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文档简介
电功率课标要求1.了解知道:电能、电能的计量、电功、“千瓦时”的来历;2.理解应用:电功率、额定电压、额定功率、测量小灯泡的电功率、焦
耳定律。知识要点梳理类型转盘式频闪式作用计量用电器在一段时间内消耗的
示意图
参数含义220
V电能表应接在电压为
V的电路中使用10(20)
A该电能表的标定电流为
A,额定最大电流为
A50
Hz电能表应接在频率为50
Hz的交流电路中使用“1
000
revs/(kW·h)”指用电器每
消耗1
kW·h的电能时,电能表转盘转
动
转“1
000
imp/(kW·h)”指用电器每
消耗1
kW·h的电能时,电能表指示灯
闪烁
次电能22010201
0001
000
电能表读数电能表示数的最后一位表示小数点后一位,图中电能表的示数
为
kW·h计量方法(1)电能表在一段时间内前后两次读数之差即为这段时间内用电器消耗的
电能;(2)电能表转盘转动n圈(指示灯闪烁n次),消耗的电能为W=kW·h=
×3.6×106
J,其中N表示每消耗1
kW·h的电能时电能表转过的圈数(或指
示灯闪烁的次数)220.91.
电能表计数器上的单位是千瓦时。2.
电能表计数器示数最后一位是小数位。【适时总结】1.
电功和电功率类型电功电功率定义电流做功是电能转化为其他形
式能的过程,有多少电能发生
了转化,就说电流做了多少
功。用符号W表示电功率等于
与
之
比,是表示电流
的物
理量。用符号P表示单位及换算单位国际单位:焦耳(J);其他常用单位:度[千瓦时
(kW·h)]国际单位:瓦特(W);其他常用单位:兆瓦(MW)、千
瓦(kW)、毫瓦(mW)换算关
系1度=1
kW·h=
J1
kW=
W,1
mW=
W电功时间做功快慢3.6×10610310-
3
电功和电功率计算公
式定义式
(普遍适用)
(普遍适用)推导公
式W=Pt(普遍适用)W=I2Rt=t(适用于纯电阻
电路)P=UI(普遍适用)P=I2R=(适用于纯电阻电路)W=UIt
2.
额定功率与实际功率额定功率额定电
压用电器
时的电压额定功
率用电器在
下工作时的电功率铭牌含
义一个标有“36
V
25
W”字样的灯泡,其中“36
V”表示该灯泡
的
为36
V,“25
W”表示该灯泡的
为25
W实际功
率实际电
压用电器在实际使用时,加在用电器两端的电压实际功
率用电器在实际电压下工作时的电功率。实际功率随实际电压的变化
而变化,灯泡的亮度是由灯泡的
决定的,灯泡的
越大,灯泡越亮正常工作额定电压额定电压额定功率实际功率实
际功率1.
电功率是表示消耗电能快慢的物理量,耗电多与耗电快是两种不同的概念。
耗电多的用电器不一定耗电快,耗电快的用电器耗电也不一定多。2.
为了不损坏用电器,加在用电器两端的电压不能大于其额定电压。【适时总结】实验装置:
1.滑动变阻器的主要作用:(1)保护电路;(2)改变小灯泡两端的电压。2.多次测量的目的:比较小灯泡在不同电压下
的实际功率。实验结论:不同电压下,小灯泡的功率
,实际电压越大,小灯泡的功率
越
;小灯泡的亮度由小灯泡的
决定,实际功率越大,小灯泡越
交流与反思:1.实验不需要多次测量求平均值作为额定功率的原因:不同电压下小灯泡的实际功率
不同。2.滑动变阻器的滑片移到最大阻值处时电压表示数仍大于小灯泡的额定电压,无法测
出额定功率,应采取的措施:减小电源电压或换阻值更大的滑动变阻器。不
同大实际功
率亮
实验:测量小灯泡的电功率类型缺电流表缺电压表设计思
路(1)使小灯泡正常发光:调节滑片
的位置,使小灯泡两端电压等于额定
电压U额;(2)利用电压表并联定值电阻(或
已知最大阻值的滑动变阻器)等效替
代电流表,间接测出通过小灯泡的额
定电流I额。(1)使小灯泡正常发光:利用电流
表串联定值电阻(或已知最大阻值
的滑动变阻器)等效替代电压表,
调节滑片的位置,使电流表的示数
等于;(2)利用电流表测出通过小灯泡的
额定电流I额图示
相关表
达式I额=I0=U额=U0=I额R0▶拓展:特殊方法测电功率▶电流的热效应定义电流通过导体时
