2023浙江中考科学一轮复习（基础版）第24讲 电功和电功率（课件 25张ppt）

(共42张PPT)
2023浙江中考科学一轮复习（基础版）
第24讲　电功和电功率
电功(九上教材P109)
1．定义：电流所做的功叫电功。电功的实质：电流做功的过程就是______转化为_____________的过程，电流做了多少功就有多少_______转化为其他形式的能。
2．规定：电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压、电路中的_______和__________的乘积。
3．公式：W＝_______，对于纯电阻电路可推导出：
W＝_______＝_______。
电能
其他形式能
电能
电流
通电时间
UIt
I2Rt
U2t/R
4．单位：国际单位是：_________
常用单位：____________。
1 kW·h＝__________J。
5．测量电功的仪表是________(电度表或千瓦时计)，计数器上前后两次读数之差就是这段时间内消耗的千瓦时数。
焦耳(J)
千瓦时(kW·h)
3.6×106
电能表
1．甲、乙二个普通白炽灯泡铭牌上分别标着“220 V　40 W”、“110 V　40 W”字样，正常发光相同时间，它们消耗的电
能( )
A．甲灯的多
B．乙灯的多
C．一样多
D．不能确定
C
电功率(九上教材P111)
1．概念：电流在单位时间内所做的功叫________，是用来表示______________的物理量。
2．单位：瓦特(简称瓦，符号为W)，千瓦(kW)。
1 kW＝1000 W。
3．电功率的计算公式：P＝______、P＝______，对于纯电阻性用电器，电功率还可用公式P＝______、P＝______计算。
电功率
电流做功快慢
UI
I2R
U2/R
W/t
4．额定功率
(1)用电器在_________下工作时所消耗的电功率。
(2)用电器只有在额定电压下工作时，实际功率才等于额定功
率。灯泡的亮度取决于灯的_______电功率。
5．识别用电器的额定功率。以灯泡为例：PZ220 V　40 W，PZ表示普通照明灯泡，220 V表示额定电压为220 V，40 W表示该灯泡的额定功率为40 W。
额定电压
实际
2．节能灯已成为家庭照明的主要选择，如图一个11 W的节能灯照明亮度和一个40 W的白炽灯是相等的，两个灯泡均正常工作时，以下说法不正确的是( )
A．节能灯每秒消耗11 J电能
B．节能灯每秒产生的内能大于白炽灯
C．两个灯泡正常工作所需电压是相同的
D．用节能灯替代白炽灯有助于节省电能
B
测定小灯泡的电功率(九上教材P114)
1．实验原理：________。
2．实验电路图如图所示。
3．测定小灯泡的额定功率和实际功率，收集和整理实验数据得出实验结论。
调节滑动变阻器，当电压表读数不等于额定电压时，可测实际功率；当电压表读数______额定电压时，可测额定功率。
P＝UI
等于
3．下列各组仪器中，可以用来测量电功率的是( )
①电能表和电压表　②电能表和电流表　③电能表和秒表　④电压表和电流表
A．①②　　　　　
B．③④
C．①④
D．②③④
B
电流的热效应(九上教材P115)
1．定义：电流通过导体时，____能转化为____能，这种现象叫做电流的热效应。
2．电流热效应的影响因素——用控制变量法进行研究
(1)在电流相同，通电时间相同的
情况下，电阻越大，这个电阻产
生的热量越多。
(2)在电阻相同，通电时间相同的
情况下，通过电阻的电流越大，
这个电阻产生的热量越多。
电
内
3．焦耳定律
(1)内容：电流通过导体产生的热量，跟_____的平方、导体的______和通电时间成正比。
(2)表达式：Q＝______。
电流
电阻
I2Rt
4．(2022，聊城)如图所示是“探究电流通过导体时产生热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，通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差比右侧的大。下列说法错误的是( )
