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1、第十八章 电 功 率,一、电能与电功 1.电能: (1)利用:把电能转化为其他形式的能。 (2)单位及其换算: 国际单位:_,符号:_。 常用单位:度,学名:_,符号:_。 换算:1度=_kWh=_ J。,焦耳,J,千瓦时,kWh,1,3.6106,2.电能表: (1)用途:测量用电器在一段时间内消耗的_。 (2)铭牌上通常所标参数的含义:如图所示,电能,a.“220V”表示电能表应在_的电路中使用。 b.10(20)A表示电能表的标定电流为_,额定最 大电流为_。 c.600revs/kWh表示接在这个电能表上的用电 器每消耗1kWh的电能,电能表转盘转_转。,220V,10A,20A,60
2、0,(3)读数方法:电能表计数器上前后两次_,就 是用户在这一段时间消耗电能的千瓦时数。图中电能 表的读数为_kWh。,读数之差,2012.7,3.电功: (1)实质:电能转化为其他形式的能的过程也可以说是 电流_的过程,有多少电能发生了转化就说电流做 了多少功。 (2)影响电流做功多少的因素:电流的大小、电压的高 低、通电时间的长短。电压越高,电流越大,通电时间 越长,电流做功_。 (3)计算公式:_。,做功,越多,W=UIt,二、电功率 1.意义:表示_的物理量,电流做功越快, 电功率_。 2.定义:_与_之比。 3.计算公式:P=_=_。,电流做功快慢,越大,电功,时间,UI,4.单位:
3、 (1)国际单位:瓦特(W)。 (2)常用单位:千瓦(kW)、毫瓦(mW)。 (3)换算:1kW=_W,1W=_mW。,103,103,5.常见用电器的电功率:,6.额定电压、额定功率: (1)额定电压:用电器_时的电压。 (2)额定功率:用电器在_电压下工作时的电功率。 (3)实际功率:用电器在_电压下的电功率。,正常工作,额定,实际,(4)实际电压、实际功率、灯泡亮度的关系:,亮,暗,=,正常发光,三、测量小灯泡的电功率 1.实验原理:_。通过对_和_的测量间接 地测出小灯泡的电功率。,P=UI,电流,电压,2.实验原理图:,四、焦耳定律 1.电流的热效应:电流通过导体时电能转化成_ 的现
4、象。 2.影响电流通过导体产生热量多少的因素: (1)在电流相同、通电时间相同的情况下,_越大, 这个电阻产生的热量越多。,内能,电阻,(2)在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过一个电 阻的_越大,这个电阻产生的热量越多。 (3)在电流相同、电阻相同的情况下,_越长, 这个电阻产生的热量越多。,电流,通电时间,3.焦耳定律: (1)内容:电流通过导体产生的热量跟电流的_ 成正比,跟导体的_成正比,跟_成正比。 (2)公式:_。,二次方,电阻,通电时间,Q=I2Rt,4.电热的利用和防止: (1)利用:电热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。 (2)防止:用电器装有风扇、散热窗等,将产生的热散
5、去。,【教材图解诊断自测】 1.如图,各种各样的发电厂把不同形式的能转化为 _能。电灯把电能转化为_能,电动机把电能转化 为_能,电热器把电能转化为_能。,电,光,机械,内,2.如图,在日常使用的节能灯上可以看到“220V”和 “24W”字样,这说明该节能灯的额定电压是_V,额 定功率是_W,若接在200V的电压下,节能灯_正 常工作。此时它的实际功率_24W。,220,24,不能,小于,3.如图是探究电流通过导体时产生热量与_的关 系,当通过R1的电流是2A时,10s内电流通过R1产生的 热量是_J。,电阻,200,4.如图,电炉是利用_工作的用电器,电 炉工作时电炉丝热得发红,而与之相连的
