(共24张PPT)
第三节 电功率
一、电功率
1.定义:电功率等于 与 之比,用字母 表示。
2.单位:(1)国际单位: ,简称 ,符号 。
(2)常用单位: ,符号 。
(3)关系:1 kW= W。
3.意义:表示电流做功的 。
4.计算公式:P= =UI。
电功
时间
P
瓦特
瓦
W
千瓦
kW
103
快慢
5.比值关系
(1)串联电路:P1∶P2=U1∶U2=R1∶R2。
(2)并联电路:P1∶P2=I1∶I2=R2∶R1。
二、电功率的测量
1.使用专用的功率表直接测量。
2.通过测量 和 ,利用公式P= 间接测量。
三、额定电压、额定功率
1.额定电压:用电器 时的电压。
2.额定功率:用电器在 下的功率。
电压
电压关系 功率关系 用电器工作情况
U实=U额 P实 P额 用电器 工作
U实U实>U额 P实 P额 容易烧坏用电器
电压
UI
正常工作
额定电压
=
正常
<
>
电功率的理解及应用
[典例1]下列关于电功和电功率说法中,正确的是( )
A.用电器电功率越大,电流所做电功就越多
B.用电器做的电功越多,电功率就越大
C.用电器电功率越大,电流所做电功就越少
D.用电器电功率越大,电流所做电功就越快
D
[针对训练1]如图所示,是通过定值电阻R和小灯泡L的电流随电压变化的图象,由图象可知 ( )
A.乙是小灯泡的I-U图象
B.定值电阻的阻值为5 Ω
C.定值电阻R和小灯泡L并联接在4 V的电源上,甲、乙消耗的电功率之比为1∶2
D.定值电阻R和小灯泡L串联接在5 V的电源上,电路的总功率为2 W
D
[针对训练2]如图甲所示,R1为定值电阻,电源电压保持不变。当闭合开关S,滑动变阻器R2的滑片P从B端移到A端,两电表示数变化关系如图乙所示,下列判断正确的是( )
A.电源电压为2 V
B.滑动变阻器R2的最大阻值是20 Ω
C.滑片P滑到AB中点时电阻R1的电功率是0.45 W
D.滑片P移动过程中电路消耗的最大功率是0.8
B
甲 乙
[典例2]如图所示,电源电压为9 V,闭合开关,调节滑动变阻器,当小灯泡正常发光时,电压表的示数为3 V,电流表的示数为0.5 A,则小灯泡的额定功率是( )
A.4.5 W B.4 W
C.3 W D.2 W
[针对训练3]标有“220 V 11 W”的甲灯、“36 V 11 W”的乙灯和“12 V 11 W”的丙灯都正常工作时( )
A.甲灯最亮 B.乙灯最亮
C.丙灯最亮 D.三灯一样亮
额定电压与额定功率
C
D
1.商场中,卖微波炉的售货员和顾客就微波炉省电还是费电发生了争论。售货员说:“微波炉很省电,用它加热食物花不了多少电费。”顾客说:“微波炉很费电,他家的微波炉一开,电能表就转得很快。”上述争论中,顾客混淆的两个概念是( )
A.电流和电功率
B.电功率和电压
C.电功和电功率
D.电功和电阻
2.某用电器的电功率是140 W,它表示( )
A.电流在1 s内做功是140 W
B.有140 J的电能转化为机械能
C.1 h内消耗的电能是140 kW·h
D.1 s内消耗的电能是140 J
C
D
3.小明利用电能表测量某家用电器的电功率,当电路中只有这个用电器工作时,测得10 min内,消耗电能0.4 kW·h,则这个用电器可能是( )
A.空调 B.电冰箱
C.日光灯 D.收音机
4.灯L1标有“6 V 3 W”,灯L2标有“3 V 3 W”,若两灯串联接入电源电压为3 V的电路 中,则( )
A.灯L1亮 B.灯L2 亮
C.一样亮 D.条件不足,无法判断
5.某电水壶工作2 min,如图所示电能表的转盘转过150 r,则电水壶消耗的电能 为 kW·h,电水壶的电功率为 W,这些电能可供一只“220 V 20 W”的节能灯正常工作 h。
A
A
0.05
1500
2.5
7.某同学为自己设计了一盏调光灯,其原理如图所示,已知灯L的规格为“6 V 3 W”(不考虑灯丝电阻的变化),滑动变阻器R的阻值范围为0～12 Ω,电源电压恒为6 V。求:
(1)当S闭合,滑片滑至最左端后,灯丝中的电流。
(2)灯正常工作1 min所消耗的电能。
(3)再将滑片从左向右移动,灯L发光最暗时的实际功率。
答案:(1)0.5 A (2)180 J (3)0.75 W
6.某同学家的电炉正常工作时通过电炉丝的电流是5 A,若电炉在220 V电压下正常工作,则该电炉的额定功率为 W;当电炉两端电压为200 V时,电炉的额定功率将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
1 100
不变
8.在如图所示电路中,灯泡L上标有“6 V 0.3 A”字样,R为定值电阻,闭合开关S时,灯泡L恰好正常发光,电流表的示数为0.2 A。则:
(1)灯泡L的额定功率是多少瓦
(2)定值电阻R的阻值是多少欧
(3)整个电路在10 min内消耗的电能是多少焦
答案:(1)1.8 W (2)30 Ω (3)1 800 J
第三节 电功率
1.关于电功率,下列说法正确的是( )
A.用电器消耗的电能越多,它的电功率越大
B.用电器工作时所用的时间越短,它的电功率越大
C.消耗的电能一定时,所用时间越长,它的电功率越大
D.用电器工作的时间一定时,消耗的电能越多,它的电功率越大
D
电功率的理解
2.夏天到了,相比于空调,使用电风扇对身体更好些,也更节能环保。如图所示是一款电风扇的“挡位”旋钮,当由2挡位调至3挡位时,能够吹出更强劲的风。则相较于2挡,下列关于3挡的说法正确的是( )
A.消耗电能更多
B.消耗电能更快
C.消耗电能更少
D.消耗电能更慢
3.小虎利用家里的电能表测量某家用电器的电功率。当电路中只有该用电器工作时,测得在20 min内消耗电能0.4 kW· h,这个用电器可能是( )
A.空调 B.电风扇
C.电视机 D.手提电脑
B
A
4.一度电可供“220 V 40 W”的电灯正常工作( )
A.25小时 B.40小时
C.20小时 D.0.025小时
5.如图所示,手电筒中的电流为0.5 A,电源为三节干电池,则该手电筒小灯泡的功率最接近 ( )
A.0.25 W B.0.75 W
C.2.25 W D.9.00 W
6.电阻R1=20 Ω,R2=30 Ω,将它们并联在电路中,则R1、R2的电压之比U1∶U2= ;如果将它们串联,此时R1与R2消耗的功率之比P1∶P2= 。
A
电功率的计算
C
1∶1
2∶3
7.如图所示,电源电压为9 V,闭合开关,调节滑动变阻器,当小灯泡正常发光时,电压表的示数为3 V,电流表的示数为0.5 A,则小灯泡的额定功率是( )
A.4.5 W B.4 W
C.3 W D.2 W
8.额定功率相同的两个用电器,把它们并联在同一电源上,下列说法正确的是( )
A.实际功率一定相同
B.实际功率一定不同
C.额定电压大的实际功率大
D.额定电压小的实际功率大
C
额定电压与额定功率
D
9.甲、乙两个用电器工作时,甲用电器的电功率比乙大,则说明( )
A.电流通过甲用电器做的功比乙多
B.电流通过甲用电器做功的时间比乙短
