第25课时-电功-电功率省名师优质课赛课获奖课件市赛课百校联赛优质课一等奖课件

第二篇物质科学(一)第25课时电功电功率1/57一、电功考点1概述电功概念b电功实质：电流做功过程就是_______转化为____________过程。考点2知道电功单位a单位为________(简称焦，符号为J)、千瓦时(kW•h)。换算：1kW•h＝_________J。考点3列举决定电功大小原因a影响电功大小原因有电压、_____和通电______。电能其它形式能焦耳3.6×106电流时间2/57考点4知道用电器消耗电能能够用电功来量度a电流做功过程实际上就是电能转化为其它形式能量过程，电流做了多少功就有多少_______转化为其它形式能。考点5应用电功公式计算用电器消耗电能c电能计算公式为：_______________，对纯电阻性用电器，电功还可用公式______________________计算。考点6依据电能表读数改变估算消耗电能b测量电功仪表是________(电度表或千瓦时计)，计数器上前后两次读数之差就是这段时间内消耗千瓦时数。电能W＝UIt、W＝PtW＝(U2/R)t，W＝I2Rt电能表3/571．(•德阳)以下家用电器正常工作20min消耗电能最多是 ( )

A．电饭煲B．电热毯C．电视机D．电风扇A4/572.(·温州)某兴趣小组设计了如图甲所表示汽车转向指示灯电路模型。接通对应指示灯后，该指示灯会亮、暗(微弱发光)交替闪烁发光。电路中电源电压恒为6V，指示灯规格为“6V3W”，R0为定值电阻，电磁铁线圈及衔铁阻值忽略不计。5/57(1)若让左转、右转指示灯同时工作，转向开关应于触点__________接通。(填“1和2”、“2和3”、“3和4”或“4和5”)(2)当转向开关与触点“2和3”接通时，右转指示灯两端实际电压改变规律如图乙所表示。已知当右转指示灯微弱发光时，其两端实际电压为U实，消耗实际功率为额定功率1/25。求：①右转指示灯闪烁交替工作30秒消耗电能。②定值电阻R0阻值。(指示灯电阻不变)【答案】①32.4焦②48欧3和46/57二、电功率考点7概述电功率概念b电流在单位时间内所做功叫_________，是用来表示_____________物理量。考点8知道电功率单位a单位：瓦特(简称瓦，符号为W)，千瓦(kW)。1kW＝1000W。考点9应用电功率公式进行简单计算c电功率计算公式为：P＝____、P＝____。对于纯电阻性用电器，电功率还可用公式P＝____、P＝____计算。电功率电流做功快慢W/tUIU2/RI2R7/57考点10知道额定功率概念a(1)额定功率：用电器在_________下工作时所消耗电功率。(2)用电器只有在额定电压下工作时，实际功率等于额定功率。灯泡亮度取决于灯______电功率。考点11从说明书或铭牌上识别用电器额定功率a

以灯泡为例：PZ220V25WPZ表示普通照明灯泡，220V表示额定电压为220V，25W表示该灯泡额定功率为25W。额定电压实际8/573.(·宁波)如图所表示，电源电压不变，R1是光敏电阻，其阻值大小随光照强度增强而减小。闭合开关S后，当光照强度增大时 ( )A．经过R2电流变大B．电路总电阻变大C．R1消耗功率变小D.要保持电流表示数不变，应将R2滑片P向右移D9/574.(·金华)夏天降临，为了防止蚊虫侵扰，许多家庭都会使用电热灭蚊器。图甲为某品牌电热灭蚊器简化电路，其中指示灯电阻不随温度改变。(1)电热灭蚊器是依据_________________原理制成。(2)某次使用时，经过热敏发烧体电流与使用时间关系如图乙所表示，则热敏发烧体两端电压改变情况为____________________。电流热效应先变大后不变10/57三、测定小灯泡电功率考点12说明伏安法测量小灯泡电功率试验原理b原理为_________。考点13绘制试验电路图b

