第22課電能（原卷版）

第22課電能學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)理解電能與電能表的使用電能與電功率的計算焦耳定律與非純電阻電路1.準(zhǔn)確判斷物質(zhì)變化是物理變化還是化學(xué)變化2.探究物質(zhì)發(fā)生變化的過程以及現(xiàn)象3.準(zhǔn)確描述物質(zhì)變化的類型以及表現(xiàn)出的形式002預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)觀察下列電器，判斷其工作原理電能表電冰箱空調(diào)微波爐電動汽車003知識梳理一．電功1.定義：電流通過某段電路所做的功叫電功。2.實質(zhì)：電流做功的過程，實際就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能（消耗電能）的過程；電流做多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，就消耗了多少電能。電流做功的形式：電流通過各種用電器使其轉(zhuǎn)動、發(fā)熱、發(fā)光、發(fā)聲等都是電流做功的表現(xiàn)。3.規(guī)定：電流在某段電路上所做的功，等于這段電路兩端的電壓，電路中的電流和通電時間的乘積。4.單位：國際單位是焦耳（J）常用單位：度（kwh）

1度=1千瓦時=1kwh=3．6×106J5.測量電功：⑴電能表：是測量用戶用電器在某一段時間內(nèi)所做電功（某一段時間內(nèi)消耗電能）的儀器。⑵電能表上“220V”“5A”“3000R/kwh”等字樣，分別表示：電電能表額定電壓220V；允許通過的最大電流是5A；每消耗一度電電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)。⑶讀數(shù)：A、測量較大電功時用刻度盤讀數(shù)。①最后一位有紅色標(biāo)記的數(shù)字表示小數(shù)點后一位。②電能表前后兩次讀數(shù)之差，就是這段時間內(nèi)用電的度數(shù)。二．電功率的計算1．定義：2．物理意義：表示電流做功快慢的物理量。燈泡的亮度取決于燈泡的實際功率大小。3．電功率計算公式：P=UI=W/t（適用于所有電路）對于純電阻電路可推導(dǎo)出：P=I2R=U2/R①串聯(lián)電路中常用公式：P=I2R

