(精品)第25课时 电功 电功率.ppt

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1、第二篇物质科学(一)第25课时电功电功率一、电功一、电功考点考点1 1概述电功的概念概述电功的概念b b电功的实质：电流做功的过程就是_转化为_的过程。考点考点2 2知道电功的单位知道电功的单位a a单位为_(简称焦，符号为J)、千瓦时(kWh)。换算：1 kWh_J。考点考点3 3列举决定电功大小的因素列举决定电功大小的因素a a影响电功大小的因素有电压、_和通电_。电能其他形式能焦耳3.6106电流时间考点考点4 4知道用电器消耗的电能可以用电功来量度知道用电器消耗的电能可以用电功来量度a a电流做功的过程实际上就是电能转化为其他形式能量的过程，电流做了多少功就有多少_转化为其他形式的能。

2、考点考点5 5应用电功的公式计算用电器消耗的电能应用电功的公式计算用电器消耗的电能c 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。考点考点6 6根据电能表读数的变化估算消耗的电能根据电能表读数的变化估算消耗的电能b b测量电功的仪表是_(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的千瓦时数。电能WUIt、WPtW(U2/R)t，WI2Rt电能表1(2014德阳)下列家用电器正常工作20min消耗电能最多的是()A电饭煲 B电热毯 C电视机 D电风扇A2.(2015温州)某兴趣小组设计了如图甲所示的汽车转向指示灯电路模型。接通相应指示灯后，该指示灯会亮、暗(

3、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“6V 3W”，R0为定值电阻，电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计。(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变化规律如图乙所示。已知当右转指示灯微弱发光时，其两端实际电压为U实，消耗的实际功率为额定功率的1/25。求：右转指示灯闪烁交替工作30秒消耗的电能。定值电阻R0的阻值。(指示灯的电阻不变)【答案】32.4焦48欧3和4二、电功率二、电功率考点考点7 7概述电功率的概念概述电功率的概念b b电流在单位

4、时间内所做的功叫_，是用来表示_的物理量。考点考点8 8知道电功率的单位知道电功率的单位a a单位：瓦特(简称瓦，符号为W)，千瓦(kW)。1 kW1000W。考点考点9 9应用电功率的公式进行简单的计算应用电功率的公式进行简单的计算c 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/RI2R考点考点1010知道额定功率的概念知道额定功率的概念a a(1)额定功率：用电器在_下工作时所消耗的电功率。(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。灯泡的亮度取决于灯的_电功率。考点考点1111从说明书或铭牌上识别用电

5、器的额定功率从说明书或铭牌上识别用电器的额定功率a 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表示该灯泡的额定功率为25W。额定电压实际3.(2015宁波)如图所示，电源电压不变，R1是光敏电阻，其阻值大小随光照强度的增强而减小。闭合开关S后，当光照强度增大时()A通过R2的电流变大B电路总电阻变大CR1消耗的功率变小D.要保持电流表示数不变，应将R2的滑片P向右移D4.(2015金华)夏天来临，为了避免蚊虫的侵扰，许多家庭都会使用电热灭蚊器。图甲为某品牌电热灭蚊器的简化电路，其中指示灯的电阻不随温度变化。(1)电热灭蚊器是根据_原理制成的。

6、(2)某次使用时，通过热敏发热体的电流与使用时间的关系如图乙所示，则热敏发热体两端电压的变化情况为_。电流的热效应先变大后不变三、测定小灯泡的电功率三、测定小灯泡的电功率考点考点1212说明伏安法测量小灯泡的电功率的实验原理说明伏安法测量小灯泡的电功率的实验原理b b原理为_。考点考点1313绘制实验的电路图绘制实验的电路图b b 考点考点1414测定小灯泡的额定功率和实际功率，收集和测定小灯泡的额定功率和实际功率，收集和整理实验数据得出实验结论整理实验数据得出实验结论b b调节滑动变阻器，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。PUI等于5在今年的

