第25課電功和電功率

1、第25課電功和電功率,考點掃描,知識結(jié)構(gòu),要點梳理,一、電功 1電功的定義：指 通過用電器時所做的功。電流做了多少 功，就有多少的 能轉(zhuǎn)化為 能。電功量度用電 器消耗多少電能。 2影響電功大小的因素： 、 和 。 3電功的計算公式：W ，WPt。 在純電阻電路中，WQI2RtU2t/R，QI2Rt(焦耳定律)。 4電功的單位：焦耳(J)，常用單位有：千瓦時(kWh)。 1焦耳 瓦秒 伏安秒； 1千瓦時 焦。 5測量儀器： (千瓦時計)，測量一段時間內(nèi)電路所消耗的 電能。,電流,電,其他形式的,電壓,電流,通電時間,UIt,3.6106,1,1,電能表,練一練 1,(1)電流在一段電路上做功的多

2、少，決定于電路中的( ) A電流和這段電路中的電阻 B電流和這段電路兩端的電壓 C電流、這段電路兩端的電壓和通電時間 D電流和通電時間 解析: 由電功的計算公式WUIt，可以知道，影響電功的因素有電流、這段電路兩端的電壓和通電時間。 (2)下列儀器是測量電路消耗電功多少的是( ) A電流表 B電壓表 C電能表 D歐姆表,C,C,二、電功率 1電功率的定義： ，它反 映 ，電功率大表示電流做功快，表示 電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量快。 2影響電功率大小的因素： 和 。 3電功率的計算公式：P ，P ； 在純電阻電路中，PU2/RI2R。 4電功率的單位：瓦特(W)； 1瓦特 伏安1焦/秒； 常用單位

3、：1千瓦1000瓦。,電流在單位時間內(nèi)所做的功,電流做功快慢,電壓,電流,W/t,UI,1,5電壓和電功率 (1)電壓 額定電壓：用電器 兩端的電壓。 實際電壓：將用電器接入某一電路時，用電器 兩 端的電壓。 (2)電功率 額定功率：用電器在 下工作時所消耗的電功率。 實際功率：用電器在 下工作時消耗的電功率。,正常工作時,工作時,額定電壓,實際電壓,(1)反映燈泡明暗程度的量是( ) A通過燈泡的電流 B燈泡兩端的電壓 C燈泡的額定功率 D燈泡的實際功率 解析: 燈泡的實際功率大，燈泡亮，燈泡的實際功率小，燈泡暗，因此選D。 (2)一個標有“220V40W”的電燈接在照明電路中正常工作多少小

4、時后消耗1千瓦時的電能( ) A40小時 B1小時 C0.025小時 D25小時 解析: 利用tW/P求得t25(小時)。,D,D,練一練 2,四、伏安法測量小燈泡的電功率 1實驗原理：P 2實驗器材：電池若干、導線若干、開關、待測小燈泡、 、 、 。 3繪制實驗電路圖：,4待測的量：小燈泡兩端的 ，通過小燈泡的 。,UI,電壓表,電流表,滑動變阻器,電壓,電流,練一練,3. 為了測定額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率。 (1)如圖所示是某同學還沒有連接成完整電路的實物圖， 請你在圖中補畫上缺少的兩根導線。(不得更改原有接 線，導線不要交叉),(2)在連接電路的過程中，開關必須 ； (3)電

5、路連接正確后，閉合開關，移動變阻器的滑片，使電 壓表的示數(shù)為 時小燈泡能正常發(fā)光。 (4)若電源電壓為6V，小燈泡正常發(fā)光時電阻為10，滑動 變阻器有“105A”、“201A”兩種規(guī)格，則本實驗 選擇規(guī)格為 的變阻器。,斷開,2.5 V,“20 1A”,熱點聚焦 深度剖析,要點提示: 用電器消耗多少電能，即電流做了多少功，可用公式WUIt或WPt來計算，當用電器為純電阻時，還可用公式WU2t/RI2Rt來計算。,熱點一電功的計算,典例分析 1 5月20日是“中國學生營養(yǎng)日”，學生的膳食結(jié) 構(gòu)越來越受到學校、家庭和社會的重視，媽媽為了改善小 紅的早餐營養(yǎng)，買了一臺全自動豆?jié){機，豆?jié){機的工作原 理

