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1、 第十五章第十五章 从测算家庭电费说起从测算家庭电费说起电流做功与哪些因素有关电功率额定功率实际功率测量电功率本章知识结构本章知识结构知识目标知识目标1、结合实例理解功率的概念。了解功率、结合实例理解功率的概念。了解功率在实际中的应用。在实际中的应用。2 2、理解电功率和电流、电压之间的关系，、理解电功率和电流、电压之间的关系，并能进行简单计算。能区分用电器的额并能进行简单计算。能区分用电器的额定功率和实际功率。定功率和实际功率。3 3、通过实验探究，知道在电流一定时，、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；导体消耗的电功率与导体的电阻成正比；在电压一定时，导体消
2、耗的电功率与导在电压一定时，导体消耗的电功率与导体的电阻成反比体的电阻成反比 第十五章第十五章 从测算家庭电费说起从测算家庭电费说起(一一)专题一：认识电流做功和能量转化的关系专题一：认识电流做功和能量转化的关系电流做功的过程实际就是能量的转化过程，电流做电流做功的过程实际就是能量的转化过程，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能。了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能。电流通过导体会产生电流效应：电流通过导体会产生电流效应：判断电流做功的多少可通过电流的热效应、磁效应判断电流做功的多少可通过电流的热效应、磁效应即电能转化成的其他形式的能的多少来认识电功即电能转化成的其他形式的能的多
3、少来认识电功例例1： 写出下列用电器在工作时的能量转化写出下列用电器在工作时的能量转化1、电炉子：、电炉子： 。电能转化为内能电能转化为内能2、电动机：、电动机： 。电能转化为机械能和内能电能转化为机械能和内能3、电灯：、电灯： 。电能转化为光能和内能电能转化为光能和内能WUIt是求电功普遍适用的公式，利用其他公是求电功普遍适用的公式，利用其他公式求电功的前提必须是在电流将消耗的电能完式求电功的前提必须是在电流将消耗的电能完全转化为内能，即电路是纯电阻电路。全转化为内能，即电路是纯电阻电路。注意问题：注意问题：知识应用：知识应用：科学探究：影响电流做功因素；实验探究：影响科学探究：影响电流做功
4、因素；实验探究：影响电流做功快慢因素电流做功快慢因素;对电功、电功率的理解等。对电功、电功率的理解等。用用电能表测量电功（或电能）电能表测量电功（或电能）的多少。的多少。例例2 2：小小刘刘出出差差时时恰恰逢逢抄抄表表日日，其其电电能能表表示示数数如如图图甲甲所所示示，出出差差返返回回时时发发现现家家中中有有一一盏盏60W台台灯灯亮亮着着，检检查查其其它它电电器器都都已已切切断断电电源源，再再查查看看电电能能表表示示数数如如图图乙乙所所示示，则小刘出差时间长达则小刘出差时间长达 （ ）A 2400h B 14.4h C 0.24h D 240hD分析分析：消耗的电能应为前后两次电能表读数差，即
5、消消耗的电能应为前后两次电能表读数差，即消耗电能为耗电能为14.4kWh 14.4kWh P=W/tP=W/t中物理量中物理量单位选择单位选择：换算关系：换算关系：1kW1000 W 1 1 h 6060s； 1kWh3.6103.6106 6J J PWPW，WJWJ，tsts；PkWPkW，WkWhWkWh，thth； 电能表铝制转盘的转动快慢电能表铝制转盘的转动快慢跟跟 有关；有关；当所有用电器停止工作时，当所有用电器停止工作时，铝制转盘仍在转动，则说明铝制转盘仍在转动，则说明电路中有电路中有 现象现象或或 有故障。有故障。 用电器总功率用电器总功率漏电漏电电能表电能表专题二：专题二：额