A. U形管中液面高度的变化反映了电
阻产生热量的多少
B．通过左、右两边容器中电阻丝的
电流相同
C．右边容器中的电阻R2比左边容器中的电阻R1小
D．通电时间相同，两个容器中空气吸收的热量相同
D
电功的计算
用电器消耗多少电能，电流就做了多少功。电能表是测量电功的仪表，以右图为例，电路中消耗了多少电功不仅可以从计数窗中读出，也可根据“2500 r/kW·h”这一数据结合电能表转盘转过的转数来测定。
【例1】　如图所示，是小科同学观察到自家电能表的情况，其显示的示数为_______kW·h。他关掉其他用电器，只让电饭锅处于加热状态工作，观察到电能表的转盘在8 min内转动了72转，则他家的电饭锅加热时的电功率为______W。
1919.8
900
1．家庭电路中都装有电能表。小珠家的电能表如图甲所示，读数为________kW·h。电冰箱是间断式工作的(工作一段时间停止一段时间。再工作再停止，如此循环)，小珠家的电冰箱额定电压为220 V，额定电功率为100 W。正常工作的P－t图像如图乙所示，若关闭其他用电器，让电冰箱正常工作一天，消耗的电能是__________J，电能表的转盘转动_______圈。
2508.6
2.88×106
2000
电功率的计算
公式P＝ 是功率的定义式，适用于一切功率的运算。而公式P＝UI仅适用于计算电功率，它反映了电功率的大小跟哪些因素有关，即电路消耗的电功率的大小由电路两端的电压与通过电路的电流这两个因素来决定。
【例2】　方方用图甲所示电路研究电功率和电流的关系，绘制了定值电阻R0、滑动变阻器R的功率与电流的关系图，如图乙。
(1)实线表示的是____(填“R”或“R0”)的功率与电流的关系。
R0
(2)求R0的阻值。(写出计算过程)
(3)当电流表示数为0.5安时，求R消耗的功率。(写出计算过程)
2．现有规格分别为“6伏　3瓦”和“6伏　6瓦”两个小灯泡
L1、L2，已知它们的电流与电压间关系如图所示。
(1)由图可知，L1、L2的灯丝电
阻都随电流的增大而________
(填“增大”“减小”或“不变”)。
增大
(2)若将L1、L2并联接在学生电源间，电源电压调节为6伏，通电5分钟，则两灯泡消耗的总电能为多少焦？
(3)若将L1、L2串联接在学生电源间，调节电源电压，在保证每个灯泡两端电压不超过其额定电压的情况下，L1、L2消耗的实际总功率最大值是多少？
测定小灯泡的电功率
小灯泡的电功率是通过测电压和电流，再根据P＝UI计算得
到，由于小灯泡的电阻随着温度的变化而变化，所以不能根
据电阻不变计算实际功率。
【例3】　(2022，宁波)小宁用如图甲所示电路研究小灯泡的电学特性，所用小灯泡上标有“2.5 V”字样。闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，读取并记录电压表、电流表的示数。实验数据记录如下(第4次实验时电流表指针位置如图乙所示)：
(1)该小灯泡的额定功率为______W。
(2)用描点法(实验数据对应的点用“×”表示)在图丙上画出该小灯泡灯丝的I－U曲线。
(3)小宁计算小灯泡的灯丝电阻值时，发现灯丝电阻随着其两端电压的升高而增大。
0.85
实验次数 1 2 3 4 5
电压表示数/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流表示数/A 0.17 0.24 0.30 ☆ 0.37
小宁反思：电阻是导体的一种性质，决定和影响导体阻值大
小的因素中并没有电压这一因素，那么导体两端电压的变化
可能引起了某个因素发生变化！小宁思考后得出这个因素就是________。
温度
3．在“测量小灯泡电功率”的实验中，已知电源电压为3 V，小灯泡的额定电压为2.5 V，正常发光时的电阻约为8 Ω，实验器材如图甲所示。
(1)在图甲中，请你用笔画线代替导线将电路连接完整(导线不得交叉)。