C.电流通过甲用电器做功比乙快
D.电流通过甲用电器做功的时间比乙长
10.将L1“3.8 V 0.3 A”和L2“2.5 V 0.3 A”两灯连成如图所示的电路。闭合S及S1,下列说法正确的是( )
A.两灯都能正常发光
B.乙电流表一定比甲电流表的示数大
C.两灯都会发光,且L1比L2更亮
D.若L1出现短路故障,则L2也不会发光
C
D
11.把标有“6 V 6 W”的小灯泡L1和标有“6 V 3 W”的小灯泡L2串联后接在电源电压为6 V的电路中,(不考虑灯丝电阻的变化)下列说法正确的是( )
A.L1的电阻大于L2的电阻
B.通过L1的实际电流比L2的实际电流大
C.L1两端的实际电压比L2两端的实际电压小
D.L1的亮度比L2的亮度大
12.有两只灯泡L1、L2,分别标有“220 V 100 W”和“220 V 40 W”的字样。若不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法中,正确的是( )
A.两灯串联接入220 V的电路,两灯泡消耗总功率大于40 W小于100 W
B.两灯正常发光时,L1的电阻较大
C.两灯并联接入220 V的电路,L1、L2消耗功率之比是2∶5
D.两灯串联接入220 V的电路,L1消耗的功率小于25 W
C
D
13.如图所示,只闭合开关S时灯L1的功率为9 W;断开开关S,闭合S1、S2时,灯L1的功率为25 W。电源电压不变,忽略温度对灯丝电阻的影响。则L1与L2电阻之比是( )
A.3∶2 B.5∶3
C.3∶1 D.9∶25
14.小灯泡的I-U图象如图甲所示,将它与定值电阻R并联,如图乙所示,闭合开关S1,电流表的示数为0.2 A;再闭合开关S2,电流表的示数增加了0.25 A。则( )
A.定值电阻的阻值为8 Ω
B.灯泡功率为5 W
C.电源电压为5 V
D.电路总功率为0.9 W
A
D
15.(2022张店区二模)某实验小组用如图甲所示的电路进行实验,根据获得的数据画出了电流表示数I随电压表示数U变化的图象,如图乙所示。已知电源两端的电压保持5 V不变,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数为3 V时,电流表的示数为0.25 A
B.随着小灯泡两端电压的减小,通过小灯泡的电流增大
C.当电流表的示数为0.3 A时,小灯泡的电功率为0
D.小灯泡两端的电压为3 V时,滑动变阻器接入电路的阻值为8 Ω
16.某段金属导体两端电压为4 V时,通过的电流为0.2 A;当该导体两端电压为2 V时,通过该导体的电流为 A,电流通过该导体消耗的功率为 W;当该导体两端电压降为0时,电阻为 Ω。
D
甲 乙
0.1
0.2
20
17.在如图所示的电路中,R2=6 Ω,当S闭合,S1断开时,电流表示数为1 A;当S、S1均闭合时,电流表的示数为1.5 A,则R1= Ω;电源电压为 V,此电路的最大功率为 W。
18.将分别标有“6 V 6 W”和“3 V 3 W”的甲、乙两只灯泡串联接在电压为3 V的电源两端, 灯更亮;若并联接在该电源两端, 灯更亮,两灯消耗的功率之比P甲∶P乙=
(忽略温度对灯丝电阻的影响)。
3
3
4.5
甲
乙
1∶2
19.如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从最右端a滑动到最左端b的过程中,电压表示数随电流表示数变化的图线如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.电源电压为6 V
B.定值电阻R0的阻值为6 Ω
C.滑动变阻器R消耗的最大功率为6.75 W
D.滑片P在b端时,10 s内消耗的电能是180 J
C
甲 乙
20.如图所示,把标有“6 V 3 W”的小灯泡与最大阻值为100 Ω的滑动变阻器连接在电源电压恒为18 V的电路中,各表的示数均不超过所选量程,且灯泡两端电压不允许超过额定值。(设灯丝电阻不变)闭合开关,下列说法正确的是( )
A.闭合开关前滑片应移至滑动变阻器的最左端
B.电路的总功率最大值为10.8 W
C.小灯泡的电功率最小值为0.75 W
D.滑动变阻器允许调节的范围是24～100 Ω
C
21.如图所示电路,电源电压恒定为3 V,电阻R1=5 Ω,R2=10 Ω,求:
(1)当S1闭合,S2、S3断开时,电流表的示数。
答案:(1)0.6 A
(2)当S2闭合,S1、S3断开时,电压表的示数和电阻R1工作1 min所消耗的电能。
答案:(2)2 V 12 J
(3)当S1、S3闭合,S2断开时,电路工作时的功率。
答案:(3)2.7 W(共18张PPT)
微专题六 灯泡功率的测量方法
1.小明按如图所示电路测量小灯泡功率,备有器材规格如下:电源电压恒为6 V,小灯泡额定电压为2.5 V,灯泡正常发光时灯丝电阻约为10 Ω,滑动变阻器甲的规格“10 Ω 1 A”、乙的规格“50 Ω 0.5 A”,电流表(0～0.6 A、0～3 A),电压表(0～3 V、0～15 V),下列说法错误的是( )
A.在连接实验电路时,应将滑动变阻器滑片置于最右端
B.滑动变阻器应选择甲
C.实验可发现,灯泡在不同电压下,实际功率不同,亮度不同
D.测量不同电压下的电功率时,为减小误差,应选用量程为0～3 V的电压表
B
测量小灯泡电功率的仪器使用
2.“测定小灯泡电功率”的实验中,选用的电源电压为4.5 V,小灯泡的额定电压为2.5 V、电阻约为10 Ω。
断开
甲 乙
(1)连接电路时开关应 ,电流表的量程应选0～ A。
(2)连好电路后,闭合开关前,图中滑动变阻器的滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端。
(3)如图乙所示为电压表的示数,其读数为 V;要获得小灯泡额定功率的数据,滑片P应向 (选填“A”或“B”)端移动。
0.6
A
2.2
B
3.某同学到实验室做“测量小灯泡功率”的分组实验。待测小灯泡的额定电压为2.5 V,电阻约为10 Ω。实验室有如下器材:A.电源E(电压为6 V)、B.电流表A(0～0.6 A,0～3 A)、C.电压表(0～3 V,0～15 V)、D.滑动变阻器R1(规格为“5 Ω 0.3 A”)、E.滑动变阻器R2(规格为“50 Ω 0.5 A”)、F.滑动变阻器R3(规格为“500 Ω 1 A”)、G.开关S,导线若干。
实验应该选用的最合适的滑动变阻器是 (填器材代号)。
E
1.知道测量小灯泡电功率的方法与实验电路图的设计。
2.明确测量小灯泡电功率的实验过程、所需要的仪器及使用注意事项。
3.主要考虑电压表、电流表的连接和量程选择,滑动变阻器的使用和作用。
4.在“测量小灯泡的电功率”的实验中,某同学连接好电路,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,当滑动变阻器连入电路中的电阻变大时,电压表的读数也随着变大,反之,随着变小,则发生这一现象的原因是( )
