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1、-2-3-4-一、電能1.電能:用電器工作的過程就是把電能轉化成其他形式能的過程,消耗多少電能就轉化為多少其他形式的能.電能和其他形式能的單位一樣都是焦耳(J);生活中電能的常用單位還有kWh,1 kWh=3.6106 J.2.電功:用電器消耗電能的過程就是電流做功的過程.電流做了多少功,用電器就消耗了多少電能.3.電功的計算公式:W=Pt=UIt.重點認知 導出公式:W=I2Rt= t(這兩個導出公式只適用于純電阻電路).無論電路是串聯(lián)還是并聯(lián),電路中的總功W總=W1+W2+Wn.4.電能的測量:(1)測量儀器:電能表.(2)讀數(shù)方法:電能表的表盤上某段時間的始、末兩次計數(shù)之差即為這一段時間
2、內(nèi)消耗的電能,單位是kWh.表盤上最右邊一位數(shù)字是小數(shù)點后的數(shù)字.-5-二、電功率1.定義:用電器在單位時間內(nèi)所消耗的電能.重點認知 電功率是表示電流做功快慢的物理量,但電功大,電功率不一定大,因為電功率不僅與電功有關還與做功所用的時間有關.2.單位:瓦特(W),常用單位還有kW,1 kW=1 000 W.3.公式:P= .當P的單位為W時,W的單位為J,t的單位是s;當P的單位為kW時,W的單位為kWh,t的單位是h.重點認知 電功率的導出公式:P=I2R= 只適用于純電阻電路,而在非純電阻電路中只能使用P=UI來計算電功率.(如風扇等電動機)-6-4.額定功率和實際功率(1)額定電壓:用電
3、器正常工作時的電壓.用電器上標明的電壓就是用電器的額定電壓.(2)額定功率:用電器在額定電壓下工作時的功率.(3)實際功率:用電器在實際電壓下工作時的功率.(4)實際功率和額定功率的關系:若U實=U額,則P實=P額;若U實U額,則P實U額,則P實P額.重點認知 小燈泡的亮暗程度由其實際功率決定.-7-5.測定小燈泡的電功率(1)測量小燈泡的電功率的實驗原理:P=UI.該實驗采用的實驗方法是:伏安法.此實驗的電路圖如圖18-1所示.(2)在連接實驗電路的過程中,開關應該斷開,滑動變阻器的滑片應移到阻值最大處,以保護電表和用電器.-8-三、電與熱1.電流通過導體時都要發(fā)熱,這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應
4、.2.焦耳定律:電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比,跟導體的電阻成正比,跟通電時間成正比.公式:Q=I2Rt.重點認知 對于純電阻電路(即消耗的電能全部轉化成內(nèi)能的電路),有Q=W.生活中利用電流熱效應的有:電烙鐵、電熱水器、電飯鍋、電取暖器等.-9-考點1電功率【例1】 如圖18-2所示,電源電壓和燈L的電阻不變,燈L上標有“6 V,3 W”字樣.當開關S閉合,滑片P移至a端時,電流表的示數(shù)為1.0 A,燈L正常發(fā)光;當開關S斷開,滑片P移至b端時,電源電壓U和燈L消耗的電功率P為 ()A.6 V,1.5 WB.6 V,0.75 WC.3 V,1.5 WD.3 V,0.75 W-10-
5、【解析】 當開關S閉合,滑片P移至a端時,燈L與滑動變阻器并聯(lián),燈兩端電壓等于電源電壓,電流表測干路電流.小燈正常發(fā)光,說明小燈在額定電壓下工作,故可判斷,電源電壓為6 V,C、D兩項排除.經(jīng)過燈L的電流IL=0.5 A,則經(jīng)過滑動變阻器的電流IR=I-IL=1.0 A-0.5 A=0.5A,則可判斷,滑動變阻器最大電阻與燈L的電阻相【答案】 B -11-【變式訓練1】 如圖18-3甲所示電路中的兩個電流表均為學校實驗室里常用的電流表,見圖乙.閉合開關后,兩電流表的指針都正常偏轉且偏轉角度相同,此時燈L1和L2所消耗的電功率P1和P2的比值為 (A)A.4 1 B.1 4C.5 1 D.15-