6、定功率和实际功率的理解额定功率和实际功率的理解理解额定功率和实际功率的目的理解额定功率和实际功率的目的1、使用电器在额定电压下正常工作。、使用电器在额定电压下正常工作。2、明确用电器被烧坏或不能正常工作的原因、明确用电器被烧坏或不能正常工作的原因。3、明确用电器只有在正常工作时电压才为额、明确用电器只有在正常工作时电压才为额定电压，功率为额定功率。定电压，功率为额定功率。额定电压：用电器正常工作的电压值；额定电压：用电器正常工作的电压值；额定电流：用电器正常工作的电流值；额定电流：用电器正常工作的电流值；额定功率：与额定电压或额定电流对应的功额定功率：与额定电压或额定电流对应的功率叫做额定功率
7、率叫做额定功率额定电压、额定电流、额定功率是用电器正额定电压、额定电流、额定功率是用电器正常工作的值，是企业生产电器的标准。常工作的值，是企业生产电器的标准。PUI=U2/R在用电器电阻不变时，用电器的电功率在用电器电阻不变时，用电器的电功率随电压的增大而增大，随电压的减小而随电压的增大而增大，随电压的减小而减小减小实际功率：用电器上实际电压所对应的实际功率：用电器上实际电压所对应的功率叫做用电器的实际功率功率叫做用电器的实际功率电流做功在单位时间内转化的光能越多电流做功在单位时间内转化的光能越多灯越亮灯越亮灯的实际电功率灯的实际电功率灯的亮度取决于灯的亮度取决于 。例一：例一：某灯泡上标有某
8、灯泡上标有“5V 5W”字样，如果将它分字样，如果将它分别接在电压为别接在电压为6V或或4V的电源上，它的实际功率为的电源上，它的实际功率为多大？（设用电器的电阻不变，用电器不会被烧坏）多大？（设用电器的电阻不变，用电器不会被烧坏） 解：由解：由PUI=U2/R得得R U额额 2/P额额（ 5V） 2 /5W5 当实际电压为当实际电压为6V时：时：P实实1 1U实实1 1 2/R（6V）2 /5 7.2W当实际电压为当实际电压为4V时：时：P实实2 2U2 2 2/R （4V）2 /5 3.2W例二：例二：深夜时，同一盏电灯要比晚上八点钟时亮深夜时，同一盏电灯要比晚上八点钟时亮的多，因为的多，
9、因为 。 例例三三：如如图图所所示示，小小灯灯泡泡的的额额定定电电压压是是2.5V2.5V，如如果果调调节节滑滑片片P P，使使电电压压表表示示数数为为2.5V2.5V时时， 电电流流表表的的示示数数为为0.4A0.4A，则则小小灯灯泡泡的的实实际际功功率率是是 ，额额定定功功率率是是 ；如如果果再再调调节节滑滑片片P P，使使电电压压表表的的示示数数为为1.5V1.5V，电电流流表表的的示示数数为为0.3A0.3A，则则小小灯灯泡泡的的实实际际功功率率是是 ，额额定定功功率是率是 。深夜时灯的电压比晚上八点钟要高深夜时灯的电压比晚上八点钟要高1W1W1W1W0.45W0.45W1W1W例例四
10、四：下下列列几几种种电电器器铭铭牌牌的的标标示示中中都都涉涉及及到到“2A”“2A”字字样样，其其中中表表示示额额定定电电流流的的是是 （ ）A A 滑动变阻器上标有滑动变阻器上标有“100 2A”“100 2A”B B 家用电熨斗标有家用电熨斗标有“220V 2A”“220V 2A”C C 电能表上标有电能表上标有“220V 2A”“220V 2A”D D 某汽车用蓄电池标有某汽车用蓄电池标有“2A 10h” “2A 10h” B B提示提示：只有用电器上标有的电流值才为：只有用电器上标有的电流值才为额定电流额定电流例五：例五：标有标有“220V 40W”“220V 40W”的灯泡，接入电路
