电功、电功率 复习课
知识梳理 温故知新
一:电功 电能表
1.电功: 叫电功,用字母 表示。电流做功的过程就是 能转化为 能的过程。
2.电功的计算公式:W= = (适用于所有电路),对于纯电阻电路, W= = 。在国际单位制中,电功的单位是 ,生活中常见的单位是 ,俗称 ,1kw/h= J。
3. 电功的测量仪表是 ,可以测量电路中用电器消耗的电能。
二、电功率
1、定义:
2、物理意义:
3、电功率计算公式:P= = (适用于所有电路)
对于纯电阻电路可推导出:P= =
4、单位:国际单位: ,常用单位:
5、额定功率和实际功率:
⑴ 额定电压: 额定功率: 。
某用电器标有“22Ov,100w”字样,表示:额定电压为220V,额定功率为100W。
⑵ 当U实 = U额 时,P实 P额 用电器正常工作(灯正常发光)
当U实< U额 时,P实 P额 用电器不能正常工作(灯光暗淡)
当U实 > U额 时,P实 P额 长期使用影响用电器寿命(灯发光强烈)
实际功率随电压变化而变化,根据P=(R不变)得=,灯泡的亮度是由灯泡的 决定的,跟它的额定功率无关。
6、.测量小灯泡的电功率
1)伏安法测电功率的原理是 ,实验器材是电源、开关、导线、电压表、电流表、 。2)用电能表和钟表测量电功率的原理 。
三.两种基本电路中的电学量的规律总结
串联电路 并联电路
电流
电压
电阻
电功
电功率
推论 电压、电功、电功率与电阻成正比,即: 电流、电功、电功率与电阻成反比,即:
四、焦耳定律
电能转化为 能的现象叫电流的热效应。电流通过导体产生的热量跟 、导体的 和通电时间成正比,这个规律叫焦耳定律,其表达式为 ,纯电阻电路中,电流所做的功等于产生的热量,即Q=W,非纯电阻电路中,消耗的电能一部分转化为内能,另一部分转化为其他形式的能,即W=Q+W其他
考点一:有关电能表的计算
例1. (2018.泸州)1.小英家6月底电能表的示数如图1甲所示,7月底表盘示数如图1乙所示,由图可知她家7月份用电器消耗的电能为 kW h;她家现在已经接人用电器的总功率为3600W,则最多还可以连接 W的用电器同时工作。将铭牌已模糊的饮水机单独接在该电能表上正常工作3min,电能表指示灯闪烁了160次,则饮水机的额定功率是 W。
图1 图2
变式训练1.(2018泰州)某电吹风工作6min,能使如图2所示的电能表的转盘转过120转,则该电吹风消耗的电能为 kW h,电功率为 W,这些电能可供一只“220V10W”的LED灯正常工作 h,一只这样的LED灯与一只“220V100W”的白炽灯正常发光时亮度相当,若LED灯正常发光时的效率为80%,则白炽灯正常发光效率为 。
考点二:测小灯泡的电功率
例2、(2018.宜宾)如图(a)是测定“小灯泡电功率”的实验线路图,电源电压为3.0V保持不变,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω.电流表有0﹣0.6A和0﹣3A两个量程,电压表有0﹣3V和
0﹣15V两个量程。
(1)在连接电路过程中开关应 ,滑动变阻器的滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端,电压表的量程应选 ;
(2)按所选量程连接电压表,闭合开关,移动滑片P到某一点时,如图(b)电压表示数为 V,要测量小灯泡的额定功率,应将图(a)中滑片P向 (选填“A”或“B“)端移动,使电压表的示数为2.5V;
(3)移动滑片P,记录多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图(c)所示的U﹣I图象,根据图象信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W;
(4)实验室中实际提供的电压表内阻并非无穷大有明显的电流通过,实验中灯泡两端电压达到2.5V时,额定功率的测量值 真实值(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(5)若在实验中连接好电路并闭合开关,移动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,原因可能是 (写出一种即可)。