A.电压表的正、负接线柱接错了
B.电压表的量程选择不合适
C.电压表坏了
D.电压表与滑动变阻器并联了
D
测量小灯泡电功率的电路连接
5.测量小灯泡的电功率的分组实验中,提供的器材有6 V蓄电池、电流表、电压表、滑动变阻器“50 Ω 1.5 A”、额定电压为3.8 V的小灯泡(正常发光时电阻约为10 Ω)、开关各一只,导线若干。请根据如图甲所示的电路图用铅笔连线代替导线,完成图乙中的实物连接。(连线不得交叉)
甲 乙
答案:如图所示
6.在“探究小灯泡亮度和电功率的关系”的实验中,已知小灯泡的额定电压为3.6 V。图甲连接的电路有错误,请你在错误连线上画“×”,并用笔画出正确的导线;如果该实验用干电池作电源,至少需要 节干电池;实验过程中,小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻为 Ω;正确完成实验后,可以得出灯泡的亮度由 _ 决定。
3
甲 乙
答案:如图所示
10
实际电功率
1.常规“伏安法”测量时,要先注意电表的连接。
2.会利用电路图画实物图,或者根据要求设计电路图。
3.注意电路故障的判断和改正。
7.小明想知道“小灯泡的亮暗程度与什么因素有关”,于是他找来了额定电压是2.5 V的灯L1和额定电压是3.8 V的灯L2,接在电源电压恒为4.2 V的电路中进行探究。
(1)小明闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,测出灯L1的相关物理量,记录实验数据和现象如表所示。
0.7
测量小灯泡电功率的数据处理
实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8
发光情况 熄灭 熄灭 微光 较暗 较亮 亮 明亮 更明亮
电压U/V 0.2 0.5 0.9 1.3 1.7 2.1 2.5 3.0
电流I/A 0.1 0.16 0.19 0.21 0.24 0.26 0.28 0.30
①灯泡L1的额定功率为 W;
②由实验数据可知,滑动变阻器的最大阻值不小于 Ω;
40
③小灯泡在断电一段时间后的电阻可能是 (选填“1 Ω”“2 Ω”或“8.9 Ω”)。
(2)用L2替换L1,重复上面的实验时,需要改变 表的量程,发现灯L2的亮度变化规律与灯L1相似。由此小明发现小灯泡的亮暗程度与 有关。
1 Ω
电压
实际功率
1.明确影响小灯泡亮度的因素,知道实际电压、实际功率与额定电压、额定功率的区别。
2.利用电压表、电流表示数和电功率公式进行计算。
3.对实验图象进行分析和判定。
8.某同学想借助如图所示的电能表测出家中一盏电灯的电功率。
(1)测量时除用电能表外,还需要使用的测量工具是 。
(2)关掉家中其他的所有用电器,只让这盏电灯工作,测得电能表转盘转10转所用的时间是 2 min,则这盏灯的电功率是 W。
其他方法测量小灯泡电功率
秒表
100
9.如图所示是“测量小灯泡额定功率”的实验,电源电压恒为6 V,小灯泡额定电压U额= 2.5 V,正常发光电阻约为10 Ω,滑动变阻器的规格为“50 Ω 1 A”。
甲 乙 丙
(1)闭合开关,调节滑片,当电压表示数为2.5 V时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
0.65
(2)若电压表损坏,小明利用一个定值电阻R0和两个开关,设计了如图丙所示的电路,并进行实验:
①只闭合开关S和S1,调节滑片P,使电流表示数为 ;
②保持滑片P位置不动,断开开关 ,闭合其他开关,读出电流表示数为I;
③小灯泡的额定功率表达式为P额= (用题中物理量字母表示)。
S1
10.两个铭牌模糊的小灯泡L1,L2,仅能看清分别标有“0.3 A”和“0.5 A”字样。
(1)图甲是小明测量小灯泡L1额定功率时连接的实物图。
①图中有一根线连接错误,请在这根线上打“×”,并在图中改正。
甲 乙
答案:(1)①如图所示
②闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端。
③闭合开关,电流表示数为0.1 A,移动滑片P,通过观察 表的示数来判断小灯泡是否正常发光。小灯泡正常发光时,电压表的示数如图乙所示,则小灯泡L1的额定功率为 W。
(2)小华利用图丙所示的电路测出了小灯泡L2的额定功率。请在虚线框内补上小灯泡、电压表和定值电阻R(阻值已知)这三个元件的符号,使电路完整,实验操作方便。
丙
B
电流
0.75
答案:(2)如图所示
1.遇到电压表损坏,只能用部分量程时,可以选择将电压表与滑动变阻器并联。利用串联电路电压特点,间接计算灯泡两端电压。
2.遇到缺少电流表、电压表的情况,懂得伏阻法和安阻法利用已知电阻与灯泡串联和并联时电压、电流、电阻、电功率的比值关系进行分析。
谢谢观赏！(共21张PPT)
微专题七 电学的综合计算
1.如图所示,将滑动变阻器滑片P从某一位置移动到另一位置,则电压表的示数由8 V变为 6 V,电流表示数相应由0.4 A变为0.6 A,那么定值电阻R0的电功率改变量为(不计温度对电阻的影响,电源电压保持不变)( )
A.0.4 W B.1 W C.3 W D.2 W
2.(2022镇江)如图所示为某小组设计的多挡位电热器电路,U不变,R1、R2为电阻丝且R1>R2,电热器功率最大时开关状态为( )
A.S1闭合,S2接a
B.S1闭合,S2接b
C.S1断开,S2接a
D.S1断开,S2接b
D
电功率变化类
A
3.在如图甲所示的电路中,定值电阻R1的阻值是20 Ω,滑动变阻器R2消耗的功率P与其阻值R2的关系如图乙所示,则R2消耗的最大功率是( )
A.0.45 W B.0.50 W
C.0.80 W D.0.90 W
A
1.对于定值电阻,根据条件可选用U2I2-U1I1来计算电功率的变化。
2.对于通过调节滑动变阻器来改变电阻时,通过整个电路中的电阻变化来求得相应功率的 变化。
4.如表所示是小明家电饭煲铭牌的部分信息,如图所示是他家电能表的示数。下列说法中,错误的是( )
A.电饭煲利用电流的热效应工作
B.电饭煲在中挡正常工作时电热丝阻值比低挡正常工作时大
C.电饭煲在高挡正常工作10 min,消耗的电能是1.08×106 J
D.若家中只接入电饭煲,在高挡正常工作10 min,电能表示数将从如图所示变成 6 326.1 kW· h
B
多挡功率类
额定电压 220 V
频率 50 Hz
额定功率 高挡 1 800 W
中挡 1 200 W
低挡 500 W
5.如图甲所示是某型号电热水壶,电路原理图如图乙所示,R1、R2为电热丝,R2电阻值为 1 210 Ω(阻值均不受温度影响),该电热水壶有加热和保温两种工作状态。S0是一个自动温控开关,当壶内水温度达到100 ℃时会自动断开,停止加热进入保温状态,电热水壶铭牌数据如表所示。求:
甲 乙
单台质量1.7 kg 额定容积1 L
额定电压220 V 频率50 Hz
加热功率920 W 不锈钢底盘
(1)保温时的电功率。
答案:(1)40 W
(2)电阻R1的阻值。
