物理复习第十五章上课讲义.ppt
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1、物理复习第十五章【活学巧用】【活学巧用】测算电费测算电费冬天,小明用电暖器取暖冬天,小明用电暖器取暖.只使用电暖器时,小明发现家里电只使用电暖器时,小明发现家里电能表的示数在能表的示数在4 h4 h内由甲图所示变为乙图所示内由甲图所示变为乙图所示.(1)(1)电暖器工作时,将电能转化为电暖器工作时,将电能转化为_能能.(2)(2)在在4 h4 h内,电暖气消耗的电能为内,电暖气消耗的电能为_kWh,_kWh,应付电费应付电费_元元.(.(电费价格按电费价格按0.550.55元元kWhkWh计算计算)提示:提示:电流通过电暖器时,电暖器的温度升高,内能增加电流通过电暖器时,电暖器的温度升高,内能
2、增加.在在4 h4 h内,电暖气消耗的电能为内,电暖气消耗的电能为2 143.0 kWh-2 138.2 kWh=4.8 kWh2 143.0 kWh-2 138.2 kWh=4.8 kWh;应付的电费为应付的电费为4.8 kWh0.554.8 kWh0.55元元kWh=2.64kWh=2.64元元.答案:答案:(1)(1)内内 (2)4.8 2.64 (2)4.8 2.64二、电功率二、电功率1.1.物理意义:表示物理意义:表示_的物理量的物理量.2.2.定义:电流在定义:电流在_内所做的功内所做的功.3.3.影响因素:与影响因素:与_有关有关.4.4.计算公式:计算公式:P=_=_.P=_
3、=_.5.5.单位及其换算:单位及其换算:1 kW=_W.1 kW=_W.6.6.额定功率和实际功率额定功率和实际功率(1)(1)额定电压额定电压:用电器用电器_时的电压时的电压.(2)(2)额定电流:用电器额定电流:用电器_时的电流时的电流.(3)(3)额定功率:用电器在额定功率:用电器在_下的功率下的功率.(4)(4)实际功率:用电器在实际功率:用电器在_下实际消耗的功率下实际消耗的功率.电流做功快慢电流做功快慢单位时间单位时间电流、电压电流、电压UIUI10103 3 正常工作正常工作正常工作正常工作额定电压额定电压实际电压实际电压【活学巧用】【活学巧用】电灯的铭牌电灯的铭牌如图所示是家
4、庭电路中常用的一如图所示是家庭电路中常用的一种灯泡以及其铭牌种灯泡以及其铭牌.(1)(1)铭牌中铭牌中“220 V”“220 V”表示表示_,“40 W”“40 W”表示表示_._.(2)(2)这个灯泡正常工作时的电流是这个灯泡正常工作时的电流是_A_A,电阻是,电阻是_._.(3)(3)在在200 V200 V的电压下灯泡的实际功率是的电压下灯泡的实际功率是_ W._ W.提示:提示:(1)(1)铭牌中所标识的两个数值分别是灯泡的额定电压和铭牌中所标识的两个数值分别是灯泡的额定电压和额定功率额定功率.(2).(2)正常工作时,通过灯泡的电流正常工作时,通过灯泡的电流=0.18 A=0.18
5、A,灯丝的电阻,灯丝的电阻 (3)(3)在在200 V200 V的电压下灯泡的实际功率的电压下灯泡的实际功率答案:答案:(1)(1)灯泡的额定电压是灯泡的额定电压是220 V 220 V 灯泡的额定功率是灯泡的额定功率是40 W 40 W(2)0.18 1 210 (3)33.1(2)0.18 1 210 (3)33.1 三、测量电功率三、测量电功率1.1.原理:根据公式原理:根据公式P=UIP=UI,需测出小灯泡两端的,需测出小灯泡两端的_和通过它和通过它的的_._.2.2.实验电路图:如图所示实验电路图:如图所示电压电压电流电流3.3.分析论证分析论证(1)(1)当当U U实实UU额额时,