11、后能的灯泡，接入电路后能够确定的是够确定的是 （ ）A A 灯泡两端电压为灯泡两端电压为220V 220V B B 灯泡功率为灯泡功率为40W 40W C C 灯丝的电阻为灯丝的电阻为1210 1210 D D 通过灯丝的电流强度为通过灯丝的电流强度为0.18A 0.18A C C启示：当用电器不在额定电压下工作时，若不考启示：当用电器不在额定电压下工作时，若不考虑导体电阻受温度影响，不变的量只有用电器的虑导体电阻受温度影响，不变的量只有用电器的电阻电阻两用电器串联比例式：两用电器串联比例式： W实实1/W实实2P实实1/P实实2U实实1/U实实2Q实实1/Q实实2 R1R2两用电器并联比例式
12、：两用电器并联比例式：W实实1/W实实2P实实1/P实实2I实实1/I实实2Q实实1/Q实实2 R2R1同一用电器两次对比比例式：同一用电器两次对比比例式：P实实1/P实实1U实实1/U实实12I实实1/I实实12； 专题三：比值问题专题三：比值问题两个灯泡分别标有两个灯泡分别标有“220V 25W”和和“220V 100W”字样，将它们串联后接到字样，将它们串联后接到220V电源上，电源上，通过它们的电流之比是通过它们的电流之比是 ；它们两端电压；它们两端电压之比是之比是 ；电功率之比是；电功率之比是 ；将它们并；将它们并联后接到电源上，通过它们的电流之比联后接到电源上，通过它们的电流之比
13、；它们两端电压之比是它们两端电压之比是 ；电功率之比是；电功率之比是 ；1：14：14：11：41：11：4例例1：P=U2/RR =U2/ P已已知知甲甲、乙乙两两灯灯串串联联，若若甲甲灯灯比比乙乙灯灯亮亮，则下列说法正确的是则下列说法正确的是 （ ）A 甲灯的灯丝电阻一定比乙大甲灯的灯丝电阻一定比乙大B 通过甲灯的电流强度一定比乙大通过甲灯的电流强度一定比乙大C 甲灯的实际电压一定比乙灯大甲灯的实际电压一定比乙灯大D 甲灯的实际功率一定比乙灯大甲灯的实际功率一定比乙灯大 ACDACD 例例2：P实实1/P实实2U实实1/U实实2R1R2甲甲、乙乙两两灯灯的的额额定定电电压压相相同同，额额定
14、定功功率率之之比比为为3：2，若若将将它它们们串串联联起起来来接接在在某某一一电电路路中中，两两灯灯都都能能工工作作，则则下下列列判判断断错错误误的的是是 （ ）A 乙灯比甲灯亮乙灯比甲灯亮 B 甲、乙两灯电阻之比为甲、乙两灯电阻之比为3：2C 甲、乙两灯电压之比为甲、乙两灯电压之比为2：3 D 甲、乙两灯实际功率之比为甲、乙两灯实际功率之比为2：3 B例例3：P=U2/RU2 = P R1、下列四盏灯正常发光时最亮的是、下列四盏灯正常发光时最亮的是 （ ） A “36V 60W” B “36V 40W” C “220V 40W” D “110V 40W” A例例4：灯泡两端的电压高于额定电压
15、灯泡两端的电压高于额定电压1/81/8时，灯泡的实时，灯泡的实际功率与额定功率之比是际功率与额定功率之比是 （ ）A 64A 64：81 B 8181 B 81：64 64 C 1C 1：64 D 864 D 8：10 10 例例5：BP P实实1 1/P/P实实1 1（U U实实1 1/U/U实实1 1）2 2A例例6：有有一一只只“220V 1000W”的的电电炉炉，把把它它改改装装在在110V的的电电源源上上使使用用，要要求求其其功功率率仍仍为为1000W，下下列列做做法法正正确确的的是是 （ ）A 把把电电炉炉丝丝剪剪成成等等长长的的两两段段，并并联联在在110V的电路中的电路中 B
16、把把电电炉炉丝丝剪剪去去一一半半后后，把把剩剩下下的的接接在在110V的的电路中电路中C 把把电电炉炉丝丝剪剪去去3/4，把把剩剩下下的的接接在在110V的的电电路路中中 D 把把电电炉炉丝丝剪剪去去1/2，把把剩剩下下的的接接在在220V的的电电路路中中P=U2/R0.5 0.5 2 2 /0.25=1/0.25=1P=U2/R0.5 0.5 2 2 /0.5=0.5/0.5=0.5P=U2/R0.5 0.5 2 2 /0.25=1/0.25=1P=U2/R1 1 2 2 /0.5=2/0.5=2大连西岗中学大连西岗中学 刘向阳刘向阳 第十五章第十五章 从测算家庭电费说起从测算家庭电费说起(