(3)加热10 min消耗的电能。
答案:(2)55 Ω (3)5.52×105 J
6.如图1所示是爸爸为小明购买的电热桌垫,桌垫材质为亲肤硅胶。小明想知道电热桌垫的电热原理,他查看说明书后发现:该电热桌垫由12 V电源供电,电功率在安全用电规定的30～80 W范围内,发热部分由R1、R2两根电热丝组成,R1、R2的阻值分别为6 Ω、4 Ω。该桌垫可通过调温开关控制不同的模式。某次使用时,将其调至高温模式,工作2 min后,桌垫的温度升高了20 ℃。(不考虑温度的变化对电阻的影响)
图1 图2
(1)如图2所示,为小明利用所学知识设计的电热桌垫的两种电路,通过分析可知,符合要求的电路是 (选填“甲”或“乙”)。
甲
(2)该电热桌垫处于高温模式时,通过电路的电流是多少
(3)电热桌垫处于高温模式时工作2 min所放出的热量是多少
答案:(2)5 A (3)7.2×103J
1.分清开关断开或闭合时电路的连接特点。
动态电路类
7.如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1为定值电阻,闭合开关S,当滑动变阻器R2的滑片P向右移动时,下列说法中( )
①电流表A的示数变小
②电压表 V的示数变大
③电压表 V与电流表A1的比值变小
④滑动变阻器R2消耗的电功率变小
A.只有①④正确 B.只有②③正确
C.只有①③正确 D.只有②④正确
A
8.如图所示电路图中,已知定值电阻R1=R2=5 Ω,滑动变阻器R3的最大阻值为10 Ω,电源电压为12 V,电路中a处可能是电压表也可能是电流表。
(1)若只闭合开关S1,将滑动变阻器的触片滑至最左端,则电流表A2的示数为多大
答案:(1)0.6 A或1.2 A
(2)若同时闭合开关S1,S2,将滑动变阻器触片滑至其中点,此时滑动变阻器消耗的电功率为多大
答案:(2)28.8 W或0
②若a为电压表,则R2与滑动变阻器被短路,此时滑动变阻器的功率为0。
9.如图所示电路中,灯泡L标有“6 V 3 W”字样(不计温度对灯丝电阻的影响),当开关S1闭合,S2断开,滑动变阻器的滑片P在最左端时,灯泡L正常发光;当开关S1闭合,S2断开,滑动变阻器的滑片P在中点时,电流表的示数是 0.2 A。求:
(1)电源电压。
答案:(1)6 V
解析:(1)当开关S1闭合,S2断开,滑动变阻器的滑片P在最左端时,电路为灯泡的简单电路,灯泡L正常发光,灯泡两端的电压即电源电压U=6 V。
(2)滑动变阻器R的最大阻值。
答案:(2)36 Ω
(3)电路的最小功率和最大功率。
答案:(3)0.75 W 4 W
10.如图所示是一个容量为2 L的电饭锅的简化电路图。电饭锅工作时有加热和保温两挡。已知R1=200 Ω,R2=800 Ω。
(1)当开关S1和S2都闭合时,电饭锅处于 挡。
加热
(2)计算电饭锅处于保温挡时电路中的电流。
(3)计算电饭锅处于加热挡10 min电流通过R1产生的热量。
答案:(2)0.22 A (3)1.452×105 J
1.分清开关断开或闭合时电路的连接情况,弄懂滑片移动时接入电路的电阻大小。
2.分清每个过程中的已知量和所求量,选择合适的公式求解。
谢谢观赏！(共16张PPT)
第十四章 电功率 章末复习
1
3.6×106
电能表
UIt
I2Rt
做功的快慢
W
UI
I2R
UI
P=UI
=
<
>
实际
电功率
电
内
Q=I2Rt
UIt
Pt
=
>
【典题1】在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为3 V,小灯泡的额定电压为2.5 V,滑动变阻器的规格为“20 Ω 1 A”。
甲 乙 丙 丁
(1)如图甲所示,闭合开关后,发现只有 有示数,经检查发现有一根导线连接错误。请在错误导线上打“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确。
电压表
答案:(1)如图所示
(2)改正错误后,移动滑动变阻器的滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示。要测量小灯泡的额定功率,应将滑片适当向 (选填“左”或“右”)滑动。
(3)图丙是小灯泡的电流随电压变化关系的图象,根据图象可知,小灯泡的额定功率为 W。
(4)测量小灯泡的电功率 (选填“需要”或“不需要”)多次测量求平均值,原因是
。
(5)在实际测量过程中,调节滑动变阻器使其接入电路中的电阻减小ΔR1,相应的小灯泡的阻值变化ΔR2,则ΔR1 (选填“>”“<”或“=”)ΔR2。
[考点拓展](6)实验结束后,某同学设计了如图丁所示的电路来测定额定电压为3 V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为9 V,定值电阻R的阻值为10 Ω。请帮助他完成以下实验步骤:
①开关S、S1闭合,S2断开,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 V时,灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动,开关S、S2闭合,S1断开,此时电压表示数为4 V;再将滑动变阻器的滑片移至最 (选填“左”或“右”)端,此时电压表示数为7 V;
③小灯泡的额定功率为P额= W。
左
0.625
灯泡在不同电压下的功率不同
不需要
>
6
左
0.9
【典题2】小组同学选择阻值不变的电阻丝,探究“电流通过电阻丝产生的热量(简称电热)与通电时间、电流、电阻的关系”。
甲 乙
(1)为探究电热与通电时间、电流的关系,在锥形瓶内装入适量煤油,设计电路如图甲所示,开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于 (选填“A”或“B”)端。
(a)闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P,直至电流表示数为0.5 A,通电5 min、温度计的示数升高了5 ℃。
(b)保持滑动变阻器滑片P的位置不变,通电10 min、温度计的示数升高了9 ℃。
B
(a)、(b)对比可得结论: _
。
(c)向 移动滑动变阻器的滑片P,直至电流表示数为1 A,通电10 min、温度计的示数升高了33 ℃,(b)、(c)对比可得结论: _
。
(d)实验只能得到定性结论,主要原因是 _
。
(2)为探究电热与电阻的关系,并测出标签污损的电阻丝R2的阻值,在两个相同的锥形瓶内装入等质量的煤油,设计如图乙所示电路。开关闭合后,电压表有示数,但电流表无示数,电路故障是 ,排除故障后,调节滑动变阻器的滑片P得到电表示数如图丙所示,则电压表示数为 V,电流表示数为 A,R2阻值为 Ω。一段时间后,观察到电阻丝 所在锥形瓶中的温度计示数升高得比较多。
在电流大小和电阻大小相同时,通电时间越长,电流通过电阻产生
丙
的热量越多
A端
在通电时间和电阻大小相同时,电流越大,电流通过