6、导线却不怎 么热,这是因为二者的_不同。,电流的热效应,电阻,考点1 灯泡亮暗的比较 1.灯泡正常发光:,2.灯泡不正常发光: (1)灯泡串联:,(2)灯泡并联:,【规避失分点】 灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,即使灯泡的额定电压不同,只要其实际功率相同,则灯泡的亮度就相同。,【典例1】(2017赤峰中考)如图所示,甲、乙两个电路的电源电压相等且保持不变,两个灯泡的规格相同。闭合开关后,当滑动变阻器的滑片都从中点向右滑动的过程中,关于灯泡亮度的说法,正确的是( ) 世纪金榜导学号59944212,A.灯泡L1和L2都变亮 B.灯泡L1和L2都变暗 C.L1始终比L2亮 D.L1始终比L2暗,【
7、精讲精析】选D。甲图中灯泡L1与滑动变阻器串联, 在滑动变阻器的滑片从中点向右滑动的过程中,接入 电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由I= 可知,电路中的电流变小,因灯泡的亮暗取决于实际功 率的大小,所以,由P=I2R可知,灯泡L1的实际功率变小, 灯泡变暗。,乙图中灯泡L2与滑动变阻器并联,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,灯泡L2的实际功率不变,亮度不变。,因并联电路中各支路两端的电压相等,串联电路中总 电压等于各分电压之和,所以,L1两端的电压始终小于 L2两端的电压,因两灯泡的规格相同,即电阻相等,所 以,由P= 可知,L2的实际功率始终比L1大,则L2始终
8、比L1亮。 综上可知,A、B、C错误,D正确。故选D。,【典例2】(2016贵阳中考)将两盏分别标有“6V 3W”和“6V 9 W”字样的小灯泡L1和L2,串联后接入电压为8V的电路中,设灯泡电阻不变。下列说法中正确的是 ( ) A.两灯均能正常发光 B.两灯额定电流相同 C.L1的实际功率比L2小 D.L1的亮度比L2大,【精讲精析】选D。本题考查串联电路和电功率的有 关计算,先根据两个灯泡的额定电压和额定功率计算 出它们的电阻,然后根据有关公式计算出它们的实际 功率再判断选项。R1= =12,同理可求得 R2=4,因为电路串联,所以I= =0.5A, P1=I2R1=(0.5A)212=3
9、W,同理可求得P2=1W,而小,灯泡的亮度取决于小灯泡的实际功率,因为P1P2,所以小灯泡L1的亮度比L2大,故选D。,【知识拓展】白炽灯泡呈梨形的原因 白炽灯泡的灯丝是用金属钨制成的。通电后,灯丝发热,温度高达2500以上。金属钨在高温下升华,一部分金属钨的微粒便从灯丝表面跑出来,附着在灯泡内壁上。时间长了灯泡就会变黑,降低亮度,影响照明。,科学家们根据气体对流是自下而上的特点,在灯泡内充有少量惰性气体,并把灯泡做成梨形。这样,灯泡内的惰性气体对流时,金属钨升华时的黑色微粒大部分被气体卷到上方,附着在灯泡的颈部,便可保持玻璃透明,使白炽灯泡照明的亮度不受影响。,考点2 电功、电功率的计算,【
10、规避失分点】 (1)用电器的U额、P额具有唯一性、对应性,而用电器的U实、P实可以有多个,但具有同体性和同时性。 (2)进行计算时,一般不考虑温度对电阻的影响,可认为同一用电器(电热器)在不同电压下的电阻是相同的。根据铭牌上的额定电压、额定功率或额定电流值进行计算:,求电阻: 求实际功率:,【典例3】(2017成都中考)如图所示,定值电阻R0=10,滑动变阻器R的最大阻值为20,灯泡L上标有“3V 0.6W”的字样。只闭合开关S、S1,并把R的滑片移到最右端,电流表的示数为0.1A。 世纪金榜导学号59944213,(1)电源电压为多少? (2)若三个开关都闭合,R的滑片移到最左端,此时电路的
