第24講電功和電功率

1、第 24 講電功和電功率電流做功的實質電功電功的測量影響電功大小的因素電流的焦耳定律： QI 2Rt電能熱效應電熱器：電流熱效應定義和物理意義電功率電功率的測量有關計算公式,分類一電功),理解電功， 知道電功的單位)【考點梳理】1電功的定義：指_電流 _通過用電器時所做的功。2電功的單位：焦耳(J) ，常用單位還有千瓦時 (kW·h) 。3 1 焦耳 _1_瓦·秒 _1_伏·安·秒； 1 千瓦時 _3.6 × 106_焦。【活學活用】1下列說法正確的是( C )A電功是表示電流做功快慢的物理量B電功率越大，電流做的功就越多C電流做功越多，消耗的

2、電能就越多D電功率是表示電流做功多少的物理量2下列單位中屬于電功的單位的是( B )A伏特B焦耳C安培D瓦特,電功的測量)【考點梳理】1測量儀器：_電能表 _( 千瓦時計 ) ，測量一段時間內電路所消耗的電能。2電能表的讀數(shù)：一般家庭電路中的電能表的示數(shù)有4 位數(shù)，分別是千位、百位、十位和個位?！净顚W活用】3小明家電能表上月底的示數(shù)為0 8116，本月底的示數(shù)如圖所示，他家本月消耗的電能為_140_kW·h。 若按 0.5 元/(kW·h) 計費， 本月應付電費使用的用電器總功率不得超過_2200_W。_70_元。 他家同時第3題圖第 4題圖4小明家的照明電路中安裝了一只新

3、電能表，使用一段時間后，電能表的示數(shù)如圖所示，小明家這段時間消耗的電能是( D )A2W B 2JC 20 kW· h D 2 kW·h,電功的大小決定的因素)【考點梳理】1影響電功大小的因素：_電壓 _、 _電流 _和 _通電時間 _。2電流做了多少功，就有多少的_電 _能轉化為 _其他形式 _的能。電功量度用電器消耗多少電能?！净顚W活用】5在探究“影響電流做功大小因素”時，(1) 我們根據(jù)電燈的亮暗程度， 比較相同時間內電流做功多少的方法稱為_轉換 _法；保持其中的兩個物理量不變， 而通過改變另一個物理量來比較電流做功 ( 電燈的亮度 ) 情況，這種方法稱為 _控制變量

4、 _法。(2) 通過圖甲的實驗我們可以看出：在 _電流和通電時間 _相同時，電壓越 _大 _，電流做功越多。(3) 通過圖乙的實驗我們可以看出：在 _電壓和通電時間 _相同時，電流越 _大 _，電流做功越多。,電功的計算)【考點梳理】1電功的計算公式：W_UIt_，W Pt 。2在純電阻電路中，WQ _I 2Rt _Ut R， QI 2Rt( 焦耳定律) 。【活學活用】6某導體中的電流是7一只燈泡接在4 V0.2 A ，通電 10 s 電流做功18 J ，則導體兩端的電壓是_9_V。電路中，通過它的電流為0.4 A ，通電 10 s ，則下列說法中不正確的是 (D)A燈泡此時的電阻為10 B燈

5、泡此時的電功率為1.6 WC電流對燈泡做的功為16 JD燈絲放出的熱量為40 J, 分類二電功率 ),電功率的概念及單位 )【考點梳理】1電功率的定義： _電流在單位時間內所做的功_。它反映 _電流做功快慢 _。電功率大表示電流做功快，表示電能轉化為其他形式的能量快。2影響電功率大小的因素：_電壓 _和 _電流 _。3電功率的單位：瓦特(W)， 1 瓦特 _1_伏·安 1 焦 / 秒。4常用單位： 1 千瓦 _1000_瓦?！净顚W活用】8下列家用電器正常工作時做功最快的是( C )A臺燈B 電視機C 空調D 微風電扇9下列單位不屬于電功率單位的是( D )A千瓦B 瓦C 焦 /秒 D

6、 千瓦時,電功率的簡單計算)【考點梳理】W1電功率的計算公式：P t ， P UI。U222在純電阻電路中，P R I R。【活學活用】10(2014 ·臺州 ) 智能手機耗電量大，移動充電寶應運而生。移動充電寶就是一個可充電的鋰聚合物電池。某品牌移動充電寶部分相關參數(shù)如表格所示。該充電寶的輸出功率為_4_W。表中有明顯不符合科學規(guī)范之處，請加以改正：_將重量改為質量_。重量： 145 g完全充電： 150 mA/20 V/5 h輸出電壓： 5 V輸出電流： 800 mA,額定功率與實際功率的區(qū)分 )【考點梳理】1額定電壓：用電器_正常工作時 _兩端的電壓。2實際電壓：將用電器接入某