电阻产生的热量越多
实验中只能通过温度计示数的变化量来反映电流
通过电阻产生的热量的多少,无法精确测量电阻产生的热量
R2断路
8
0.5
16
R2
(3)请分析“电炉工作时,电炉丝发热明显,而与电炉丝相连的导线发热不明显”:电炉丝的电流 导线的电流,电炉丝的电阻 导线的电阻。(均选填“大于”“等于”或“小于”)
等于
大于
1.(2022青岛)下列电流做功的过程中,电能主要转化为机械能的是( )
A.电风扇吹风 B.电灯发光
C.电饭锅煮饭 D.电解水制氧
2.(2022湖北)小明家半年前新装了一只电能表,现在表盘的示数如图所示,下列说法正确的是( )
A.该电能表的标定电流为20 A
B.该电能表应接在50 Hz的直流电路中使用
C.小明家每消耗1度电,铝盘转动3 000转
D.小明家半年内的用电量是6 335 kW· h
电能与电功
A
C
3.(2021荆门)在探究“电功率与电阻关系”时,实验准备了阻值分别为5 Ω、15 Ω的A、B两个同一类型的灯泡。同学们按图甲、图乙设计了两个实验电路进行探究。不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是( )
A.图甲中A灯泡比B灯泡亮
B.图甲中滑动变阻器滑片向左滑动过程中,两个灯泡的亮度都变亮
C.图乙中A灯泡比B灯泡亮
D.图乙中滑动变阻器滑片向左滑动过程中,两个灯泡的亮度都变亮
电功率
C
甲 乙
4.(2022淄博)如图所示,在“探究串并联电路中电流的规律”实验中,灯泡L1和L2上分别标有“3.8 V 0.2 A”和“3.8 V 0.3 A”字样。闭合开关两灯均发光(灯泡的电阻不受温度影 响),则( )
A.两灯串联
B.电流表A1测通过灯L1的电流
C.灯L1比L2暗
D.电流表A2的示数为0.5 A
5.(2021眉山)如图所示,电源电压为6 V保持不变,R1=3 Ω,R2=18 Ω,灯泡L标有“6 V 3 W”字样,灯丝电阻不变。下列说法中,正确的是( )
A.灯泡L正常工作时的电阻为2 Ω
B.当只闭合开关S1时,电阻R1消耗的功率为1.2 W
C.如果开关S1、S2和S3同时闭合,灯泡L短路不工作
D.此电路消耗的最大电功率与最小电功率之比为25∶12
C
D
6.(2022济宁)如图所示是额定电压均为220 V 的灯泡L1和L2的U-I图象。下列分析不正确的是 ( )
A.当L1两端的电压为100 V时,其实际功率为20 W
B.当通过L2的电流为0.45 A时,其1 min消耗的电能为4 320 J
C.将L1、L2串联,若L1两端的电压为40 V,则L2的功率为8 W
D.将L1、L2并联,若通过L2的电流为0.5 A,则L1的功率为66 W
C
7.(2021贵港)如图所示的电路,灯L标有“6 V 3.6 W”字样,电源电压保持不变。当闭合开关S,滑动变阻器R的滑片P移到最右端时,灯L正常发光;滑片P移到最左端时,电压表示数为3.6 V。假设灯丝电阻不受温度影响,下列四个结论正确的是( )
①灯L正常发光时的电阻为12 Ω
②电源电压为6 V
③滑动变阻器的最大阻值为20 Ω
④电路消耗的总功率的变化范围为1.44～3.6 W
A.①② B.②④
C.②③ D.③④
B
8.(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形管中液面高度差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
9.(2021阜新)如图所示,电源电压不变,先闭合开关S1,电流表示数为0.4 A,再闭合开关S2,电流表示数增加了0.2 A,则R1、R2两端电压之比为 ,R1、R2阻值之比为 ,若电阻R1=5 Ω,通电1 min电阻R2产生的热量为 J。
D
焦耳定律
1∶1
1∶2
24
10.(2021成都)某家用电热壶有“加热”和“保温”两个挡位,其简化电路如图所示,R1、R2是电热丝,R1=1 050 Ω,R2=50 Ω。开关S接“1”时,电热壶为 挡位。开关S接“2”时,通电5 min,电流通过R2产生的热量为 J。
加热
600
11.(2022济南)小梅家的电热水器有“关”“加热”和“速热”三个挡位,其简化电路如图所示。若电热丝
R1的阻值是48.4 Ω,通过计算回答,该电热水器在“加热”挡位工作时:
(1)通过它的电流是多少安
(2)它的电功率是多少瓦
(3)它工作100 s消耗了多少焦的电能
答案:(1)4.55 A (2)1 000 W (3)1×105 J
(3)电热水器在“加热”挡位工作100 s消耗的电能W=P加热t=1 000 W×100 s=1×105 J。
谢谢观赏！(共26张PPT)
第十四章 电功率
第一节 电 能 第二节 电 功
一、电能与我们的生活
1.电能的来源:发电厂把各种不同形式的能转化为 能,火力发电厂把燃料的 能转化为电能。
2.单位:电力工业和日常生活中人们常用的电能单位是 ,俗称 ,符号是 。
3.单位换算:1 kW·h= J。
二、电能的计量——电能表
1.作用:测量用电器在一段时间内消耗的 。
电
化学
千瓦时
度
kW·h
3.6×106
电能
2.铭牌含义
(1)“220 V”:表示这个电能表应在 的电路中使用。
(2)“10(20) A”:表示这个电能表的标定电流为 ,额定最大电流为 ,电能表工作时的电流不应超过 。
(3)“600 r/(kW·h)”:表示接在这个电能表上的用电器每消耗1kW·h的电能,电能表上的转盘转过 转。
[注意]600 imp/(kW·h)中imp代表指示灯闪烁次数或脉冲个数。
3.读数方法:电能表计数器上前后两次读数 。
[注意]电能表计数器最右边的一位是小数点后的一位。
三、电功
1.定义:电流做的功叫电功,用符号 表示。
2.实质:电流做功的过程,实际就是 转化为 的过程;电流做了多少功,即有多少电能转化为其他形式的能。
220 V
10 A
20 A
额定最大电流
600
之差
W
电能
其他形式的能
四、影响电流做功多少的因素
1.探究方法:我们常用转换法和 法通过探究电流的热效应来认识电流做功。
2.研究表明:电流所做的功跟 、 和通电时间成 比。
W=UIt
控制变量
电压
电流
正
电能表
[典例1]假期小明一家出门旅游,出发前家里只有一台额定功率为0.2 kW的冰箱正常工作,其他用电器都已断电,小明看到家里电能表的示数为2 022.1 kW·h。过了6天小明回家再次查看电能表的示数如图所示,下列有关说法正确的是( )
A.这段时间冰箱消耗的电能是60 kW· h
B.冰箱每天平均工作的时间为1 h
C.冰箱正常工作1 h电能表的转盘转过120转
D.在冰箱正常工作时小明将电水壶插上电源插座烧水,电能表转盘的转速保持不变
C
[针对训练1]如图所示分别是小明家上月初和月末的电能表的表盘,表盘上“1 600 imp/ (kW·h)”表示每消耗1 kW·h的电能指示灯闪烁1 600次,断开其他用电器,只让电饭锅单独工作2 min,指示灯闪烁32次。下列选项正确的是( )