17、二二)专题四：实验题专题四：实验题实验原理：实验原理： 。P=UIP=UI电路图及实验器材：电路图及实验器材：滑动变阻器的作用：滑动变阻器的作用：实验前：限制电流保护电路实验前：限制电流保护电路实验中：改变灯泡两端的电压及电流实验中：改变灯泡两端的电压及电流数据处理：数据处理：不能求额定功率的平均值不能求额定功率的平均值1、测量实验：、测量实验：电表量程选择：电表量程选择：电压表以不超过灯泡额定电压电压表以不超过灯泡额定电压15为准；电流为准；电流表原则上选择表原则上选择0 0.6A，但应注意根据题的情，但应注意根据题的情况适当调整。况适当调整。例例1:（04年年南南通通）在在做做“测测定定小
18、小灯灯泡泡电电功功率率”的的实实验验中中，一一只只小小灯灯泡泡的的额额定定电电压压为为2.5V，电电源为两节干电池，其余器材均完好。源为两节干电池，其余器材均完好。1）小小明明同同学学在在连连接接电电路路时时，将将最最后后一一根根导导线线接接好好后后，就就看看到到灯灯泡泡发发光光，而而且且很很亮亮，同同时时电电压压表表的的指指针针偏偏转转角角度度较较小小。你你认认为为他他在在连连接接电电路路时可能存在的错误或不妥是：时可能存在的错误或不妥是：A ；B ；C ； 在连接电路时没有将开关断开在连接电路时没有将开关断开滑动变阻器连入电路的电阻没有调到最大滑动变阻器连入电路的电阻没有调到最大电压表选择
19、了大量程电压表选择了大量程例例2 2：如图是测定额定电压为：如图是测定额定电压为3.8V3.8V小灯泡额定功率的实物小灯泡额定功率的实物连接图，连接图， 1 1）在图中把电压表连接好，使它成为一个完整的电路。）在图中把电压表连接好，使它成为一个完整的电路。 2 2）实验时发现电压表示数为）实验时发现电压表示数为2V2V，为测定额定功率应将滑，为测定额定功率应将滑动变阻器滑片向动变阻器滑片向 移动，使电压表示数为移动，使电压表示数为 V V。 3 3）甲同学连接的电路，无论怎样移动变阻器的滑片，电）甲同学连接的电路，无论怎样移动变阻器的滑片，电流表和电压表的示数都不变化，且灯光较暗，原因是流表和
20、电压表的示数都不变化，且灯光较暗，原因是 。 4 4）乙）乙同学连接的实验电路，闭合开关后发现电流表指针偏转，同学连接的实验电路，闭合开关后发现电流表指针偏转，电压表指针不动，该故障的原因是电压表指针不动，该故障的原因是 。 A A 灯泡灯泡灯丝断了灯丝断了 B B 电流表接线短路电流表接线短路 C C 电源接触不良电源接触不良 D D 灯座接线短路灯座接线短路 B B3.83.8滑动变阻器连线错误，连成定值电阻滑动变阻器连线错误，连成定值电阻D D例例3 3：在在“伏伏安安法法测测电电阻阻”和和“测测小小灯灯泡泡功功率率” ” 两两实实验验中中。1 1）都都需需要要测测出出三三组组电电压压值
21、值和和电电流流值值，前前者者的的目目的的是是 ；后后者者目目的的是是 。多次测量取平均值多次测量取平均值测出小灯泡的额定功率以及不在测出小灯泡的额定功率以及不在额定电压下额定电压下的功率并进行比较的功率并进行比较。2）在非额定电压条件下求出小灯泡的电阻，再在非额定电压条件下求出小灯泡的电阻，再由公式由公式P P额额U U额额2 2R R，求出小灯泡的额定功率，求出小灯泡的额定功率P P额额。将将P P额额和和P P额额进行比较会产生差异。并分析产生这进行比较会产生差异。并分析产生这种差异的根本原因。种差异的根本原因。 分析过程：分析过程：因为灯丝的电阻随温度升高而增大，在不同电压下，因为灯丝的