6、12-考點2測量小燈泡電功率【例2】 如圖18-4所示是某同學“測定小燈泡電功率”時連接的電路,小燈泡額定電壓為2.5 V,所用電源電壓恒為3 V.-13-(1)連接電路時開關應,閉合開關前滑動變阻器滑片應移動到端(選填“A”或“B”).(2)電路中,表連接不當,為減少讀數(shù)誤差必須改接到量程為.(3)該同學重新正確連接電路后,實驗得到的數(shù)據(jù)如上表所示.根據(jù)表中記錄可得小燈泡的額定功率為W,其亮度隨實際功率增加而.【解析】 (1)在連接電路時,為保證電路安全,開關應斷開;由圖知,滑動變阻器接了下面右邊的接線柱B,所以在閉合開關前,滑片應移至最左端,即A端,使其接入電路的阻值為最大阻值;(2)小燈
7、泡額定電壓為2.5 V,所用電源電壓恒為3 V,為減小誤差,電壓表應選擇03 V的量程;(3)由表格中數(shù)據(jù)知,當電壓為2.5 V時,電流為0.2 A,所以P額=UI=2.5 V0.2 A=0.5 W;分析表格中數(shù)據(jù)知,隨著電壓、電流值的增大,小燈泡的功率在增大,小燈泡變亮.【答案】 (1)斷開;A(2)電壓;03 V(3)0.5;變亮-14-【變式訓練2】 在“測量小燈泡功率”的實驗中,小燈泡的額定電壓為2.5 V,正常發(fā)光的電阻為10 .(1)請你用筆畫線代替導線,將圖18-5甲中實物電路連接完整.【答案】 如圖所示: -15-(2)連接好電路,閉合開關,小燈泡發(fā)光,但電壓表示數(shù)為零,經(jīng)檢查
8、,圖中a、b、c、d四根導線有一根斷了,則該導線是B(填寫字母).(3)排除故障后,閉合開關,測量小電燈額定功率,移動滑動變阻器的滑片P,眼睛應先注視電壓表的示數(shù),然后讀出另一電表示數(shù).當小電燈正常發(fā)光時,電流表的示數(shù)如圖乙所示,則小電燈的額定功率為0.6W.(4)在小電燈正常發(fā)光時,再將滑片P向B端移動到另一位置,則小電燈的實際功率小于(選填“大于”“小于”或“等于”)額定功率.-16-考點3電功、電熱及其應用【例3】 一臺線圈電阻為0.3 的電動機,接在12 V的電源上時,通過電動機的電流為0.5 A,在2 min內(nèi)電流產(chǎn)生的熱量是J,轉化成的機械能是J.【解析】 電動機線圈產(chǎn)生的熱量Q=
9、I2Rt=(0.5 A)20.3 260 s=9 J,電流做的功W=UIt=12 V0.5 A260 s=720 J,轉化為的機械能W=W-Q=720 J-9 J=711 J.【點撥】 在純電阻電路中(電能只轉換為內(nèi)能)電熱等于電功,在非純電阻電路中電功大于電熱,此時不可用電功的兩個變形公式來求解電功.【答案】 9;711【變式訓練3】 某導體的電阻是5 ,通過它的電流為0.2 A,10 s內(nèi)通過該導體產(chǎn)生的熱量是2J,電熱器中的電飯鍋是利用電流的熱效應制成的加熱設備.-17-一、測量小燈泡的電功率【例題】 (2017甘肅慶陽)在“測小燈泡額定電功率”的實驗中,提供的器材有:電壓恒為4.5 V
10、的電源,額定電壓為2.5 V的待測小燈泡,電阻約為10 ,電流表(00.6 A,03 A),電壓表(03 V,015 V),開關和導線若干.還有標有“10 2 A”的滑動變阻器A和標有“5 1 A”的滑動變阻器B.-18-(1)若小明設計電路如圖甲所示,請選擇合適的量程,并用筆畫線代替導線將圖甲的實驗電路圖連接完整;(2)本實驗選擇的滑動變阻器是A(選填“A”或“B”);(3)當滑動變阻器的滑片P移到某一位置時,觀察到電壓表示數(shù)如圖乙所示,根據(jù)所選正確量程,其示數(shù)為2V;(4)為了測量小燈泡額定功率,此時應該將變阻滑的滑片P向B(選填“A”或“B”)移動.當電壓達到小燈泡額定電壓時,小燈泡正常