A.小明家干路中的电流不得超过10 A
B.小明家上月消耗的电能为911 kW· h
C.小明家使用的电饭锅消耗的电能为0.02 kW·h,合7.2×104 J
D.指示灯每小时闪烁1 600次
[针对训练2]电能表是测量 的仪表。小红同学家中电能表月初和月底的读数如图所示,则这个月小红家里用了 度电。电能表上标有“3 000 r/(kW·h)”字样,它的物理意义是 ;当转盘转动30转时,消耗的电能为 kW·h。
C
电功(或消耗电能)
82
用电器每消耗1 kW·h的电能,电能表上的转盘转过3 000转
0.01
[典例2]如图所示,电阻R1为10 Ω,滑动变阻器R的最大阻值为50 Ω,电源电压为6 V。开关S闭合后,求:
(1)当滑片P在最左端时,通过R1的电流。
(2)当通过R1的电流为0.4 A时,R接入电路中的阻值。
(3)当滑片P在最右端时,通电5 min整个电路消耗的电能。
电功
答案:(1)0.6 A (2)5 Ω (3)180 J
[针对训练3]在如图所示的电路中,电源电压保持不变,只闭合开关S1,电流表的示数为 0.2 A;再闭合开关S2,电流表的示数为0.5 A,由此可知两电阻的大小之比R1∶R2为 。闭合S1、S2后,R1、R2两端的电压之比U1∶U2为 ,在相同的时间内,电流通过电阻R1、R2所做电功之比 W1∶W2为 。
3∶2
1∶1
2∶3
2∶3
1.关于电功,下列说法不正确的是( )
A.电流做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能
B.电流做功的过程就是消耗电能的过程
C.用电能表可以测量电流做功的多少
D.电流越大,电流做功就一定越多
2.某水电站的年发电量在8亿千瓦时以上,下列物理量以“千瓦时”为单位的是( )
A.电能 B.电功率
C.电流 D.电荷量
3.如图所示,已知R1、R2并联,且R1=3R2,通上电流后,在相同的时间内电流做功之比W1∶W2是 ( )
A.1∶3 B.3∶1
C.1∶1 D.无法判断
D
A
A
4.如图所示是“探究电流做功与哪些因素有关”的实验装置,两个阻值不同的电阻丝浸在相同质量和相同初温的煤油中,每一烧瓶里各插一支温度计。在该实验中,电流做功的多少是通过 反映出来的;实验得到的结论是
。
温度计示数的变化
当电流和通电时间一定时,电阻
越大,电流做功越多
5.小明家的电能表月初的示数是 ,月末表盘的示数如图所示。若按0.5元/ (kW·h)的标准收费,他家本月应缴纳电费 元。若在一次工作中,电能表的转盘在一定时间内转过400转,则接在该电能表上的用电器消耗的总电能是 J。
42
1 3 8 5 5
7.2×105
6.如图所示电路,电源电压不变,R1=40 Ω,R2=60 Ω,通过R1的电流I1=0.3 A,求:
(1)电源电压。
(2)通电1 min,电阻R1和R2各自消耗的电能。
答案:(1)12 V (2)216 J 144 J
第十四章 电功率
第一节 电 能
第二节 电 功
1.小辉同学在家中拍到一张电能表照片(如图所示),他仔细观察照片后,得到下列结论,其中不正确的是( )
A.电能表是用来测量家中用电器消耗电能的仪表
B.电能表的标定电流为5 A
C.拍照片时,小辉家已消耗的电能为9 316 kW· h
D.电能表的转盘转2 500圈说明家中用电器消耗了1度电
C
电能及其测量
2.小明家的电能表11月1日读数如图甲所示,12月1日的读数如图乙所示,若电价为0.6元/度,则小明家11月份应交电费是( )
A.48.2元 B.49.2元
C.50.2元 D.109.2元
3.小华家电能表4月底的示数为 ,5月底的示数为 ,则小华家5月份消耗的电能为 kW·h。电能表上标有“220 V 10 A 3 000 r/(kW·h)”的字样,电能表转盘某段时间转了600 r,由此可算出他家所有用电器消耗的总电能为 _
J。
B
2 1 3 8 2
2 1 7 8 2
40
7.2×
105
4.如图所示的常见家用电器,工作时主要将电能转化为机械能的是( )
A
电功
A.电风扇 B.微波炉 C.电熨斗 D.电水壶
5.如图所示是一款迷你暖手宝,它内置锂电池,利用USB接口充电,内部发热片发热。下列说法正确的是( )
A.暖手宝充电的过程,是电流做功的过程
B.暖手宝充电的过程,是内能转化成机械能的过程
C.暖手宝发热的过程,是机械能转化成内能的过程
D.无论暖手宝充电还是发热的过程,锂电池在电路中都是电源
A
6.已知两电阻的阻值大小关系为R1>R2。如图A、B、C、D所示的四个电路中,电源电压U相 同,相同时间内整个电路消耗的总电能最小的是( )
C
电能与电功的计算
A B C D
7.手机用的电池,上面标明电压为3.7 V,容量为4 000 mA· h,充满电后,大约存储的电能是( )
A.14.8 J B.1.48×104 J
C.5.33×104 J D.53.3 kW· h
C
8.小华同学家的电饭煲正常工作时的电流约为3 A,则它正常工作15 min,电流所做的功是多少 所消耗的电能是多少 合多少千瓦时
答案:5.94×105 J 5.94×105 J 0.165 kW· h
解析:家用电器的工作电压为220 V,则电流在15 min内所做功W=UIt=220 V×3 A×15× 60 s=5.94×105 J。电流做功的过程即消耗电能的过程,故电饭煲消耗的电能为5.94× 105 J。因为1 kW· h=3.6×106 J,故5.94×105 J=0.165 kW· h。
9.如图所示为单相电子式电能表,关于该电能表,下列说法正确的是( )
A.允许通过的最大电流为10 A
B.该表可以随意调零
C.此时的示数为13 148 kW·h
D.指示灯闪烁2 500次表示电路消耗电能3.6×106 J
10.两盏电灯并联接在同一电源上,甲灯的电阻为500 Ω,乙灯的电阻为1 200 Ω。在相同的时间内( )
A.甲灯消耗的电能多
B.乙灯消耗的电能多
C.甲、乙两灯消耗的电能一样多
D.无法判断
D
A
11.小明将由镍铬合金丝制成的a、b、c三段导体串联接入电路,规格如表所示。通电相同时间,电流通过a、b、c三段导体所做的功分别为Wa、Wb、Wc,则( )
A.Wb>Wa>Wc B.Wa=Wb=Wc
C.Wa>Wb>Wc D.Wc>Wa>Wb
A
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
a 镍铬合金 0.5 0.5
b 镍铬合金 1 0.5
c 镍铬合金 0.5 1
12.如图甲所示的两个电流表均为学校实验室里常用的电流表(如图乙所示)。闭合开关后,两电流表的指针都正常偏转且偏转角度相同,此时灯L1和L2所消耗的电能W1和W2的比值为 ( )
A.4∶1
B.1∶4
C.5∶1
D.1∶5
A
13.有A和B两个电路元件,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,这时电路中的电流为0.1 A,则电源电压和电流通过元件B在20 s内做的功分别是( )
