初三物理之電流做功的快慢

第二節(jié)黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校經(jīng)典導(dǎo)學(xué) 1、影響電流做功快慢的因素通過實(shí)驗(yàn)探究，理解電功率與電流、電壓之間的關(guān)系 2、電功率的概念 結(jié)合機(jī)械功率來理解電功率的概念、物理含義．3、電功率的計算公式掌握電功率的計算公式及其簡單的應(yīng)用4、額定功率的概念結(jié)合用電器的銘牌認(rèn)識用電器的額定功率，理解額定功率與實(shí)際功率的區(qū)別與聯(lián)系．黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校知識頻道黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校1．電功率

(1)概念：物理學(xué)中，把電流在單位時間內(nèi)所做的功叫做電功率．

（2)公式：

(3)單位：瓦特，簡稱瓦(W)，比瓦大的單位還有千瓦(kW)，且1kW=1000W．

說明：(1)電功率是表示電流做功快慢的物理量，不能表示電流做功的多少。電功才表示電流做功的多少。 （2）由P=UI和歐姆定律I=U/R可推導(dǎo)出P=I2R和P=U2/R兩個重要的推出公式，注意這兩個推出公式僅適用于純電阻電路。黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校 探究導(dǎo)引：電功率為40W和100W的兩個燈泡都正常工作，哪一個燈泡更亮呢?因?yàn)?00W的燈泡電功率大，做功更快，所以正常工作時，100W的燈泡更亮．黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校2．探究：電流做功快慢與哪些因素有關(guān)黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校 我的行動

(1)測出瓶內(nèi)煤油的質(zhì)量m，連接實(shí)物電路．(2)①測出煤油初溫t0；②閉合開關(guān)，同時按下停表計時；③讀出電壓表和電流表的示數(shù)；④過2min后，記下煤油末溫t1．(3)更換電阻絲，重復(fù)步驟(2)．

(4)計算煤油各次吸 的熱和電功率．黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校

注意事項(xiàng)接通電路到2min后．不要立即讀溫度計的示數(shù)，應(yīng)先斷開開關(guān)，待溫度計內(nèi)液柱穩(wěn)定后再讀．

解釋說明 盡量多進(jìn)行幾次實(shí)驗(yàn)以取得多組數(shù)據(jù)，從而可歸納出一個普遍的規(guī)律．因?yàn)殡娏麽尫诺膬?nèi)能并不能完全被煤油吸收。還有一部分被空氣和瓶子吸收，所以實(shí)驗(yàn)存在較大誤差．黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校3．額定功率和實(shí)際功率

(1)額定功率：用電器正常工作時的電壓值叫做額定電壓，用電器在額定電壓下的功率叫做額定功率． (2)實(shí)際功率：用電器在實(shí)際電壓下工作時的功率叫做用電器的實(shí)際功率．黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校 說明：（1）用電器的額定功率是確定的、唯一的。在用電器的銘牌上往往要標(biāo)出額定電壓和額定功率。如圖15-2-3所示為一燈泡的銘牌，其中“PZ220W25W”就是表示此燈泡的額定電壓為220V，額定功率不25W。 （2）實(shí)際功率是不確定的， 隨兩端所加電壓為改變而改變， 只有當(dāng)用電器兩端的實(shí)際電壓 等于額定電壓時，用電器的實(shí) 際功率才等于額定功率。黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校能力頻道黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校理解電功率的物理含義 下列關(guān)于電功率的說法中正確的是()．

A．用電器消耗電能越多，電功率越大

B．電功率越大，用電器消耗的電能越快

C．用電器消耗電能所用的時間越短，電功率越大

D．消耗同樣多的電能，用時間越長的用電器，電功率越大黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校 解析：用電器單位時間內(nèi)消耗的電能叫做電功率，其定義式為P=W/t，從公式可以看出，電功率的大小與消耗電能的多少和消耗電能所用的時間有關(guān)．在一定的時間內(nèi)，電功率越大，消耗的電能越多；消耗同樣多的電能，電功率大的用的時間越少，即電能消耗越快；A選項(xiàng)中未注明消耗電能的時間；C選項(xiàng)中未說明消耗了多少電能；D選項(xiàng)中將結(jié)論說反了，故都是錯誤的．答案：B黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校

知識體驗(yàn)：電功率的物理含義容易與電功混淆，所以要注意理解電功率中的“快慢”和電功中的“多少”的區(qū)別．因?yàn)椤翱炻薄佟岸嗌佟?，所以說做功快不一定做功多；反過來，做功多也不一定做功快． 探究分析：結(jié)合電功率的定義式P=W/t，認(rèn)識電功率的物理含義．黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校公式P=W／t的應(yīng)用 甲燈泡正常工作5h，消耗了1kW.h的電能，則甲燈泡功率為多少?這些電能可以使功率為40W的乙燈泡正常工作多長時間?

