第十八章電功率 考綱內(nèi)容 第1課時(shí)電能電功電功率 考情分析 考點(diǎn)梳理 重難點(diǎn)突破 課堂精煉 考綱內(nèi)容 考點(diǎn)1理解電功率和電流 電壓之間的關(guān)系 并能進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算 考點(diǎn)2電功率的理解與運(yùn)用 對(duì)常用家用電器的銘牌 規(guī)格 電路的認(rèn)識(shí)和額定功率 實(shí)際功率的理解 考點(diǎn)3會(huì)測(cè)量燈泡的電功率 考點(diǎn)4了解電流的熱效應(yīng)與電阻的關(guān)系 了解家庭電路中導(dǎo)線因接觸不良導(dǎo)致發(fā)熱的原因 考情分析 近年來中考對(duì)本章知識(shí)的考查主要集中在電功率的理解與運(yùn)用 伏安法測(cè)量電功率 了解電流的熱效應(yīng)與電阻的關(guān)系 題型主要以填空題 選擇題 計(jì)算題 實(shí)驗(yàn)題 綜合題為主 在中考試題中占有的分量較大 考點(diǎn)梳理 1 電能的轉(zhuǎn)化 電能可以轉(zhuǎn)化為能 2 電功的單位和能量的單位一樣 國(guó)際單位是 常用單位有 1kW h J 3 電能表 1 電能表是測(cè)量的儀器 2 電能表俗稱電度表 電能表計(jì)數(shù)器上前后兩次就是這段時(shí)間內(nèi)用電的度數(shù) 一 電能和電功 其他形式的 kW h J 3 6 106 電能 示數(shù)之差 3 電能表的銘牌上通常標(biāo)有的內(nèi)容如圖1所示 220V 表示該電能表 10A 表示 20A 表示 720r kW h 表示用電器每消耗電能 電能表的表盤轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 4 公式 W 應(yīng)該在220V的電路中使用 額定最大電流為20A 標(biāo)定電流為10A 1千瓦時(shí) 720 UIt 1 電功率 表示電流做功的物理量 符號(hào)用表示 2 電功率的單位是 簡(jiǎn)稱 符號(hào)為 即用電器在1s內(nèi)消耗1J的電能 其功率就是1W 還有也是常用的單位 3 定義式 P 二 電功率 快慢 瓦特 p 瓦 W kW W t 4 變形公式 P P P 5 1 額定電壓 用電器的電壓叫做額定電壓 2 額定功率 用電器在下消耗的功率叫做額定功率 3 實(shí)際電壓 用電器實(shí)際使用時(shí)其兩端的電壓叫做實(shí)際電壓 4 實(shí)際功率 用電器在實(shí)際電壓下工作時(shí)的功率叫做實(shí)際功率 UI U2 R I2R 正常工作時(shí) 額定電壓 例1 2013 泉州 關(guān)于電功和電功率 下列說法中正確的是 A 電功率是表示電流做功快慢的物理量B 用電器消耗的電能越多 電功率越大C 用電器所消耗的電功率一定等于它的額定功率D 額定功率越大的用電器 消耗的電能一定越多 重難點(diǎn)實(shí)驗(yàn) 一 電功與電功率的概念 A 點(diǎn)撥 用電器消耗電能的多少由其功率及通電時(shí)間共同決定 消耗電能快不一定就是消耗電能多 或消耗電能多不一定就是消耗電能快 下列關(guān)于電功與電功率的說法正確的是 A 用電器的電功率越大 通過它的電流做功越多B 相同時(shí)間內(nèi) 功率大的用電器消耗電能一定多C 通過用電器的電流做功越多 它的電功率越大D 用電器的電功與其功率無關(guān) 只與通電時(shí)間有關(guān) 變式拓展1 B 例2 2014 齊齊哈爾 如圖2所示 電源電壓恒定 小燈泡L1 L2均標(biāo)有 12V 6W 字樣 設(shè)燈絲電阻不變 當(dāng)S1 S2閉合時(shí) 燈L1正常發(fā)光 當(dāng)S1閉合 S2斷開時(shí) 兩盞燈的總功率為 A 3WB 6WC 12WD 1 5W 二 用電器銘牌在計(jì)算中的作用 A 2014 眉山 若將標(biāo)有 3V3W 6V3W 字樣的兩個(gè)燈泡串聯(lián)接入電路 在長(zhǎng)時(shí)間工作過程中 允許加在它們兩端的最高電壓是V 標(biāo)有 3V3W 字樣的燈泡實(shí)際消耗的電功率是W 燈絲電阻值不變 