22、电阻随温度升高而增大，在不同电压下，灯的亮度不同，灯的温度也不同，灯丝电阻也不同，灯的亮度不同，灯的温度也不同，灯丝电阻也不同，所以测额定功率只能是灯在正常发光的情况下。所以测额定功率只能是灯在正常发光的情况下。某同学探究灯发光时的亮度与哪些因素有关。他用九某同学探究灯发光时的亮度与哪些因素有关。他用九只不同规格的灯泡分别接入电路，使它们都正常发光，只不同规格的灯泡分别接入电路，使它们都正常发光，并用电压表和电流表分别测出灯泡正常发光时的电压并用电压表和电流表分别测出灯泡正常发光时的电压和电流。该同学仔细观察灯泡的亮暗程度，把九只灯和电流。该同学仔细观察灯泡的亮暗程度，把九只灯泡分成三组，每组
23、的亮暗程度相同，且第一组最亮，泡分成三组，每组的亮暗程度相同，且第一组最亮，第二组其次，第三组最暗。实验记录的有关数据分别第二组其次，第三组最暗。实验记录的有关数据分别如表一、表二、表三所示：如表一、表二、表三所示： 二、探究性实验：二、探究性实验：1 1）分分析析比比较较序序号号1 1与与4 4、2 2与与5 5、3 3与与6 6的的数数据据及及观观察察到到的的现现象象，可可得得出出的的初初步步结结论论是是： 。3 3）请进一步综合分析表一、表二、表三中的）请进一步综合分析表一、表二、表三中的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：A A： ；B:B:
24、 。2 2）分析比较序号）分析比较序号 的数据及观的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是当通过灯泡的察到的现象，可得出的初步结论是当通过灯泡的电流相等时，灯泡两端的电压越大，灯泡越亮。电流相等时，灯泡两端的电压越大，灯泡越亮。在电压相同时，通过灯的电流越大灯越亮在电压相同时，通过灯的电流越大灯越亮2 2与与4 4、3 3与与5 5、6 6与与9 9当电压与电流乘积相同时，灯的亮度相同当电压与电流乘积相同时，灯的亮度相同当电压与电流乘积不同时，乘积越大灯越亮当电压与电流乘积不同时，乘积越大灯越亮专题五：计算题专题五：计算题有一只灯泡上标有有一只灯泡上标有“6V 6W”“6V 6W”，当它与，当
25、它与44的电阻串联后接入电路，当电源电压为多的电阻串联后接入电路，当电源电压为多少少 V V时能正常发光时能正常发光? ?446V6V1A1A66RL =R=R总 =IL =I =I总 =U总 =U=UL =PL =P =P总 =6W6W1A1A1A1A101010V10V日本中学生友好交流团访问兰州某中学时，日本中学生友好交流团访问兰州某中学时，一位日本同学发现他随身携带的一个旅行电一位日本同学发现他随身携带的一个旅行电热壶不能使用，这个电热壶的英文和中文铭热壶不能使用，这个电热壶的英文和中文铭牌如下：牌如下： 1 1）该电热壶为什么不能在兰州使用？）该电热壶为什么不能在兰州使用？2 2）请
26、请设设计计一一种种不不改改造造电电热热壶壶而而又又能能使使用用的方法。（简要叙述）的方法。（简要叙述）3 3）请请计计算算该该电电热热壶壶正正常常工工作作5min5min消消耗耗的的电能是多少焦？电能是多少焦？ 分析：分析：用电器只有在额定电压下才能正常工作，该用用电器只有在额定电压下才能正常工作，该用电器的额定电压为电器的额定电压为110V，而中国的家庭电源提，而中国的家庭电源提供的电压为供的电压为220V，超过该电热水壶的额定电压，超过该电热水壶的额定电压，所以该用电器在中国不能正常使用。所以该用电器在中国不能正常使用。处理方法：处理方法：电源电压高于该电热水壶的额定电压，应采电源电压高于