考点14测定小灯泡额定功率和实际功率，搜集和整理试验数据得出试验结论b调整滑动变阻器，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11/57★5．在今年试验技能考试中，试验桌上准备器材有：学生电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、待测小灯泡及导线若干，在做测量小灯泡电功率试验时，小明在连接电路过程中，因为疏忽，把两表位置给颠倒了，其它连接正确无误，当开关闭合后，所产生现象是 ( )A．电流表将被烧坏B．电压表将被烧坏C．电压表有读数、电流表读数几乎为0D．电流表有读数、电压表读数几乎为0C12/57【解析】当把电压表和电流表位置给颠倒后，因为电压表串联在电路中，且电压表阻值尤其大，所以造成电路中电流很小，所以电压表有读数，电流表读数几乎为零。13/576.(·丽水)某兴趣小组在测量额定电压为2.5伏小灯泡电功率试验中，试验电路图如图甲所表示。(1)闭合开关前，应将滑动变阻器滑片P移到_________________________；阻值最大处(或最右端)试验次数1234电压U/伏1.02.03.04.0电流I/安0.100.170.230.2514/57(2)试验时，电压表和电流表读数统计在上表中。试验结束后，同学们想知道小灯泡额定功率，却发觉没有测小灯泡正常工作时电流，能否利用表中数据求出小灯泡额定功率？有同学认为可利用表中某组数据求出电阻R，再利用P额＝U/R求出小灯泡额定功率。请判断是否可行并说明理由_____________________________________________；(3)有同学将表中数据转换为图乙U—I曲线，由图可知小灯泡额定功率为______瓦。2额不行，因为小灯泡阻值随温度改变而改变0.515/57高频点1电功计算

★例1(•镇江)LED灯含有节能、环境保护特点。“220V8.5W”LED灯泡和“220V60W”白炽灯泡正常发光时亮度相当，与白炽灯相比，LED灯泡能够节能约 ()A．14.2% B．85.8%C．16.5%D．83.5%B16/57【解析】∵

设两种灯泡正常发光时间为t，∴LED消耗电能为W1＝P1t＝8.5W·t，白炽灯消耗电能为W2＝P2t＝60W·t，∴LED灯能够节约17/57★1.(2015·湖州)《2013～年中国风光互补路灯行业发展前景与投资预测分析汇报》数据显示，我国现有城镇路灯总数约有2亿只，并以每年加20%速度增加，我国有丰富风能及太阳能资源。路灯作为户外装置，二者结合做成风光互补路灯，无疑给国家节能减排提供了一个很好处理方案。如图为某企业生产风光互补LED路灯外形图和电路原理图，每套路灯部分部件及参数以下表。18/57(1)该灯电路中，两只LED灯连接方式是_______(填“串联”或“并联”)(2)两只LED灯正常发光时，经过光控开关S电流为多大？部分名称单位数量型号太阳能电板套124V

280W风力发电机台124V

300W蓄电池只212V

120AhLED灯只224V

60W并联19/57(3)国家发改委提供数据显示，每燃烧1吨标准煤能够发电3000千瓦时，排放二氧化碳2.61吨。假如传统路灯消耗电能来自燃烧标准煤发电，用此套路灯替换400瓦、天天工作10小时传统路灯，则每套路灯1年(365天)可降低多少吨二氧化碳排放？【答案】(2)5A

(3)1.27t【解析】(1)该灯电路中，两只LED灯连接方式是并联，因为它们其中一只烧杯时，不会影响另一只；(2)两只LED灯正常发光时，电路消耗总功率为120W，经过光控开关S电流为I＝P/U＝120W/24V＝5A；(3)传统路灯1年(365天)消耗电能是W＝Pt＝0.4kW×10×365h＝1460kW·h，可降低排放二氧化碳质量为(1460kW·h/3000kW·h)×2.61t＝1.27t。20/57高频点2电功率计算★例2(•金华、义乌)如表为某电烤箱铭牌，如图虚线框内所表示是其内部简化电路图，R1和R2均为电热丝。XX牌电烤箱额定电压220V额定功率高温档1100W低温档440W频率50Hz21/57求：(1)电烤箱在高温档工作10分钟所消耗电能。(2)电路中R2阻值。(3)若在电路中加一个“限高温开关”，当电烤箱超出一定温度时能自动断开电路。该开关最好安装在A、B、C中__________点处。【答案】(1)6.6×105J

(2)66Ω

【解析】(1)W＝Pt＝1100W×10×60s＝6.6×105J；(2)高温档时，R1＝U2÷P高＝(220V)2÷1100W＝44Ω，低温档时，R总＝U2÷P低＝(220V)2÷440W＝110Ω，R2＝R总－R1＝110Ω－44Ω＝66Ω；(3)假如把“限高温开关”接在零线上，即使把开关断开，电路中火线还是接通，也还是有电流存在，会电到人。装在火线上，“限高温开关”断开，火线也就断开了，就没有电了，能够确保安全。故装在B点。B22/572.(·金华)小伟是一个科学迷，在课余时间他利用一个规格为“2.2V