7、一電路時，用電器_工作時 _兩端的電壓。3額定功率：用電器在_額定電壓 _下工作時所消耗的電功率。4實際功率：用電器在_實際電壓 _下工作時所消耗的電功率。5銘牌的主要內容有額定電壓、額定功率或額定電流等。用電器生產出廠其額定電壓、額定功率就是 _確定的 _，而實際電壓和對應的實際功率是不確定的，它們隨用電器工作條件的改變而 _變化 _，只有用電器兩端實際電壓_等于 _( 填“大于”“小于”或“等于”)額定電壓時，實際功率才等于額定功率，用電器才能正常工作。6解讀銘牌：( 以右圖為例 )(1)PZ220-100中 P 表示普通，“ Z”表示照明， “220”表示額定電壓是220 V，“ 100

8、”表示額定電功率是100 W。(2)泉城牌的燈泡是2014 年6 月生產的。【活學活用】11將一只標有“36 V40 W”的燈泡接入某段電路時，測得通過它的電流是1 A，那么它的實際功率( C )A大于 40 W B 等于 40 WC小于 40 W D 無法判斷12燈泡的亮度主要取決于( C )A電功的大小B 電壓的大小C實際功率的大小D 額定功率的大小13甲、乙兩只燈泡的銘牌如圖所示，下列說法中正確的是( D )甲乙A燈泡正常發(fā)光時，甲燈燈絲的電阻較小B兩燈都正常發(fā)光時，甲燈消耗的電能較少C甲燈的實際功率一定是40 WD將乙燈接在110 V 電路中，它的額定功率仍為60 W,實驗測定小燈泡的

9、電功率)【考點梳理】1伏安法測量小燈泡的電功率的實驗原理：P _UI_。2實驗器材：電池若干、導線若干、開關、待測小燈泡、_電壓表_、 _電流表_、 _滑動變阻器 _。3按照實驗電路圖連接電路。4閉合開關，移動變阻器滑片的位置，直到電壓表的讀數(shù)等于額定電壓，記錄電流表和電壓表的讀數(shù)，觀察小燈泡正常發(fā)光的亮度。5適當改變變阻器滑片的位置，使小燈泡兩端的電壓低于它的額定電壓( 如 4額定電壓5) ，分別記下電壓表和電流表的讀數(shù)，并觀察小燈泡的亮度變化。6再適當改變變阻器滑片的位置，使小燈泡兩端的電壓高于它的額定電壓( 如 6額定電5壓) ，分別記下電壓表和電流表的讀數(shù)，并觀察小燈泡的亮度變化。7根

10、據(jù)測得的數(shù)據(jù)，計算出小燈泡的額定功率和低于或高于額定電壓時的實際功率。【活學活用】14某同學要測一個額定電流為0.3 A 的小燈泡的額定功率，他設計了如圖甲所示的電路圖，請幫助該同學完成下列問題：甲乙(1) 在連接實物電路過程中，開關應處于_斷開 _狀態(tài)。(2) 經檢查電路連接無誤后，接通電路，觀察到電流表指針位置如圖乙所示，此時電路中電流為 _0.1_A 。(3) 假設實驗時電路連接正確，器材及各接線柱的連接完好，實驗中無論怎樣調節(jié)滑動變阻器的滑片，電路中的電流總低于0.3 A ，其原因是 _電源電壓小于燈泡的額定電壓_。,收集和整理實驗數(shù)據(jù))【考點梳理】1設計實驗數(shù)據(jù)記錄表格并記錄實驗數(shù)據(jù)

11、。序號U/VI /AP/W小燈泡亮度變化1232. 合作交流，分析說明，得出結論。(1) 小燈泡只有在 _額定電壓下工作 _時才能正常發(fā)光。(2)_ 當實際電壓額定電壓_時，小燈泡實際消耗的功率小于額定功率?！净顚W活用】15圖甲是小紅同學在“測量小燈泡的電功率”實驗中連接的實驗電路，小燈泡的額定電壓為 3.8 V ，電源電壓為6 V 。(1) 當開關閉合，滑動變阻器的滑片向左滑動時，電流表示數(shù)_變大 _，電壓表示數(shù) _不變_。 ( 均填“變大”“變小”或“不變”)(2) 同組的小剛同學發(fā)現(xiàn)接線中有一處錯誤，所以才出現(xiàn)上述現(xiàn)象，而且只需改動一根導線的連接，就會符合實驗要求，請你在需要改動的導線上