6、示意圖和銘牌如下：,豆?jié){機做一次豆?jié){，若電動機累計工作3分鐘，電阻絲累計 加熱12分鐘，則總共消耗多少電能？ 解析:由PW/t 得WPt。 電動機工作3分鐘消耗的電能W1P1t1150瓦360秒2.7104焦， 加熱消耗的電能W2P2t2800瓦1260秒 5.76105焦， 豆?jié){機做一次豆?jié){共消耗的電能WW1W2 2.7104焦5.76105焦6.03105焦 答案6.03105焦,對點訓練,1某同學家有1臺60W彩電，3盞60W的電燈，4臺40W的電扇，每天各用電器平均少用1h，試計算1個月(以30天計)共節(jié)約多少千瓦時電？這些電可供1臺200W的洗衣機工作多少小時？ 解析:節(jié)約的電能即為

7、這些用電器在每天工作1h內(nèi)消耗的電能總和。,解:WPtP1tP2tP3t (0.06kW30.06kW40.04kW)1h30 12kWh。 對于洗衣機；P4200W， 可工作時間t 60h。,熱點二電功率的計算,要點提示: 電功率表示電流做功的快慢，可用PW/t；PUI來計算用電器消耗的電功率大小，對于純電阻用電器，電功率還可用PU2/R、PI2R計算。只有當用電器兩端的電壓等于額定電壓時，用電器實際消耗的電功率才等于額定功率。,典例分析 2 發(fā)光二極管(LED)具有高亮度、低能耗等優(yōu)點，將在我市推廣使用。如圖甲所示是LED的實驗圖和 元件符號。把一個額定電壓為3伏的LED接入電源電壓恒為4

8、.5伏的電路中，如圖乙所示。,移動滑片P，測得電流表與電壓表的示數(shù)變化關系如圖丙所示。當該LED正常工作時，此時變阻器R消耗的電功率為多大？ 解析: 本題以發(fā)光二極管為背景，綜合考查電功率計算和串聯(lián)電路知識。計算R消耗的電功率，可結(jié)合串聯(lián)電路特點，求出R兩端的電壓和通過的電流，利用PUI來計算電功率。 解:當LED正常工作時，ULED3V， 查丙圖中的圖象可得ILED20mA0.02A。 由于LED與R串聯(lián)， IRILED0.02A， URUULED4.5V3V1.5V， PRURIR1.5V0.02A0.03W。 答：此時變阻器R消耗的電功率為0.03W。,對點訓練,2有兩個電路元件A和B，

9、流過元件的電流與其兩端電壓的 關系，如圖甲所示。把它們串聯(lián)在電路中，如圖乙所示。 閉合開關S，這時電流表的示數(shù)為0.4安，則電源電壓為 _伏，元件B的電功率為_瓦。,答案:4.5 1,熱點三小燈泡所消耗電功率的測定,要點提示: 用伏安法測定小燈泡消耗的電功率，其實驗原理為PUI。選擇電路中各元件時，電源電壓應大于小燈泡的額定電壓；電壓表量程應大于小燈泡的額定電壓；電流表量程應大于小燈泡的額定電流。正確連接電路后，閉合開關，調(diào)節(jié)滑動變阻器，可測得小燈泡工作時兩端的電壓和通過的電流，利用公式PUI可算出小燈泡實際消耗的電功率和額定功率。,典例分析 3 小明在進行“測量小燈泡的功率”的實驗時，實驗臺