變式拓展2 7 5 0 75 例3 2014 泰安 為測(cè)量某電熱杯的電功率 小明同學(xué)把家中其余用電器均從電源上斷開 只將該電熱杯接入電路 觀察電能表 發(fā)現(xiàn)在1min內(nèi)電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)了15圈 電能表的部分技術(shù)參數(shù)如下表所示 該電熱杯的電功率是 A 300WB 30WC 150WD 200W A 三 利用電能表和秒表測(cè)量家庭某用電器的實(shí)際功率 點(diǎn)撥 利用電能表和秒表測(cè)量家庭某用電器的電功率的步驟 1 關(guān)掉其他的用電器 單獨(dú)使所要測(cè)量的用電器工作 記錄下通電時(shí)間t和電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)數(shù)n 2 讀出電能表上標(biāo)有 Nr kW h 的字樣 則電路消耗的電能為W n NkW h 3 然后由P W t求出功率 2014 福州 如圖3所示是家庭電子式電能表的表盤 其示數(shù)是kW h 表盤上標(biāo)有 3200r kW h 表示每消耗1kW h的電能 指示燈閃爍3200次 若家庭電路中只有一臺(tái)電熱水器在工作 該電能表的指示燈在4min內(nèi)閃爍320次 則該熱水器的實(shí)際功率是W 318 6 變式拓展3 1500 例4 2014 泰安 將兩個(gè)定值電阻串聯(lián)接到電壓為U的電源兩端 R1消耗的功率為P1 R2消耗的功率為3P1 將這兩個(gè)定值電阻并聯(lián)接在電壓為U的電源兩端時(shí) 下列說法中正確的是 A R1與R2的電阻之比為3 1B 并聯(lián)時(shí)R2消耗的功率為16 3P1C 并聯(lián)時(shí)通過R1與R2的電流之比為1 1D 并聯(lián)時(shí)兩電阻消耗的總功率為16 3P1 B 四 用電器的額定功率與實(shí)際功率 點(diǎn)撥 2014 成都 將標(biāo)有 2 5V0 3A 字樣的燈泡甲和 3 8V0 3A 字樣的燈泡乙 分別串聯(lián)和并聯(lián)后 接在電壓為2 5V的電源兩端 不考慮溫度對(duì)電阻的影響 下列說法中正確的是 A 串聯(lián)時(shí) 兩燈泡都能正常發(fā)光B 串聯(lián)時(shí) 甲燈泡比乙燈泡更亮C 并聯(lián)時(shí) 通過兩燈泡的電流相等D 并聯(lián)時(shí) 甲燈泡的實(shí)際功率比乙燈泡的實(shí)際功率大 D 變式拓展4 1 2014 無錫 小明4月底觀察到自己家里的電能表如圖4所示 當(dāng)他5月底再觀察時(shí) 發(fā)現(xiàn)電能表示數(shù)為 則他家5月份消耗的電能為kW h 小明通過查閱資料了解到 電能表上的電流規(guī)格 10 40 A 中 10A 表示基本電流 它是確定電能表有關(guān)特性的電流值 40 A 是電能表能滿足測(cè)量的準(zhǔn)確要求 且能長(zhǎng)期正常運(yùn)行的最大電流值 則他家里同時(shí)工作的用電器總功率不宜的超過W 150 課堂精煉 8000 2 下列白熾電燈正常發(fā)光時(shí) 亮度最亮的是 A 220V30W B 220V45W C 110V40W D 110V60W D 3 如圖5所示 設(shè)電源電壓保持不變 R是一個(gè)定值電阻 在a b兩點(diǎn)間接入一個(gè)標(biāo)有 3V2W 的燈泡L1 它恰能正常發(fā)光 若在a b兩點(diǎn)間換接入標(biāo)有 3V3W 的燈泡L2 則該燈泡 A 也能正常發(fā)光 其消耗的電功率等于2WB 也能正常發(fā)光 其消耗的電功率等于3WC 不能正常發(fā)光 其消耗的電功率小于3WD 不能正常發(fā)光 其消耗的電功率大于3W C 4 2013 棗莊 標(biāo)有 6V3W 的小燈泡 通過它的電流與電壓的關(guān)系如圖6所示 若把它與一只阻值為 8 的電阻并聯(lián)接在電壓為4V的電路中 則整個(gè)電路消耗的功率為 A 3WB 3 3WC 3 6WD 5W C 5 如圖7所示是一種手機(jī)電池 上面標(biāo)明電壓為3 7V 容量為900mAh 