人教版中考物理復(fù)習(xí)第十八章電功率第二課時測量用電器的電功率焦耳定律教學(xué)課件

第一部分教材梳理第十八章電功率第二課時測量用電器的電功率

焦耳定律課程標(biāo)準1.知道用電器的額定功率和實際功率。2.通過實驗，了解焦耳定律，能用焦耳定律說明生產(chǎn)、生活中的有關(guān)現(xiàn)象。考點梳理考點1額定功率和實際功率1.額定功率：(1)用電器__________時的電壓叫額定電壓，用電器上標(biāo)明的電壓就是__________。(2)用電器在__________電壓下工作時的電功率叫做額定功率，用電器上標(biāo)明的功率就是__________。正常工作額定電壓額定額定功率如用電器上標(biāo)注“220V40W”，220V表示______________，40W表示__________；根據(jù)這些數(shù)據(jù)可求出額定電流I額=__________A，電阻R=__________Ω。2.實際功率：實際功率是在實際電壓下的功率，不同的實際電壓下有不同的實際功率。①當(dāng)U實=U額時，P實_______P額；②當(dāng)U實＜U額時，P實________P額；③當(dāng)U實＞U額時，P實_______P額。額定電壓額定功率0.181210=<>1.(九全P95改編)一只電熱水壺銘牌上標(biāo)著“220V1100W”的字樣，它正常工作時，電流是________A。5考點2測量用電器的電功率（1）測量原理：__________。（2）實驗電路圖如圖1-18-20所示。（3）電路中滑動變阻器的作用：①____________________________;②_____________________________。P=UI保護電路改變用電器兩端電壓和通過它的電流（4）在實驗中要注意：一是連接實物時，為了__________，開關(guān)要__________；二是滑動變阻器的滑片應(yīng)移到阻值__________的位置，防止電路中電流過大，燒壞用電器和電源。保護電路斷開最大2.(九全P96改編)在“測定小燈泡的額定功率”的實驗中，當(dāng)手移動變阻器滑片時，眼睛應(yīng)觀察（）A.電流表的示數(shù)

B.電壓表的示數(shù) C.燈泡的發(fā)光情況 D.變阻器滑片的位置B考點3焦耳定律1.電流的熱效應(yīng)定義：電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化為______能的現(xiàn)象，叫電流的熱效應(yīng)。2.電熱的計算：(1)焦耳定律：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟________的平方成正比，跟______成正比，跟__________成正比。內(nèi)電流電阻通電時間I2Rt安培(A)歐姆(Ω)秒(s)焦耳(J)全部(2)公式：Q=__________，其中I、R、t的單位分別是__________、__________、__________，則Q的單位是__________。(3)純電阻電路：當(dāng)用電器消耗的電能__________轉(zhuǎn)化為內(nèi)能時，Q=W=UIt=Pt=t=I2Rt。3.電熱的利用和防止：________電熱的事例，如電熱水壺；__________電熱危害的事例，如電視機的散熱窗。（均填“利用”或“防止”）利用防止3.(九全P99改編)下列機器工作時應(yīng)用電流熱效應(yīng)的是()A.電熱水壺 B.電風(fēng)扇 C.刷卡機 D.太陽能玩具車A4.(九全P102改編)一個電烙鐵的額定電壓是220V，在額定電壓下工作的電阻是440Ω。問：（1）電烙鐵正常工作時的電流多大？（2）這一電烙鐵正常工作10min產(chǎn)生多少熱量？解：（1）由題知，電烙鐵的額定電壓是220V，在額定電壓下工作的電阻是440Ω，所以正常工作時的電流I＝＝0.5A。（2）電烙鐵正常工作10min產(chǎn)生熱量Q＝W＝UIt＝220V×0.5A×10×60s＝6.6×104J。