10、上提供的器材有：6V蓄電池、電流表(00.6A,03A)、電壓表(03V,015V)、滑動變阻器(501.5A)、額定電壓為2.5V的小電燈(正常發(fā)光時的電阻約為7)、開關各一個，導線若干。 (1)小明在實驗中電流表量程應該選擇_，電壓表量程應 該選擇_。 (2)他實驗的電路圖如圖乙所示，請你在圖甲中根據(jù)該電路圖畫 出實物連接圖。,(3)若閉合開關后，發(fā)現(xiàn)燈泡不發(fā)光，電流表的示數(shù)為零， 電壓表的示數(shù)為6V，產(chǎn)生此故障的原因可能是下列情況 中的_(填寫序號)。 A小燈泡短路 B小燈泡的燈絲斷了 C小燈泡的燈座接觸不良 (4)排除故障后，調(diào)節(jié)滑動變阻器測得如表中所示的三組數(shù) 據(jù)，則小燈泡的額定功率

11、為_W。,解析:根據(jù)電路圖連接實物連接圖時，可利用電流通過的路徑依次逐個連接各元件，注意導線不能相交，電流表和小燈泡串聯(lián)，電壓表和小燈泡并聯(lián)。選項A小燈泡短路時會出現(xiàn)燈泡不發(fā)光，電流表的示數(shù)不為零，電壓表的示數(shù)為零。從表格中的數(shù)據(jù)可知，當小燈泡兩端的電壓為額定電壓2.5V時，通過的電流為0.36A，利用公式PUI可算出小燈泡的額定功率。 答案:(1)00.6安；03伏(2)圖略(3)BC(4)0.9W,對點訓練,3(2010寧波)在做“測定小燈泡的電功率”實驗時，選用的器材有 電壓為6V的電源，額定電壓為2.5V的小燈泡，以及滑動變阻 器、電流表、電壓表、開關和導線等。下圖是沒有連接完的實 物

12、電路。,(1)請你用筆畫線代替導線，將實物電路連接完整。 (2)連好電路閉合開關，發(fā)現(xiàn)電壓表指針偏轉(zhuǎn)很小，其原因可能是_。 (3)經(jīng)適當調(diào)整后，閉合開關，移動滑片P到某處，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)為2.2V，要測量小燈泡的額定功率，應將滑片P向_端滑動。 (4)通過移動滑片P，測得多組數(shù)據(jù)，繪制成UI圖像如上圖。據(jù)此可計算出小燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器消耗的功率是_W (設電源電壓保持不變)。 答案:(1)電壓表接線柱“3”燈泡右端相連(2)選用了大量程 (3)右(4)0.5,實驗探究,典例分析 4 如圖是“探究電流通過導體產(chǎn)生的熱量與導體電阻間關系”的實驗裝置，兩阻值分別為R和2R的電阻絲浸在相同質(zhì)

13、量和初溫的煤油中，每一燒瓶里各插入一溫度計。請回答下列問題：,(1)合上開關，經(jīng)過一段時間，兩電阻絲產(chǎn)生熱量的多少是通過_反映出來的。 (2)采用這種連接方式的目的是_。 解析:(1)實驗探究的是電流通過導體產(chǎn)生的熱量與導體電阻間關系，產(chǎn)生熱量多，則燒瓶中的溫度高，而溫度計的作用是測量溫度，因此只需要通過觀察溫度計的示數(shù)就可以知道電阻絲產(chǎn)生的熱量的多少。 (2)這樣的連接是串聯(lián)，在串聯(lián)電路中，電流只有一條路徑，且電流處處相同，因此可以控制電流的大小相同，兩電阻絲工作的時間相同。有利于研究相同時間、相同電流，產(chǎn)生熱量與電阻大小的關系。 答案:(1)溫度計示數(shù)(2)控制電流的大小相同，兩電阻絲工作