它充滿電后所儲(chǔ)存的電能是J 這一過程是把能轉(zhuǎn)化成能 11988 電 化學(xué) 考點(diǎn)梳理 剖析重點(diǎn)實(shí)驗(yàn) 重難點(diǎn)突破 課堂精煉 第2課時(shí)測(cè)量小燈泡的電功率焦耳定律 考點(diǎn)梳理 1 原理 2 實(shí)驗(yàn)器材 電源 開關(guān) 導(dǎo)線若干 小燈泡 滑動(dòng)變阻器 3 電路圖如圖8所示 一 測(cè)定小燈泡的功率 P UI 電流表 電壓表 1 電流的熱效應(yīng) 電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化為的現(xiàn)象 2 影響電流熱效應(yīng)的因素有 和 3 焦耳定律 電流在導(dǎo)體上產(chǎn)生的熱量與電流的平方成 與成正比 與成正比 公式 4 電熱的利用和防止 利用電流的效應(yīng)制成各種電熱器 而有些地方則要避免產(chǎn)生電流的熱效應(yīng) 減少熱量的產(chǎn)生 要注意通風(fēng)散熱 避免火災(zāi) 二 焦耳定律 內(nèi)能 電流 電阻 通電時(shí)間 正比 電阻 通電時(shí)間 Q I2Rt 熱 例1小美同學(xué)做 測(cè)量小燈泡額定電功率 的實(shí)驗(yàn)時(shí) 連接了如圖9 甲所示的電路 實(shí)驗(yàn)前觀察小燈泡上標(biāo)有 2 5V 的字樣 電源電壓恒為6V 1 請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線 將圖甲中的實(shí)物電路連接完整 2 在閉合開關(guān)前 滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)放在最 填 左 或 右 端 3 按電路圖正確連接后 閉合開關(guān) 燈不亮 電壓表示數(shù)接近電源電壓 電流表無示數(shù) 造成這種現(xiàn)象的原因可能是 剖析重點(diǎn)實(shí)驗(yàn) 伏安法測(cè)電功率 左 燈泡斷路 4 排除故障 閉合開關(guān)后 小燈泡兩端的電壓為2V 這時(shí)應(yīng)該向 填 左 或 右 移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片 同時(shí)應(yīng)注意觀察直到示數(shù)為為止 5 如果在實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)電壓表0 3V擋壞了 但0 15V擋完好 要測(cè)小燈泡的額定功率 小美該怎么做 6 當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí) 電流表表盤如圖9 乙所示 電流表的示數(shù)是A 則小燈泡的額定電功率是W 右 電壓表 2 5V 電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓 電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián) 0 5 1 25 7 實(shí)驗(yàn)時(shí) 小美回想起測(cè)電阻時(shí)通過多次測(cè)量求平均值可減小實(shí)驗(yàn)誤差 于是 她也做了3次實(shí)驗(yàn) 相關(guān)實(shí)驗(yàn)記錄及數(shù)據(jù)處理見下表 根據(jù)表中記錄可知 小燈泡的亮度隨實(shí)際功率增加而 增大 8 你認(rèn)為小美這樣處理數(shù)據(jù)的方法是否合理 說明你的判斷理由 9 第1次實(shí)驗(yàn)看不到燈泡發(fā)光 電路是否斷路 判斷依據(jù)是什么 不合理 因?yàn)橥ㄟ^計(jì)算平均值所得出的功率不是額定功率 否 電流表有示數(shù) 例2在探究電熱與哪些因素有關(guān)時(shí) 小明利用如圖10 甲 乙所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 已知在兩個(gè)透明容器中密封著等量的空氣 探究電熱的大小與哪些因素有關(guān) 1 兩個(gè)密閉容器中空氣溫度的變化是由來反映的 這里應(yīng)用的科學(xué)方法是 