能转化为
能的现象影响因
素在电流、通电时间相同的情况下,电阻越
,产生的热量越
多;在电阻、通电时间相同的情况下,通过的电流越
,产生
的热量越多电热的
利用和防
止利用:电暖器、电烙铁、电热毯、电饭锅等;防止:有孔的电视机后盖、电脑的微型风扇等焦耳定律内容电流通过导体产生的热量跟
成正比,跟导体
的
成正比,跟
成正比公式Q=
电内大大电流的二次方电阻通电时间I2Rt
焦耳定律理解(1)电热与电功的关系:①纯电阻电路:电流做的功,即消耗的电能,全部转化为内能的电路(例如
电热水器、电炉等一些电热器),Q=W=Pt=UIt=t=I2Rt;②非纯电阻电路:电流做的功,即消耗的电能,有一部分转化为内能的电路
(例如电动机),Q<W(2)电热与电阻的关系:在相同的时间内,若两个电阻串联时,电流产生的热量与电阻成正比;若两
个电阻并联时,电流产生的热量与电阻成反比物理学史1840年,英国物理学家
通过大量实验最先确定了电流产生的热量与
电流、电阻和通电时间的关系。为了纪念他的贡献,将他的名字命为
的单位焦耳能
量【适时总结】电热不一定等于电功,电热功率不一定等于电功率。(1)在纯电阻电路中,电流所做的功全部用来产生热量,有Q=W,P热=P电。(2)在非纯电阻电路中,电流所做的功除一部分用来产生热量外,还转化为其
他形式的能,有Q<W,P热<P电。重难点突破▶重难点
电功
电功率简单计算类型1
铭牌类1.
家庭电路中电子式电能表的表盘上标有3
200
imp/(kW·h)字样.将一个电热棒单独
接在家庭电路中正常工作12
min,电能表指示灯闪烁了320次,上述时间内该电热棒消
耗的电能为
J,它的额定功率为
W,它正常工作时的电阻
是
Ω.2.
将“12
V
12
W”的小灯泡L1和“12
V
6
W”的小灯泡L2串联起来,直接接到电
压恒定的电源两端.开关闭合后,恰好有一个小灯泡正常发光,而另一个小灯泡比正常
发光时暗些,则正常发光的小灯泡是
,电源电压是
V,发光较暗的小灯
泡的实际功率是
W.
(灯丝电阻不变)
【方法指导】根据铭牌参数(U额、P额)求解相关物理量:3.6×10550096.8L2183
3.
用电器消耗的电能:已知用电器正常工作时间为t,消耗的电能:W=P额t.4.
当U实≠U额且不考虑温度对电阻的影响时,求实际功率的思路:
▶重难点
电功率综合计算类型2
极值、比值类3.
如图所示,电源电压保持不变,R1、R2为定值电阻.若开关S1、S2闭合,甲、乙两表
均为电压表,示数之比为5∶2,则R1、R2电阻之比为
;若开关S1闭合、S2断
开,两表均为电流表,甲、乙两表的示数之比为
.3∶23∶54.
如图所示,电源电压保持不变,滑动变阻器R标有“30
Ω
1
A”,定值电阻R0的阻
值为10
Ω,小灯泡L标有“6
V
0.6
A”,电流表的量程为0~3
A.
不考虑灯丝电阻的
变化,只闭合S,滑片P移到R的中点时,小灯泡恰好正常发光.在保证电路安全的前提
下,下列说法错误的是(
D
)A.
小灯泡的电阻为10
ΩB.
电源电压为15
VC.
小灯泡发光最暗时的功率约为1.4
WD.
电路消耗总功率的最小值与最大值之比是1∶8D
【方法指导】极值、比值类电功率计算方法:类型3
坐标图象类5.
如图是额定电压均为220
V的灯泡L1和L2的U-I图像.下列分析不正确的是
(
C
)A.
当L1两端的电压为100
V时,其实际功率为20
WB.
当通过L2的电流为0.45
A时,其1
min消耗的电能为4
320
JC.
将L1、L2串联,若L1两端的电压为40V,则L2的功率为8
WD.
将L1、L2并联,若通过L2的电流为0.5A,则L1的功率为66
WC6.
如图甲所示,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯正常发光的位
置,电流表示数与两电压表示数的关系如图乙所示.则电源电压为
V,灯的额定
功率为
W.
105.63.
求电流:并联电路中各电阻两端的电压相等,通过各电阻的电流之和为
干路电流.4.