27、该电热水壶的额定电压，应采取串联电路分压的原则，即串联一个能分走取串联电路分压的原则，即串联一个能分走110V多余电压的电阻多余电压的电阻经计算，应串联一个阻值为经计算，应串联一个阻值为24.2 、允许通、允许通过的额定电流不低于过的额定电流不低于4.6A4.6A的电阻，或的电阻，或用变压用变压器降压器降压110VW=pt=500W 5 60s=150000J某某村村正正筹筹备备在在农农田田打打一一口口井井抗抗旱旱。工工地地计计划划使使用用“220V “220V 100W”100W”和和“220V “220V 500W”500W”的的灯灯泡泡各各一一盏盏用用以证明。请问：以证明。请问：1 1）
28、应该将这两盏灯串联还是并联？）应该将这两盏灯串联还是并联？2 2）这这两两盏盏灯灯正正常常工工作作时时通通过过它它们们的的电电流流之之比比是是多大？多大？3 3）工地距村里电源）工地距村里电源300m300m，电线电阻为，电线电阻为0.02/m0.02/m，电线中的电流约，电线中的电流约2.4A2.4A，则电线消耗的功率约为，则电线消耗的功率约为多少？多少？ 1 1）这两盏灯应该）这两盏灯应该并联并联2 2）I 1=P1/U1=100W/220V；I 2=P2/U2=500W/220V； I 1： I 2=1：5 3 3）R=300m 2 0.02 /m= 12 ； 由由PUI=I2R PI2
29、R（2.4A)2 12 =69.12W如图所示是一个由两根电热丝组成的可调温电如图所示是一个由两根电热丝组成的可调温电热器的电路图，开关热器的电路图，开关S S闭合为高温档，闭合为高温档，S S断开为断开为低温档。低温档。R R1 1是是“220V 110W”“220V 110W”的电热丝，电热丝的电热丝，电热丝R R2 2的额定电压为的额定电压为110V110V，功率未知。，功率未知。 1 1）电热丝）电热丝R R1 1的电阻是多大？的电阻是多大？ 2 2）S S闭合后，该电热器在闭合后，该电热器在10min10min内产生的热量是内产生的热量是多少？多少？ 3 3）若）若S S断开，断开，
30、R R1 1的实际功率变为的实际功率变为27.5W27.5W，则该电，则该电热器的总功率为多少？热器的总功率为多少？ 解：由解：由P=UIP=UIU U2 2/R /R 1 1）R R1 1 U U2 2 P P1 1 = =（220V 220V ）2 2/110W/110W440 440 2 2）Q QW W P P1 1 t=110W 10 60s=6.6 10 t=110W 10 60s=6.6 10 4 4J J 3) I3) I2 2 = = P P实实1 1 R R1 1 =27.5W/440 I=0.25A =27.5W/440 I=0.25A P P总总 U I U I220V
31、 0.25A220V 0.25A55W55W在马路的交叉路口有一组交通指示灯，每盏在马路的交叉路口有一组交通指示灯，每盏指示灯上都标有指示灯上都标有“220V 100W”“220V 100W”的字样，则这的字样，则这组指示灯正常工作组指示灯正常工作20h20h，消耗的电能是，消耗的电能是 kWhkWh分析过程：分析过程：交通指示灯的一组三盏灯是交替工作的，即任何时交通指示灯的一组三盏灯是交替工作的，即任何时刻有且只有一盏灯正常工作。因此，这组指示灯正刻有且只有一盏灯正常工作。因此，这组指示灯正常工作常工作20h20h，相当于一盏灯正常工作，相当于一盏灯正常工作20h20h。根据公式。根据公式P PW/tW/t选择大单位可算出这组指示灯正常工作选择大单位可算出这组指示灯正常工作20h20h消耗的电能为消耗的电能为2kW h2kW h2自选器材：设计三种测量某段时间内电流做功自选器材：设计三种测量某段时间内电流做功的多少（要求写出实验步骤）的多少（要求写出实验步骤） 思路思路1 1：从直接测量的器材出发：从直接测量的器材出发电能表电能表思路思路2 2：从公式角度出发：从公式角度出发公式公式W WUItUIt思路思路3 3：从能量转化角度出发：从能量转化角度出发W WQ Qcmt
