第18章 电功率（共35张PPT）

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第十八章 电功率 【 本章考点 】 1. 电能 和 电功； 2 . 电功率； 3 . 伏安法测量 电功率； 　 4 . 焦耳定律 . 基础知识小测 1 ．电功是指电流所做的功，电流做功的过程就是把 ________ 转化为 ________________ 的过程，用电器消耗多少电能也就是电流做了多少功．电功的单位是 ________ ，常用单位还有 ________ ，两者之间的关系是： ______________________. 家庭电路中测量电功的仪表是 ________ ．电功的计算公式有： W ＝ ________ ＝ ________ ＝ __________________ ＝ ________ ． 2 ．电功率是描述 ____________________ 的物理量，定义是 ________________________________ ．电功率的单位是 ________ ，常用单位还有 ________ ，两者之间的关系是 _______________ ． 计算公式有 P ＝ ______ ＝ ________ ＝ ________ ＝ ________ ．用电器正常工作时的电压叫做 ____________ ，此时的电功率叫做 __________ ． 电能 其他形式的能 焦耳 千瓦时 1 kW · h ＝ 3.6×10 6 J 电能表 Pt UIt 电流做功的快慢 电工与电流做工所有 时间之比 瓦特 千瓦 1 kW=1000 W UI 额定电压 额定功率 U 2 R I 2 Rt I 2 R W t t U 2 R 基础知识小测 3 ．在伏安法测量小灯泡的额定功率的实验中需要的器材有：电源、开关、导线、小灯泡、 ________ 、 ________ 、 ______________ 等．实验时 ________ 多次测量取平均值． 4 ．电流流过导体会使导体发热的现象叫做电流的 ________ ，产生热量的多少与电流的平方 ________ ，与电阻 ________ ，与通电时间 ________ ，这就是焦耳定律．用公式表达 为 _____________. 电流表 电压表 滑动变阻器 不能 热效应 成正比 成正比 成正比 Q=I 2 Rt 目录 电能 电功 1 电功率 2 测量小灯泡的电功率 3 焦耳定律 4 CONTENTS 考点 考点一 ：电能 电功 从下图所示的电能表中，可以获得的正确信息是 ( 　　 ) A ．电能表的读数为 3 572 kW•h B ．电能表转盘转过 2 500 转消耗电功率 1 kW C ．用电器正常工作时的总功率不得超过 2 200 W D ．用电器正常工作时的总功率不得超过 4 400 W 例 1 ： D 解题 思路 有关 电能表的参数的意义： 220 V 表示该电能表的正常工作电压为 220 V ； 10(20) A 表示其标定电流为 10 A ，额定最大电流为 20 A( 即：只要不超过 20 A ，该电能表都可以长时间正常工作 ) ； 50 Hz 表示该电能表应该用在频率为 50 Hz 的交流电电路中； 2 500 r/kW•h 表示每消耗 1 度电，电能表的表盘转 2 500 转．另外，此时电能表的读数为 357.2 kW•h ；用电器正常工作时总功率不能超过 P ＝ UI ＝ 220 V×20 A ＝ 4 400 W. 答案： D 全方位突破 1 . (2014 鄂 州市 ) 电动自行车是备受人们青睐的一种交通工具．如图所示，它可以电动骑行，也可以脚踏骑行．电动骑行时，蓄电池对车上电动机供电．如表是某型号电动自行车的主要技术参数，关于电动自行车，下列说法正确的是 ( 　　 ) A ．蓄电池一次充电储存能量为 2×10 3 J B ．从环保的角度与燃气摩托车相比，也有尾气污染 C ．如果轮胎与地面接触的总面积为 0.01 m 2 ， 一般 一 个中学生骑车时，车对地面压强约为 9×10 4 Pa D ．以上都不对 C 整 车 : 整车质量 ,40 kg 最高车速 ,30 km/h 最大噪声 ,62 dB 蓄电池 : 电压 ,48 V 容量 ,12 A•h 电动机 : 额定电压 ,48 V 额定功率 ,240 W 全方位突破 2. (2015 泰安 市 ) 如 图所示的电路中，电源电压保持不变．只闭合开关 S ，电流表的示数为 0.1 A ；再闭合开关 S 1 ，电流表的示数为 0.5 A ．那么闭合 S 、 S 1 后，在相同的时间内，电流通过电阻 R 1 、 R 2 所做电功之比 ________ ． 1 ： 4 考点 二 ： 电功率 (2015 重庆市 ) 电源电压 3 V 保持不变，把标有“ 3 V 　 3 W” 的灯 L 1 和标有“ 3 V 　 1.5 W” 的灯 L 2 按如图的方式连接，但开关 S 闭合后，则下列说法中正确的是 ( 　　 ) A ．灯 L 1 消耗的实际功率是 3 W B ．