2 如圖10 甲所示 兩密閉容器中的電阻串聯(lián)接到電源兩端 目的是 通電一段時(shí)間后 由圖10 甲可以得出的結(jié)論是 這里應(yīng)用的科學(xué)方法是 左右兩邊的液柱高度 轉(zhuǎn)換法 使通過電阻絲的電流相等 在電流 通電時(shí)間相同時(shí) 電阻越大 電阻產(chǎn)生的熱量多 控制變量法 3 如圖10 乙所示 兩密閉容器中的電阻一樣大 在其中一個(gè)容器的外部 將一個(gè)電阻和這個(gè)容器內(nèi)的電阻并聯(lián) 則通過兩端電阻絲的電流 填 相同 或 不相同 通電一段時(shí)間后 由圖10 乙所示可以得出的結(jié)論是 不相同 在電阻 通電時(shí)間相同時(shí) 通過一個(gè)電阻的電流越大 這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多 2013 黑河 將規(guī)格都是 220V100W 的一臺(tái)電風(fēng)扇 一臺(tái)電視機(jī)和一個(gè)電烙鐵分別接入家庭電路中 通電時(shí)間相同 下列說法正確的是 A 三個(gè)用電器產(chǎn)生的熱量一樣多B 電風(fēng)扇產(chǎn)生的熱量最多C 電視機(jī)產(chǎn)生的熱量最多D 電烙鐵產(chǎn)生的熱量最多 重難點(diǎn)突破 一 電能W與電熱Q的關(guān)系 D 點(diǎn)撥 純電阻電路與非純電阻電路 1 在某些電路中 電流做功所消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 我們把這種電路稱為純電阻電路 如各種白熾燈 電熱器都是純電阻電路 除了內(nèi)能還有其他形式的能量產(chǎn)生時(shí) 即消耗的電能不全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能時(shí) 稱為非純電阻電路 如電風(fēng)扇 電動(dòng)機(jī)等是非純電阻電路 2 在純電阻電路中 消耗的電能 即電功 等于所產(chǎn)生的熱量 即電熱 W Q 求電功或電熱的公式通用 電功率公式 P UI I2R U2 R 3 在非純電阻電路中 Q W P熱 P 變式拓展1 2013 宜賓 在如圖11所示的電器中 屬于利用電流熱效應(yīng)工作的是 C 2013 南通 如圖12所示是家用飲水機(jī)的工作原理電路圖 其中S是溫度控制開關(guān) 當(dāng)水溫升高到一定溫度時(shí) 飲水機(jī)從加熱狀態(tài)自動(dòng)切換到保溫狀態(tài) 已知電阻R0 55 R 2365 1 當(dāng)開關(guān)S處于 2 擋時(shí) 通過電阻R和R0的電流強(qiáng)度各為多大 2 當(dāng)開關(guān)S分別處于 1 擋和 2 擋時(shí) 飲水機(jī)的總功率各是多少 3 請(qǐng)判斷當(dāng)開關(guān)S處于 1 擋時(shí) 飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)還是保溫狀態(tài) 簡(jiǎn)述理由 二 用電器的加熱狀態(tài)和保溫狀態(tài)的分析 解 1 當(dāng)開關(guān)S處于 2 擋時(shí) R被短路 IR 0 1分 IR0 U R0 220V 55 4A 2 當(dāng)開關(guān)S處于 1 擋時(shí) 飲水機(jī)的總功率P1 U2 R R0 220V 2 2365 55 20W當(dāng)開關(guān)S處于 2 擋時(shí) 飲水機(jī)的總功率P2 U2 R0 220V 2 55 880W 3 當(dāng)開關(guān)S處于 1 擋時(shí) 飲水機(jī)處于保溫狀態(tài) 1分 當(dāng)開關(guān)S處于 1 擋時(shí) 飲水機(jī)的總功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于開關(guān)S處于 2 擋時(shí)的總功率 點(diǎn)撥 無論電熱器處于加熱狀態(tài)還是保溫狀態(tài) 電源電壓都是一定的 根據(jù)公式 P U2 R可知 電阻越大功率越小 是低溫?fù)?