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1、第4讲 电能 电功率 1 知道电能 知道用电能表测电能 认识电功 能计算电 路中的电功 2 理解电功率和电流 电压 电阻之间的关系 掌握电功 率的计算公式 3 能区分用电器的额定功率和实际功率 能计算用电器的 功率 4 会用伏安法测小灯泡的电功率和用电能表测算电功率 5 能通过实验探究 知道在电流一定时 导体消耗的电功 率与导体的电阻成正比 6 知道电流的热效应及焦耳定律 1 电能的转化 电能可以转化为其他形式的能量 用电器工作的过程就是把 转化为 的过程 1 电能用W表示 常用单位是 能量的基本单位是 简称焦 1kW h J 2Rt W 一 电能和电功 电能 其他形式的能 2 电能 kW h
2、 J 3 6 106 2 计算式 W UIt Pt 推导式 W I 只适用于纯电阻电路 3 电能表 消耗电能 1 作用 是测量一段时间内 的多少的仪器 2 读数方法 电能表表盘上先后两次示数之差就是这段时间内用电的千瓦时数 即电流在这段时间内所做的功 4 电功 电能转化为其他形式的能的过程就是 的过程 有多少电能发生了转化 就说电流做了多少功 国际单位也是焦耳 常用单位是千瓦时 电流做功 二 电功率 快慢 P 瓦特 瓦 W 1 电功率 是表示电流做功 的物理量 用 表示 单位是 简称 符号是 常用单位有kW 1kW 1000W 做功的多少 2 定义 用电器在单位时间内 3 定义式 P Wt 4
3、 变形公式 P UI P U2R P I2R 2 应用 电烙铁 电热毯 电烤箱等 3 焦耳定律 电流在导体上产生的热量与电流的平方成正比 与电阻成正比 与通电时间成正比 即Q 5 额定功率与实际功率 用电器在 下工作时的电功率 叫做额定功率 用电器在实际电压下工作时的电功率 叫做 实际功率不是固定的 三 电和热 额定电压 实际功率 发热 1 电流的热效应 电流通过导体时会使导体 的现象叫做电流的热效应 电热水器 I2Rt 考点1 电能表 例1 2012年广东 如图4 4 1所示 电能表的示数为 度 在某段时间内转盘转过了1000转 表示此段 时间内用了 度电 1931 6 0 4 图4 4 1
4、思路点拨 读电能表时要注意最后一位是小数 考点2 电功率 例2 有一个标有 220V110W 字样的灯泡L1 求 1 1 1度的电可供该灯泡正常工作多少小时 2 该灯泡L1的电阻阻值是多少 3 若把L1与标有 220V 1A 的另一个灯泡L2串联后接 到220V的电源上 求L1实际消耗的电功率是多少瓦 结果保留整数 解 1 由W Pt得t 10h 110 10 kW 3 灯泡L2的电阻R2 思路点拨 熟练运用电功率的计算公式及其变形公式 同时结合欧姆定律解题 答案 WP 1 1kW h 3 2 由P U2R 得灯泡L1的电阻R1 U122202P1110 440 U2I2 220V1A 220
5、 则L1与L2串 联后电路中的电流I UR1 R2 L1实际消耗的电功率P I2R1 解得P 49W 考点3 电功率的测量 测量小灯泡的额定电功率1 原理 P UI 2 电路图和实物图如图4 4 2所示 图4 4 2 3 实验步骤 1 根据电路图连接实物 2 检查电路无误后 闭合开关S 调节滑动变阻器使电压表的示数等于小灯泡的额定电压 同时读出电流表的示数 填入表格 并观察小灯泡的亮度 断开S 3 闭合开关S 调节滑动变阻器使电压表的示数略高于小灯泡的额定电压 同时读出电流表的示数 填入表格 并观察小灯泡的亮度 断开S 4 闭合开关S 调节滑动变阻器使电压表的示数稍小于小灯泡的额定电压 同时读
6、出电流表的示数 填入表格 并观察小灯泡的亮度 断开S 4 注意 1 小灯泡的亮度决定于它的实际功率 小灯泡的实际功率 越大 小灯泡越亮 2 根据小灯泡的额定电压选择电压表的量程 根据或选择电流表的量程 例3 2012年荆州 某学习小组在 测定小灯泡的电功率 的实验中 电源由三节新干电池串联组成 小灯泡的额定电压为2 5V 电阻约为10 图4 4 3 1 请你用笔画线代替导线 将图4 4 3甲中的实物电路 连接完整 2 某次实验 电压表示数如图乙所示 此时电路中滑动变阻器两端的电压为 V 如果要使灯泡正常发光 应该向 填 A 或 B 端移动滑动变阻器的滑片 3 小菁同学移动滑片P 记下多组对应的