灯 L 2 消耗的实际功率是 1.5 W C ．两灯消耗的总功率是 1 W D ．电压表的示数与电源电压之比是 1∶2 例 2 ： C 解题 思路 答案 : C 全方位突破 3 . (2015 德阳市 ) 有两个电路元件 A 、 B ，把它们串联在电路中，如图乙所示，流过元件的电流与其两端的电压关系如图甲所示．闭合开关 S ，这时电流表的示数为 0.4 A ，则 A 、 B 两元件 的 电功率 之比为 ( 　　 ) A ． 4∶5 B ． 5∶4 C ． 2∶3 D ． 1∶3 A 全方位突破 5. (2015 岳阳 市 ) 用两只电流表按图示实验电路探究“电功率与电流的关系”，下列说法不正确的是 ( 　　 ) A ．小灯泡电功率的大小是通过灯泡两端的亮度来判断的 B ．将小灯泡并联是为了控制灯泡两端电压相同 C ．选用的两只小灯泡规格必须相同 D ．将其中一只电流表移接到干路上也可以完成实验 C 全方位突破 6. (2015 巴 中市 ) 灯泡 L 1 、 L 2 分别标有“ 10 V 　 10 W” 和“ 9 V 　 5.4 W” 的字样，若将它们串联使用时，电路两端允许加的最大电压值是 ( 　　 ) A ． 10 V B ． 9 V C ． 15 V D ． 19 V C 考点三：测量 小灯泡的功率 小勇在测量额定电压是 2.5 V 小灯泡电功率的实验中： (1) 为完成实验，请用笔画线代替导线，将甲图连接完整． 例 3 ： (2) 闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调至最 ________( 填“左”或“右” ) 端．若开关闭合后，发现无论怎样调节滑动变阻器，小灯泡发光较暗且亮度一直不变，则故障原因是 ___________________________________________________________ ． 右 滑动变阻器都接在下面的两个接线柱上 (3) 故障排除后，调节滑动变阻器的滑片，当电压表示数为 2 V 时，电流表示数如图乙所示，此时通过小灯泡的电流为 ________A ，小灯泡此时的电功率为 ________W ．若要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向 ________( 填“左”或“右” ) 移动，直到电压表示数为 ________V 为止． 0.22 0.44 左 2.5 (4) 移动滑动变阻器的滑片，记下多组电流表及对应电压表的示数，并画出图丙所示的 IU 图象，从图象可算出小灯泡的额定功率为 ________W. (5) 小勇继续调节滑动变阻器的过程中，小灯泡突然熄灭，电压表示数 ________( 填“变大”“变小”或“不变” ) ，经检查发现灯丝烧断． 0.625 变大 解题 思路 ( 1) 灯泡的额定电压为 2.5 V ，电压表选择 0 ～ 3 V 量程，电压表与灯泡并联． 由 题意知，电流表使用 0 ～ 0.6 A 量程，电流表与灯泡串联．电流从电压表和电流表的正接线柱流入，从负接线柱流出．滑动变阻器选择一上一下接线柱串联在电路中．开关串联在电路中．根据各元件的连接方法，连接实物图．如图所示： 解题 思路 (2 ) 由图知，滑动变阻器的下面接了左边的接线柱，所以在闭合开关前，应将滑片移至最右端，使其阻值最大； 当 将滑动变阻器的下方两个接线柱接入电路时，电路中的电流太小，灯泡发光较暗，并且滑动变阻器失去调节灯泡两端电压的作用 ． 解题 思路 (3) 电流表选择的是 0 ～ 0.6 A 量程，对应的分度值是 0.02 A ，指针指在 0.2 A 后第 1 个小格上， 因此示数为 0.2 A ＋ 0.02 A ＝ 0.22 A ，小 灯泡的实际功率为 P ＝ UI ＝ 2 V×0.22 A ＝ 0.44 W. 要测定灯泡的额定功率，应使灯泡两端的电压等于其额定电压，此时应减小滑动变阻器的阻值，将滑片向左端滑动，使电压表的示数为 2.5 V ； (4) 由图丙所示 I U 图象可知，灯泡额定电压 U ＝ 2.5 V 所对应的电流 I ＝ 0.25 A ， 则灯泡的额定功率 P ＝ UI ＝ 2.5 V×0.25 A ＝ 0.625 W ； (5) 实验中小灯泡的灯丝突然被烧断，则灯泡两端的电压约等于电源电压，电压表的示数变大 ． 答案： (1) 见解题思路图　 (2) 右　滑动变阻器都接在下面的两个接线柱上　 (3)0.22 　 0.44 　左　 2.5 　 (4)0.625 　 (5) 变大 全方位突破 7. (2015 邵阳 市 ) 小红同学在“测小灯泡额定功率”的实验中，电源电压为 3 V ，小灯泡的额定电压为 2.5 V. (1) 她在连接如图甲所示电路时，导线 M 的另一端应接在电压表 ________V( 选填“ 3” 或“ 15”) 接线柱上． 3 全方位突破 (2 ) 闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片 P 移到 ________( 选填“ a” 或“ b”) 端． (3) 在实验过程中，她根据实验数据绘制了如图乙所示的 IU 图象，根据图象可知，当电流表示数如图丙所示时，小灯泡的电阻是 ________Ω. 