P1：P2：P3：…Pn=R1：R2：R3：…：Rn②并聯(lián)電路中常用公式：P=U2/R

P1：P2=R2：R1③無論用電器串聯(lián)或并聯(lián)。計算總功率

常用公式P=P1+P2+…Pn4．單位：國際單位瓦特（W）

常用單位：千瓦（kw）5．額定功率和實際功率：⑴額定電壓：用電器正常工作時的電壓。額定功率：用電器在額定電壓下的功率。P額=U額I額=U2額/R某燈泡上標(biāo)有“PZ22OV25”字樣分別表示：普通照明，額定電壓220V，額定功率25W的燈泡。若知該燈“正常發(fā)光”可知：該燈額定電壓為220V，額定功率25W，額定電流I=P/U=0．11A燈絲阻值Ｒ＝U額2/Ｐ＝2936Ω。⑵當(dāng)U實=U額時，=用電器正常工作（燈正常發(fā)光）當(dāng)U時，＜用電器不能正常工作（燈光暗淡），有時會損壞用電器6.家庭電路電功率的計算使用公式P=W/t，如電能表使用消耗電能多少千瓦時，可根據(jù)1千瓦時是功率為一千瓦的用電器工作一小時消耗的電能，可根據(jù)比例計算用電器電功率。二.焦耳定律及電熱1．焦耳定律：(1)1841年，英國物理學(xué)家焦耳發(fā)現(xiàn)載流導(dǎo)體中產(chǎn)生的熱量Q（稱為焦耳熱）與電流I的平方、導(dǎo)體的電阻R、通電時間t成正比，這個規(guī)律叫焦耳定律。焦耳定律是一個實驗定律。它的適用范圍很廣，純電阻電路、非純電阻電路在計算電熱時都用到它。(2)熱功率：單位時間內(nèi)導(dǎo)體的發(fā)熱功率叫做熱功率．熱功率等于通電導(dǎo)體中電流I的二次方與導(dǎo)體電阻R的乘積．(3)電功率與熱功率:對純電阻電路，電功率等于熱功率即：P=I*U=I2R=U2/R此時，可得U=IR,所以純電阻電路也可以說是歐姆定律成立的電路對非純電阻電路，電功率等于熱功率與轉(zhuǎn)化為除熱能外其他形式的功率之和．2.電熱（1）電熱：由于導(dǎo)體的電阻，使電流通過導(dǎo)體時消耗的電能中轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的那一部分能量叫電熱。（2）內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量等于電流的平方、導(dǎo)體的電阻和通電時間的乘積。（3）公式：Q=I2Rt.（4）適用對象:凡是要計算電熱，都應(yīng)首選Q=I2Rt，可求任何電路中電流I通過電阻R時所產(chǎn)生的熱量。3．熱功率的意義及計算（1）熱功率：單位時間內(nèi)發(fā)熱的功率叫作熱功率。熱功率即電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率，即：P=Q/t=I2R（2）熱功率計算:當(dāng)電路不是純電阻電路時，電功用W=UIt來計算，電熱Q只能用Q=I2Rt進(jìn)行計算，電功率用P=IU計算，熱功率只能用P熱=I2R計算。4.電熱的檔位問題：（1）串聯(lián)電路：如圖所示R1>R2根據(jù)P=U2/R可得出高溫檔：R2單獨工作中溫檔：R1單獨工作低溫檔：R1,R2同時工作（2）并聯(lián)電路：如圖所示R1>R2根據(jù)P=U2/R可得出高溫檔：R1,R2同時工作中溫檔：R2單獨工作低溫檔：R1單獨工作三.純電阻電路與非純電阻電路1.純電阻電路：電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能2.非純電阻電路：電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和其它形式能。其中：內(nèi)能應(yīng)只占少部分。對于含電動機(jī)的電路，其它形式能為機(jī)械能；對于含電解槽的電路，其它形式能為化學(xué)能。3.總功率：P總=IU4.熱功率：P熱=I2R四.電池容量的計算1.定義：電池容量是衡量電池性能的重要性能指標(biāo)之一，它表示在一定條件下電池放出的電量，即電池的容量，通常以安培·小時為單位2.計算：由W=UIt可知：電池攜帶的功為：電容量乘以輸出電壓。00401強(qiáng)化訓(xùn)練一、選擇題1．有兩個電路元件A和B，流過元件的電流與其兩端電壓的關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是（）A．A的電阻值為B．當(dāng)A和B串聯(lián)，兩者電阻相同時，電源電壓為3VC．A和B串聯(lián)，電路中電流為0.4A時，A、B的電壓之比為5∶4D．A和B并聯(lián)在電壓為2.5V的電源兩端，A、B的電功率之比為5∶42．小燦學(xué)習(xí)了焦耳定律的知識后，設(shè)計了如圖所示裝置探究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)。其中甲、乙、丙三個密閉容器中密封著等量的空氣，請你分析下列相關(guān)說法錯誤的是（）A．甲、乙可以研究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系B．甲、丙可以研究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系C．通電一段時間后，U形管中兩側(cè)的液面高度差最大的是丙D．U形管中液面高度的變化用來反映電流產(chǎn)生的熱量的多少3．小科設(shè)計了一個具有加熱和保溫功能的電熱器模型，加熱與保溫的功率之比為3∶1，其中R1=10Ω、R2=20Ω，若電源電壓不變，則符合小科要求的電路圖是（）A．B．C．D．4．小科用如圖所示的電路探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量多少與電阻的關(guān)系”，下列說法正確的是（）A．玻璃管越粗實驗現(xiàn)象越明顯B．兩燒瓶中分別裝等質(zhì)量的水和煤油C．需控制兩燒瓶中電阻絲的長度、橫截面積、材料均相同此D．該裝置還可研究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系5．兩個燈泡Ll和L2額定電壓均為6V，將兩燈串聯(lián)后接入電路中，接通后發(fā)現(xiàn)L2要亮一些，則下列判斷正確的是（）A．L1的電阻比L2大 B．串聯(lián)時L1兩端電壓比L2大C．L2的額定功率比L1大 D．若兩燈并聯(lián)，通過L1的電流比L2大6．如圖所示電路中的a、b、c為三只電表（電壓表或電流表），閉合開關(guān)S，標(biāo)有“6V