0.01A”发光二极管设计了如图甲所表示电路。晚间关闭照明灯L后，利用二极管D发出光指示开关所在位置。S为单刀双掷开关、R为限流电阻。(1)关闭照明灯后，为使二极管D正常工作，限流电阻R阻值为多少欧？此时，电路消耗总功率为多少瓦？23/57(2)从安全用电考虑，该电路存在安全隐患，应将单刀双掷开关S接在照明灯L与________间；(3)不论照明灯关闭还是打开，该电路都要消耗电能。为节约电能，能够再接入一个光控开关(光照弱时自动闭合，光照强时自动断开)，你认为应将光控开关接在图乙中a、b、c三处____处。【答案】(1)UR＝U－UD＝220V－2.2V＝217.8V，IR＝ID＝0.01A，R＝UR/IR＝217.8V/0.01A＝21780Ω，P＝UI＝220V×0.01A＝2.2W火线c24/5725/57高频点3小灯泡功率测定★例3

(·内江)育才中学初3.1班学生在探究“测量小灯泡电功率”试验后，某兴趣小组欲深入探究学习，现将其改变为“探究小灯泡电功率P与电压U之间关系”试验，试验中提供了以下试验器材：A．待测小灯泡L(额定电压3.0V，额定功率1.8W)

B．电压表V(量程0～3V，量程0～15V)

C．电流表A(量程0～0.6A，0～3A)D．滑动变阻器R(0～10Ω)E．定值电阻R01＝5Ω，R02＝10Ω，R03＝15Ω

F．蓄电池，电压U＝12V

G．开关S一个，导线若干。26/57(1)为了比较准确测量小灯泡功率，电流表量程应选____________。(2)为了确保电路安全，试验中定值电阻R0应选____。(填“R01”、“R02”或“R03”)(3)请用铅笔画线代替导线，将试验器材连接起来，使之成为准备使用实物电路。(4)测量结束后，应先断开开关，拆除______两端导线，再拆除其它导线，最终整理好器材。(5)该小组同学在处理试验数据时，将电功率P作为纵坐标，U2作为横坐标，采取描点法，在坐标纸上作出了P－U2图像，并画出该图像是一条直线(如图所表示)。依据图像，请你指出：所作图像错误之处是__________________；作图时，坐标取值不恰当之处是____________________________。0～0.6AR03电源 图线不应画成直线 横坐标标度取值不恰当27/57(6)假设试验中所给试验器材电流表已损坏，老师又给了一只电压表，该组同学仍完成了试验。请你帮他们在虚线框内画出试验电路图。【答案】(3) (6)28/57【解析】(1)因为灯泡额定电压为3.0V，额定功率为1.8W，所以灯泡额定电流为I＝P/U＝1.8W/3.0V＝0.6A；故为了比较准确测量小灯泡功率，电流表量程应选0～0.6A；(2)为了确保电路安全，电流最大值为0.6A，电源电压为12V，所以电路最小电阻R＝U/I＝12V/0.6A＝20Ω，灯泡正常发光电阻为R灯＝U灯/I灯＝3.0V/0.6A＝5Ω，所以定值电阻最大值为20Ω－5Ω＝15Ω，定值电阻R0应选R03；(3)连接电路时注意滑动变阻器一上一下连接，电流表中电流从正接线柱流入，从负接线柱流出，用小量程；29/57(4)电学试验测量结束后，应先断开开关，拆除电源两端导线，预防因拆除而造成电路短路，然后再拆除其它导线，最终整理好器材；(5)在作P－U2之间关系图像时，因小灯泡电阻随温度升高而增大，所以图像不应该是一条直线；作图时，坐标取值不恰当之处是横坐标标度取值不恰当，应该改为自然数平方数递增；(6)没有电流表能够用电压表与定值电阻并联来替换电流表，因为电压与电阻比值等于电流。30/57【提醒】本题要用到二次函数知识才能真正处理问题。★例4(•绍兴)把滑动变阻器R和定值电阻R1连接成如图电路，变阻器最大电阻R＝2R1。闭合开关S，当滑动变阻器滑片向左移动时，以下叙述正确是 ()A．电路总功率逐步减小B．变阻器功率逐步减小C．变阻器滑片在左端与右端时电路总功率之比为9∶1D．电阻R1功率与电路总功率比值逐步增加D31/57【解析】A.P总＝U2/(R1＋R)，当滑片向左滑动时，R变小，总功率变大。B.可设总功率为UI，R1消耗功率为I2R1，滑动变阻器消耗功率为P，三者有以下关系：UI＝I2R1＋P。P＝－R1I2＋UI，其中R1、U为常数，P与I为二次函数关系。由此可知，当I＝－b/2a＝U/2R1时，P到达最大值。2R1＝R1＋R，R＝R1。即当滑动变阻器阻值与定值电阻相等时，滑动变阻器消耗功率到达了最大值。由此可知滑片向左滑动时，滑动变阻器消耗功率是先变大，再变小，B错。C.最左端是P＝U2/R1，最右端是P′＝U2/(R1＋R)＝U2/3R1。二者比值为3∶1。D.电阻R1功率：P1＝I2R1，P总＝I2(R1＋R)，P1∶P总＝R1∶(R1＋R)，当向左滑时，R变小，故比值变大。32/57★例5

