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1、第25课电功和电功率 考点扫描 知识结构 要点梳理 一 电功1 电功的定义 指通过用电器时所做的功 电流做了多少功 就有多少的能转化为能 电功量度用电器消耗多少电能 2 影响电功大小的因素 和 3 电功的计算公式 W W Pt 在纯电阻电路中 W Q I2Rt U2t R Q I2Rt 焦耳定律 4 电功的单位 焦耳 J 常用单位有 千瓦时 kW h 1焦耳 瓦 秒 伏 安 秒 1千瓦时 焦 5 测量仪器 千瓦时计 测量一段时间内电路所消耗的电能 电流 电 其他形式的 电压 电流 通电时间 UIt 3 6 106 1 1 电能表 练一练1 1 电流在一段电路上做功的多少 决定于电路中的 A 电
2、流和这段电路中的电阻B 电流和这段电路两端的电压C 电流 这段电路两端的电压和通电时间D 电流和通电时间解析 由电功的计算公式W UIt 可以知道 影响电功的因素有电流 这段电路两端的电压和通电时间 2 下列仪器是测量电路消耗电功多少的是 A 电流表B 电压表C 电能表D 欧姆表 C C 二 电功率1 电功率的定义 它反映 电功率大表示电流做功快 表示电能转化为其他形式的能量快 2 影响电功率大小的因素 和 3 电功率的计算公式 P P 在纯电阻电路中 P U2 R I2R 4 电功率的单位 瓦特 W 1瓦特 伏 安 1焦 秒 常用单位 1千瓦 1000瓦 电流在单位时间内所做的功 电流做功快
3、慢 电压 电流 W t UI 1 5 电压和电功率 1 电压额定电压 用电器两端的电压 实际电压 将用电器接入某一电路时 用电器两端的电压 2 电功率额定功率 用电器在下工作时所消耗的电功率 实际功率 用电器在下工作时消耗的电功率 正常工作时 工作时 额定电压 实际电压 1 反映灯泡明暗程度的量是 A 通过灯泡的电流B 灯泡两端的电压C 灯泡的额定功率D 灯泡的实际功率解析 灯泡的实际功率大 灯泡亮 灯泡的实际功率小 灯泡暗 因此选D 2 一个标有 220V40W 的电灯接在照明电路中正常工作多少小时后消耗1千瓦时的电能 A 40小时B 1小时C 0 025小时D 25小时解析 利用t W P
4、求得t 25 小时 D D 练一练2 四 伏安法测量小灯泡的电功率1 实验原理 P 2 实验器材 电池若干 导线若干 开关 待测小灯泡 3 绘制实验电路图 4 待测的量 小灯泡两端的 通过小灯泡的 UI 电压表 电流表 滑动变阻器 电压 电流 练一练 3 为了测定额定电压为2 5V的小灯泡的额定功率 1 如图所示是某同学还没有连接成完整电路的实物图 请你在图中补画上缺少的两根导线 不得更改原有接线 导线不要交叉 2 在连接电路的过程中 开关必须 3 电路连接正确后 闭合开关 移动变阻器的滑片 使电压表的示数为时小灯泡能正常发光 4 若电源电压为6V 小灯泡正常发光时电阻为10 滑动变阻器有 1
5、0 5A 20 1A 两种规格 则本实验选择规格为的变阻器 断开 2 5V 20 1A 热点聚焦深度剖析 要点提示 用电器消耗多少电能 即电流做了多少功 可用公式W UIt或W Pt来计算 当用电器为纯电阻时 还可用公式W U2t R I2Rt来计算 热点一电功的计算 典例分析15月20日是 中国学生营养日 学生的膳食结构越来越受到学校 家庭和社会的重视 妈妈为了改善小红的早餐营养 买了一台全自动豆浆机 豆浆机的工作原理示意图和铭牌如下 豆浆机做一次豆浆 若电动机累计工作3分钟 电阻丝累计加热12分钟 则总共消耗多少电能 解析 由P W t得W Pt 电动机工作3分钟消耗的电能W1 P1t1