解析：根據(jù)P=W／t和推出公式t=W／P，即可求得燈泡的功率和工作時間： 甲燈泡功率為： 因?yàn)? 所以乙燈泡的工作時間就為：黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校 答案：25h

知識體驗(yàn)：使用公式P=W／t時，首先要注意對公式靈活變形，其次還要特別注意三個物理量的單位要統(tǒng)一，即要用國際單位(瓦、焦、秒)，都用國際單位，要用常用單位(千瓦、千瓦時、時)都用常用單位．

解題技巧：要根據(jù)實(shí)際情況靈活變形公式和選用單位．黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校公式P=UI的應(yīng)用 一個銘牌上標(biāo)有“PZ220V 40W”字樣的燈泡在正常發(fā)光時通過燈絲電流是多大?燈絲電阻是多大?

解析：“PZ220V 40W”表示該燈泡正常工作時的電壓(即額定電壓)為220V，該燈泡正常工作時的電功率(即額定功率)為40W，根據(jù)P=UI的推出公式I=P／U，即可求出燈泡正常工作時的電流(額定電流)： 從而該燈泡電阻為：黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校 或 答案：0．18A 1210Ω

知識體驗(yàn)：通過本題可以看出，用電器的銘牌不僅告訴我們額定電壓和額定功率，通過公式I=P／U和R=U2／P，還可知道用電器的額定電流和電阻． 解題技巧：靈活運(yùn)用變形公式P=UI及其推出公式．黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校認(rèn)識實(shí)際功率和額定功率的區(qū)別 如圖15—2—4所示，電源電壓不變，定值電阻R的阻值為18Ω，有四只白熾燈泡L1、L2、L3、L4，它們的規(guī)格分別為“3V 2W”“6V2W”“12V 2W”“24V2W”．當(dāng)把它們分別接在電路中的M、N兩端時，實(shí)際功率最大的是()．

A．L1

B．L2

C．L3

D．L4黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校解析：設(shè)電源電壓為U，則電路中的電流為： 分別求出四個燈泡的電阻R1并代入公式： 根據(jù)黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校比較可知：L2的功率最大，故選B． 答案：B黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校

知識體驗(yàn)：用電器在實(shí)際電壓下消耗的電功率叫做它的實(shí)際功率．實(shí)際功率可能和額定功率相等，條件是實(shí)際電壓和額定電壓相等；當(dāng)實(shí)際電壓不等于額定電壓時，實(shí)際功率和額定功率不相等．

解題技巧：抓住實(shí)際電壓改變時，實(shí)際功率也改變，但用電器的電阻不變這一特性，利用公式P=U2／R求解黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校探究專欄 實(shí)驗(yàn)桌上有如下器材：符合實(shí)驗(yàn)要求的電源一個、電流表和電壓表各一只、開關(guān)一只、各種阻值已知的定值電阻和導(dǎo)線若干．要求從實(shí)驗(yàn)桌上選擇適當(dāng)器材，設(shè)計一個實(shí)驗(yàn)證明：“當(dāng)通過電阻的電流保持不變時，電阻消耗的電功率與該電阻的阻值成正比”．請畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并寫出實(shí)驗(yàn)步驟．