6、时,P P实实_P_P额额,小灯泡偏亮小灯泡偏亮.(2)(2)当当U U实实U =一、灯泡亮暗的比较一、灯泡亮暗的比较 灯泡的亮暗是由它消耗的实际功率决定的,消耗的实际功灯泡的亮暗是由它消耗的实际功率决定的,消耗的实际功率越大,灯泡就越亮率越大,灯泡就越亮.1.1.灯泡正常发光灯泡正常发光U U实实=U=U额额 P P实实=P=P额额 额定功率大的灯泡亮额定功率大的灯泡亮2.2.灯泡不正常发光灯泡不正常发光(1)(1)灯泡串联灯泡串联 I I1 1=I=I2 2 R R越大,越大,R R越大的灯越大的灯P P实实=I=I实实2 2R PR P实实越大越大 泡越亮泡越亮(2)(2)灯泡并联灯泡并
7、联 U U1 1=U=U2 2 R R越大,越大,P P实实越小越小P P实实=R R越小的灯越小的灯泡越亮泡越亮【中考警示】【中考警示】(1)(1)即使灯泡的额定电压不同,只要其实际功率即使灯泡的额定电压不同,只要其实际功率相同,则灯泡的亮度也相同相同,则灯泡的亮度也相同.(2)(2)灯泡的额定功率是固定不变的,其实际功率随实际电压的灯泡的额定功率是固定不变的,其实际功率随实际电压的变化而变化变化而变化.(3)(3)将灯泡接入电路时,为了不损坏灯泡,加在灯泡两端的电将灯泡接入电路时,为了不损坏灯泡,加在灯泡两端的电压不能大于其额定电压压不能大于其额定电压.【延伸拓展】【延伸拓展】白炽灯的工作
8、原理白炽灯的工作原理电流通过灯丝时产生热量,螺旋状的灯丝不断将热量聚集,使得电流通过灯丝时产生热量,螺旋状的灯丝不断将热量聚集,使得灯丝处于温度达灯丝处于温度达2 000 2 000 以上的白炽状态以上的白炽状态(灯丝一般采用钨丝,熔灯丝一般采用钨丝,熔点约为点约为3 000)3 000),这时候组成灯丝的原子核外电子会被激发,从,这时候组成灯丝的原子核外电子会被激发,从而使得其向较高能量的外层跃迁,当电子再次向低能量的电子层而使得其向较高能量的外层跃迁,当电子再次向低能量的电子层跃迁时,多余的能量便以光的形式释放出来,并同时产生热量,跃迁时,多余的能量便以光的形式释放出来,并同时产生热量,故
9、称之为白炽灯故称之为白炽灯.灯丝处于白炽状态时,就像烧红了的铁能发光一样而发出光来灯丝处于白炽状态时,就像烧红了的铁能发光一样而发出光来.为为防止极高温度的灯丝被氧化烧断,一般将灯泡里面抽成真空或充防止极高温度的灯丝被氧化烧断,一般将灯泡里面抽成真空或充入其他惰性气体入其他惰性气体.理论上灯丝的温度越高,发出的光就越亮理论上灯丝的温度越高,发出的光就越亮.【典例【典例1 1】(2011(2011乐山中考乐山中考)把标有把标有“220 V 60 W”“220 V 60 W”的甲灯和标有的甲灯和标有“220 V 100 W”“220 V 100 W”的乙灯串联后接在的乙灯串联后接在220 V220
10、 V的电路中,则的电路中,则()()A.A.因为甲灯的电阻较大,所以甲灯较亮因为甲灯的电阻较大,所以甲灯较亮B.B.因为通过它们的电流相等,所以一样亮因为通过它们的电流相等,所以一样亮C.C.因为乙灯额定功率较大,所以乙灯较亮因为乙灯额定功率较大,所以乙灯较亮D.D.因为乙灯实际功率较大,所以乙灯较亮因为乙灯实际功率较大,所以乙灯较亮【思维导图】【思维导图】由灯泡的规格推算灯泡串联时的实际功率是比较灯泡由灯泡的规格推算灯泡串联时的实际功率是比较灯泡亮度的依据亮度的依据.【精讲精析】【精讲精析】选选A.A.根据根据 比较两灯泡的电阻大小,有比较两灯泡的电阻大小,有R R甲甲R R乙乙;两灯泡串联