6W”的燈泡L1正常發(fā)光，標(biāo)有“12V

6W”的燈泡L2雖能發(fā)光但較暗，若不考慮溫度對燈絲電阻的影響，下列說法正確的是（）A．電路總功率為7.5W B．電表a為電流表，且示數(shù)為1AC．電表b為電壓表，且示數(shù)為6V D．電表c為電壓表，且示數(shù)為12V7．標(biāo)有“6V1.5W”的小燈泡，通過它的電流隨兩端電壓變化的關(guān)系如圖所示，若把這樣的兩只燈泡串聯(lián)起來，接在8伏的電源兩端，則電路的總功率為（）A．0.8W B．1.6W C．2.4W D．3.2W8．如圖所示是電阻甲和乙的U—I圖像，下列說法正確的是（）A．甲、乙兩元件的電流與電壓都成正比B．乙元件是一個定值電阻且阻值大小為10ΩC．甲、乙并聯(lián)在電路中，當(dāng)電源電壓為2V時，電路的總電流為0.3AD．甲、乙串聯(lián)在電路中，當(dāng)電路電流為0.2A時，甲的功率為0.6W9．如圖所示電路中，電源電壓為12V，在a、b間接入燈L1“6V2W”，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P使燈L1正常發(fā)光；斷開開關(guān)，取下燈L1，保持滑片P的位置不變，若在a、b間接入燈L2“6V3W”，閉合開關(guān)，則（）A．燈L2正常發(fā)光 B．滑動變阻器接入電路的電阻為5ΩC．通過L2的電流為0.4A D．滑動變阻器和燈L2每秒做功5J10．如圖為某電子秤的簡化電路，是定值電阻，是壓敏電阻，其阻值隨壓力增大而減小，電源電壓不變，閉合開關(guān)S，當(dāng)上方壓力增大時，下列描述正確的是（）

A．電壓表示數(shù)變小 B．通過的電流變小C．電路的總電阻變大 D．電路的總功率變大二、填空題11．小齊家最近購買了一輛電動汽車，為了測量電動汽車充電器的功率，晚上11點整，他關(guān)閉了家中其他用電器，使用充電器對電動汽車進(jìn)行充電，同時記下了開始充電時電能表的讀數(shù)，小齊于第二日早晨發(fā)現(xiàn)正好8點完成充電，此時，電能表如圖所示，不考慮能量損失，電動汽車充滿一次電獲得的能量為kW·h，該汽車充電器的電功率為W。三、探究題12．學(xué)習(xí)小組開展“測量小燈泡的功率”實驗，實驗電路如圖甲，繪制出小燈泡的關(guān)系曲線如圖乙，已知小燈泡的額定電壓為3.8V，電源電壓恒為6V。

（1）依據(jù)圖甲，請在答卷上用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙中的實物圖補(bǔ)充完整；（2）閉合開關(guān)后移動變阻器的滑片，當(dāng)電壓表示數(shù)為V時，讀出電流表示數(shù)，即可計算小燈泡的額定功率；（3）實驗時，變阻器的滑片向右移動過程中，電流表與電壓表示數(shù)的比值將（選填“變大”、“不變”或“變小”）。13．如圖所示是測定“小燈泡電功率”實驗的裝置圖，選用2節(jié)新干電池、額定電壓為2.5伏的小燈泡和滑動變阻器。請回答：