答：（略）核心點精練考點1額定功率和實際功率[10年5考：2013年(綜合)、2014年(計算)、2015年(計算)、2017年(填空)、2022年(綜合)考查]【例1】某個小燈泡上標(biāo)有“6V6W”的字樣，假如接在3V的電路中，燈絲的電阻不變，這時小燈泡的實際功率為（）A.1W B.1.5W C.3W D.6WB思路點撥：涉及額定功率與實際功率的計算，一般的方法是根據(jù)用電器的標(biāo)示計算出用電器的電阻作為已知條件。其余的計算與電學(xué)的基本計算相同。1.下列四個燈泡均正常發(fā)光時，其中最亮的是（）A.“36V40W” B.“110V60W” C.“220V25W” D.“220V100W”D2.如圖1-18-21所示，將甲、乙兩燈串聯(lián)在電路中，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)甲燈發(fā)光，乙燈不發(fā)光。則乙燈不發(fā)光的原因可能是（）A.乙燈燈絲的電阻比甲的大B.乙燈的實際功率太小C.乙燈的額定電壓太低D.通過乙燈的電流小于甲燈的電流B3.一只“220V100W”的燈泡，正常發(fā)光時燈絲的電阻是__________Ω,把它接到110V的電路中，燈絲電阻不變,這時燈泡的實際功率是__________W,此時燈泡發(fā)光比正常發(fā)光__________（填“亮”或“暗”）。48425暗4.(創(chuàng)新題)已知發(fā)光二極管L1與小燈泡L2的額定電壓均為2.5V。把它們分別接在圖1-18-22甲、乙所示的電路中，閉合開關(guān)調(diào)節(jié)滑動變阻器使電壓表的示數(shù)均為2.5V，發(fā)現(xiàn)L1比L2亮。用數(shù)顯電流表測得通過L1的電流遠小于通過L2的電流，下列說法正確的是（）DA.L1的實際功率比L2大B.若把L1調(diào)到亮度和L2相當(dāng)，兩燈的實際功率相同C.L1的額定功率比L2大D.若把L1調(diào)到亮度和L2相當(dāng)，L2的實際功率比L1大考點2測量用電器的電功率[10年5考：2013年(實驗)、2014年(選擇)、2017年(綜合)、2019年(實驗)、2020(綜合)考查]【例2】如圖1-18-23所示是額定電壓為3V的小燈泡的I－U變化關(guān)系圖像。根據(jù)圖像，下列關(guān)于小燈泡的一些物理量分析正確的是()A.此過程中電流與電壓成正比B.此過程中小燈泡電阻保持不變C.額定電流是0.3AD.額定功率是1.5WD思路點撥：測量燈泡的電功率，與伏安法測電阻的步驟一樣。需要注意的是測量燈泡的額定功率時，燈泡必須正常發(fā)光。而燈泡正常發(fā)光，或用電壓表來反映(電壓表的示數(shù)為額定電壓)，或用電流表來反映(電流表的示數(shù)為額定電流)。5.下列各組儀器中，可以用來測量電功率的是（）①電能表和電壓表②電能表和電流表③電能表和秒表④電壓表和電流表A.①② B.③④ C.①④ D.②③④B6.在測量額定電壓為2.5V的小燈泡的電功率時。小紅所觀察和記錄的結(jié)果如下表所示。分析實驗記錄，她得出了以下結(jié)論：①小燈泡的額定功率為0.625W；②小燈泡的實際功率越大，亮度越亮；③小小燈泡兩端的電壓U/V0.51.01.52.02.53.0通過小燈泡的電流I/A0.120.160.190.230.250.28小燈泡的亮度暗→亮正常發(fā)光過亮燈泡的電阻隨兩端的電壓升高而增大；④小燈泡和阻值為2Ω的定值電阻串聯(lián)接在電壓為3V的電源兩端時，能正常發(fā)光。其中正確的是()A.只有①

B.只有①② C.只有①②③ D.①②③④都正確D7.(創(chuàng)新題)在測定小燈泡額定功率實驗中，某同學(xué)正確連接電路，閉合開關(guān)后燈泡發(fā)光，但無論怎么調(diào)節(jié)滑動變阻器，電壓表示數(shù)都不能達到燈泡額定電壓，可能原因是（）A.變阻器總電阻太大 B.電壓表量程太大 C.燈泡燈絲斷開