小灯泡的额定功率是 ________W. b 7.5 0.625 全方位突破 8. (2015 南宁市 ) 小明想知道灯的亮暗程度与什么因素有关，于是找来额定电流均小于 0.6 A ，额定电压是 2.5 V 的灯 L1 和额定电压是 3.8 V 的灯 L2 ，先后接在电源电压恒为 6 V 的电路中，按如图甲所示的电路进行探究． ( 1) 小明在检查电路连接时，发现有一根导线连接错误．请在图甲中找出来并打上“ ×” ，再画线把它改到正确的位置上． 全方位突破 (2 ) 电路连接正确后，小明继续进行实验：闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使灯 L 1 发光，测出灯 L 1 的相关物理量，并在实验表格中记录数据和现象．实验中，当滑片移到某一点时，电压表示数如图乙所示，为 ________V. (3) 用 L 2 替换 L 1 重复以上的实验，但需要改变 ________ 表的量程． 2 电压 全方位突破 (4) 在小明完成的实验报告中，其中的一个实验表格如下： 序号 电压 U /V 电流 I /A 灯泡 L 1 的亮度 电功率 P /W 电功率的平均值 (W) 1 2.20 0.28 比正常发光时暗 0.62 0.76 2 2.50 0.30 正常发光 0.75 3 2.80 0.32 比正常发光亮 0.90 小明通过对比、推测、分析表中数据及现象得出最后的结论是小灯泡的实际功率越 ________ ，小灯泡越亮． 大 全方位突破 (5) 在交流讨论中，小明知道了自己对实验现象的观察和数据的记录都是正确的，但所设计的这个实验表格存在不妥之处，是 ________________________________________________________ ． (6) 小明进一步思考，认为“把灯换成定值电阻，该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关系”．他这种想法是 ________( 选填“正确”或“错误” ) 的． 设计电功率“平均值”一栏 正确 序号 电压 U /V 电流 I /A 灯泡 L 1 的亮度 电功率 P /W 电功率的平均值 (W) 1 2.20 0.28 比正常发光时暗 0.62 0.76 2 2.50 0.30 正常发光 0.75 3 2.80 0.32 比正常发光亮 0.90 考点四： 焦耳定律 (2015 武汉市 ) 如 图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气， U 形管中液面的高度的变化反应密闭空气温度的变化，下列说法正确的是 ( 　　 ) A ．该实验装置是为了探究电流产生的热量与电阻的关系 B ．将左边容器中的电阻丝换成 10 Ω 的电阻丝后，就 可以 探究 电流产生的热量与电阻的关系 C ．通电一段时间后，左侧 U 形管中液面的高度差比 右侧 的 大 D ．该实验装置是利用 U 形管中液体的热胀冷缩来反应 电 阻 丝放出热量的多少的 例 4 ： C 解题 思路 (1) 装置中一个 5 Ω 的电阻与两个 5 Ω 的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即 I 右 ＝ I 左 ，两个 5 Ω 的电阻并联，根据并联电路的电流特点知 I 右＝ I 1 ＋ I 2 ，两电阻阻值相等，则支路中电流相等， I 1 ＝ I 2 ，所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，即是研究电流产生的热量与电流的关系，由 Q ＝ I 2 Rt 可知，左边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快，因此通电一段时间后，玻璃管左侧液面高度差更大，故 A 错误， C 正确 ． ( 2) 将左边容器中的电阻丝换成 10 Ω 的电阻丝后，左右两端的电阻和电流都不同，没有控制好变量，所以不能探究电流产生的热量与电阻的关系，故 B 错误 ； ( 3) 根据实验装置可知，电流通过导体产生热量使容器中的空气受热膨胀，从而导致 U 形管中的液面会发生变化，虽然产生热量的多少不能直接观察，但可以通过 U 形管液面高度差的变化来反映，故 D 错误． 答案： C 全方位突破 9. (2015 钦 州市 ) 如图所示，阻值为 R 的电阻丝，用四种方法分别接在电压为 U 或 2U 的电源上．闭合开关后，在相同时间内虚线框里的电阻丝产生的总热量最多的是 ( 　　 ) D 全方位突破 10. (2015 黑龙江省 ) 如 图是某电热水壶加热和保温电路原理图， R 1 ＝ 44 Ω ， R 2 ＝ 440 Ω ，当开关 S 1 断开， S 2 闭合，电热水壶处于 ________ 状态；该电热水壶的加热功率是 ________W. 保温 1100