7、电压表和电流表的示数 并绘制成如图丙所示的I U图象 根据图象信息 可计算出小灯泡的额定电功率是 W 思路点拨 小灯泡的额定电压为2 5V 电阻约为10 可根据I 估算小灯泡的额定电流 确定电流表的量程 当电压表示数为2 2V时 说明小灯泡还没达到额定电压 要增大小灯泡的电压 可以减小滑动变阻器的阻值 由图丙可知 当U额 2 5V时 I额 0 2A 根据P额 U额I额可求出小灯泡的额定电功率 2 2 3 B 3 0 5 U2R 答案 1 如图30所示 1 2012年广东 如图4 4 4所示的装置可用来定性研究 定律 将电阻R甲与R乙 R甲 R乙 串联在电路中是为了使通电时间和 相同 通过温度计
8、示数的变化可以比较 的多少 焦耳 电流大小 图4 4 4 电流产生的热量 2 2012年广东 某保温电热水壶的电路如图4 4 5所示 S是温控开关 R1为加热器 当开关S接到a时 电热水壶处于加热状态 此时通过电热水壶的电流是5A 当水烧开时 开关S自动切换到b 电热水壶处于保温状态 此时电热水壶的电功率为165W 不考虑温度对电阻阻值的影响 求 图4 4 5 R1 I2 I 0 75A 1 加热电阻R1的阻值是多大 2 在保温状态下 通过电阻R2的电流是多少 答案 解 1 当开关接到a时 电热水壶处于加热状态 通过R1的电流为I1 5A 根据I 有 U220VI15A 44 2 当开关接到b
9、时 电热水壶处于保温状态 设通过R2的电流为I2 电路中的电流为I 再根据P UI 有 PU 165W220V 3 2011年湛江 小鹏同学家的电能表如图4 4 6所示 则小鹏家已消耗的电能为 kW h 转盘已转过 转 他发现家里只使用一只电水壶 其他用电器都关闭 时 观察到电能表转盘3分钟转过100转 电水壶工作时的实际电功 率为 W 30 6 104 1000 图4 4 6 4 2010年湛江 如图4 4 7所示是电阻甲和乙的U I 图象 下列说法中正确的是 D A 电阻甲和乙都是阻值不变的电阻B 当乙两端电压为2V时 R乙 5 C 甲 乙串联在电路中 当电路电流为0 2A时 电源电压为2
10、VD 甲 乙并联在电路中 当电源电压为2V时 电路总功率为1 2W 5 2011年深圳 甲 乙两个灯泡的铭牌分别是 PZ220V 25W PZ220V 100W 关于这两个灯泡的描述正 确的是 C A 甲灯的灯丝粗 电阻大B 乙灯的灯丝细 电阻小C 甲灯的灯丝细 电阻大D 乙灯的灯丝粗 电阻大 6 2010年广东 在测定 小灯泡额定电功率 的实验中 电源电压为4 5V且保持不变 小灯泡额定电压为2 5V 电阻约为10 1 请你用笔画线代替导线 将图4 4 8中的实物电路连 接完整 2 当小明同学按要求将电路正确连接后 闭合开关 移动变阻器滑片P到某一点时 电流表示数 如图4 4 9甲所示 为
11、A 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4 4 8中变阻器滑片P向 填 A 或 B 端移动 使电压表的示数为2 5V 3 另一组的小红同学在接线时 不小心将线接错了 使开关闭合后 移动变阻器滑片P 发现电流表示数变大时 电压表示数却变小 分析一下产生这个现象的原因是 答案 1 如图31所示 图31 2 0 2 2 B 3 电压表测滑动变阻器两端的电压了 电压表与滑动变阻器并联了 7 2010年肇庆 2010年上海世博会上 节能LED灯占所有景观照明灯的60 以上 LED灯 半导体发光二极管 可以直接把电能转化为光能 小明同学将10个LED灯 每个LED灯的额定电压
12、为2 5V 焊接在一块电路板上 制作了一个简易LED灯手电筒 此手电筒用两节干电池做电源 他想测算出这10个LED灯正常发光时的功率 1 在电路板上 这10个LED灯是 联的 填 串 或 并 2 为完成测量10个LED灯正常发光时的功率 请你帮他 将电压表接入图4 4 10的电路中 3 在闭合开关前 图中滑动变阻器的滑片应位于 填 左 或 右 端 调节滑动变阻器使LED灯两端的电压为2 5V 此时电流表示数如图4 4 11所示 该电流大小是 A 电路板上AB间的总电阻是 10个LED灯正常发光时的功率是 W 4 该手电筒正常工作时的总功率 填 大于 等于 或 小于 10个LED灯正常发光时消耗的功率 答案 1 并 2 如图32所示 图32 3 右 0 20 或0 2 12 5 0 5 4 大于 3 两发热丝的电阻之比多大 8 2010年广州 某电熨斗内有R1 R2两段发热丝 其简化电路如图4 4 12所示 它在220V或110V电压下都能正常工作 110V时将S打至1挡 220V时将S打至2挡 这两种情况下电熨斗的电功率均为1100W 求 1 电熨斗正常工作5分钟消耗多少电能 2 电熨斗在220V电压下正常工作的电流 是多大