(·广东)如图是一个光控电路，它主要由工作电路和控制电路两部分组成。工作电路由工作电源U1、发烧电阻R1和R2等组成；控制电路由光敏电阻R、磁控开关L、定值电阻R0、电源U2等组成。当磁控开关L线圈中电流等于或大于15mA时，磁控开关磁性簧片相互吸合(簧片电阻忽略不计)；当L线圈中电流小于15mA时，簧片断开。已知U1＝24V，R1＝10Ω，R2＝20Ω，光敏电阻R阻值随照射在它上面光强E(表示光照射强弱物理量，单位是坎德拉，符号是cd)改变关系如图所表示。当开关S闭合时，则：33/5734/57(1)当L线圈中电流小于15mA时，工作电路总电阻R总＝____Ω。(2)当L线圈中电流等于25mA时，工作电路中经过R1电流I1＝____A。(3)若控制电路中R0＝94Ω、U2＝1.5V(线圈阻值忽略不计)，当照射到光敏电阻光强到达某一个值时，磁控开关L磁性簧片恰好吸合，此时光照强度E＝____cd。若10s后开关S断开，且断开时间也为10s，则前后两段时间电阻R1所产生热量改变了____J。302.4351235/57【解析】(1)“当L线圈中电流小于15mA时，簧片断开”，此时工作电路中R1和R2串联，串联电路中总电阻等于各串联电阻之和。R总＝R1＋R2＝10Ω＋20Ω＝30Ω；(2)“当磁控开关L线圈中电流等于或大于15mA时，磁控开关磁性簧片相互吸合(簧片电阻忽略不计)”，已知经过L线圈电流等于25mA，所以磁控开关是闭合，此时工作电路中R2被短路，只有R1工作。已知电源电压和R1电阻可求出此时电路中电流：36/57(3)“当照射到光敏电阻光强到达某一个值时，磁控开关L磁性簧片恰好吸合”说明控制电路中电流恰好等于15mA，要求光照强度，要先求出光敏电阻阻值，再依据图2找出对应光照强度。控制电路中R0与R串联总电阻：R总控光敏电阻R大小：R＝100Ω－94Ω＝6Ω，由图可知，当R＝6Ω时，光照强度是3cd。分析题意可知：前10s，工作电路中只有R1工作，此时R110s产生热量：后10s，工作电路中R1与R2串联，此时R110s产生热量：I1＝U/R总＝24V/30Ω＝0.8A，Q2＝R1t＝(0.8A)2×10Ω×10s＝64J，前后两次热量改变量：ΔQ＝Q1－Q2＝576J－64J＝512J。37/57(友情提醒：本栏目提议午休时间完成)1.(·潍坊)以下图所表示家用电器中，利用电流热效应工作是 ( )A38/572．(·达州)分别标有“6V6W”和“6V3W”甲、乙两只灯泡，经试验测得其I－U特征曲线如图所表示。现将甲、乙两灯并联在电路中，当两只灯泡总电流为1A时，两只灯泡消耗总功率是 ( )A．3W B．4WC．4.5W D．6W第2题图A39/57★3.(·连云港)现有“6V3W”灯泡L1和“6V6W”灯泡L2，将它们接入电路中，不考虑灯丝电阻改变。以下关于两只灯泡说法正确是 ( )A.串联后接到12V电源两端，两灯均能正常发光B.串联工作时，L1和L2两端电压之比为1∶2C.并联工作时，L1和L2中电流之比为2∶1D.并联工作时，L1和L2功率之比为1∶2D40/57【解析】由小灯泡额定电压、额定功率可知，灯泡L1电阻R1＝U2/P＝12Ω，额定电流I1＝0.5A，灯泡L2电阻R2＝U2/P＝6Ω，额定电流I2＝1A。两灯泡串联工作时，L1和L2两端电压之比U1∶U2＝R1∶R2＝2∶1，串联后接到12V电源两端时，L1两端电压U1＝8V，高于其额定电压，不能正常工作，故A、B错误。两灯泡并联工作时，L1和L2两端电流之比I1∶I2＝R2∶R1＝1∶2，L1和L2功率之比P1∶P2＝I1∶I2＝1∶2，故C错误，D正确，答案为D。