求电功率:根据题干条件,选取与电压值对应的电流值或与电流值对应的电压
值,根据P=UI求电功率.核心考点解读核心考点❶
利用电能表计算电功和电功率❶
李刚家的电能表如图所示,从表盘信息可知:电能表允许接入的用电器总功
率不能超过
W;当电路中只有电风扇工作时,电能表转盘在6
min内转过了10
转,这6
min内消耗的电能为
J。4
4001.8×104
1.
小明家半年前新装了一只电能表,现在表盘的示数如图,下列说法正
确的是(
C
)A.
该电能表的标定电流为20
AB.
该电能表应接在50
Hz的直流电路中使用C.
小明家每消耗1度电,铝盘转动3000转D.
小明家半年内用电量是6335
kW·h2.
电能是生产生活的重要资源,随着社会的发展、科技的进步,人们的
生活越来越离不开电。小华家添置了一台电功率为1
kW的空调,
联在家庭电路
中;若6月份他家平均每天使用空调4小时,这个月(30天)该空调用
电
kW·h;小华发现他家的电能表上标着“600
revs/(kW·h)”,由于使用了
这台空调,这个月电能表将多转
转;若每度电的电费是0.5元,需多交电
费
元。C并1207.2×104603.
如图为小红家电路中安装的电能表,此时示数为
kW·h小红将一个电吹风机接入电路,电热丝因为电流的
效应吹出热风。她关闭其它用电器,3
min内电能表铝盘转过15转,则此电吹风机的功率为
W。2022.6热500电功电功率适用条件基本公式W=PtP=适用于各种电路电功、电功率的计算W=UItP=UI推导公式W=tP=只适用于纯电阻电路(电能全部转化为内能)W=
I2RtP=I2R总功与总功率的计算不论是串联电路,还是并联电路,都有:W总=W1+W2+W3+……P总=P1+P2+P3+……核心考点❷
电功、电功率的计算常用公式及其适用条件:❷
如图甲所示的电路中,电源电压不变,R0为定值电阻,滑动变
阻器R消耗的电功率随电流变化的关系如图乙所示。图乙中的a'、b'两点分别与滑片P在
图甲中的a、b两位置相对应,则电源电压为
V。12
类型一
电功、电功率的计算4.
如图所示的电路中,电源电压为6
V且保持不变,R1=10
Ω,闭合开关S,电压表V1
的示数为2
V,则电压表V2的示数为
V,R2的阻值为
Ω,整个电路的电功率
为
W。5.
(2023·宜昌)某品牌电动汽车的电池容量为130
Ah,额定电压为400
V,充电时它
将电能转化为
能存储起来,充满电后它存储了
kW·h的能量。6201.2化学526.
某同学家浴室里安装了一款风暖浴霸,它既可以实现照明、换气的功
能,又可以实现送自然风、暖风、热风的功能,其简化电路如图所示,开关S可分别与
0、1、2触点接触,R1、R2是两根阻值相同的电热丝。如表所示是浴霸电路的部分参
数。关于下列结论:①开关S1断开、S与触点1接触时,浴霸处于送自然风状态;②每
根电热丝的阻值为44Ω;③电路中通过开关S的电流最大为10.15A;④浴霸工作10分
钟,电路消耗的电能最大为1.3398×106J。其中正确的是(
B
)B额定电压220V照明功率20W换气功率35W暖风功率1133W热风功率2233WA.
①③B.
②③C.
②④D.
③④7.
小明将定值电阻R1、R2分别按如图甲、乙所示的方式连入电路中,已
知R2=2R1,两电路中电源电压相等且保持不变,闭合开关S后,电压表和电流表的示
数分别如图丙、丁所示,下列说法中正确的是(
D
)A.
电源电压为3VB.
乙图中通过R1的电流为0.6AC.
R2的阻值为5ΩD.
甲图中电路工作时消耗的功率为2.4WD8.
图甲是一款可调节功率的老式电热器简化电路图。电源电压为
220
V,定值电阻R1是加热部分,R2是最大阻值为176
Ω的滑动变阻器。开关S接1
时,电热器处于加热挡,通过调节R2接入电路的阻值来改变R1的加热功率,其最
大加热功率为1
100
W。当电热器达到设定温度或加热到设定时间,开关S自动接
2,电热器处于保温挡。(1)求以最大功率工作时电路中电流大小;
(2)如图乙,电能表上参数“r/kW·h”前面数值不清。让电热器以最大加热功率单独
工作72
s,与之相连该电能表铝盘转过66圈。请求出该数值大小;
(3)求电热器处于保温挡时,电路中电能的利用率。请从节能的角度对电热器提出改
进建议。
类型二
额定功率
实际功率9.