7、实验技能考试中，实验桌上准备的器材有：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，在做测量小灯泡的电功率实验时，小明在连接电路的过程中，由于疏忽，把两表的位置给颠倒了，其他连接正确无误，当开关闭合后，所产生的现象是()A电流表将被烧坏B电压表将被烧坏C电压表有读数、电流表的读数几乎为0D电流表有读数、电压表的读数几乎为0C【解析】当把电压表和电流表的位置给颠倒后，由于电压表串联在电路中，且电压表的阻值特别大，所以导致电路中的电流很小，所以电压表有读数，电流表的读数几乎为零。6.(2015丽水)某兴趣小组在测量额定电压为2.5伏小灯泡电功率的实验中，实验电路图如图甲所示。(

8、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)实验次数1234电压U/伏1.02.03.04.0电流I/安0.100.170.230.25(2)实验时，电压表和电流表读数记录在上表中。实验结束后，同学们想知道小灯泡的额定功率，却发现没有测小灯泡正常工作时的电流，能否利用表中数据求出小灯泡的额定功率？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求出小灯泡的额定功率。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的UI曲线，由图可知小灯泡的额定功率为_瓦。2额不行，因为小灯泡的阻值随温度的变化而变化0.5高频点高频点1 1电功的计算电功的计算例1(2

9、013镇江)LED灯具有节能、环保特点。“220V 8.5W”LED灯泡和“220V 60W”白炽灯泡正常发光时的亮度相当，与白炽灯相比，LED灯泡可以节能约()A14.2%B85.8%C16.5%D83.5%B【解析】设两种灯泡正常发光的时间为t，LED消耗的电能为W1P1t8.5Wt，白炽灯消耗的电能为W2P2t60Wt，LED灯可以节约1.(2015湖州)20132017年中国风光互补路灯行业发展前景与投资预测分析报告数据显示，我国现有城乡路灯总数约有2亿只，并以每年加20%的速度增长，我国有丰富的风能及太阳能资源。路灯作为户外装置，两者结合做成风光互补路灯，无疑给国家的节能减排提供了一

10、个很好的解决方案。如图为某公司生产的风光互补LED路灯外形图和电路原理图，每套路灯的部分部件及参数如下表。(1)该灯电路中，两只LED灯的连接方式是_(填“串联”或“并联”)(2)两只LED灯正常发光时，通过光控开关S的电流为多大？部分名称单位数量型号太阳能电板套124V280W风力发电机台124V300W蓄电池只212V120AhLED灯只224V60W并联(3)国家发改委提供的数据显示，每燃烧1吨标准煤可以发电3000千瓦时，排放二氧化碳2.61吨。假如传统路灯消耗的电能来自燃烧标准煤发电，用此套路灯替换400瓦、每天工作10小时的传统路灯，则每套路灯1年(365天)可减少多少吨二氧化碳的

11、排放？【答案】(2)5A(3)1.27t【解析】(1)该灯电路中，两只LED灯的连接方式是并联，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，电路消耗的总功率为120W，通过光控开关S的电流为IP/U120W/24V5A；(3)传统路灯1年(365天)消耗的电能是WPt0.4kW10365h1460kWh，可减少排放二氧化碳的质量为(1460kWh/3000kWh)2.61t1.27t。高频点高频点2 2电功率的计算电功率的计算例2(2014金华、义乌)如表为某电烤箱铭牌，如图虚线框内所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

12、档1100W低温档440W频率50Hz求：(1)电烤箱在高温档工作10分钟所消耗的电能。(2)电路中R2的阻值。(3)若在电路中加一个“限高温开关”，当电烤箱超过一定温度时能自动断开电路。该开关最好安装在A、B、C中的_点处。【答案】(1)6.6105J(2)66【解析】(1)WPt1100W1060s6.6105J；(2)高温档时，R1U2P高(220V)21100W44，低温档时，R总U2P低(220V)2440W110，R2R总R11104466；(3)如果把“限高温开关”接在零线上，即使把开关断开，电路中的火线还是接通的，也还是有电流存在，会电到人的。装在火线上，“限高温开关”断开，火

13、线也就断开了，就没有电了，能够保证安全。故装在B点。B2.(2015金华)小伟是一个科学迷，在课余时间他利用一个规格为“2.2V0.01A”的发光二极管设计了如图甲所示的电路。晚间关闭照明灯L后，利用二极管D发出的光指示开关所在的位置。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的阻值为多少欧？此时，电路消耗的总功率为多少瓦？(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)不管照明灯关闭还是打开，该电路都要消耗电能。为节约电能，可以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