(1)實(shí)驗(yàn)電路圖：

(2)實(shí)驗(yàn)步驟：黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校 解析：(1)電路圖如圖15—2—5所示，將各電阻串聯(lián)可保證通過它們的電流相同，(2)實(shí)驗(yàn)步驟：①將各電阻串聯(lián)在電路中，用電流表測電路中電流；②用電壓表分別測出各電阻兩端的電壓U1、U2、U3，并讀出電流表的示數(shù)即電路中電流I；③利用公式P=UI可求得各電阻消耗的電功率，而電阻的阻值 已知，從而可分析出電阻 阻值與消耗電功率的關(guān)系．黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校 答案：(1)如圖15—2—5所示(2)見解析 知識體驗(yàn)：用電壓表測得電阻兩端的電壓，用電流表測得電阻中的電流，利用公式P=UI即可計算電阻消耗的電功率． 探究分析：在本探究中因?yàn)殡娏鞯拇笮∫矔绊戨娮柘牡墓β?，所以必須采用控制變量法，使通過各電阻的電流相闡，而器材中沒有滑動變阻器，只能通過串聯(lián)來達(dá)到這一目的．黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校例題頻道黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校1．關(guān)于串、并聯(lián)電路中的電功率計算 【例1】如果將銘牌為“220V25W”和“220V60W”的兩燈泡L1和L2并聯(lián)接在220V的電源上時，兩燈消耗的實(shí)際功率之比為

，如果再把兩燈串聯(lián)接在同一電路中，則此時兩燈消耗的實(shí)際功率之比又為

． 解析：根據(jù)公式 可得 所以兩燈泡的電阻之比黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校 在并聯(lián)電路中，電壓相等，則 在串聯(lián)電路中，電流相等，則 答案：5：12 12：5 閱題筆記：由本題可知：在串聯(lián)電路中，導(dǎo)體消耗的電功率與其阻值成正比，即 在并聯(lián)電路中，導(dǎo)體消耗的電功率與其阻值成反比，即 建議：在串聯(lián)電路中應(yīng)用P=I2R，在并聯(lián)電路或電壓相同的電路中應(yīng)用P=U2／R計算較方便．黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校2．動態(tài)電路的電功率分析 【例2】如圖15—2—5所示，一個標(biāo)有“6V3．6W”字樣的燈泡L和最大阻值為50Ω的滑動變阻器R串聯(lián)后接在電源電壓U恒為6V的電路中．設(shè)燈泡電阻不變，則下列判斷正確的是()．黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校

A．無論如何移動滑片P，電路中的總功率 不會超過2WB．移動滑片P，電路中總功率最小值為 0．6W C．當(dāng)滑片P滑至某個位置時，L和R的電功 率相等 D．在滑片P由a滑向b的過程中，燈泡L的電 功率一直是減小的黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校 解析：電路中小燈泡L和滑動變阻器R串聯(lián)，電源電壓U=6V．當(dāng)變阻器R的滑片在a端時，R0=0，則此時燈泡兩端電壓為6V，其功率為額定功率3．6W．A錯； 則當(dāng)滑片P滑至某一位置，使接入電路的電阻 時，其兩端電壓相等，L和R的電功率相等．當(dāng)滑片P由a滑向b的過程中，電路總電阻逐漸增大，電路中電流逐漸減小， 由 知，燈泡L的電功率一直是減小黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校 的，D對；且當(dāng)滑片滑到b處時總功率最小 B對． 答案：BCD

閱題筆記：分析動態(tài)電路電功率變化，實(shí)際上就是分析電路中的電流、電阻、電壓的變化對電功率的影響． 建議：解答此類題目首先要分清電路的結(jié)構(gòu)，較復(fù)雜的電路可畫出等效電路圖．然后根據(jù)歐姆定律分析電路電流的變化，最后再分析電功率的變化．

黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校3．電功率的綜合應(yīng)用 【例3】如圖15—2—7所示是一條電熱毯電路的示意圖，R0是發(fā)熱電阻絲，R=990Ω是串聯(lián)在電路中的電阻，S是控溫開關(guān)，電熱毯標(biāo)牌上標(biāo)有“220V40W”字樣，問(不考慮溫度對電阻值的影響)：

(1)要使電熱毯處于低 溫?fù)鯐r，開關(guān)S應(yīng)處于什 么狀態(tài)? (2)當(dāng)電熱毯處于低溫 擋時，電阻絲R0功率是多少?黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校 解析：(1)電熱毯在工作時，有高溫?fù)鹾偷蜏負(fù)踔郑蒔=U2/R可知，在電壓U相同時，電阻R越大，電功率越??；電阻R越小，電功率越大．所以開關(guān)S閉合時，電阻R被短路，電路中電阻小，電熱毯處在發(fā)熱狀態(tài)；S斷開時，電路中電阻大，電熱毯處在低溫?fù)酰?2)由 可得發(fā)熱電阻絲的阻值為： 電熱毯處于低溫?fù)鯐r，電阻絲R0與R串聯(lián)，則電阻絲消耗的功率為：黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校