11、时,通过它们的电流相等,有;两灯泡串联时,通过它们的电流相等,有I I甲甲=I=I乙乙;根据根据P=IP=I2 2R R可知两灯消耗的实际功率大小关系为可知两灯消耗的实际功率大小关系为P P甲甲P P乙乙;实际;实际功率大的灯泡亮,故可判断甲灯较亮功率大的灯泡亮,故可判断甲灯较亮.二、电功、电功率的计算二、电功、电功率的计算1.W=Pt=UIt1.W=Pt=UIt、P=UIP=UI是普遍适用的公式是普遍适用的公式.2.2.结合欧姆定律结合欧姆定律I=I=可得可得W=IW=I2 2Rt,P=IRt,P=I2 2R R,这些,这些公式只适用于纯电阻电路中计算电功、电功率公式只适用于纯电阻电路中计算
12、电功、电功率.3.3.根据公式根据公式P=P=计算时,若电功单位选计算时,若电功单位选“kWh”“kWh”,则电功,则电功率、时间应分别用率、时间应分别用kWkW、h h作单位;若电功单位选作单位;若电功单位选“J”“J”,则电功,则电功率、时间应分别用率、时间应分别用W W、s s作单位作单位.正确地选择单位可以简便计算正确地选择单位可以简便计算.4.4.不论是串联电路还是并联电路,电流所做的总功等于电流通不论是串联电路还是并联电路,电流所做的总功等于电流通过各用电器分别所做的电功之和,电路消耗的总功率等于各用过各用电器分别所做的电功之和,电路消耗的总功率等于各用电器分别消耗的电功率之和电器
13、分别消耗的电功率之和.【方法技巧】【方法技巧】根据铭牌或者说明书上的额定电压、额定功率计根据铭牌或者说明书上的额定电压、额定功率计算用电器实际功率的思路是算用电器实际功率的思路是【中考警示】【中考警示】(1)(1)进行计算时,一般不考虑温度对电阻的影响,进行计算时,一般不考虑温度对电阻的影响,可认为同一用电器可认为同一用电器(电热器电热器)在不同电压下的电阻是相同的在不同电压下的电阻是相同的.(2)(2)用电器的用电器的P P额额、U U额额具有唯一性、对应性,而用电器的具有唯一性、对应性,而用电器的P P实实、U U实实可以有多个,但具有同体性、同时性可以有多个,但具有同体性、同时性.【典例
14、【典例2 2】(2012(2012安徽中考安徽中考)某同学家的电子式电能表上个月某同学家的电子式电能表上个月月初、月末的表盘如图所示月初、月末的表盘如图所示.表盘上表盘上“1 600 imp/kWh”“1 600 imp/kWh”表示表示每用电每用电1 kWh1 kWh指示灯闪烁指示灯闪烁1 6001 600次次.根据表盘上的信息,回答下列问题:根据表盘上的信息,回答下列问题:(1)(1)该同学家上个月共用电多少该同学家上个月共用电多少kWh?kWh?(2)(2)该同学家同时使用的用电器总功率不得超过多少该同学家同时使用的用电器总功率不得超过多少?(3)(3)若只让一个标有若只让一个标有“22
15、0 V 484 W”“220 V 484 W”的电热器工作的电热器工作3 min3 min,观,观察到电能表的指示灯闪烁了察到电能表的指示灯闪烁了3232次,则该同学家的实际电压是多次,则该同学家的实际电压是多大大?(?(设电热器的电阻不变设电热器的电阻不变)【思维导图】【思维导图】从表盘提取有用信息,灵活运用电功、电功率的从表盘提取有用信息,灵活运用电功、电功率的计算公式是解答本题的关键计算公式是解答本题的关键.【精讲精析】【精讲精析】(1)(1)上个月共用电上个月共用电W=12 614.6 kWh-12 519.6 kWh=95 kWh.W=12 614.6 kWh-12 519.6 kW