D.電源電壓太低D考點3焦耳定律[10年7考：2013年(實驗)、2014年(填空)、2015年(實驗)、2018年(綜合)、2020年(填空)、2021年(綜合)、2022年(計算)考查]【例3】（2022株洲）如圖1-18-24是探究“電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱是的多少跟什么因素有關(guān)”的實驗裝置。通電前，兩個U形管內(nèi)的液面相平，通電一定時間后，通過R1、R2的電流分別為I1、I2，則下列說法正確的是（）A.I1＝I2，A管中的液面比B管中的液面低B.I1＝I2，A管中的液面比B管中的液面高C.I1＞I2，A管中的液面比B管中的液面低D.I1＞I2，A管中的液面比B管中的液面高D思路點撥：為探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，可以將兩電阻串聯(lián)，控制電流相等；為研究電流產(chǎn)生熱量與電流的關(guān)系，可以控制電阻不變，用滑動變阻器改變電流，或者采用并聯(lián)分流的方法。該實驗還使用了轉(zhuǎn)換法。8.將規(guī)格都是“220V100W”的1臺電風(fēng)扇、1臺電視機和1把電烙鐵分別接入同一家庭電路中，通電時間相同，下列說法正確的是()A.3個用電器產(chǎn)生的熱量相同B.電風(fēng)扇產(chǎn)生的熱量最多C.電烙鐵產(chǎn)生的熱量最多D.電視機產(chǎn)生的熱量最多C9.（2022常德）用如圖1-18-25所示的實驗裝置探究“電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)”。以下說法中不正確的是（）A.觀察溫度計的示數(shù)比較電流產(chǎn)生的熱量B.該實驗裝置可以探究通電時間一定時，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系C.該實驗裝置還可以探究通電時間一定時，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系D.甲、乙兩瓶中可以裝質(zhì)量相同的不同液體D10.（創(chuàng)新題）（2022黑龍江）如圖1-18-26所示是“探究通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與__________大小關(guān)系”的實驗裝置。電源電壓為4.5V且保持不變，將滑動變阻器滑片移至最右端，在1min內(nèi)電流通過10Ω電阻絲產(chǎn)生的熱量為__________J。電阻54考點4加熱與保溫電路（重難點）【例4】如圖1-18-27是1條電熱毯的電路示意圖，R0是電阻絲，R1是串聯(lián)在電路中的電阻，電熱毯銘牌上標(biāo)有“220V40W”的字樣（不考慮溫度對電阻的影響）。問：（1）電熱毯處于低溫擋時，開關(guān)S、S1各處于什么狀態(tài)？（不需說明理由）（2）電熱毯在高溫擋工作時的電流是多少？（3）當(dāng)電熱毯處于低溫擋時，電阻絲R0的電功率為12.1W，電阻R1的阻值多大？（4）在低溫擋工作20min，電阻絲R0產(chǎn)生的熱量是多少？解：（1）開關(guān)S閉合，S1斷開。（2）開關(guān)S和S1都閉合時為高溫擋，電功率為40W。此時I=≈0.18A。（3）高溫擋時，R0==1210Ω,低溫擋時，U0==121V，R1==990Ω。(4)低溫擋時，Q0=P0t=12.1W×20×60s=14520J。答：（略）思路點撥：常見用電器的加熱與保溫功能通常是通過改變電阻的連接方式實現(xiàn)的。(1)在家庭電路中提供的電壓U＝220V是一定的，因此選擇公式P＝來分析。(2)當(dāng)連入電阻越小時，電功率越大，此時為加熱狀態(tài)。(3)當(dāng)連入電阻越大時，電功率越小，此時為保溫狀態(tài)。11.如圖1-18-28甲所示為某電烤箱的內(nèi)部簡化電路，S1為自動控制開關(guān)，R1和R2均為電熱絲，圖1-18-28乙是電烤箱正常工作時電流隨時間變化的圖像。求：（1）低溫擋工作時的功率。（2）電熱絲R2的阻值。（3）15min內(nèi)R1消耗的電能。解：（1）由圖可知，閉合開關(guān)S，只有R1的簡單電路，電路中的電阻較大，由P＝可知電功率較小，處于低溫擋；當(dāng)S和S1閉合時，兩個電阻并聯(lián)，電路中的總電阻較小，由P＝可知電功率較大，處于高溫擋；由P＝UI可知，電壓不變，低溫擋時，通過電路的電流較?。挥蓤D乙可知，低溫擋時的電流是6A，低溫擋工作時的功率P低＝UI低＝220V×6A＝1320W。（2）由圖乙可知，低溫擋時只有R1的簡單電路，低溫擋時的電流是6A，通過R1的電流是6A，高溫擋時的總電流是10A，高溫擋兩個電阻并聯(lián)，由并聯(lián)電路的特點可知通過R1的電流不變，由并聯(lián)電路電流的規(guī)律可知，通過R2的電流I2＝I-I1＝10A-6A＝4A，電熱絲R2＝＝55Ω。