(6)完成测量后,同学们又找来几个不同阻值的定值电阻替换小灯泡,探充电流与电阻的关系。为电阻为10欧时,电流表的示最为0.2A: 换用20欧电阻后,闭合开关。应将滑动变阻器的滑片向 (选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为
读出电流表的示数。多次换用阳值不同的电阻,进行正确操作后部可得出结论。
变式训练 2、(2018绵阳)在“测量小灯泡的电功率”实验中,已知待测小灯泡的额定电压为3.8V,额定电功率约0.9W左右。可供选择的电流表有:A1(量程0﹣0.3A),A2(量程0﹣3A)。
(1)连接电路时,应选用的电流表是 (选填“A1”或“A2”)。
(2)图甲是某小组连接的实物电路图。有一根导线连接错误,在这根导线上打“×”,并在图中改正。
(3)改正错误后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,当电压表示数为0.3V时,电流表示数如图乙所示,此时小灯泡的电功率是 W。
(4)不用电流表,另增加两只开关和一个阻值为12Ω的定值电阻R0,该小组设计了如图丙所示的电路图,测量小灯泡的额定功率。正确连接电路后,断开S3,闭合S1、S2,调节滑动变阻器,让电压表示数为3.8V;然后只断开S2,再闭合S3,读出电压表示数为6.5V.则测得小灯泡的额定功率是 W。
考点三:实际功率与额定功率
例3 (2018眉山)将一只“220V 100W”的灯泡(设灯丝电阻不变)接在照明电路中,正常发光时,通电30min灯泡消耗的电能为 kW h;若用输电线把该灯泡由电源处引到学校操场,灯泡亮度较暗,测得灯泡实际功率只有81W,则输电线上消耗的功率为 W。
变式训练3(2018贵阳)灯泡L与定值电阻R的I﹣U图像如图所示。若将L与R串联在8V的电源上,下列说法正确的是( )
A.灯泡的电阻是10Ω
B.灯泡两端的电压是8V
C.电路中的电流是1.5A
D.电路消耗的总功率是4W
挑战中考
1.小充同学看见他爸爸的手机锂电池上标明电压为3.7v,容量为3000mAh,则它充满电后存储的电能为 J,在充电过程中,将电能转化 能,经查,该手机的待机电流为15mA,则该手机待机时间为 h。
2.在“测定小灯泡电功率”的实验中,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)图甲中有一根导线连接错误,在错误的导线上画“×”,并在图中改正。
(2)正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不亮。两电表无示数。为判断故障、将电压表与滑动变阻器并联,电压表有示数,则电路发生故障的原因是 。
(3)排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P到某一点,电压表示数如图乙所示为 V。
(4)根据实验记录绘制Ⅰ﹣U图象如图丙所示,计算小灯泡的额定功率是 W。
(5)完成上述实验后,小敏设计了如图丁所示的电路,测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率。实验方案如下:(电源电压不变,滑动变阻器R1的最大阻值为R1)
①按电路图连接电路。
②闭合开关 ,移动R1滑片,使电流表的示数为I额灯泡正常发光。
③闭合开关 ,保持R1滑片位置不动,移动R2滑片,使电流表的示数为I额。
④保持 滑片位置不动,将另一个滑动变阻器滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将此滑动变阻器的滑片移到最右端,电流表的示数为I2。
⑤小灯泡额定功率的表达式为P额= 。(用I额、I1、I2、R1表示
3.如图甲是定值电阻R0和标有“6V 6W”灯泡L的信息图像。将它们接入图22乙所示的电路,其中电源电压不变,滑动变阻器R最大阻值为8Ω,当只闭合开关S、S1,滑片P位于R最右端时,灯泡L的实际功率为1W.求:
(1)R0的阻值;
(2)灯泡正常发光100s,电流通过灯泡产生的热量;
(3)电源电压;
(4)电路消耗的最大电功率。