12、打上“×” ，并用筆畫線代替導線畫出正確的接線。(3) 電路連接正確后，他們正常進行實驗并將實驗數(shù)據(jù)記錄在下表中。若第二次測量時電流表的示數(shù)如圖乙所示，則此時電流為_0.38_A ，小燈泡的額定功率為_1.444_W。實驗次數(shù)123電壓 U/V3.03.84.5電流 I/A0.340.42,專項一電功的計算)【重點提示】用電器消耗多少電能，即電流做了多少功，可用公式W UIt或 WPt來2計算，當用電器為純電阻時， 還可用公式 W URt I 2Rt 來計算。 在計算的時候要注意單位統(tǒng)一和各量的對應。【例 1】如圖所示電路，電源電壓為6 V絲電阻不變。(1) 若表 a 為電流表、表b

13、 為電壓表，當，燈泡 L 標有“ 6 V2 W”的字樣，設燈泡燈S 閉合時，電流表的示數(shù)為1 A ，求電阻R的阻值。(2) 若表a、表b 均為電壓表， 閉合開關S，求燈泡L 的功率及其通電4 min消耗的電能。圖 1圖 2【點撥】 (1)若表 a 為電流表、表 b 為電壓表，等效電路圖如圖1 所示，電阻 R的阻值2U6 VLULR I 1 A 6 。 (2) 若表 a、表 b 均為電壓表，等效電路圖如圖2 所示，燈泡電阻 R PL（6V）2 。此時電路電流I U6 V 0.25 A ，燈泡 L 的實際功率 P1818 2 WRR 6L2L (0.25 A)2× 18 1.125W，通

14、電4 min 燈泡消耗的電能1.125 W×4× 60 sI RW Pt 270J ?！敬鸢浮?(1) 電阻 R的阻值是 6 (2) 燈泡 L 的功率是 1.125 W，通電 4 min 消耗的電能是 270 J1小華有 4 V 的蓄電池和規(guī)格為“ 3 V 3 W”的小燈泡各一只，為了能使小燈泡正常發(fā)光，他設計了如圖所示的電路。求：(1) 小燈泡正常發(fā)光時的電流；(2) 小燈泡正常發(fā)光 1 min 消耗的電能；(3) 定值電阻的阻值。P解： (1) I U3 W/3 V 1 A(2) WPt 3 W×60 s 180 J(3) 定值電阻電壓： U 4 V 3 V1

15、 V ，U定值電阻的阻值：R I 1 V/1 A 1 。,專項二電功率的計算 )W【重點提示】 電功率表示電流做功的快慢，可用 P t 、P UI 來計算用電器消耗的電功U22率大小，對于純電阻用電器，電功率還可用P R 、P I R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?！纠?2】(2014 ·臺州 ) 加在某電動機上的電壓是U，電動機消耗的電功率為P，電動機線圈的電阻為r ，則電動機線圈上消耗的電熱功率為()222UP rP rA PB. rC. U2D P U2【點撥】本題關鍵是要明確電動機為非純電阻電路，電功率等于熱功率與輸出功率之和

16、。P2P 2因為電動機是非純電阻電路，電功率為 PUI，所以電流為 I U，故電熱功率 P 熱 I R( U) rP2rU2。【答案】 C【例 3】(2012 ·義烏 ) 如圖所示，已知電源電壓保持不變，滑動變阻器的阻值范圍020 。閉合開關，當滑片P 位于 A 端時，電壓表的示數(shù)為2 V ；當滑片 P 位于 B 端時，電流表的示數(shù)為0.3 A 。求當滑片 P 位于 A端時：(1) 電流表的示數(shù)；(2) 小燈泡的電功率?！军c撥】等效電路圖如右圖所示：(1) 當滑片 P 位于 A 端時，燈泡與滑動變阻器的最大阻值串聯(lián)，電流表的示數(shù)A2V0.1 A ；IURAB20(2) 電源的電壓 U

17、 I ( RLRAB) 0.1 A ×(RL 20 ) ，當滑片 P 位于 B 端時，電路為燈泡的簡單電路， 電源的電壓U I RL 0.3 A× RL，由兩式可得：RL10 ，U3 V，22【答案】 (1) 電流表的示數(shù)為0.1 A(2) 小燈泡的電功率為0.1 W2(2014 ·寧波) 如圖電路中，電源電壓不變。當只閉合S1 時，電壓表示數(shù)為3 V，電流表示數(shù)為0.2 A 。(1)1 min內電路消耗的電能為多少？(2) 把兩表的位置互換后，閉合S1、S2，電流表的示數(shù)為0.5 A ，此時 R2 消耗的電功率P2 為多少？解： (1) W UIt 3 V