（3）15min內(nèi)R1消耗的電能W1＝UI1t＝220V×6A×15×60s＝1.188×106J＝0.33kW·h。答：（略）考點5非常規(guī)測電功率（重難點）【例5】下圖所示，如果電阻R的數(shù)值和各電流表與電壓表的示數(shù)都已知，哪一個圖中的數(shù)據(jù)無法讓我們計算出燈泡L的電功率？（）D12.用如圖1-18-29所示器材測量小燈泡的額定功率，電源電壓恒定為U，待測小燈泡L的額定電壓為U額，定值電阻阻值為R0。閉合開關(guān)S、S1，斷開開關(guān)S2，調(diào)節(jié)滑片P，使電壓表示數(shù)為__________；保持滑片P不動，U-U額閉合開關(guān)S、S2，斷開開關(guān)S1，讀出電壓表示數(shù)為U0。計算出小燈泡的額定功率為P額＝_______________（用U、U額、U0、R0表示）。U額重點實驗實驗一測量小燈泡的電功率(10年4考：2013年、2017年、2019年、2020年)實驗名稱測量小燈泡的電功率實驗器材電流表、電壓表、電源、開關(guān)、小燈泡、滑動變阻器、導(dǎo)線考點歸納（1）實驗原理：P=UI續(xù)表考點歸納（2）畫電路圖或者連接實物圖（3）連接電路時開關(guān)必須斷開；開關(guān)閉合前，滑動變阻器的滑片移到最大阻值處（4）電流表、電壓表選擇正確量程并正確連接和讀數(shù)（5）滑動變阻器的作用：調(diào)節(jié)滑片使小燈泡兩端的電壓達到額定電壓；保護電路；多次測量續(xù)表考點歸納（6）利用表格或圖像，讀出電流對應(yīng)的電壓值，利用公式P=UI計算相應(yīng)的電功率（7）多次測量的目的：測量小燈泡在不同電壓下的電功率實驗結(jié)論（1）小燈泡的實際功率越大，小燈泡越亮（2）小燈泡兩端的電壓不同，小燈泡的實際功率不同【例1】【科學(xué)探究】小華在“探究小燈泡的亮度與哪些因素有關(guān)”的實驗中，所用電源電壓恒為3V，小燈泡上標(biāo)有“3V”的字樣。（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖1-18-30中的實物電路連接完整。如答圖1-18-1所示。（2）畫出對應(yīng)的電路圖。如答圖1-18-2所示。（3）閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動變阻器的滑片移到最______（填“左”或“右”）端。若閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電壓表無示數(shù)，電流表有示數(shù)。若電路中僅有1處故障，這個故障可能是__________；若開關(guān)閉合后，電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，故障可能是__________；若閉合開關(guān)后，電壓表、電流表均無示數(shù)，可能原因是______________________________右燈泡短路燈泡斷路開關(guān)處斷路或滑動變阻器斷路。（4）如果燈泡的阻值為10Ω，電源由2節(jié)干電池串聯(lián)組成，電流表有量程0～0.6A和0～3A兩擋，電壓表量程有0～3V和0～15V兩擋，那么電流表量程應(yīng)選__________擋，電壓表量程應(yīng)選__________擋。0～0.6A0～3V（5）排除故障后繼續(xù)實驗，小華進行了8次測量，并將有關(guān)數(shù)據(jù)及現(xiàn)象記錄在表格中。在第1次實驗中小燈泡不亮的原因是__________________________。燈泡實際功率太小實驗序號12345678U/V0.200.601.001.401.802.202.603.00I/A0.0200.0600.1000.1400.1700.1900.2000.205燈泡發(fā)光情況不亮微亮逐漸變亮正常發(fā)光（6）根據(jù)上表所示的數(shù)據(jù)在圖1-18-31中畫出U-I圖像。如答圖1-18-3所示。