14、a、b、c三处的_处。【答案】(1)URUUD220V2.2V217.8V，IRID0.01A，RUR/IR217.8V/0.01A21780，PUI220V0.01A2.2W火线c高频点高频点3 3小灯泡功率的测定小灯泡功率的测定例3(2015内江)育才中学初3.1班学生在探究“测量小灯泡的电功率”的实验后，某兴趣小组欲进一步探究学习，现将其改变为“探究小灯泡的电功率P与电压U之间的关系”的实验，实验中提供了以下实验器材：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03V，量程015V)C电流表A(量程00.6A，03A)D滑动变阻器R(010)E定值电阻R015，R

15、0210，R0315F蓄电池，电压U12VG开关S一个，导线若干。(1)为了比较精确的测量小灯泡的功率，电流表的量程应选_。(2)为了保证电路安全，实验中定值电阻R0应选_。(填“R01”、“R02”或“R03”)(3)请用铅笔画线代替导线，将实验器材连接起来，使之成为准备使用的实物电路。(4)测量结束后，应先断开开关，拆除_两端的导线，再拆除其他导线，最后整理好器材。(5)该小组同学在处理实验数据时，将电功率P作为纵坐标，U2作为横坐标，采用描点法，在坐标纸上作出了PU2图像，并画出该图像是一条直线(如图所示)。根据图像，请你指出：所作图像的错误之处是_；作图时，坐标取值不恰当之处是_。00

16、.6AR03电源图线不应画成直线 横坐标的标度取值不恰当(6)假设实验中所给的实验器材电流表已损坏，老师又给了一只电压表，该组同学仍完成了实验。请你帮他们在虚线框内画出实验的电路图。【答案】(3)(6)【解析】(1)因为灯泡的额定电压为3.0V，额定功率为1.8W，所以灯泡的额定电流为IP/U1.8W/3.0V0.6A；故为了比较精确的测量小灯泡的功率，电流表的量程应选00.6A；(2)为了保证电路安全，电流最大值为0.6A，电源电压为12V，所以电路最小电阻RU/I12V/0.6A20，灯泡正常发光电阻为R灯U灯/I灯3.0V/0.6A5，所以定值电阻最大值为20515，定值电阻R0应选R0

17、3；(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；(4)电学实验测量结束后，应先断开开关，拆除电源两端的导线，防止因拆除而导致电路的短路，然后再拆除其他导线，最后整理好器材；(5)在作PU2之间关系图像时，因小灯泡的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的标度取值不恰当，应当改为自然数的平方数递增；(6)没有电流表可以用电压表与定值电阻并联来替代电流表，因为电压与电阻的比值等于电流。【提醒】本题要用到二次函数的知识才能真正解决问题。例4(2014绍兴)把滑动变阻器R和定值电阻R1连接成如图电路，变阻

18、器最大电阻R2 R1。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片向左移动时，下列叙述正确的是()A电路总功率逐渐减小B变阻器的功率逐渐减小C变阻器滑片在左端与右端时的电路总功率之比为91D电阻R1的功率与电路总功率的比值逐渐增加D【解析】A.P总U2/(R1R)，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消耗的功率为I2R1，滑动变阻器消耗的功率为P，三者有如下关系：UII2R1P。PR1I2UI，其中R1、U为常数，P与I为二次函数关系。由此可知，当Ib/2aU/2R1时，P达到最大值。2R1R1R，RR1。即当滑动变阻器的阻值与定值电阻相等时，滑动变阻器消耗的功率达到了最大值。由

19、此可知滑片向左滑动时，滑动变阻器消耗的功率是先变大，再变小，B错。C.最左端是PU2/R1，最右端是PU2/(R1R)U2/3R1。两者比值为31。D.电阻R1的功率：P1I2R1，P总I2(R1R)，P1P总R1(R1R)，当向左滑时，R变小，故比值变大。例5(2015广东)如图是一种光控电路，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、发热电阻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线圈中的电流等于或大于15mA时，磁控开关的磁性簧片相互吸合(簧片电阻忽略不计)；当L线圈中的电流小于15mA时，簧片断开。已知U124V