11、总功率为多少?,【解题关键】解答本题应抓住以下关键点: 关键1:认清电路结构:只闭合开关S、S1,R0与滑动变阻器串联;若三个开关都闭合,R的滑片移到最左端,灯泡与R0并联。 关键2:电路总功率等于每一个用电器的功率之和。,【规范解答】(1)只闭合开关S、S1,R0与滑动变阻器串 联,R的滑片移到最右端连入电路的电阻为20,则总 电阻:R=R0+R滑=10+20=30,由I= 可得,电源的 电压:U=IR=0.1A30=3V。,(2)若三个开关都闭合,R的滑片移到最左端连入电路 的电阻为0,所以灯泡与R0并联;则:P0= =0.9 W,灯泡两端的电压UL=U=3V,与额定电压3V相等, 则灯泡
12、正常发光;PL=P额=0.6W,所以总功率P=P0+PL= 0.9W+0.6W=1.5W。 答案:(1)3V (2)1.5W,【典例4】(2016丹东中考)如图,电源电压恒为6V,定值电阻R为6,灯泡L标有“6V 3W”字样,灯丝电阻不变,求:,(1)灯泡L正常发光的电阻是多少? (2)开关S1、S2、S3分别在什么状态时,整个电路中消耗的总功率最小?最小功率是多少? (3)开关S1、S2、S3分别在什么状态时,整个电路中消耗的总功率最大?最大功率是多少?,【解题关键】解答本题明确以下关键点: 关键点1:根据P= 的变形公式求出灯泡L正常发光 的电阻; 关键点2:判断开关断开或闭合时电阻和灯泡
13、L的连接 方式,并求出总电阻。 关键点3:利用P= 分析开关处于什么状态时电路消 耗的功率最小和功率最大,并求出最小功率和最大功 率。,【规范解答】(1)由P= 可知,灯泡正常发光的电阻: RL= (2)当S2闭合,S1、S3断开时,此时L与R串联,电路的总 电阻最大,由P= 可知,电路总功率最小; 电路中的总电阻:R总=RL+R=12+6=18, 电路的总功率:Pmin= =2W。,(3)当S2断开,S1、S3闭合时,此时L与R并联,L正常发光, 电路总电阻最小,由P= 可知,电路中电功率最大; 电阻R的功率:PR= 电路的总功率:Pmax=PL+PR=3W+6W=9W。,答案:(1)12
14、(2)当S2闭合,S1、S3断开时,电路中总功率最小 2W (3)当S2断开,S1、S3闭合时,电路中总功率最大 9W,【备选例题】 (2017聊城模拟)标有“10V 10W”“10V 20W”的灯L1和L2串联,已知某一电灯正常发光,另一个灯比较暗,则较暗灯的实际功率为多少?,【精讲精析】由P=UI可得,两灯泡的额定电流分别为: 因串联电路中各处的电流相等,且某一电灯正常发光, 另一个灯比较暗。,所以,此时电路中的电流I=I1=1A,正常发光的灯泡为L1, 较暗的灯泡为L2, 由I= 可得,L2的电阻,R2= =5, L2的实际功率:P2=I2R2=(1A)25=5W。 答案:5W,考点3
15、电能、电功率、电热的综合计算 1.电能、电功率、电热在计算时的公式比较如下:,说明:选择公式的办法:先审题,明确已知的物理量和所求量,然后再分析电路的性质(是纯电阻电路还是非纯电阻电路),看哪个公式的已知量多,就先考虑选用哪个公式,在计算时一定要注意各物理量单位之间的换算和统一。,2.电热结合的综合计算: (1)水吸收的热量的计算:Q=cmt。 (2)用电器消耗电能放出的热量:Q=I2Rt、Q=W=Pt=UIt = t(纯电阻电路)。,3.电热器的多挡位问题: (1)多挡位的实质:切换电热器的开关,改变电热器的 功率。 (2)电路中多挡位问题的解决思路:解决多挡位问题的 关键是判断电路电阻的大小。对于家庭电路,在不同 挡位时总电压不变,根据P= 可知,总电阻最小时,总 功率最大,此时电热器处于高温挡;总电阻最大时,总 功率最小,此时电热器处于低温挡。,(3)常见的多挡位电路设计:,【典例5】(2017宿迁中考)冬天,人们常用电热毯来取暖。如图所示是某品牌电热毯的等效电路,有高温挡和低温挡,低温挡电功率为25W,已知电阻R=484。求:,(1)开关S闭合时电热
