第22课电能（原卷版）

第22课电能学习目标学习目标课程标准学习目标理解电能与电能表的使用电能与电功率的计算焦耳定律与非纯电阻电路1.准确判断物质变化是物理变化还是化学变化2.探究物质发生变化的过程以及现象3.准确描述物质变化的类型以及表现出的形式002预习导学观察下列电器，判断其工作原理电能表电冰箱空调微波炉电动汽车003知识梳理一．电功1.定义：电流通过某段电路所做的功叫电功。2.实质：电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，就消耗了多少电能。电流做功的形式：电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。3.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，电路中的电流和通电时间的乘积。4.单位：国际单位是焦耳（J）常用单位：度（kwh）

1度=1千瓦时=1kwh=3．6×106J5.测量电功：⑴电能表：是测量用户用电器在某一段时间内所做电功（某一段时间内消耗电能）的仪器。⑵电能表上“220V”“5A”“3000R/kwh”等字样，分别表示：电电能表额定电压220V；允许通过的最大电流是5A；每消耗一度电电能表转盘转3000转。⑶读数：A、测量较大电功时用刻度盘读数。①最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。②电能表前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。二．电功率的计算1．定义：2．物理意义：表示电流做功快慢的物理量。灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小。3．电功率计算公式：P=UI=W/t（适用于所有电路）对于纯电阻电路可推导出：P=I2R=U2/R①串联电路中常用公式：P=I2R