16、h=95 kWh.(2)(2)同时使用的用电器总功率不得超过同时使用的用电器总功率不得超过P=UI=220 V10 A=2 200 W.P=UI=220 V10 A=2 200 W.(3)(3)电能表的指示灯闪烁电能表的指示灯闪烁3232次,电热器所消耗的电能次,电热器所消耗的电能W=3.610W=3.6106 6 J=7.210 J=7.2104 4 J J电热器的实际功率电热器的实际功率该电热器的电阻该电热器的电阻根据根据 可得实际电压可得实际电压答案:答案:(1)95 kWh (2)2 200 W (3)200 V(1)95 kWh (2)2 200 W (3)200 V三、电功和电热三
17、、电功和电热1.1.电流做功的过程实质上是电能转化为其他形式能的过程,可电流做功的过程实质上是电能转化为其他形式能的过程,可用下面的示意图来展示:用下面的示意图来展示:纯电阻电路是指电流做功时,电能全部转化为内能的电路,如纯电阻电路是指电流做功时,电能全部转化为内能的电路,如电熨斗、电饭锅等;非纯电阻电路是指电能只有一部分转化为电熨斗、电饭锅等;非纯电阻电路是指电能只有一部分转化为内能,如含有电动机的电路、给蓄电池充电的电路都是非纯电内能,如含有电动机的电路、给蓄电池充电的电路都是非纯电阻电路阻电路.2.2.电功与电热的关系电功与电热的关系电功电功(电能电能)(W)(W)电热电热(Q)(Q)计
18、算公式计算公式W=UItW=UItQ=IQ=I2 2RtRt快慢程度快慢程度P P电电=UI=UIP P热热=I=I2 2R R关系关系在纯电阻电路中,在纯电阻电路中,W=QW=Q,P P电电=P=P热热在非纯电阻电路中在非纯电阻电路中W WQ Q,P P电电P P热热【中考警示】【中考警示】UItUIt是电流所做的功,是电流所做的功,I I2 2RtRt是电热是电热.在纯电阻电路在纯电阻电路中,电流所做的功全部用来产生热量,有中,电流所做的功全部用来产生热量,有I I2 2Rt=UItRt=UIt;在非纯电;在非纯电阻电路中,电热是电流做功的一部分,有阻电路中,电热是电流做功的一部分,有I
19、I2 2RtRtUIt.UIt.因此,在因此,在解答相关问题时,解答相关问题时,I I2 2RtRt、UItUIt不可混用,要明确二式的含义不可混用,要明确二式的含义.【延伸拓展】【延伸拓展】电流的热效应电流的热效应(1)(1)电流通过导体时,导体会发热,这种现象叫做电流的热效电流通过导体时,导体会发热,这种现象叫做电流的热效应应.在此现象中,电能转化为内能在此现象中,电能转化为内能.(2)(2)电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电的时间成正比,这一规律叫做焦耳定律,电阻成正比,跟通电的时间成正比,这一规律叫做焦
20、耳定律,数学表达式是数学表达式是Q=IQ=I2 2Rt.Rt.(3)(3)用电流的热效应来加热的设备叫做电热器用电流的热效应来加热的设备叫做电热器,电炉、电烙铁、电炉、电烙铁、电熨斗、电饭锅、电烤炉等都是常见电热器电熨斗、电饭锅、电烤炉等都是常见电热器.电热器的主要组电热器的主要组成部分是发热体,发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在成部分是发热体,发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上制成的绝缘材料上制成的.【典例【典例3 3】(2012(2012杭州中考杭州中考)如图,电动机如图,电动机M M的线圈电阻为的线圈电阻为0.50.0.50.当当S S断开时,电流表读数为断开时,电流表