6、150瓦 3 60秒 2 7 104焦 加热消耗的电能W2 P2t2 800瓦 12 60秒 5 76 105焦 豆浆机做一次豆浆共消耗的电能W W1 W2 2 7 104焦 5 76 105焦 6 03 105焦答案6 03 105焦 对点训练 1 某同学家有1台60W彩电 3盏60W的电灯 4台40W的电扇 每天各用电器平均少用1h 试计算1个月 以30天计 共节约多少千瓦时电 这些电可供1台200W的洗衣机工作多少小时 解析 节约的电能即为这些用电器在每天工作1h内消耗的电能总和 解 W Pt P1t P2t P3t 0 06kW 3 0 06kW 4 0 04kW 1h 30 12kW
7、 h 对于洗衣机 P4 200W 可工作时间t 60h 热点二电功率的计算 要点提示 电功率表示电流做功的快慢 可用P W t P UI来计算用电器消耗的电功率大小 对于纯电阻用电器 电功率还可用P U2 R P I2R计算 只有当用电器两端的电压等于额定电压时 用电器实际消耗的电功率才等于额定功率 典例分析2发光二极管 LED 具有高亮度 低能耗等优点 将在我市推广使用 如图甲所示是LED的实验图和元件符号 把一个额定电压为3伏的LED接入电源电压恒为4 5伏的电路中 如图乙所示 移动滑片P 测得电流表与电压表的示数变化关系如图丙所示 当该LED正常工作时 此时变阻器R 消耗的电功率为多大
8、解析 本题以发光二极管为背景 综合考查电功率计算和串联电路知识 计算R 消耗的电功率 可结合串联电路特点 求出R 两端的电压和通过的电流 利用P UI来计算电功率 解 当LED正常工作时 ULED 3V 查丙图中的图象可得ILED 20mA 0 02A 由于LED与R 串联 IR ILED 0 02A UR U ULED 4 5V 3V 1 5V PR UR IR 1 5V 0 02A 0 03W 答 此时变阻器R 消耗的电功率为0 03W 对点训练 2 有两个电路元件A和B 流过元件的电流与其两端电压的关系 如图甲所示 把它们串联在电路中 如图乙所示 闭合开关S 这时电流表的示数为0 4安
9、则电源电压为 伏 元件B的电功率为 瓦 答案 4 51 热点三小灯泡所消耗电功率的测定 要点提示 用伏安法测定小灯泡消耗的电功率 其实验原理为P UI 选择电路中各元件时 电源电压应大于小灯泡的额定电压 电压表量程应大于小灯泡的额定电压 电流表量程应大于小灯泡的额定电流 正确连接电路后 闭合开关 调节滑动变阻器 可测得小灯泡工作时两端的电压和通过的电流 利用公式P UI可算出小灯泡实际消耗的电功率和额定功率 典例分析3小明在进行 测量小灯泡的功率 的实验时 实验台上提供的器材有 6V蓄电池 电流表 0 0 6A 0 3A 电压表 0 3V 0 15V 滑动变阻器 50 1 5A 额定电压为2
10、5V的小电灯 正常发光时的电阻约为7 开关各一个 导线若干 1 小明在实验中电流表量程应该选择 电压表量程应该选择 2 他实验的电路图如图乙所示 请你在图甲中根据该电路图画出实物连接图 3 若闭合开关后 发现灯泡不发光 电流表的示数为零 电压表的示数为6V 产生此故障的原因可能是下列情况中的 填写序号 A 小灯泡短路B 小灯泡的灯丝断了C 小灯泡的灯座接触不良 4 排除故障后 调节滑动变阻器测得如表中所示的三组数据 则小灯泡的额定功率为 W 解析 根据电路图连接实物连接图时 可利用电流通过的路径依次逐个连接各元件 注意导线不能相交 电流表和小灯泡串联 电压表和小灯泡并联 选项A小灯泡短路时会出
11、现灯泡不发光 电流表的示数不为零 电压表的示数为零 从表格中的数据可知 当小灯泡两端的电压为额定电压2 5V时 通过的电流为0 36A 利用公式P UI可算出小灯泡的额定功率 答案 1 0 0 6安 0 3伏 2 图略 3 BC 4 0 9W 对点训练 3 2010宁波 在做 测定小灯泡的电功率 实验时 选用的器材有电压为6V的电源 额定电压为2 5V的小灯泡 以及滑动变阻器 电流表 电压表 开关和导线等 下图是没有连接完的实物电路 1 请你用笔画线代替导线 将实物电路连接完整 2 连好电路闭合开关 发现电压表指针偏转很小 其原因可能是 3 经适当调整后 闭合开关 移动滑片P到某处 发现电压表