（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中電路連接完整；（2）正確連接電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表、電壓表均有正常偏轉(zhuǎn)，但偏轉(zhuǎn)角度較小。則接下來應(yīng)進(jìn)行的操作是；A．更換小燈泡B．檢查電路是否斷路C．移動滑動變阻器滑片，觀察燈泡發(fā)光情況（3）調(diào)節(jié)滑片P至某位置時，小燈泡恰好正常發(fā)光，此時電流表示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為瓦；（4）在滑動變阻器滑片移動過程中，電路消耗的總功率、小燈泡消耗的功率隨電流變化如圖丙所示，請判斷隨電流增大，滑動變阻器的功率大小變化是。14．小科用如圖的實驗裝置探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)”，相同的兩個透明容器中密封著等量、等溫的空氣。（1）本實驗是通過觀察的變化來反映電流產(chǎn)生熱量的多少；（2）圖甲中的A、B兩管，在通電時間相等時，B管液面上升得更高，說明電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與有關(guān)；（3）用乙圖中的裝置探究“電流產(chǎn)生熱量的多少與電流大小是否有關(guān)”時，右邊容器中應(yīng)選用阻值為的電阻絲。15．小明用圖1所示電路來測量小燈泡的電功率（部分器材的規(guī)格已標(biāo)明）。（1）閉合開關(guān)進(jìn)行實驗，小明發(fā)現(xiàn)無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器，電壓表示數(shù)始終為3V，而電流表示數(shù)始終為零。已知僅圖1中導(dǎo)線①、②或③中的一根發(fā)生故障，請指出發(fā)生故障的導(dǎo)線，并寫出故障名稱：；（2）小明進(jìn)行了六次實驗，記錄實驗數(shù)據(jù)并在UⅠ圖像中描點，得到小燈泡兩端的電壓與電流的關(guān)系圖像如圖2所示。則根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)和圖像可知：①小燈泡的額定功率為W；②實驗中所使用的滑動變阻器的規(guī)格可能為；A．5Ω2A

B．10Ω2A

C．20Ω1A

D．30Ω1A（3）實驗結(jié)束后，小明繼續(xù)對滑動變阻器兩端電壓與通過它的電流關(guān)系進(jìn)行探究，畫出了對應(yīng)的UⅠ圖像（如圖3），請你在圖中“①”、“②”或“③”三條虛線中選擇正確的一條，并說明你選擇的依據(jù)。16．小燈泡L的額定電壓為3V，它的IU圖像如圖甲所示，把燈泡接入如圖乙所示的電路中，先將滑動變阻器的滑片P移至B端，閉合開關(guān)，電壓表示數(shù)為l.5V；再將滑片P向左移動直到電壓表示數(shù)為3V。已知電源電壓恒定，滑動變阻器的銘牌上標(biāo)有“10Ω2A”。下列說法中錯誤的是（）A．電源電壓為4.5VB．燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器消耗的電功率為2.5WC．燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器接入電路的阻值為3ΩD．燈泡的額定功率為1.5W17．小金利用圖甲的電路測量小燈泡的電功率。小燈泡的額定電壓為2.5伏。（1）閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使小燈泡兩端電壓為2.5伏，此時電流表示數(shù)如圖乙。則小燈泡的額定功率為瓦；（2）調(diào)節(jié)滑動變阻器，記錄多組電壓、電流數(shù)據(jù)，計算小燈泡對應(yīng)功率，完成實驗，圖丙是小金作出的小燈泡IU圖像。關(guān)于小燈泡功率P與通過其電流平方I2的關(guān)系。如圖所示的圖像中最合理的是。A．B．C．D．（3）小燈泡的亮度是由實際功率決定的，若將標(biāo)有“220V40W”