14、的時間相同。研究相同時間、相同電流，產(chǎn)生熱量與電阻大小的關系。,對點訓練,4如圖所示裝置是小明測量額定電壓為2.5V的小燈泡功率 的實物圖。,(1)請把實物圖連線補充完整。 (2)實驗中小明發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動變阻器滑片，電壓表指針偏轉(zhuǎn)角 度始終較小，原因可能是_(填寫序號)。 A電池較舊，電壓不足 B電流表短路 C滑動變阻器短路 (3)完成電路連接并閉合開關后，小麗發(fā)現(xiàn)燈泡不亮、電流表無示 數(shù)、電壓表示數(shù)接近電源電壓，出現(xiàn)故障的可能原因是 _ (填寫序號)。 A燈泡短路 B燈泡斷路 C電壓表短路 D電流表斷路 (4)小明正確測得如下幾組數(shù)據(jù)：由表中數(shù)據(jù)可知，小燈泡的額定 功率為_W。,小林認為應

15、利用三組數(shù)據(jù)計算取功率的平均值會更準確。 請你評價小林的說法：_。 答案:(1)實物線連線圖略(2)A(3)B (4)1.2；錯誤，額定功率是指額定電壓下的功率,5在“測定小燈泡電功率”的實驗中，小燈泡的額定電壓為 2.5V，燈絲電阻約為10。 (1)請用筆畫線代替導線，將如圖所示的實驗電路中未連 接部分連接完成。,(2)按照你連接的電路，滑動變阻器的滑片應調(diào)節(jié)至最 _(填“左”或“右”)端。 (3)實驗時，調(diào)節(jié)滑動變阻器，當電壓表的示數(shù)為_V時， 小燈泡正常發(fā)光，此時電流表的示數(shù)如上圖所示，小燈 泡的額定功率是_W。 (4)該實驗還可以測定小燈泡的電阻。根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)， 這個小燈泡正常工作

16、時的電阻為_。 答案:(1)實物連線圖略(2)若滑動變阻器下面接線柱接左邊，則滑片移到最右邊，反之滑片移到左邊(3)2.50.75(4)8.3,易錯警示,典例分析 5 為創(chuàng)建全國“環(huán)保節(jié)能模范城市”，新建的小區(qū)將普遍安裝太陽能路燈。如圖甲所示是某型號太陽能路燈，圖乙是它的結(jié)構(gòu)示意圖，圖丙是該太陽能路燈的技術參數(shù)。,(1)太陽能路燈專用控制器實質(zhì)上是一個由光、聲音和時間控制的單刀多擲開關，如圖乙中的S。晚上要讓電燈發(fā)光，控制器將控制開關S與_觸點接觸；鉛酸蓄電池在充電過度或放電過度的情況下均會縮短使用壽命，為了避免鉛酸蓄電池過充或過放，控制開關S與_觸點接觸即可。 (2)鉛酸蓄電池最多能儲存多少

17、千瓦時的電能？ (3)如果太陽光照射到地面時的輻射功率為1000J/(sm2)(每一秒鐘輻射在每1平方米上的光能為1000J)，太陽能電池光電轉(zhuǎn)換率為8%，則太陽能電池板的面積為多大？,解析:本題易錯的原因：由于沒有讀懂圖乙太陽能路燈的結(jié)構(gòu)示意圖，不清楚各結(jié)構(gòu)的功能；沒有看懂太陽能路燈的技術參數(shù)，不知從何下手。因此，解決本題的關鍵是讀懂圖乙太陽能路燈的結(jié)構(gòu)示意圖，了解太陽能路燈內(nèi)各結(jié)構(gòu)的功能，弄清楚太陽能路燈的技術參數(shù)。 (1)乙圖中：太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能鉛酸蓄電池將電能轉(zhuǎn)化為化學能儲藏起來；電燈將電能轉(zhuǎn)化為光能等，用于照明。再將乙圖中開關S與不同接觸點的情況進行分析：與c點接觸，由鉛酸蓄電池供電，電燈工作。與a點接觸，太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化電能，鉛酸蓄電池充電。與b點接觸，鉛酸蓄電池既