A.2 V,3 J B.3 V,2 J
C.2 V,1.5 J D.1.5 V,3 J
14.给手机电池充电,主要是将电能转化为 能。某手机电池容量为4 200 mA·h,电池电压为3.7 V,则充满电后,该手机电池储存的电能为 J。
A
甲 乙
化学
55 944
15.如图所示,已知R1∶R2=4∶3,将它们接在电源电压为6 V的电路中,闭合开关S。则通过它们的电流之比是 ;相同时间电流通过两个电阻做功之比是 。
3∶4
16.如图所示的电路,电源电压不变,电阻R=5 Ω,闭合开关S后,电流表的示数为0.4 A,已知小灯泡灯丝的电阻恒为10 Ω。通过小灯泡的电流为 A;通电10 s,整个电路消耗的电能为 J。
3∶4
0.2
12
17.如图甲所示为某新型电饭锅,其简化电路如图乙所示,其中R1和R2均为电热丝,电饭锅工作30 min内的电路总电流随时间变化的图象如图丙所示。
甲 乙 丙
(1)若只闭合开关S1,电路中的电流为 A,R1的阻值是 Ω。
(2)电饭锅工作30 min,电热丝R2消耗的电能是 kW·h。
2
110
0.165
18.同学们猜想影响电流做功多少的因素有用电器两端的电压、通过用电器的电流和通电时间。如图a、b所示是小明实验小组的实验电路图。
a b
(1)此实验是根据 来比较相同时间内电流做功的多少,L1、L2两只灯泡的规格应 (选填“相同”或“不同”)。
(2)在图a电路中,L1、L2两灯串联,是为了控制 相同,从而研究电流做功多少与 的关系。
灯泡的亮暗程度
不同
电流与通电时间
电压
(3)在图b电路中,L1、L2两灯 联,主要是为了控制 相同,为了控制通电时间相同,实验中采用的操作方法是 。观察到L1灯比L2灯暗,甲电流表的示数小于乙电流表的示数,由此可以得到的结论是 _
。
并
电压
将开关接在干路中
在电压、通电时间相同时,电流越大,
电流做功越多
19.如图所示为一个电吹风的电路图,电吹风内部由一根R丝=55 Ω的电热丝、一个电风扇和两个开关组成。当只闭合S2时,可以吹冷风,通过电风扇的电流0.5 A;当S1、S2都闭合时,可以吹热风。请解答如下问题:
(1)吹热风时,通过电热丝的电流是多少
答案:(1)4 A
(2)吹热风时,电吹风干路中的总电流多大
(3)吹热风5 min,电吹风消耗的电能是多少
答案:(2)4.5 A
(3)2.97×105 J
解析:(2)根据并联电路的电流特点可知,吹热风时,电吹风干路中的总电流
I总=I丝+I扇=4 A+0.5 A=4.5 A。
(3)吹热风5 min,电吹风消耗的电能W=UI总t=220 V×4.5 A×5×60 s=2.97×105 J。(共19张PPT)
第四节 测量小灯泡的电功率
一、实验原理: 。
二、实验电路图
P=UI
三、实验步骤
1.按照电路图连接电路。
2.观察小灯泡的发光亮度。通过调节 ,使电压表的示数分别低于灯泡的额定电压、等于其额定电压、等于其1.2倍的额定电压,并分别记下电压表和电流表的示数。
3.利用公式P=UI计算出小灯泡的实际功率。
滑动变阻器的滑片
四、实验现象及结论
1.当U实=U额时,P实 P额,灯泡 。
2.当U实3.当U实=1.2U额时,P实 P额,灯泡发光很 。
[注意]测量小灯泡的功率不能求三次功率的平均值,因为电压不同,小灯泡的实际功率不相同,求其平均功率没有任何意义。
=
正常发光
<
暗
>
亮
测量电功率
[典例]某实验小组的同学用如图所示器材测量小灯泡的电功率,已知电源电压恒为6 V不变,待测灯泡的额定电压为3.8 V,功率估计在1.1 W左右。
甲 乙 丙
(1)请在图甲中用笔画线代替导线,使其成为完整的实验电路。
(2)请根据实物图在图乙虚线框内画出对应电路图。
答案:(1)如图所示 (2)如图所示
(3)连接电路时,开关应该 。
(4)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应该位于 (选填“A”或“B”)端。
(5)闭合开关,同学们发现,电流表没有示数,灯泡不亮,电压表示数接近电源电压,此时电路故障为 。
(6)故障排除后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,使灯泡正常发光,此时电流表示数如图丙所示,为 A,则待测灯泡的额定功率为 W。
断开
B
小灯泡断路
0.3
1.14
[针对训练]某同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。实验中电源电压保持不变,小灯泡的额定电压是2.5 V,下列有关说法正确的是( )
A.该同学接错了一根导线,需要改正的线应该是电压表负接线柱到开关的这根导线
B.正确连接电路后,用开关进行试触,发现电流表指针不偏转,而电压表指针明显偏转,故障原因可能是滑动变阻器断路
C.排除故障后,按正确的步骤进行实验,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是0.7 W,此时小灯泡的电阻是8.9 Ω
D.调节滑动变阻器的滑片到电压表示数为灯泡额定电压U额时灯泡功率为P额,那么当电压表示数U实=0.5U额时,灯泡实际功率P实>0.25P额
D
甲 乙
1.在进行实验时,往往需要我们手眼并用,在“测定小灯泡额定功率”的实验中,要让小灯泡在额定电压下发光,当手移动滑动变阻器滑片时,眼睛应观察( )
A.灯泡的发光情况
B.滑动变阻器滑片的位置
C.电压表的示数
D.电流表的示数
2.进行小灯泡功率测量时,一般要分别测量小灯泡过暗、 发光、过亮时三次的电功率,但不能用求平均值的方法计算电功率,只能用小灯泡正常发光时的电功率。
(1)U实 U额时,P实 P额,用电器处于正常工作状态;
(2)U实 U额时,P实 P额,用电器不能正常工作;
(3)U实 U额时,P实 P额,用电器寿命减短,且容易烧坏。
C
正常
等于
等于
小于
小于
大于
大于
3.在测量标有“2.5 V”字样小灯泡的电功率的实验中,电源电压恒为4.5 V,小明调节滑动变阻器,当电压表示数为2.5 V时,电流表示数如图所示,则小灯泡的额定电流为 A,额定功率为 W;小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的电阻为 Ω(保留两位小数)。
0.24
4.“探究小灯泡电功率”的实验电路图如图甲所示,实验中选用标有“2.5 V”的小灯泡,滑动变阻器滑片向左移动时,电压表示数 (选填“变大”“变小”或“不变”);实验得到小灯泡的U-I图象如图乙,则小灯泡的额定功率是 W。
甲 乙
0.6
8.33
变大
0.75
5.在“测量小灯泡电功率”的实验中,老师给同学们准备了以下器材:
A.小灯泡(额定电压2.5 V,电阻大约10 Ω)
B.电流表 A(量程为0～0.6 A或0～3 A)
C.电压表(量程0～3 V,0～15 V)
D.滑动变阻器“10 Ω 1 A”