處于保溫狀態(tài) 電阻越小功率越大 是高溫?fù)?處于加熱狀態(tài) 不管是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路 變式拓展2 2015 廣東 如圖13是某款有加熱和保溫功能的電熱飲水機(jī)電路原理圖 機(jī)內(nèi)有溫控開關(guān)S0 該飲水機(jī)的部分參數(shù)已知 額定電壓為220V 加熱時(shí)的總功率為880W 保溫時(shí)的功率為40W R1 R2為加熱電阻絲 假設(shè)它們的阻值不變 求 計(jì)算結(jié)果若不能整除 保留一位小數(shù) 1 當(dāng)S和S0閉合時(shí) 飲水機(jī)處在什么狀態(tài) 此時(shí)電路的總電流是多大 2 在加熱狀態(tài)下 電阻絲R1的阻值為多少 3 傍晚用電高峰期 若實(shí)際電壓只有200V時(shí) 飲水機(jī)加熱的實(shí)際總功率是多大 1 2015 德陽(yáng) 如圖14所示 電源電壓為6V 燈泡L的電阻是10 滑動(dòng)變阻器的最大阻值是50 閉合開關(guān)后 滑片從a端向b端移動(dòng)時(shí) 電壓表對(duì)應(yīng)的示數(shù)變化范圍是 燈泡L消耗的電功率 選填 變大 變小 或 不變 1 6V 課堂精煉 不變 2 2012 廣東 某保溫電熱水壺的電路如圖15所示 S是溫控開關(guān) R1為加熱器 當(dāng)開關(guān)S接到a時(shí) 電熱水壺處于加熱狀態(tài) 此時(shí)通過電熱水壺的電流是5A 當(dāng)水燒開時(shí) 開關(guān)S自動(dòng)切換到b 電熱水壺處于保溫狀態(tài) 此時(shí)電熱水壺的電功率為165W 不考慮溫度對(duì)電阻阻值的影響 問 1 加熱電阻R1的阻值是多大 2 在保溫狀態(tài)下 通過電阻R2的電流是多少 1 當(dāng)開關(guān)接到a時(shí) 電熱水壺處于加熱狀態(tài) 設(shè)通過R1的電流為I1 根據(jù)I U R知 R1 UI1 220V 5A 44 2 當(dāng)開關(guān)接到b時(shí) 電熱水壺處于保溫狀態(tài) 設(shè)通過R2的電流為I2 電路電流為I 因電阻R1與電阻R2串聯(lián) 根據(jù)P UI 故I2 I P U 165W 220V 0 75A 3 電熱飲水機(jī)有加熱和保溫兩種工作狀態(tài) 由機(jī)內(nèi)溫控開關(guān)S0自動(dòng)控制 從說明書上收集到下表的數(shù)據(jù)及圖16所示的電路原理圖 1 請(qǐng)分析說明溫控開關(guān)S0斷開時(shí) 飲水機(jī)處于哪種工作狀態(tài) 2 求電阻R1的阻值 3 求電熱飲水機(jī)在加熱狀態(tài)下的工作電流 3 解 1 當(dāng)開關(guān)S閉合 S0斷開時(shí) 電熱飲水機(jī)只有R2工作 處于保溫狀態(tài) 2 當(dāng)開關(guān)S S0閉合時(shí) 電熱飲水機(jī)處于加熱狀態(tài) 此時(shí)R1消耗的電功率為 P1 P總 P2 400W 40W 360W則有 R1 U2 P1 220V 2 360W 134 4 3 由P UI可得正常加熱狀態(tài)下的電流 I P總 U 400W 220V 1 82A 4 2013 廣東 圖17 甲是家用電吹風(fēng)的工作原理圖 電吹風(fēng)工作時(shí)可以吹出熱風(fēng) 也可以吹出涼風(fēng) 1 要讓電吹風(fēng)工作時(shí)吹出熱風(fēng) 它的開關(guān)應(yīng)置于圖17 甲中 填 1 2 或 3 位置 此時(shí)電風(fēng)扇與電熱絲的連接方式是 2 某次用該電吹風(fēng)將頭發(fā)吹干的過程中 電吹風(fēng)的功率隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖17 乙所示 則在該次吹干頭發(fā)的過程中電吹風(fēng)消耗的總電能是J 3 電熱絲在工作時(shí)的電阻值是 保留一位小數(shù) 4 使用幾年后 發(fā)現(xiàn)電熱絲變細(xì) 則其電阻變 它的實(shí)際功率將變 1 并聯(lián) 13200 91 7 大 小 謝謝