11、發(fā)光,電流表的示數(shù)如圖丙所示,則小燈泡的額定功率為0.5W.(5)小明綜合分析實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),燈泡越亮時燈絲的電阻越大,說明燈絲的電阻隨溫度的升高而增大.-19-二、探究“焦耳定律”【例題】 (2017山東省威海市)根據(jù)下列兩個實驗,回答相關問題:-20-(1)電流做功的過程是把電能轉化為其他形式能的過程,一般情況下電流做功的多少我們無法直接觀察出.小明同學為了“探究影響電流做功的因素”,設計了如圖1所示的實驗,“用電動機提升物體”通過此實驗可以較形象的比較出電流做功的多少.該實驗是通過觀察物體被提升的高度比較電流在不同情況下做功多少的,此過程中是把電能轉化為機械能;將滑動變阻器的滑片P向左調(diào)節(jié)
12、時,電流表和電壓表的示數(shù)都變大,相同時間內(nèi)物體被吊起的高度也變大了,這說明當時間相同時,電壓越大,通過的電流越大,電流做功越多.-21-(2)實際生活中,用電器接通電源后,都伴有熱量的產(chǎn)生,小明在“探究電流通過導體產(chǎn)生熱量的多少與什么因素有關”時,采用了如圖2所示的實驗裝置,其中a、b、c、d四個相同的容器密閉著等量空氣并與U形管緊密相連,實驗前U形管兩端液面相平,將1、2和3、4導線分別接到電源兩端.在實驗過程中,通過觀察U形管中液面高度的變化來比較電流通過電阻絲產(chǎn)生熱量的多少:圖甲所示的裝置是用來研究電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關系,圖乙所示的裝置是用來研究通過電阻絲產(chǎn)生的熱量與電
13、流大小的關系,綜合分析圖甲乙兩裝置的實驗現(xiàn)象,可以得出的結論是電流通過導體產(chǎn)生熱量與通過導體的電流和電阻大小有關,通過導體的電流越大,導體的電阻越大,產(chǎn)生的熱量越多.-22-【練習題】1.(2017甘肅天水)某家庭電能表如圖所示.若該家庭單獨讓空調(diào)工作,測得1 min內(nèi)電能表轉盤轉了60轉,則空調(diào)消耗的電能為0.02kWh,空調(diào)的電功率是1 200W.-23-2.(2017湖北武漢)如圖所示是探究電流通過導體時產(chǎn)生熱量的多少與哪些因素有關的實驗裝置.兩個透明容器中密封著等量的空氣,通電一段時間后,右側U形管中液面高度差比左側的大.下列說法正確的是 (C)A.左側容器中電阻絲的阻值比右側容器中的
14、大B.該裝置用來探究電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電流大小的關系C.該裝置可以用來探究電流通過導體產(chǎn)生熱量跟通電時間的關系D.U形管中液面高度發(fā)生變化是因為U形管中液體的熱脹冷縮造成的-24-3.(2017山西)小明同學在“測量小燈泡的電功率”的實驗中,小燈泡的額定電壓為2.5 V,電源為兩節(jié)新干電池,滑動變阻器標有“20 1 A”字樣.(1)實驗電路如圖甲所示,但電路連接不完整,請你用筆畫線代替導線,完成電路.-25-答案:如圖所示: -26-(2)小明將電路連好后,閉合開關,發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)光很微弱,電流表、電壓表均有示數(shù),左右移動滑動變阻器的滑片P,小燈泡亮度和兩表示數(shù)均不變,其原因可能是滑動變阻