P1：P2：P3：…Pn=R1：R2：R3：…：Rn②并联电路中常用公式：P=U2/R

P1：P2=R2：R1③无论用电器串联或并联。计算总功率

常用公式P=P1+P2+…Pn4．单位：国际单位瓦特（W）

常用单位：千瓦（kw）5．额定功率和实际功率：⑴额定电压：用电器正常工作时的电压。额定功率：用电器在额定电压下的功率。P额=U额I额=U2额/R某灯泡上标有“PZ22OV25”字样分别表示：普通照明，额定电压220V，额定功率25W的灯泡。若知该灯“正常发光”可知：该灯额定电压为220V，额定功率25W，额定电流I=P/U=0．11A灯丝阻值Ｒ＝U额2/Ｐ＝2936Ω。⑵当U实=U额时，=用电器正常工作（灯正常发光）当U时，＜用电器不能正常工作（灯光暗淡），有时会损坏用电器6.家庭电路电功率的计算使用公式P=W/t，如电能表使用消耗电能多少千瓦时，可根据1千瓦时是功率为一千瓦的用电器工作一小时消耗的电能，可根据比例计算用电器电功率。二.焦耳定律及电热1．焦耳定律：(1)1841年，英国物理学家焦耳发现载流导体中产生的热量Q（称为焦耳热）与电流I的平方、导体的电阻R、通电时间t成正比，这个规律叫焦耳定律。焦耳定律是一个实验定律。它的适用范围很广，纯电阻电路、非纯电阻电路在计算电热时都用到它。(2)热功率：单位时间内导体的发热功率叫做热功率．热功率等于通电导体中电流I的二次方与导体电阻R的乘积．(3)电功率与热功率:对纯电阻电路，电功率等于热功率即：P=I*U=I2R=U2/R此时，可得U=IR,所以纯电阻电路也可以说是欧姆定律成立的电路对非纯电阻电路，电功率等于热功率与转化为除热能外其他形式的功率之和．2.电热（1）电热：由于导体的电阻，使电流通过导体时消耗的电能中转化为内能的那一部分能量叫电热。（2）内容：电流通过导体时产生的热量等于电流的平方、导体的电阻和通电时间的乘积。（3）公式：Q=I2Rt.（4）适用对象:凡是要计算电热，都应首选Q=I2Rt，可求任何电路中电流I通过电阻R时所产生的热量。3．热功率的意义及计算（1）热功率：单位时间内发热的功率叫作热功率。热功率即电能转化为内能的功率，即：P=Q/t=I2R（2）热功率计算:当电路不是纯电阻电路时，电功用W=UIt来计算，电热Q只能用Q=I2Rt进行计算，电功率用P=IU计算，热功率只能用P热=I2R计算。4.电热的档位问题：（1）串联电路：如图所示R1>R2根据P=U2/R可得出高温档：R2单独工作中温档：R1单独工作低温档：R1,R2同时工作（2）并联电路：如图所示R1>R2根据P=U2/R可得出高温档：R1,R2同时工作中温档：R2单独工作低温档：R1单独工作三.纯电阻电路与非纯电阻电路1.纯电阻电路：电能全部转化为内能2.非纯电阻电路：电能转化为内能和其它形式能。其中：内能应只占少部分。对于含电动机的电路，其它形式能为机械能；对于含电解槽的电路，其它形式能为化学能。3.总功率：P总=IU4.热功率：P热=I2R四.电池容量的计算1.定义：电池容量是衡量电池性能的重要性能指标之一，它表示在一定条件下电池放出的电量，即电池的容量，通常以安培·小时为单位2.计算：由W=UIt可知：电池携带的功为：电容量乘以输出电压。00401强化训练一、选择题1．有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图所示，下列说法正确的是（）A．A的电阻值为B．当A和B串联，两者电阻相同时，电源电压为3VC．A和B串联，电路中电流为0.4A时，A、B的电压之比为5∶4D．A和B并联在电压为2.5V的电源两端，A、B的电功率之比为5∶42．小灿学习了焦耳定律的知识后，设计了如图所示装置探究电流产生的热量与哪些因素有关。其中甲、乙、丙三个密闭容器中密封着等量的空气，请你分析下列相关说法错误的是（）A．甲、乙可以研究电流产生的热量与电阻的关系B．甲、丙可以研究电流产生的热量与电流的关系C．通电一段时间后，U形管中两侧的液面高度差最大的是丙D．U形管中液面高度的变化用来反映电流产生的热量的多少3．小科设计了一个具有加热和保温功能的电热器模型，加热与保温的功率之比为3∶1，其中R1=10Ω、R2=20Ω，若电源电压不变，则符合小科要求的电路图是（）A．B．C．D．4．小科用如图所示的电路探究“电流通过导体产生热量多少与电阻的关系”，下列说法正确的是（）A．玻璃管越粗实验现象越明显B．两烧瓶中分别装等质量的水和煤油C．需控制两烧瓶中电阻丝的长度、横截面积、材料均相同此D．该装置还可研究电流通过导体产生的热量与电流大小的关系5．两个灯泡Ll和L2额定电压均为6V，将两灯串联后接入电路中，接通后发现L2要亮一些，则下列判断正确的是（）A．L1的电阻比L2大 B．串联时L1两端电压比L2大C．L2的额定功率比L1大 D．若两灯并联，通过L1的电流比L2大6．如图所示电路中的a、b、c为三只电表（电压表或电流表），闭合开关S，标有“6V

6W”的灯泡L1正常发光，标有“12V

6W”的灯泡L2虽能发光但较暗，若不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（）A．电路总功率为7.5W B．电表a为电流表，且示数为1AC．电表b为电压表，且示数为6V D．电表c为电压表，且示数为12V7．标有“6V1.5W”的小灯泡，通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示，若把这样的两只灯泡串联起来，接在8伏的电源两端，则电路的总功率为（）A．0.8W B．1.6W C．2.4W D．3.2W8．如图所示是电阻甲和乙的U—I图像，下列说法正确的是（）A．甲、乙两元件的电流与电压都成正比B．乙元件是一个定值电阻且阻值大小为10ΩC．甲、乙并联在电路中，当电源电压为2V时，电路的总电流为0.3AD．甲、乙串联在电路中，当电路电流为0.2A时，甲的功率为0.6W9．如图所示电路中，电源电压为12V，在a、b间接入灯L1“6V2W”，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P使灯L1正常发光；断开开关，取下灯L1，保持滑片P的位置不变，若在a、b间接入灯L2“6V3W”，闭合开关，则（）A．灯L2正常发光 B．滑动变阻器接入电路的电阻为5ΩC．通过L2的电流为0.4A D．滑动变阻器和灯L2每秒做功5J10．如图为某电子秤的简化电路，是定值电阻，是压敏电阻，其阻值随压力增大而减小，电源电压不变，闭合开关S，当上方压力增大时，下列描述正确的是（）