①由上表數(shù)據(jù)可知，當(dāng)U＜1.40V時，燈絲電壓與電流成_______比，燈絲電阻為_______Ω；當(dāng)U＞1.40V時，燈絲的溫度逐漸升高，其電阻隨溫度升高而__________；②從圖線上可以看出，當(dāng)小燈泡兩端電壓逐漸地增大時，燈絲的電阻______（填“變大”“變小”或“不變”）；③實驗結(jié)果表明，導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而__________。正10增大變大增加（7）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡兩端電壓只有1.8V，滑動變阻器的滑片P應(yīng)向__________端移動，才能使電壓表示數(shù)為_________V，此時燈泡的實際功率就是額定功率。（8）分析表中信息，可知小燈泡的額定功率為__________W。實驗得出的結(jié)論：小燈泡的實際電功率__________，燈泡越亮。左30.615越大實驗二探究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)(10年1考：2015年)實驗名稱探究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)實驗器材2個透明密閉容器、2根5Ω的電阻絲、1根10Ω的電阻絲、U形管、開關(guān)、電源、導(dǎo)線考點歸納（1）轉(zhuǎn)換法：通過U形管液面的高度差的變化反映產(chǎn)生熱量的多少續(xù)表考點歸納（2）控制變量法：探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系時，控制電阻絲的阻值和通電時間相同，改變通過兩電阻絲的電流大??；探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系時，控制電阻絲的電流和通電時間相同，選擇2個電阻不同的電阻絲；探究電流產(chǎn)生的熱量與通電時間的關(guān)系時，控制電阻絲的阻值和通過的電流相同，改變通電時間續(xù)表實驗結(jié)論電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時間成正比。生活應(yīng)用電飯鍋、電熨斗等【例2】【科學(xué)探究】用如圖1-18-32所示的實驗裝置探究“電流、通電時間相同時，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系”（圖中甲、乙是完全相同的密閉容器，實驗前，A、B兩U形管內(nèi)液面是相平的）。（1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將電路連接完整。如答圖1-18-4所示。（2）本實驗采用_________________________的研究方法。實驗的設(shè)計依據(jù)是電流的__________效應(yīng)。（3）閉合開關(guān)后，通過兩段金屬絲中的電流是__________（填“相等”或“不相等”）的，因為兩電阻絲__________聯(lián)?？刂谱兞糠ê娃D(zhuǎn)換法熱相等串（4）電流產(chǎn)生的熱量不易直接測量，因此，在這個實驗中通過觀察U形管中液面的__________來顯示甲、乙容器內(nèi)空氣溫度的變化。當(dāng)容器內(nèi)溫度升高時，瓶內(nèi)壓強會__________（填“變大”或“變小”）。（5）通過對比觀察，你認為__________（填“甲”或“乙”）容器中的電阻產(chǎn)生的熱量多。由此可知：在電流相同、通電時間相同的情況下，__________越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。高度差變大乙電阻（6）當(dāng)密閉容器中的空氣溫度升高時，空氣的內(nèi)能將會__________（填“變大”“變小”或“不變”）。（7）根據(jù)得出的結(jié)論，說說為什么電爐工作時，電爐絲熱得發(fā)紅，而與電爐絲連接的導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱?