10 s内电流通过R1产生的热量Q1=I2R1t=(0.6 A)2×10 Ω×10 s=36 J答:(略)解:(2)电路消耗的最大电功率P=UI=6 V×0.6 A=3.6 W解:(3)滑动变阻器的滑片P在最左端时,电路中的电流最大,则10 s内电流通过R1产生的热量Q1=I2R1t=(0.6 A)2×10 Ω×10 s=36 J答:(略)类型3 多挡位电器的相关计算解题思路:根据P=可知,当电源电压一定时,总电阻越小,总电功率越大,对应的挡位越高。因此解决此类问题的关键是分析电路中总电阻的大小。【例3】(串联式)某型号的电烤箱有“高温”和“低温”两挡,简化电路如图所示,则开关S接l时是 高温 挡。当开关S分别接“1”和“2”时,电流表的示数分别为5 A和2 A,则电阻R的阻值为 66 Ω。电烤箱处于“低温”挡工作时,电阻R的电功率为 264 W。高温 66 264 【例4】(并联式)某电饭煲内部电路如图甲所示,S为总开关,S1为自动控制开关,某同学用仪表测量出了该电饭煲煮饭和保温全过程中电流随时间变化的图像,如图乙所示,电饭煲的工作电压恒为220 V,当开关S、S1均闭合时,电饭煲处于 加热 (选填“加热”或“保温”)挡,该挡位的电功率为 1 232 W,定值电阻R2的阻值为 40 Ω。加热 1 232 40 【例5】(可串可并式)如图甲所示是一款电热杯,可以通过控制开关S实现高、中、低三挡转换,其简化电路图如图乙所示,R1、R2、R3均为电热丝(R1>R2),已知R1=78 Ω,电热杯的部分参数如表,则:额定电压 220 V高温挡功率 2 200 W中温挡功率 880 W低温挡功率(1)开关S接3时,电热杯处于 低温 挡。低温 (2)R2、R3的阻值是多少?解:(2)当S接1时,为高温挡,电路为R3的简单电路,R3的阻值R3===22 Ω当S接2时,为中温挡,R2、R3串联,则此时电路中的总电阻R总===55 ΩR2的阻值R2=R总-R3=55 Ω-22 Ω=33 Ω解:(2)当S接1时,为高温挡,电路为R3的简单电路,R3的阻值R3===22 Ω当S接2时,为中温挡,R2、R3串联,则此时电路中的总电阻R总===55 ΩR2的阻值R2=R总-R3=55 Ω-22 Ω=33 Ω(3)电热杯的低温挡功率是多少?解:(3)当S接3时,为低温挡,R1、R3串联,则加热杯的低温挡功率P低===484 W答:(略)解:(3)当S接3时,为低温挡,R1、R3串联,则加热杯的低温挡功率P低===484 W答:(略)类型4 电能相关的效率计算【例6】小明关闭家中其他用电器,只用一个电水壶烧水,将质量为1 kg、初温为25 ℃的水烧开(标准大气压下),用时6 min,如图所示的电能表指示灯刚好闪烁300次。则水吸收的热量为 15×105 J,电水壶的实际电功率为 1 000 W,电水壶的加热效率是 8 5 %。[水的比热容c水=4.2×103 J/(kg·℃)]3.15×105 1 000 87.5类型5 电路安全和范围计算解题思路:需要灵活运用串、并联电路中电流、电压的规律、欧姆定律和电功率的计算,关键是根据灯泡的额定电流确定电路中允许通过的最大电流,根据电压表的最大示数确定电路中允许通过的最小电流。【例7】如图所示,电源电压为4.5 V保持不变,电压表的测量范围为0~3 V,电流表测量范围为0~0.6 A,滑动变阻器R的规格是“25 Ω 1 A”,灯泡上标有“2.5 V 1.25 W”的字样。若闭合开关,在保证电路安全的情况下,忽略温度对灯丝电阻的影响,则小灯泡的电阻为 5 Ω,电流表的示数变化范围是 5 A 。5 0.15~ 0.5A【例8】某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时,电路如图甲所示。电源电压恒为4.5 V,电压表测量范围为0~3 V,滑动变阻器的最大阻值为20 Ω,灯泡L上标有“2.5 V”字样。灯泡L的I—U关系图像如图乙所示,在不损坏电路元件的情况下,灯泡L的最小功率是 3 W,滑动变阻器阻值变化的范围是 8~15 Ω。0.3 8~15 【例9】某兴趣小组在阅读了半导体材料的相关信息后,为了探究某半导体材料的电阻与温度的关系,设计了如图甲所示的电路,其中R1为定值电阻,其阻值为5 Ω,R2为半导体材料制成的电阻,其阻值随温度变化的关系图像如图乙所示,电源电压恒为4.5 V。(1)当R2的温度为25 ℃时,电压表的示数为 1 V。1 (2)在R2的温度从25 ℃调至75 ℃的过程中,电压表的示数 变大 (选填“变大”“不变”或“变小”),电路总功率的变化范围是 0.9~2.7 W。变大 0.9~2.7 【例9】某兴趣小组在阅读了半导体材料的相关信息后,为了探究某半导体材料的电阻与温度的关系,设计了如图甲所示的电路,其中R1为定值电阻,其阻值为5 Ω,R2为半导体材料制成的电阻,其阻值随温度变化的关系图像如图乙所示,电源电压恒为4.5 V。 展开更多...... 收起↑ 资源列表 微专题9 特殊法测量小灯泡的电功率.pptx 第1节 电能 电功.pptx 第3节 跨学科实践:为家庭节约用电提建议.pptx 第4节 焦耳定律.pptx 第十八章 电功率 章末总结.pptx 精讲专题 电学实验综合.pptx 精讲专题 电学计算综合.pptx 第1课时 电功率的简单计算.pptx 第2课时 额定电压 额定功率.pptx 第3课时 测量小灯泡的电功率.pptx