20、，R110，R220，光敏电阻R的阻值随照射在它上面的光强E(表示光照射强弱的物理量，单位是坎德拉，符号是cd)变化的关系如图所示。当开关S闭合时，则：(1)当L线圈中的电流小于15mA时，工作电路的总电阻R总_。(2)当L线圈中的电流等于25mA时，工作电路中通过R1的电流I1_A。(3)若控制电路中R094、U21.5V(线圈阻值忽略不计)，当照射到光敏电阻的光强达到某一个值时，磁控开关L的磁性簧片恰好吸合，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所产生的热量变化了_J。302.43512【解析】(1)“当L线圈中的电流小于15mA时，簧片断

21、开”，此时工作电路中R1和R2串联，串联电路中的总电阻等于各串联电阻之和。R总R1R2102030；(2)“当磁控开关L线圈中的电流等于或大于15mA时，磁控开关的磁性簧片相互吸合(簧片电阻忽略不计)”，已知通过L线圈的电流等于25mA，所以磁控开关是闭合的，此时工作电路中的R2被短路，只有R1工作。已知电源电压和R1的电阻可求出此时电路中的电流：(3)“当照射到光敏电阻的光强达到某一个值时，磁控开关L的磁性簧片恰好吸合”说明控制电路中的电流恰好等于15mA，要求光照强度，要先求出光敏电阻的阻值，再根据图2找出对应的光照强度。控制电路中R0与R串联的总电阻：R总控光敏电阻R的大小：R10094

22、6，由图可知，当R6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产生的热量：后10s，工作电路中R1与R2串联，此时R110s产生的热量：I1U/R总24V/300.8A，Q2 R1t(0.8A)21010s64J，前后两次热量的变化量：QQ1Q2576J64J512J。(友情提示：本栏目建议午休时间完成)1.(2015潍坊)下列图所示的家用电器中，利用电流热效应工作的是()A2(2014达州)分别标有“6V6W”和“6V3W”的甲、乙两只灯泡，经实验测得其IU特性曲线如图所示。现将甲、乙两灯并联在电路中，当两只灯泡的总电流为1A时，两只灯泡消耗的总功率

23、是()A3W B4W C4.5W D6W第2题图A3.(2015连云港)现有“6V 3W”的灯泡L1和“6V 6W”的灯泡L2，将它们接入电路中，不考虑灯丝电阻的变化。下列关于两只灯泡的说法正确的是()A.串联后接到12V电源的两端，两灯均能正常发光B.串联工作时，L1和L2两端的电压之比为12C.并联工作时，L1和L2中的电流之比为21D.并联工作时，L1和L2的功率之比为12D【解析】由小灯泡额定电压、额定功率可知，灯泡L1的电阻R1U2/P12，额定电流I10.5A，灯泡L2的电阻R2U2/P6，额定电流I21A。两灯泡串联工作时，L1和L2两端的电压之比U1U2R1R221，串联后接到

24、12V电源两端时，L1两端的电压U18V，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L2两端的电流之比I1I2R2R112，L1和L2的功率之比P1P2I1I212，故C错误，D正确，答案为D。4(2014德阳)如图所示的电路，闭合开关S后发现L1正常发光，L2只能微弱发光，以下对于这一现象产生原因的分析中，合理的是()A灯泡L2发生了断路B灯泡L2发生了短路C由于灯泡L2的电阻较大，其实际功率较小D由于灯泡L2的电阻较小，其实际功率较小D第4题图【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

25、意。C、D.串联电路中的电流相同，根据公式PI2R，L2电阻越小，功率越小，灯泡越暗，C错D对。5.(2015山西)如图为一种握力计和它的工作原理图。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5，弹簧一端的滑片P在电阻R1的最上端时不施加力，移动到最下端时施加的力最大(弹簧的电阻不计)。握力计测量范围为0300N，电路中电流表变化范围为0.10.6A，则下列说法正确的是()A.握力300N时电路中电流为0.6AB.握力计工作电路中的电源电压为3VC.R1连入电路阻值变化的范围是030D.R2消耗的最小功率为0.5W第5题图B6(2013安顺)某电饭锅