12、的示数为2 2V 要测量小灯泡的额定功率 应将滑片P向 端滑动 4 通过移动滑片P 测得多组数据 绘制成U I图像如上图 据此可计算出小灯泡正常发光时 滑动变阻器消耗的功率是 W 设电源电压保持不变 答案 1 电压表接线柱 3 灯泡右端相连 2 选用了大量程 3 右 4 0 5 实验探究 典例分析4如图是 探究电流通过导体产生的热量与导体电阻间关系 的实验装置 两阻值分别为R和2R的电阻丝浸在相同质量和初温的煤油中 每一烧瓶里各插入一温度计 请回答下列问题 1 合上开关 经过一段时间 两电阻丝产生热量的多少是通过 反映出来的 2 采用这种连接方式的目的是 解析 1 实验探究的是电流通过导体产生
13、的热量与导体电阻间关系 产生热量多 则烧瓶中的温度高 而温度计的作用是测量温度 因此只需要通过观察温度计的示数就可以知道电阻丝产生的热量的多少 2 这样的连接是串联 在串联电路中 电流只有一条路径 且电流处处相同 因此可以控制电流的大小相同 两电阻丝工作的时间相同 有利于研究相同时间 相同电流 产生热量与电阻大小的关系 答案 1 温度计示数 2 控制电流的大小相同 两电阻丝工作的时间相同 研究相同时间 相同电流 产生热量与电阻大小的关系 对点训练 4 如图所示装置是小明测量额定电压为2 5V的小灯泡功率的实物图 1 请把实物图连线补充完整 2 实验中小明发现无论怎样移动变阻器滑片 电压表指针偏
14、转角度始终较小 原因可能是 填写序号 A 电池较旧 电压不足B 电流表短路C 滑动变阻器短路 3 完成电路连接并闭合开关后 小丽发现灯泡不亮 电流表无示数 电压表示数接近电源电压 出现故障的可能原因是 填写序号 A 灯泡短路B 灯泡断路C 电压表短路D 电流表断路 4 小明正确测得如下几组数据 由表中数据可知 小灯泡的额定功率为 W 小林认为应利用三组数据计算取功率的平均值会更准确 请你评价小林的说法 答案 1 实物线连线图略 2 A 3 B 4 1 2 错误 额定功率是指额定电压下的功率 5 在 测定小灯泡电功率 的实验中 小灯泡的额定电压为2 5V 灯丝电阻约为10 1 请用笔画线代替导线
15、 将如图所示的实验电路中未连接部分连接完成 2 按照你连接的电路 滑动变阻器的滑片应调节至最 填 左 或 右 端 3 实验时 调节滑动变阻器 当电压表的示数为 V时 小灯泡正常发光 此时电流表的示数如上图所示 小灯泡的额定功率是 W 4 该实验还可以测定小灯泡的电阻 根据以上实验数据 这个小灯泡正常工作时的电阻为 答案 1 实物连线图略 2 若滑动变阻器下面接线柱接左边 则滑片移到最右边 反之滑片移到左边 3 2 50 75 4 8 3 易错警示 典例分析5为创建全国 环保节能模范城市 新建的小区将普遍安装太阳能路灯 如图甲所示是某型号太阳能路灯 图乙是它的结构示意图 图丙是该太阳能路灯的技术
16、参数 1 太阳能路灯专用控制器实质上是一个由光 声音和时间控制的单刀多掷开关 如图乙中的S 晚上要让电灯发光 控制器将控制开关S与 触点接触 铅酸蓄电池在充电过度或放电过度的情况下均会缩短使用寿命 为了避免铅酸蓄电池过充或过放 控制开关S与 触点接触即可 2 铅酸蓄电池最多能储存多少千瓦时的电能 3 如果太阳光照射到地面时的辐射功率为1000J s m2 每一秒钟辐射在每1平方米上的光能为1000J 太阳能电池光电转换率为8 则太阳能电池板的面积为多大 解析 本题易错的原因 由于没有读懂图乙太阳能路灯的结构示意图 不清楚各结构的功能 没有看懂太阳能路灯的技术参数 不知从何下手 因此 解决本题的关键是读懂图乙太阳能路灯的结构示意图 了解太阳能路灯内各结构的功能 弄清楚太阳能路灯的技术参数 1 乙图中 太阳能电池板 将太阳能转化为电能铅酸蓄电池 将电能转化为化学能储藏起来 电灯 将电能转化为光能等 用于照明 再将乙图中开关S与不同接触点的情况进行分析 与c点接触 由铅酸蓄电池供电 电灯工作 与a点接触 太阳能电池板将太阳能转化电能 铅酸蓄电池充电 与b点接触 铅酸蓄电池既不充电也不供电 2