15、器下面兩接線柱接入電路.(3)改正電路后,小明同學調(diào)節(jié)滑動變阻器觀察到電壓表示數(shù)為2 V,為使小燈泡兩端電壓達到額定電壓,應將滑動變阻器的滑片P向右(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié).當小燈泡正常發(fā)光時,電流表示數(shù)如乙所示,該小燈泡的額定電功率為0.6W.-27-(4)小明依次測出了六組實驗數(shù)據(jù),如表所示.請你根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖丙所示的坐標紙上作出小燈泡的I-U圖象.(5)通過計算分析以上數(shù)據(jù),你還有什么新的發(fā)現(xiàn):小燈泡兩端的實際電壓越高,小燈泡的電功率越大,燈泡的發(fā)光越亮.(寫出一條即可)-28-1.(2017廣東)有“3 V0.75 W”的L1燈泡和“3 V1.5 W”的L2燈泡,如圖18-6甲所示
16、,閉合開關,L1燈泡和L2正常發(fā)光,則電路總電阻R=;如圖18-6乙所示,閉合開關,L1燈正常發(fā)光,則電源2的電壓U=V;此時L2消耗的實際功率P=W(假設燈絲電阻不變).答案:44.50.375-29-2.(2017廣東)某校實驗小組設計了一個智能供暖器,電路如圖18-7所示,電源兩端的電壓U為220 V,R1和R2是兩個供熱電阻絲,S1、S2是溫控開關,工作過程如下:當氣溫低于25 時,S1、S2都閉合;當氣溫等于或高于25 時,S2斷開,此時電流表的不數(shù)為1 A,電阻絲R1的電功率為20 W(忽略溫度對電阻絲的影響),求:(1)電阻絲R2的阻值是多少?(2)當氣溫低于25 時,電路工作1
17、.5 h消耗電能是多少千瓦時?-30-R2=R總-R1=220 -20 =200 . =2 420 W=2.42 kW,W=Pt=2.42 kW0.5 h=1.21 kWh. -31-3.(2016廣東)某家庭電能表如圖18-8所示.若該家庭單獨讓空調(diào)工作,測得1 min內(nèi)電能表轉盤轉了60轉,則空調(diào)消耗的電能為kWh,空調(diào)的電功率是W.答案:0.021 200-32-4.(2016廣東)如圖18-9所示是電阻甲和乙的I-U圖象.由圖可知:電阻乙的阻值為.若將電阻甲和乙并聯(lián)后接在電壓為6 V的電源兩端時,則干路的總電阻為,總電功率為W.答案:63.759.6-33-5.(2014廣東)下列圖中
18、“+”“-”分別表示電表的正、負接線柱,可以測量R消耗的電功率的電路圖是 (B)6.(2015梅州)小林做作業(yè)時,電燈突然變暗,其原因可能是 (C)A.電燈的實際電壓變大B.電燈的額定電壓變小C.電燈的實際功率變小D.電燈的額定功率變小-34-7.(2014佛山)關于“12 V4 W”的小燈泡L1和“9 V3 W”的小燈泡L2,下列說法正確的是 (D)A.Ll和L2正常工作時的電阻一樣大B.Ll和L2串聯(lián)在一起使用時,兩燈消耗的功率一樣多C.Ll和L2并聯(lián)在一起使用時,兩燈消耗的功率一樣多D.L2串聯(lián)一個9 的電阻接在12 V電路中,也能正常發(fā)光8.(2014廣東)如圖18-10所示,電源電壓
19、為12 V,燈泡上標有“12 V12 W”.ae和bf是同種型號的電阻絲,每1 m的電阻絲均為0.5 ,其他導線電阻不計.c、d兩點始終保持與電阻絲良好接觸,設ac與bd長度均為3 m,那么,小燈泡兩端電壓為9.6V.兩電阻絲在100 s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為192J,當c、d兩點向右移動時,燈泡的亮度將變暗.(設燈泡電阻絲不隨溫度而變化)-35-9.(2012廣東)有一種亮度可以調(diào)節(jié)的小臺燈,其電路如圖18-11甲.電源電壓為24 V,燈泡L的額定電壓為24 V,通過燈泡L的電流跟其兩端電壓的關系如圖乙.當燈泡正常發(fā)光時,燈絲的電阻為60.調(diào)節(jié)滑動變阻器R,使燈泡的實際功率為3.6 W時,燈泡兩端的