41/57★4．(·德阳)如图所表示电路，闭合开关S后发觉L1正常发光，L2只能微弱发光，以下对于这一现象产生原因分析中，合理是 ( )A．灯泡L2发生了断路B．灯泡L2发生了短路C．因为灯泡L2电阻较大，其实际功率较小D．因为灯泡L2电阻较小，其实际功率较小D第4题图42/57【解析】A.当电路中发生断路时，串联电路中没有电流，灯泡都不亮，不符合题意。B.当灯泡L2发生了短路，L2会不亮，不符合题意。C、D.串联电路中电流相同，依据公式P＝I2R，L2电阻越小，功率越小，灯泡越暗，C错D对。43/575.(·山西)如图为一个握力计和它工作原理图。电源电压保持不变。握力显示表是由电流表改装而成，定值电阻R2起保护电路作用，其电阻值为5Ω，弹簧一端滑片P在电阻R1最上端时不施加力，移动到最下端时施加力最大(弹簧电阻不计)。握力计测量范围为0－300N，电路中电流表改变范围为0.1－0.6A，则以下说法正确是 ( )A.握力300N时电路中电流为0.6AB.握力计工作电路中电源电压为3VC.R1连入电路阻值改变范围是0－30ΩD.R2消耗最小功率为0.5W第5题图B44/576．(•安顺)某电饭锅设有“加热”和“保温”两档，其内部简化电路如图所表示，当开关S置于“1”档时，电饭锅处于________(填“加热”或“保温”)状态；若电饭锅保温和加热时总功率之比为1∶50，则电阻R0和R1比值为_____。第6题图保温1∶4945/577．(•温州)小刚观察了市场上“测重仪”后，画出了如图所表示原理图：A为托盘，P为金属滑片且固定在托盘下轻质弹簧上，并能随轻质弹簧一起上下滑动，当托盘中不放物体时，P位于R最上端。已知R0＝5Ω，R最大阻值为25Ω，电源电压恒为3V。(1)小刚依据图判断，质量表是电流表改装，其判断依据是______________________________；第7题图图中质量表串联在电路中46/57(2)当称量物体质量到达最大值时，R0消耗功率是多少？解：当称量物体质量到达最大时，金属滑片P在R最下端，U0＝3V，I0＝U0/R0＝3V/5Ω＝0.6A，P0＝U0I0＝3V×0.6A＝1.8W(3)当托盘A中所放物体质量增加时，质量表示数也随之增大，请结合图分析其原因：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 当称量物体质量增加时，托盘对弹簧压力增大，弹簧缩短，滑片向下滑动，滑动变阻器接入电路电阻变小，总电阻也变小，而总电压不变，总电流变大，电流表(即质量表)示数变大47/578.(·济宁)在学习电课时，小夏利用如图所表示电路图，做了不少试验，其中电阻R可选取阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω定值电阻。(1)在做“探究电流与电阻关系”试验时，小夏先把10Ω电阻连入电路，闭合开关，把电流表读数填在表格中，然后把10Ω电阻分别换成20Ω、30Ω电阻，将对应电流值统计到表格中。小夏错误做法是______________________________。电阻R/Ω102030电流I/A0.30.20.15没有控制订值电阻两端电压不变48/57(2)在做“伏安法”测电阻试验时，小夏依据电路图连接电路如图所表示，图中还有一根导线未连接，请用笔画线代替导线完成电路连接，要求滑动变阻器连入电路中阻值最大。试验中小夏测得结果以下表。由此能够判断，小夏同学选取定值电阻阻值为__9.89__Ω。第8题图49/57(3)在做“测量小灯泡额定功率”试验时，小夏用额定电压为“3V”小灯