第30课时电功和电功率

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1、第30课时 电功和电功率,考 点 管 理,1电功(理解) (1)电流做功实质是：_转化为_。 (2)公式：_；_。 (3)单位：_。 (4)测量：_(单位：kWh)。 【注意】1kWh_J。,电能,其他形式的能,WUIt,WPt,焦(J),电能表,3.6106,2电功率(掌握) (1)含义：电流在_内所做的功。 (2)公式：_；_。 (3)单位：_；1 W1 J/s1 VA。 (4)额定电压和额定功率 额定电压：用电器正常工作时的电压。 额定功率：用电器在额定电压下工作时的功率。 实际电压：用电器在实际工作时的电压。 实际功率：用电器在实际工作时的功率。 (5)测量方法：伏安法。,单位时间,P

2、UI,瓦(W),【注意】 只有当U实U额时，P实P额，用电器才能正常工作； 当U实U额时，P实P额，可能烧坏用电器。 3焦耳定律(理解) (1)电流的热效应：电流通过导体时会产生热量的现象叫电流的热效应。 (2)焦耳定律(公式)：_。 (3)电热器：利用_制成的加热设备。 【注意】只有当电能全部转化为热能时，WQ；当电能不全部转化为热能时，WQ。,QI2Rt,电流热效应,归 类 探 究,类型之一 掌握电功电功率的分析计算 2014遵义如图301所示的电路中，电源电压保持不变，R115 ，闭合S1、S2，断开S3时，电流表示数为0.4 A，则此时R1两端的电压为_V。当S1、S2、S3都闭合时，

3、R1的电功率为P1；闭合S1、S3，断开S2时，R1的电功率变为P1的9/16，则R2的电阻为_。 图301,6,5,2014玉林如图302所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“6V 3W”的字样，其电阻不随温度变化，滑动变阻器的最大阻值为18 。当S闭合，S1、S2都断开时，滑片P从b端向a端滑过三分之一时，小灯泡恰好正常发光。保持滑片P的位置不变，闭合S、S1、S2，发现电路消耗的总功率变化了12 W。求： 图302,(1)小灯泡正常工作的电流； (2)小灯泡的电阻； (3)电源电压； (4)当开关S、S1、S2都闭合时，电路消耗总功率的最小值。 【答案】 (1)0.5 A (2)12 (

4、3)12 V (4)14 W 【解析】 (1)小灯泡正常工作的电流： ILPL/UL3 W/6 V0.5 A。 或RLUL/IL6 V/0.5 A12 。,(3)电源电压保持不变，滑片P从b端向a端滑过三分之一时，RL与2/3R串联，由于灯正常发光，所以电源电压： UIL(RL2/3R)0.5 A(12 2/318 )12 V。 (4)RL与2/3R串联时的功率为： P串UIL12 V0.5 A6 W。 当开关S、S1、S2都闭合时，R0与2/3R并联，此时， P并U2/R0U2/(2/3R)(12 V)2/R0(12 V)2/(2/318 )18 W。所以，R024 。 当开关S、S1、S2

5、都闭合时，电路消耗总功率的最小值为： P最小U2/R0U2/R(12 V)2/24 (12 V)2/18 6 W8 W14(W)。,【点悟】 有关电功电功率的计算的解题关键是分析电路并运用有关公式进行计算，同时需注意各电学量的对应性和单位的一致性。,类型之二 理解伏安法测电功率 2013齐齐哈尔在测量小灯泡电功率的实验中，电源电压为4.5 V，小灯泡的额定电压为2.5 V，小灯泡正常发光时的电阻约为10 。,图303 (1)请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。要求：当滑动变阻器的滑片向左移动时，连入电路的电阻变大；连线不得交叉。,【答案】 按下面A图或B图连接,(2)小宇同学闭合

6、开关，移动滑片P到某一位置时，电压表示数(如图乙所示)为_V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑动变阻器的滑片P向_(填“A”或“B”)端移动，使电压表的示数为2.5 V。 (3)小宇同学继续移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的IU关系图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是_W，还可以得出：小灯泡的实际功率随实际电压的增大而_(填“增大”“减小”或“不变”)。,2.2,B,0.5,增大,(4)小叶同学按同一电路连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光，并很快熄灭，检查后发现连线正确，请你找出她在实验中两个操作不当之处是： _； _ _ _。 【解

7、析】 当电压表示数低于灯的额定电压时，应增大电路中的电流，滑动变阻器的滑片应向阻值较小处滑动。连接好最后的导线灯立即亮，说明连接电路时开关没有断开。,连接电路时开关没有断开,闭合开关前，没有将滑动变阻器的滑片调到阻值最大,的位置。(滑动变阻器连入电路的阻值很小或阻值为零等其他合,理的答案均可),小明找来了下列器材：电流表、电压表、开关各一个，一个额定电压是4.5 V、正常工作电流约为0.5 A的小灯泡，三个规格分别为“20 1A”、“30 0.5A”和“50 1A”的滑动变阻器，导线若干，电源(电压为6 V)。设计如图304所示的电路进行“测量小灯泡功率”的实验。,图304,实验中小明在正确的