小明发现家里的白炽灯突然变亮,主要原因可能是白炽灯的
(
B
)A.
额定电压变大B.
实际电压变大C.
额定功率变小D.
实际电压变小10.
将一只“6
V
3
W”的小灯泡(忽略温度影响)与一个阻值为12
Ω
的电阻串联后接到12
V的电源上,闭合开关后,小灯泡的实际功率(
B
)A.
大于3
WB.
等于3
WC.
小于3
WD.
无法确定11.
(中考·襄阳)标有“6
V
4.5
W”的灯泡L1和“?
1
W”的灯泡L2,当它们并
联在2
V的电路中时L2比L1亮;当它们串联在6
V的电路中时L2正常发光,灯泡L2正常
发光时的电压为
V(忽略温度对灯泡电阻的影响)。BB2类型三
比值问题12.
如图所示甲电路,R1和R2的U-I图象如图乙所示,闭合S,则下
列叙述正确的是(
C
)A.
电阻R1与R2之比是1∶2B.
电阻R1与R2功率之比是2∶3C.
若电流表示数为0.2A,则电源电压为3VD.
电阻R1和R2两端电压之比为3∶2C13.
如图所示,将定值电阻R1、R2按甲、乙两图接在电压不同的电路
中,已知两图中R1两端的电压相等,乙图中流过R1、R2的电流之比为2∶1。下列说法
中正确的是(
D
)A.
两电阻的阻值之比为R1∶R2=2∶1B.
两图中电源的电压之比为U1∶U2=3∶2C.
两图中流过R2的电流之比为I2甲∶I2乙
=3∶2D.
两图电路消耗的总功率之比为P甲∶P乙=2∶1D
核心考点❸
焦耳定律与电热的综合计算❸14.
甲、乙两电热丝电阻之比为2∶3,通过的电流之比为3∶1,则相同
时间内产生的热量之比为(
B
)A.2∶1B.6∶1C.1∶2D.1∶615.
(中考·襄阳节选)电热壶的发热丝温度很高而跟它串联的导线却不怎么发热,这
是因为通电时它们的电流相同,
不同。16.
某饮水机上标有“220
V制热550
W”的字样,发热部件正常工作时
的功率为
W。饮水机加热一段时间,插座线会变热,这是电流通过导体时产生
的
效应。17.
若某家庭使用功率为2
000
W,容积为100
L的电热水器,加满水后加热,把初温是
10
℃的水加热到70
℃,这些水需要吸收的热量是
J,若该电热水器的效
率为90%,则需要加热的时间为
s。[水的比热容是4.2×103
J/(kg·℃)]B电阻550热2.52×1071.4×104
核心考点
电热器的多挡位问题❹电路
图
(串联型)
(并联型)高温(加
热)挡S1、S2都闭
合,R1短路,
只有R2接入电
路中S1、S2都闭合,R1、R2并联P热=P热=+低温(保
温)挡S1断开、S2闭
合,R1、R2串
联S1断开、S2闭合,只有R2接入电路中P低=P低=
如图为一电热饮水机的电路简图,其额定电压为220
V,具有
“加热”“保温”两种功能,对应功率分别为400
W和40
W。当开关S1、S2均闭合,
饮水机处于
(选填“保温”或“加热”)状态,R1的阻值为
Ω;用饮
水机给2
kg的水加热,当水温升高50
℃,水吸收的热量为
J。[c水=
4.2×103
J/(kg·℃)]加热1214.2×105
18.
某款家用电热取暖器有两个挡位,它正常工作时,下列说法正确的
是(
D
)A.
取暖器的电热丝是由电阻率小、熔点高的材料制成B.
“高温”挡一定比“低温”挡产生的热量多C.
“高温”挡一定比“低温”挡的工作电阻大D.
连接电热丝的导线比电热丝的电阻小D19.
某款电热杯有高、中、低三挡,简化电路如图所示,S1、S2不能同
时闭合,R1的阻值为2.5
Ω。只闭合S3时,电路中的电流为2
A。下列说法正确的是
(
C
)A.
电源电压为10
VB.
只闭合S1、S3时,电热杯处于低温挡C.
只闭合S3时,电热杯工作1
min产生的热量为600
JD.
加热100
g水,水温由25
℃升高到35
℃,水吸收的热量为420
JC20.