20、電壓是12V,滑動變阻器R連入電路的阻值是40.-36-10.(2015汕尾)如圖18-12所示,電能表的示數(shù)是520.3kWh;接在這種電能表上的用電器每消耗1 kWh電能,電能表上的轉盤轉過2 000轉.-37-11.(2013廣東)圖18-13甲是家用電吹風的工作原理圖.電吹風工作時可以吹出熱風,也可以吹出涼風.(1)要讓電吹風工作時吹出熱風,它的開關應置于圖甲中1(選填“1”“2”或“3”)位置,此時電風扇與電熱絲的連接方式是并聯(lián).-38-(2)某次用該電吹風將頭發(fā)吹干的過程中,電吹風的功率隨時間的變化關系如圖乙所示,則在該次吹干頭發(fā)過程中電吹風消耗的總電能是13 200J.(3)電熱
21、絲在工作時的電阻值是91.7(保留一位小數(shù))(4)使用幾年后,發(fā)現(xiàn)電熱絲變細,則其電阻變大,它的實際功率將變小.-39-12.(2013廣東)小王做“測量小燈泡電功率”的實驗.所用器材有:標有“2.5 V”字樣、正常發(fā)光時阻值約為13 的完全相同的小燈泡兩個,電壓恒為3 V的學生電源,標有“20 ,1 A”的滑動變阻器、電流表、電壓表、開關及導線若干.-40-(1)圖18-14甲是實驗電路圖,圖乙是他的實物連接圖,接線過程中有一處連接錯誤,請在錯誤的接線上打“”并用筆畫線代替導線進行改正,要求改正后滑動變阻器接入電路的阻值最大.【答案】 如右圖所示:(2)小王在實驗之前檢查儀表時發(fā)現(xiàn):電流表有
22、電流通過時能自由偏轉;電流表未接入電路時,電流表指針如圖丙所示,出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是電流表使用前沒有將指針調(diào)到零刻度處.-41-(3)按電路圖正確連接后,閉合開關,燈不亮,電壓表示數(shù)接近電源電壓,電流表無示數(shù).造成這種現(xiàn)象的原因可能是C(填正確選項前的字母)A.滑動變阻器斷路B.開關接觸不良C.小燈泡與燈座接觸不良D.電流表斷路(4)排除故障后,閉合開關,改變滑動變阻器滑片位置,將電壓表和電流表的示數(shù)填入下表中.從表中可知小燈泡的額定功率為0.5W.-42-(5)若將兩個小燈泡串聯(lián)后直接接在3 V電源的兩端,兩燈消耗的總電功率為0.48W.-43-13.(2015廣東)用圖18-15所示的裝置
23、做“探究電流相同時,通過導體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關系”的實驗.(甲、乙是完全相同的密閉容器.閉合開關前,A、B兩U形管內(nèi)液面相平)(1)由于電流產(chǎn)生的熱量不易直接測量,因此在實驗中是通過觀察U形管中液面的高度差來顯示甲、乙容器內(nèi)空氣溫度的變化,這里采用了轉換法的探究方法.(2)通過對比觀察,乙(選填“甲”或“乙”)容器中導體的電阻產(chǎn)生的熱量較多.由此可知,在電流強度和通電時間相同時,電阻越大,導體產(chǎn)生的熱量越多.-44-14.(2014廣東)如圖18-16是家用電熱壺及銘牌,假設電熱壺電阻絲電阻不變,水的比熱容c水=4.2103 J/(kg),水的密度水=1.0103 kg/m3.求:(1)電熱壺電阻絲的電阻.(2)不考慮熱損失,電熱壺正常工作時,把1 L水從20 加熱到100 所需要的時間.(3)當電壓為198 V時,電熱壺的實際功率.答案:(1)48.4 (2)336 s(3)810 W
中考物理 第十八章 電功率復習課件 新人教版