(2)在连接电路时开关应______，滑动变阻器的滑片应放在_____(填“A”或“B”)端。
(3)小明连接好电路后，闭合开关，移动滑片P发现电流表示数变大时，灯变亮，而电压表示数在变小，其原因可能是
______________________________。
断开
B
电压表测滑动变阻器两端电压
(4)小明正确连接好电路后，某次实验中，电压表读数为1.8 V，电流表示数为0.24 A。要测量小灯泡的额定功率，应将滑片向____(填“A”或“B”)端滑动，小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为______W。
(5)小明认为利用该实验还可以测出灯泡的灯丝电阻，于是他根据以上测得的两组电压和电流计算出灯丝电阻后发现两次测量的灯丝电阻相差较大，其原因是____________________________。
A
0.75
灯丝电阻随温度的升高而增大
电热器的挡位问题
家用电热器的电压都是220 V，由P＝U2/R可知，电路总电阻越小，加热总功率就越大，就处于加热状态；电路总电阻越大，则加热功率就越小，就处于保温状态。总体可分为两类：一类是并联型，单电阻时是保温，双电阻时是加热；一类是串联型，单电阻时是加热，而双电阻时是保温。
【例4】　(2022，绍兴)图甲是某款电火锅，其内部简化电路如图乙所示，S1是旋钮开关，S2是温控开关(当锅体温度达到设定值时自动断开，当锅体温度低于一定值时自动闭合)，R是指示灯的分压电阻，不起到加热作用，发热管内部结构如图丙所示，滑片转动时只能与滑动触头接触，0挡为断开状态，Ⅰ、
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ挡是不同功率的挡位，电热丝被均分为四段接入电路，其他元件的电阻均忽略不计。
(1)S1从0挡转到Ⅰ挡开始工作，温控开关S2的状态是________(填“断开”或“闭合”)。
(2)加热时，锅内水温逐渐升高，其中改变水的内能的方式是
_________(填“做功”或“热传递”)。
(3)图丙中，滑片顺时针转动，发热管的加热功率增大，Ⅳ挡时功率最大。则接线柱a、b、c中连入电路的应该是______。
闭合
热传递
b、c
(4)已知电火锅Ⅳ挡加热功率为1000瓦，若电火锅在Ⅲ挡工作5分钟，求发热管消耗的电能。
4．(2021，嘉兴)学习了电学知识后，某科学兴趣小组开展制作“电热水壶”的项目化学习。
【项目任务】制作一款电热水壶。经过小组同学讨论后确定电热水壶的要求如下：
容积：1 L。
功能：①加热；②保温。
性能：能在7分钟内将1 L水从20 ℃加热到100 ℃(不计热量损失)。
(1)【方案设计】为实现上述功能，同学们利用两个不同阻值的电阻(R1(2)【器材选择】若该壶是按照方案一设计的，根据项目任务中的性能要求，选择的加热电阻阻值最大为多少欧姆？[Q吸＝cm(t－t0)，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
(3)【方案反思】有同学认为电器设计还应考虑使用安全，从安全角度提出一条设计建议_________________________________________________。
在加热的支路上增加温度控制开
关(合理即可)
【例】　(2022，兰州)一款内置电陶炉的电暖桌如图甲所示，它不仅具有桌面暖手、桌底暖脚功能，还可以烧水、煮茶等。电陶炉的简化电路如图乙所示，其参数如表所示，高温挡额定功率字迹已被磨损。旋转旋钮开关，可实现停止工作、低温挡和高温挡的转换。R1和R2均为电热丝，R2＝72.6 Ω。求：
电陶炉
额定电压 220 V
额定功率 高温挡 ××W
低温挡 400 W
(1)R1的阻值。
(2)高温挡额定功率。
(3)在某用电高峰期，若家庭电路中只有电陶炉在工作，发现标
有“3000 imp/(kW·h)”的电能表的指示灯闪烁168次，使质量为1.7 kg的水从25 ℃升高到49 ℃，求此时电陶炉的加热效率。[c水
＝4.2×103 J/(kg·℃)]