如图所示为电热烘鞋器的工作原理图。电源电压U=6
V并保持不变,R1=3
Ω、R2
=6
Ω均为加热电阻,通过旋转扇形开关S,接触不同触点,实现高、中、低三个挡位
的转换。烘鞋器处于低温挡工作1
h产生的热量是
J。2.16×104三阶实验突破实验1
测量小灯泡的电功率
“三步”参透实验
1.
实验原理:P=UI2.
(1)电路图:
(3)电流表和电压表量程的选择①根据电源电压或电压表所测对象的最大电压确定电压表的量程;②根据电流表在电路中的位置和所在电路中最大电流确定电流表的量程。(4)根据电路图连接实物图:①连接电路时,开关断开;②电流表、电压表正确
接入电路;③滑动变阻器正确接入电路。(5)闭合开关前,将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。(6)实验数据或U-I图象的分析。3.
(1)滑动变阻器的作用:①改变小灯泡两端的电压;②保护电路。(2)灯泡的亮度与实际功率的关系:实际功率越
,灯泡越亮。(3)温度对灯泡灯丝电阻的影响:温度越高,灯丝电阻越
(选填“大”或
“小”)。(4)实验中多次测量的目的:寻找实际电功率或灯泡亮度与实际电压的关系。小
灯泡的实际功率随电压改变而改变,测小灯泡的额定功率时
(选填“能”或
“不能”)求平均值。(5)电路故障分析(闭合开关后小灯泡不亮:①断路;②短路;③可能是由于滑
动变阻器连入的阻值太大,导致电路中的电流很小,小灯泡无法发光。)(6)闭合开关后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡始终不发光且电压表
的示数为0,电流表有示数,产生这一现象的原因是
A.
小灯泡短路B.
小灯泡断路C.
滑动变阻器短路D.
滑动变阻器断路大大不能A4.
特殊方法测小灯泡电功率:(1)缺电压表:根据并联电路支路电压相等,且有分流的特点设计电路。完成实验后,小明又设计了如图所示的电路来测量小灯泡的额定功率,已知小灯
泡的额定电流为I额,定值电阻R0的阻值已知,实验步骤如下:①闭合开关S、S2,断开开关S1,调节滑动变阻器,使电流表的示数为I额;②保持滑动变阻器滑片的位置不变,闭合开关S、S1,断开开关S2,记录电流表的
示数为I;③小灯泡额定功率的表达式为P额=
。I额(I-I额)R0(2)缺电流表:根据串联电路电流相等,且有分压的特点设计电路。完成实验后,小明又设计了如图所示的电路,测出了只标有额定电流为0.3
A的小
灯泡的额定功率。电源电压恒定,R0的电阻为5
Ω,实验操作如下:①闭合S1,将S2接“2”,移动变阻器的滑片,使电压表的示数为
V;②将S2改接到“1”,记录此时电压表示数为2.7
V;③小灯泡的额定功率为
W。1.50.36实验2
电流通过导体时产生电热的多少跟什么因素有关
“三步”参透实验
1.
实验装置2.
实验方法:转换法,控制变量法(1)转换法的应用:通过温度计的示数或U形管液面
变化的多少反映产
生电热的多少。(2)控制变量法的应用:高度①探究电热与电阻的关系,控制通过电阻丝的
(两电阻串联)和通电时
间相同,选择两个电阻不同的电阻丝(如图甲);②探究电热与电流的关系,控制电阻丝阻值和通电时间相同,改变通过两电阻丝
的电流大小(如图乙);③探究电热与通电时间的关系,控制电阻丝的阻值和通过电阻丝的电流相同,改
变通电时间的长短。电流3.
导体产生的电热与电流、电阻和通电时间有关:(1)在电阻和通电时间相同的情况下,通过电阻的电流
,产生的
热量越多。(2)在电流和通电时间相同的情况下,电阻
,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。越大越大4.
(1)被加热的材料选用煤油和空气的原因:煤油比热容
,空气热胀冷
缩明显。(2)对被加热物质的要求:初温和质量相同的同种物质。(3)多次实验的目的:避免偶然因素对实验结论的影响,得出普遍规律。(4)生活中我们经常看到“电炉丝热得发红,而与它相连的导线却不热”这一现
象,可用
(选填“图甲”或“图乙”)的实验结论来解释。(5)利用图甲装置实验得出结论后,实验小组想通过改变电流来看看在其它电流
大小情况下,之前的结论是否依然成立,下列操作可行的是
A.
用导线将右盒电阻丝两端直接连接B.
将5
Ω电
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