________________________________________________________________________________________________________________________________________________變大電爐絲與導(dǎo)線是串聯(lián)的，電流和通電時間相等，而電爐絲的電阻較大，產(chǎn)生的熱量較多，所以電爐絲熱得發(fā)紅，而與電爐絲連接的導(dǎo)線電阻較小，所以幾乎不發(fā)熱。（8）用圖1-18-33所示裝置，探究導(dǎo)體通電時產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系。①實驗時需控制__________、__________相同,改變_______;②2個密閉容器中的電阻一樣大,在其中1個容器的外部,將1個電阻與這個容器內(nèi)的電阻__________,把該裝置連接到電源兩端，目的是_____________________________________電阻通電時間電流并聯(lián)使通過兩電阻絲的電流不相等;③現(xiàn)象及分析：通電一段時間后,__________側(cè)U形管中液面的高度差較大,這說明在電阻、通電時間相同時,電流越__________,導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。左大1.（2020年)如圖1-18-34所示為“探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟__________的關(guān)系”的實驗裝置。實驗中用Ｕ形管內(nèi)液面高度差的大小來反映電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少，這種方法叫__________（填“控制變量”或“轉(zhuǎn)換”）法。通電一段時間后，左側(cè)容器內(nèi)空氣吸收的熱量比右側(cè)的__________（填“多”或“少”）。廣東中考電阻轉(zhuǎn)換少2.（2019年）在“測量小燈泡的電功率”實驗中，要求用滑動變阻器控制電路，分別測出小燈泡在額定電壓、約為額定電壓的和約高出額定電壓時的電功率，并比較這3種情況下小燈泡的亮度。（1）先根據(jù)實驗的要求設(shè)計電路圖，如圖1-18-35所示，其中甲是__________表，乙是__________表。電流電壓（2）實驗室有如下器材：標(biāo)有“2.5V0.75W”字樣的小燈泡1只、電壓為6V的電源、電流表、電壓表、導(dǎo)線若干條、開關(guān)、滑動變阻器R1（10Ω2A）和R2（50Ω1A）。根據(jù)實驗要求應(yīng)選用滑動變阻器__________。R2（3）根據(jù)實驗要求，設(shè)計并填寫實驗記錄表內(nèi)的7個空格。實驗序號____________________________________1_________———2_________———3_________———電壓U/V電流I/A電功率P/W燈泡亮度2.02.53.03.（2022年）某電熱取暖器的簡化電路如圖1-18-36所示，R1、R2為發(fā)熱電阻。取暖器工作時，通過開關(guān)S1和S2實現(xiàn)低溫、高溫的擋位控制。已知高溫擋功率為1320W，R1＝55Ω。求：（1）取暖器工作時通過R1的電流。（2）取暖器處于低溫擋時，工作1min產(chǎn)生的熱量。（3）R2的阻值。解：（1）當(dāng)閉合S1、S2時，R1、R2并聯(lián)，所以U＝U1＝U2＝220V，取暖器工作時通過R1的電流I1＝＝4A。（2）當(dāng)只閉合S1時，只有R1工作，當(dāng)閉合S1、S2時，R1、R2并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電阻特點可知，并聯(lián)的總電阻小于任一分電阻，電壓是一定的，根據(jù)P＝可知，當(dāng)只閉合S1時，只有R1工作，電路中的電阻最大，電功率最小，電熱取暖器處于低溫擋，取暖器處于低溫擋時，工作1min產(chǎn)生的熱量Q＝I2R1t＝（4A）2×55Ω×1×60s＝5.28×104J。（3）低溫擋的額定功率P低＝＝880W，當(dāng)閉合S1、S2時，R1、R2并聯(lián)，電路中的電阻最小，電功率最大，電熱取暖器處于高溫擋；R2的電功率P2＝P高-P低