8、连接和调节滑片后，他测出的数据如下表： (1)通过分析表中的数据，你认为小明选择的是规格为_ _的滑动变阻器。 (2)根据测量的数据请计算测量小灯泡的额定功率：_ _。,50 1A,2.3W,(3)完成实验后，小明产生疑问：实验中滑动变阻器接入电路的阻值发生变化时，它消耗的电功率如何变化呢？分析表中的数据，写出该滑动变阻器消耗的功率随它接入电路的电阻变化而变化的情况是：_ _ _ _。 (4)另一位同学建议小明用一个定值电阻换下电路中的灯泡再进行研究变阻器消耗的电功率如何变化，他建议这样做的原因是：_。,该滑动变阻器消耗的功率先随它接入电,路电阻的减小而增大，后随它接入电路电阻的减小而减小(该

9、滑,动变阻器消耗的功率先随它接入电路电阻的增大而增大，后随,它接入电路电阻的增大而减小),小灯泡灯丝的电阻受温度的影响而发生变化,【解析】 (1)由表中数据可知，通过滑动变阻器的电流超过了0.5 A，最大阻值超过了20 (4.5 V/0.17 A26.5 )，所以变阻器的规格为“50 1A”。(2)灯的额定电压为4.5 V，电源电压为6 V，而电压表并联在变阻器两端，只有电压表示数是1.5 V时，灯才正常工作。PUI4.5 V0.51 A2.3 W。(3)分析表中数据可知，变阻器并不是在阻值最大处或中间处功率最大。而是与所串联的电阻阻值相等时功率最大。(4)为了减少灯在工作过程中由于温度变化引

10、起阻值变化对电路的影响，应换为定值电阻进行实验。 【点悟】 正确连接电路，电压表、电流表连入电路时应正确选择量程。根据表格数据转化为曲线图像有利于分析两者之间的关系，实验应控制变量。,类型之三 关于焦耳定律的理解和应用 2013兰州如图305所示，甲、乙两只烧瓶中装有质量相同，初温相同的煤油。闭合开关S后，观察到甲温度计比乙温度计示数上升得快。由此可判断电阻丝R1的阻值_ _(填“大于”或“小于”)电阻丝R2的阻值。 图305,大于,【解析】 电阻R1、R2串联，串联电路中电流相等，电阻越大，电阻产生的热量越多。 【点悟】 电流通过导体产生的热量多少与电流大小、电阻大小、通电时间多少有关。,易

11、 错 警 示,2014兰州在如图306所示的电路中，电源电压恒为9 V，电压表的量程为015 V，电流表的量程为00.6 A，定值电阻R1的规格为“30 0.5A”，滑动变阻器R2的规格为“20 1A”，灯泡L上标有“6V 3W”的字样，,解题时不理解功率变化范围致错,图306,假设灯丝的电阻不变。闭合开关，在不损坏电路元件的情况下，下列说法中正确的是 ( ),A整个电路消耗的总功率的变化范围是3.3754.5 W B电压表示数的变化范围是36 V C滑动变阻器允许的调节范围是520 D电流表示数的变化范围是0.10.5 A 【错解】 B、C、D 【错因分析】 解题时不理解功率、电压、电流的变

12、化范围致错。当灯泡正常发光时的总电流为0.5 A，电路中的总功率为P最小UI9 V0.5 A4.5 W；当滑动变阻器的阻值最大为20 时，电路中的总电阻最大，此时电路的总功率最小，定值电阻与变阻器的总电阻R12 ；总功率为P最小3.375 W；当,滑动变阻器的阻值为20 时，电路中的总电阻最大，电流最小，电压表的示数最小，为UIR4.5 V；当灯泡正常发光时，此时电压表的示数最大，U最大6 V；所以电压表的变化范围是4.5 V6 V，由上分析变阻器的变化范围是7.5 20 。由上分析知，当变阻器的阻值为20 时，R1两端的电压最大，电流表的最大示数为I最大0.15 A；当灯泡正常发光时，R1两

13、端的电压最小，电流表的最小示数为：I最小0.1 A，则电流表的变化范围为0.1 A0.15 A。 【正解】 A,1如果加在某定值电阻两端的电压从8 V升高到10 V，通过该电阻的电流变化了0.1 A，则该电阻的电功率变化了 ( ) A0.2 W B1.8 W C2.0 W D8.0 W 【解析】 8 V/I110 V/(I10.1 A)，计算得I10.4 A，则I20.5 A，PP2P1U2I2U1I15 W3.2 W1.8 W。,B,22013泉州如图307所示的电路中，电源电压不变，移动滑动变阻器R1的滑片P，当电流表的示数变化范围为1 A1.3 A时，电压表的示数变化了3 V，则该定值电阻R2所消耗功率的变化范围是 ( ),图307,D,A3 W3.9 W B3 W5.07 W C3.9 W10 W D10 W16.9 W 【解析】 应根据定值电阻的阻值不变，先计算电压的变化范围，再计算功率变化值。即：U1/1 A(3 VU1)/1.3 A，计算得U110 V，则U213 V。,当 堂 检 测,练 出 高 分,