A．电压表示数变小 B．通过的电流变小C．电路的总电阻变大 D．电路的总功率变大二、填空题11．小齐家最近购买了一辆电动汽车，为了测量电动汽车充电器的功率，晚上11点整，他关闭了家中其他用电器，使用充电器对电动汽车进行充电，同时记下了开始充电时电能表的读数，小齐于第二日早晨发现正好8点完成充电，此时，电能表如图所示，不考虑能量损失，电动汽车充满一次电获得的能量为kW·h，该汽车充电器的电功率为W。三、探究题12．学习小组开展“测量小灯泡的功率”实验，实验电路如图甲，绘制出小灯泡的关系曲线如图乙，已知小灯泡的额定电压为3.8V，电源电压恒为6V。

（1）依据图甲，请在答卷上用笔画线代替导线，将图乙中的实物图补充完整；（2）闭合开关后移动变阻器的滑片，当电压表示数为V时，读出电流表示数，即可计算小灯泡的额定功率；（3）实验时，变阻器的滑片向右移动过程中，电流表与电压表示数的比值将（选填“变大”、“不变”或“变小”）。13．如图所示是测定“小灯泡电功率”实验的装置图，选用2节新干电池、额定电压为2.5伏的小灯泡和滑动变阻器。请回答：

（1）请用笔画线代替导线，将图甲中电路连接完整；（2）正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表、电压表均有正常偏转，但偏转角度较小。则接下来应进行的操作是；A．更换小灯泡B．检查电路是否断路C．移动滑动变阻器滑片，观察灯泡发光情况（3）调节滑片P至某位置时，小灯泡恰好正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为瓦；（4）在滑动变阻器滑片移动过程中，电路消耗的总功率、小灯泡消耗的功率随电流变化如图丙所示，请判断随电流增大，滑动变阻器的功率大小变化是。14．小科用如图的实验装置探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”，相同的两个透明容器中密封着等量、等温的空气。（1）本实验是通过观察的变化来反映电流产生热量的多少；（2）图甲中的A、B两管，在通电时间相等时，B管液面上升得更高，说明电流通过导体产生热量的多少与有关；（3）用乙图中的装置探究“电流产生热量的多少与电流大小是否有关”时，右边容器中应选用阻值为的电阻丝。15．小明用图1所示电路来测量小灯泡的电功率（部分器材的规格已标明）。（1）闭合开关进行实验，小明发现无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数始终为3V，而电流表示数始终为零。已知仅图1中导线①、②或③中的一根发生故障，请指出发生故障的导线，并写出故障名称：；（2）小明进行了六次实验，记录实验数据并在UⅠ图像中描点，得到小灯泡两端的电压与电流的关系图像如图2所示。则根据记录的数据和图像可知：①小灯泡的额定功率为W；②实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为；A．5Ω2A

B．10Ω2A

C．20Ω1A

D．30Ω1A（3）实验结束后，小明继续对滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系进行探究，画出了对应的UⅠ图像（如图3），请你在图中“①”、“②”或“③”三条虚线中选择正确的一条，并说明你选择的依据。16．小灯泡L的额定电压为3V，它的IU图像如图甲所示，把灯泡接入如图乙所示的电路中，先将滑动变阻器的滑片P移至B端，闭合开关，电压表示数为l.5V；再将滑片P向左移动直到电压表示数为3V。已知电源电压恒定，滑动变阻器的铭牌上标有“10Ω2A”。下列说法中错误的是（）A．电源电压为4.5VB．灯泡正常发光时，滑动变阻器消耗的电功率为2.5WC．灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值为3ΩD．灯泡的额定功率为1.5W17．小金利用图甲的电路测量小灯泡的电功率。小灯泡的额定电压为2.5伏。（1）闭合开关，调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压为2.5伏，此时电流表示数如图乙。则小灯泡的额定功率为瓦；（2）调节滑动变阻器，记录多组电压、电流数据，计算小灯泡对应功率，完成实验，图丙是小金作出的小灯泡IU图像。关于小灯泡功率P与通过其电流平方I2的关系。如图所示的图像中最合理的是。A．B．C．D．（3）小灯泡的亮度是由实际功率决定的，若将标有“220V40W”