21、读数为1 A1 A,当,当S S闭合时,电流表读数为闭合时,电流表读数为3 A.3 A.问:问:(1)(1)电阻电阻R R为多大?为多大?(2)(2)电动机的机械功率为多大?电动机的机械功率为多大?(3)(3)电动机工作电动机工作2 2分钟,电动机线圈产生了多少热量?分钟,电动机线圈产生了多少热量?【思维导图】【思维导图】计算电动机工作时的电功率、电热,关键是注意计算电动机工作时的电功率、电热,关键是注意公式的适用条件,选择合适的公式公式的适用条件,选择合适的公式.电流通过电动机电流通过电动机总功率总功率P P总总=UI=UI机械功率机械功率P P机机电热功率电热功率P P热热=I=I2 2r
22、 r电热电热Q Q=P=P热热t t【精讲精析】【精讲精析】(1)(1)当当S S断开时,只有断开时,只有R R连入电路中,则连入电路中,则(2)(2)当当S S闭合时,电动机与电阻闭合时,电动机与电阻R R并联,则通过电动机的电流为并联,则通过电动机的电流为I I动动=I=I总总-I-IR R=3 A-1 A=2 A=3 A-1 A=2 A电动机将电能转化为内能和机械能,因此电动机将电能转化为内能和机械能,因此P P机机=P=P总总-P-P热热=UI-I=UI-I2 2r=10 V2 A-(2 A)r=10 V2 A-(2 A)2 20.5=18 W0.5=18 W(3)(3)由焦耳定律可得
23、由焦耳定律可得Q=IQ=I2 2Rt=(2 A)Rt=(2 A)2 20.5 260 s=240 J0.5 260 s=240 J答案:答案:(1)10(1)10 (2)18 W(2)18 W (3)240 J(3)240 J【备选要点】【备选要点】测量电功率的几种方法测量电功率的几种方法电功率的测量是中考必考的内容,通过测量其他物理量去间接电功率的测量是中考必考的内容,通过测量其他物理量去间接地测电功率,主要有以下几种情况:地测电功率,主要有以下几种情况:1.1.伏安法:用电压表和电流表分别测出待测用电器两端的电压伏安法:用电压表和电流表分别测出待测用电器两端的电压和对应的电流,用和对应的电
24、流,用P=UIP=UI求出用电器的功率求出用电器的功率.2.2.电能表测用电器的电功率电能表测用电器的电功率(1)(1)使室内其他用电器均停止工作,只有待测用电器工作使室内其他用电器均停止工作,只有待测用电器工作.(2)(2)记下电能表转盘转过一定转数记下电能表转盘转过一定转数n n所用的时间所用的时间t.t.(3)(3)计算用电器的实际功率计算用电器的实际功率 (W)(n (W)(n0 0为电能表为电能表铭牌标着的每消耗铭牌标着的每消耗1 kWh1 kWh电能转盘的转数电能转盘的转数).).3.3.伏阻法:如果只有电压表,无电流表伏阻法:如果只有电压表,无电流表,需要用一个已知阻值需要用一个
25、已知阻值的电阻的电阻R R0 0和用电器串联,利用和用电器串联,利用 计算计算(如图如图).).4.4.安阻法:只有电流表,无电压表,需要用一个已知阻值的电安阻法:只有电流表,无电压表,需要用一个已知阻值的电阻阻R R0 0和用电器并联,利用和用电器并联,利用P=RP=R0 0I I0 0I IR R或或P=RP=R0 0I I0 0(I-I(I-I0 0)计算计算(如图如图).).【中考警示】【中考警示】伏安法测电阻和测电功率在数据处理方法上不同,伏安法测电阻和测电功率在数据处理方法上不同,测电阻最后要求测出三个电阻值的平均值,目的是减小实验误测电阻最后要求测出三个电阻值的平均值,目的是减小
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