26、设有“加热”和“保温”两档，其内部简化电路如图所示，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150，则电阻R0和R1的比值为_。第6题图保温1497(2014温州)小刚观察了市场上的“测重仪”后，画出了如图所示的原理图：A为托盘，P为金属滑片且固定在托盘下的轻质弹簧上，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的最上端。已知R05，R的最大阻值为25，电源电压恒为3V。(1)小刚根据图判断，质量表是电流表改装的，其判断的依据是_；第7题图图中的质量表串联在电路中(2)当称量物体质量达到最大值时，R0消耗的功率是多少？解：当

27、称量物体质量达到最大时，金属滑片P在R的最下端，U03V，I0U0/R03V/50.6A，P0U0I03V0.6A1.8W(3)当托盘A中所放物体质量增加时，质量表的示数也随之增大，请结合图分析其原因：_。当称量物体质量增加时，托盘对弹簧的压力增大，弹簧缩短，滑片向下滑动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，总电阻也变小，而总电压不变，总电流变大，电流表(即质量表)的示数变大8.(2015济宁)在学习电学时，小夏利用如图所示的电路图，做了不少实验，其中电阻R可选用阻值分别为10、20、30的定值电阻。(1)在做“探究电流与电阻的关系”的实验时，小夏先把10的电阻连入电路，闭合开关，把电流表的读数填在

28、表格中，然后把10电阻分别换成20、30电阻，将相应的电流值记录到表格中。小夏的错误做法是_。电阻R/102030电流I/A0.30.20.15没有控制定值电阻两端电压不变(2)在做“伏安法”测电阻的实验时，小夏根据电路图连接的电路如图所示，图中尚有一根导线未连接，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的阻值最大。实验中小夏测得的结果如下表。由此可以判断，小夏同学选用的定值电阻的阻值为_9.89_。第8题图(3)在做“测量小灯泡额定功率”的实验时，小夏用额定电压为“3V”的小灯泡代替电路图中的电阻R，连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡正常发光，此时电流表的

29、示数如图所示，则电流表的读数是_A，小灯泡的额定功率为_W。实验序号电压表示数/V电流表示数/A11.50.1622.50.2533.50.340.240.72【答案】(2)如图9(2013宁波)如图所示，黑匣子上有A、B、C三个接线柱，内部只有一个电压恒为6V的电源和两个定值电阻R1、R2(R1R2)。当电流表分别连接到接线柱AB、AC、BC时，电流表示数如表所示：实验序号123电流表位置接AB之间接AC之间接BC之间电流表示数0.40.60电路的总电阻_无法计算1510(1)请将表格填写完整。_(2)第3次实验时，电流为零，说明BC之间_(填“有”或“没有”)电源。(3)若用导线同时把AB

30、、AC连接起来，电路可能消耗的总功率为多大？第9题图见表没有解：如甲所示电路，用导线同时将AB、AC连接起来，导线将R2短路，如乙图所示，用导线同时将AB、AC连接起来，R1、R2并联 10.(2015宁波)如图所示是某规格的小灯泡L和定值电阻R的UI图像。(1)图中表示小灯泡UI图像的是_(填序号)。(2)若它们串联、并联时总电阻的值分别为R串和R并，请在对应的图上坐标区域内画出它们的UI图像(R串、R并的UI图像分别用和表示)。(3)当它们分别以串联和并联两种方式接在同一稳压电源(已知电源电压不高于10V)两端时，从电源流出的电流变化了0.45A。求该稳压电源的电压及并联时电路消耗的总功率。【答案】(2)如图(3)5V3W【解析】(1)图中表示小灯泡UI图像的是，因为小灯泡灯丝的电阻随温度的变化而变化，UI图像不是一条直线；(2)串联电路的等效电阻大于其中任何一个串联电阻，并联电路的等效电阻小于其中任何一个并联电阻。由此可知，电流一定的情况下，R串和R并两端的电压关系为U串U并。即在的上方，在的下方；(3)比较图像和可知，电压相同且不高于10V时，I并I串0.45A仅有一种情况，即U5V，此时I并0.6A，并联时电路消耗的总功率P并UI并5V0.6A3W。