答案：(1)開關(guān)S處于斷開狀態(tài)(2)12．1W

閱題筆記：解答本題易受推出公式P=I2R影響，誤認(rèn)為電阻越大產(chǎn)生的熱量越多，而忽略電阻變化造成電流的變化． 建議：分析問題要養(yǎng)成細(xì)心、認(rèn)真的習(xí)慣．例如對于公式P=I2R和P=U2／R中，要注意分析電功率分別與電阻成反比和正比的條件．黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校思維創(chuàng)新突破 【例4】日本東京某中學(xué)學(xué)生友好交流團(tuán)訪問蘭州市某中學(xué)時，一位日本同學(xué)發(fā)現(xiàn)他隨身攜帶的旅行電熱水壺不能在蘭州使用，他的電熱水壺的英文和中文銘牌如下：黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校

(1)這種電熱水壺為什么不能在蘭州使用? (2)請你設(shè)計一種不改造電熱水壺而又能使用的方法? (3)這種電熱水壺正常工作10min消耗電能多少焦耳?

解析：由銘牌可知，此電熱水壺的額定電壓是110V，額定功率是500W，我國家庭電路的電壓是220V，所以該電熱水壺不能單獨(dú)使用，否則會被燒壞，要想使這種電熱水壺能在220V電路中使用，需要串聯(lián)一個分壓電阻，分去一半的電壓．串聯(lián)的電阻兩端電壓與電熱水壺兩端黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校 電壓相等，所以，串聯(lián)電阻的大小等于電熱水壺的電阻： 此電熱水壺正常工作10min消耗電能為： 答案：(1)因?yàn)槲覈彝ル娐冯妷菏?20V，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了這個電熱水壺的額定電壓，故直接使用會燒壞 (2)可串聯(lián)一個阻值為24．2Ω電阻 (3)3×105J

閱題筆記：串聯(lián)電阻可以起到分壓作用，所以要從這方面出發(fā)找到解決問題的突破口．如有兩個這樣的水壺，可串聯(lián)使用． 建議：平常遇到問題多動手動腦，親自想方設(shè)法找到解決問題的最佳方法，培養(yǎng)自己解決問題的能力．黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校中考預(yù)覽 【例5】小明家的電能表如圖15—2—8所示，家中用電器的總功率不能超過

W．當(dāng)小明家中只有一盞電燈工作時，3min內(nèi)轉(zhuǎn)盤正好轉(zhuǎn)過5圈，則該燈泡 消耗的電能是

J， 它的電功率為

W．黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校 解析：由電能表的參數(shù)“220V5A”可知，此電能表應(yīng)在220V的電路中工作，通過的最大電流為5A，則家中用電器最大功率 由參數(shù)“2500r／kW·h”可知，每消耗1kW·h的電能，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過2500圈，則轉(zhuǎn)過5圈消耗的電能為 則黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校 答案：1100 7200 40

閱題筆記：“220V5A”不僅告訴我們電能表的工作電壓和最大電流，還告訴我們此電能表允許通過的最大功率，這一點(diǎn)必須注意．建議：要學(xué)會根據(jù)實(shí)際的需要，靈活選用電功率的計算公式．黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校 【例6】甲、乙兩只普通照明燈泡的銘牌如圖15—2—9所示，下列說法中正確的是()．黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校 A．甲燈的實(shí)際功率一定是25W B．將乙燈接入110V電路中，它的實(shí)際功率為 50W C．兩燈均正常發(fā)光時，乙燈消耗的電能較多

D．兩燈均正常發(fā)光時，甲燈燈絲電阻較大黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校 解析：由兩燈的銘牌可知，兩燈的額定電壓都是220V，甲燈額定功率為25W，乙燈額定功率為100W．實(shí)際功率隨實(shí)際電壓的改變而改變，可知A錯；當(dāng)將乙燈接入110V電路中時，實(shí)際電壓為額定電壓的一半，根據(jù)公式 可知，實(shí)際功率應(yīng)為額定功率的1／4，即25W，故B錯；乙燈的額定功率大，只