18、15;0.2 A ×60 s 36 JU3 VU3 V(2) 15 ， 11 60.5 ARI0.2 ARI 1R2 RR115 6 9 2（3 V）222U9 1 WP R2, 專項三測定小燈泡的電功率)【重點提示】用伏安法測定小燈泡消耗的電功率，其實驗原理為UI。選擇電路中各P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UI可算出小燈泡實際消耗的電功率和額定P功率?！纠?4】某同學測量一只額定電壓為2.5V 的小燈泡的電

19、功率，他設計的電路圖如圖甲所示。甲乙(1) 請根據(jù)圖甲將圖乙中的實物電路連接完整( 導線不允許交叉 ) 。(2) 閉合開關前， 滑動變阻器的滑片應滑到最 _( 填“左”或“右” ) 端， 閉合開關后，調節(jié)滑動變阻器，當電壓表的示數(shù)為2.5 V時，電流表的示數(shù)為0.28 A ，小燈泡的額定功率為 _W，繼續(xù)調節(jié)滑動變阻器，當它連入電路的電阻值最小時，電壓表的示數(shù)為2.7 V ，電流表的示數(shù)為0.29 A ，小燈泡的實際功率為_W。【點撥】 (1) 燈泡額定電壓是2.5 V ，電壓表選3 V 量程，由題意知，燈泡在額定電壓下的電流，即額定電流為0.28 A ，則電流表選0.6 A量程；燈泡與電流表

20、串連接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，電路圖如圖所示；(2) 由電路圖知，滑片在最右端時，滑動變阻器接入電路的阻值為最大阻值，因此閉合開關前，滑動變阻器的滑片應置于最右端；燈泡的額定功率 P 額 U額 I 額2.5 V ×0.28 A 0.7 W，燈泡的實際功率P實 U實 I 實2.7 V ×0.29 A 0.783 W 。【答案】 (1) 電路圖如圖所示。(2) 右 0.7 0.7833(2013 ·寧波 ) 在“測定小燈泡的電功率”的實驗中，小燈泡上標有“2.5 V ”字樣。實驗序號123/V2.02.53.0UI /A0.220.260.30P/W小燈泡的亮度

21、(1) 如圖甲所示的實驗電路中，尚缺少一根導線，請用筆畫線代替導線，將電路連接完整。(2) 小科同學正確連接電路后進行實驗，記錄實驗數(shù)據(jù)如表所示。當他斷開開關整理器材時，才發(fā)現(xiàn)電表如圖乙所示。小科同學應重新實驗，實驗前他應該進行的實驗操作是壓表調零 _。小科補上了這一操作后，重新實驗并正確操作，他測得小燈泡的額定功率將大于 _( 填“大于”“小于”或“等于”)0.65 W 。_電_,探究電流的熱效應與電阻的關系 )【例 1】如圖甲所示，兩只相同的燒瓶里裝有同樣的煤油，它們的初溫相同，實驗小組的同學利用該裝置探究“電流的熱效應與電阻的關系”。(1) 請用筆畫線代替導線， 將圖甲的電路連接完整 (

22、 要求兩電阻串聯(lián)、 通過電阻絲的電流可以改變且連線不得交叉 ) 。(2) 兩燒瓶中電阻絲的材料、橫截面積均相同，由圖可知：兩電阻絲的阻值Ra_( 填“”“”或“”)b。R(3) 通電一段時間后， a、b 兩支溫度計的示數(shù)如圖乙所示，則b 的示數(shù)是 _，由此可知：在相同的時間內，電流一定時，電阻越_，它產生的熱量越 _。(4) 若將圖甲的電路改成圖丙所示，通電一段時間后，_( 填“ a”或“ b” ) 溫度計的示數(shù)較大?！军c撥】 (1)滑動變阻器、兩電阻絲串連接入電路，電路圖如圖所示。(2) 由圖甲可知，電阻 Rb 的電阻絲長，又因為電阻絲的材料、橫截面積均相同，所以Ra Rb。 (3) 由圖乙 b 所示溫度計可知，溫度計分度值是1 ，溫度計示數(shù)是35 ；由圖乙可知，溫度計b 的示數(shù)大于溫度計 a 的示數(shù)，則 R 產生的熱量大于電阻R 產生的熱量，已知兩電阻串聯(lián)，RR，baab通過兩電阻的電流I 、通電時間t 都相等，由此可見：在相同的時間內，電流一定時，電阻越大，它產生的熱量越多。(4)由圖丙可知，兩電阻并聯(lián)，電阻兩端的電壓U相等，已知aRbU2taba 溫度