E.滑动变阻器“50 Ω 2 A”
F.电源(电压恒为6 V不变)
G.开关、导线若干
(1)本实验中电流表应选择 量程,滑动变阻器应选择 (填仪器前字母)。
0～0.6 A
E
(2)测量电路图如图甲所示,图乙实物电路中已有部分电路连好,请用笔画线代替导线将电路连接完整。
甲 乙 丙
答案:(2)如图所示
(3)某探究小组将电路补充连接后,闭合开关,发现灯泡发光较暗,电流表有示数,但任意移动滑动变阻器的滑片时,电压表有示数且不变,灯泡亮度不变,具体故障原因是
。
(4)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,进行了多次测量,其中小灯泡正常发光时电流表示数如图丙所示为 A,小灯泡的额定功率为 W。
滑动变阻器A、B两个接线柱同时连入了电路中
0.24
0.6
第四节 测量小灯泡的电功率
1.下列各组仪器中,可以用来测量功率的是( )
①电能表和秒表 ②电能表和电压表 ③电能表和电流表 ④电流表和电压表
A.①② B.③④
C.①④ D.②③④
2.为了测量小灯泡的额定功率,在具体实验操作中,手和眼的分工应该是( )
A.手按开关,眼观电流表
B.手移动滑动变阻器的滑片,眼观电流表
C.手移动滑动变阻器的滑片,眼观电压表
D.手移动滑动变阻器的滑片,眼看小灯泡发光情况
C
测量小灯泡的电功率
C
3.实验小组的同学做测量小灯泡不同发光情况下功率的实验,所用电源为两节新干电池,小灯泡的额定电压是2.5 V。
(1)如图所示是组内一名同学连接的电路,其他同学指出电路中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线将电路改接正确。
答案:(1)如图所示
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至最 (选填“左”或“右”)端,电压表示数接近电源电压,则电路故障可能是 。
(3)根据表中数据,找出额定电压对应下的额定电流,根据公式P=UI求出 ;分析表格数据,归纳小灯泡的亮度变化与实际功率的关系。
序号 1 2 3 4 5
U/V 0.7 1.0 1.5 2.5 3.0
I/A 0.14 0.16 0.20 0.27 0.30
发光情况 灯泡不亮 灯泡不亮 微弱发光 正常发光 很亮
(4)排除故障后继续实验,测得的实验数据及观察到的小灯泡发光情况如表所示,分析实验数据和实验现象可知,小灯泡的额定功率为 W;小灯泡的亮度变化与实际功率的关系为小灯泡的实际功率越大,小灯泡 。
(5)除了表格列出的数据和现象外,小组的同学还发现:灯泡亮度不同时,灯丝的电阻不同。请你根据这个发现,结合白炽灯的发光原理,提出一个可探究的科学问题: _
(合理即可)。
左
灯泡断路
额定功率
0.675
越亮
灯泡阻值与温度
的关系
4.如图所示是“测定小灯泡电功率”的实验电路,已知小灯泡的额定电压为2.5 V,下列说法错误的是( )
A.闭合开关前,滑片P应滑到B端
B.闭合开关后,小灯泡不发光,一定是小灯泡灯丝断了
C.当电压表示数为2.5 V时,测出通过小灯泡的电流,可算出小灯泡的额定功率
D.由实验还可得知,小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮
5.在“测定小灯泡的额定功率”的实验中,当手移动滑动变阻器滑片时,眼睛应观察( )
A.电流表的示数 B.电压表的示数
C.灯泡的发光情况 D.变阻器滑片的位置
B
B
6.在“测定小灯泡功率”的实验中,已知小灯泡的额定电压为3.8 V,小阳同学通过正确实验得到的数据如表所示,分析数据得到的结论,正确的是( )
A.小灯泡的额定功率为三次功率的平均值
B. 小灯泡的额定功率为0.75 W
C. 小灯泡的额定功率为1.14 W
D. 小灯泡的电功率与它两端的电压成正比
C
电压U/V 3.0 3.8 4.5
电流I/A 0.25 0.30 0.32
7.“探究小灯泡的电功率”的实验电路如图甲所示,实验中选择“2.5 V”规格的小灯泡,实验中得到的U-I图象如图乙所示。下列说法不正确的是( )
A.调节滑片过程发现灯泡亮度变化,这是由灯泡的实际功率变化引起的
B.小灯泡的额定功率为0.75 W,正常发光时电阻为8.3 Ω
C.实验中发现小灯泡无法调到额定电压,一定是因为电源电压过小
D.用图甲的电路,通过更换灯泡L的方法,能完成探究“电功率与电流的关系”
C
甲 乙
8.小华同学在“测定小灯泡的电功率”实验中,所用电源电压为4.5 V、7.5 V和9 V中的一 个,滑动变阻器上标有“20 Ω 2 A”字样,小灯泡标有“4.5 V”字样,小灯泡的额定功率小于1.5 W,他按图连接好电路,先将滑动变阻器的滑片移至 (选填“A”或“B”)端,然后闭合开关S,再移动滑动变阻器的滑片P,当小灯泡正常发光时,滑动变阻器的滑片P恰好在中点上(即连入电路的电阻为10 Ω)。小华所用的电源电压为 V,小灯泡的额定功率为
W。
9.测量额定电压为3.5 V的灯泡的额定功率,估计它的额定功率为0.8 W。器材:两节干电池、6 V的蓄电池、电流表(量程为0～0.6 A和0～3 A)、电压表(量程为0～3 V 和0～15 V)、开关、滑动变阻器(有四种规格:“10 Ω 1 A”“15 Ω 1.5 A”“20 Ω 2 A”“50 Ω 2 A”)、导线。则电源应选用 ,电流表用 量程,电压表用 _
量程,实验中应选用的最合适的滑动变阻器规格为 。
A
7.5
1.35
6 V的蓄电池
0～0.6 A
0～
15 V
“15 Ω 1.5 A”
10.小灯泡的额定电压已知、定值电阻R0的阻值已知,小明设计了四种不同的方案打算测量小灯泡的额定功率,在电路不能重新拆接的条件下,其中不能够测出小灯泡额定功率的是 ( )
B
A B C D(共26张PPT)
第五节 焦耳定律
一、电流的热效应
1.定义:电流通过导体时,电能转化为 能的现象。
2.影响因素:电流产生的热量与 、电阻和通电时间有关。
二、焦耳定律
1.内容:电流通过导体产生的热量,跟 成正比,跟导体的 成正比,跟 成正比。
2.表达式:Q= 。
内
电流
电流的平方
电阻
通电时间
I2Rt
4.非纯电阻电路:W电=Pt=UIt,Q=I2Rt。
三、电热的利用和防止
1.利用:电热器是利用 制成的加热设备,其主要组成部分是发热体;常见的电热器有电炉、电饭锅、电热水器、电热孵化器等。
2.防止:安装散热风扇、安装散热片、安装散热窗等。
>
电流的热效应
电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关
[典例1]如图所示,物理实验小组探究“电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置。两个透明容器中封闭着等量的空气,且都有一段电阻丝。将透明容器与U形管相连,接入电路。
(1)组装之前,U形管内注入适量红墨水,U形管 (选填“属于”或“不属于”)连通器。
甲 乙
属于
(2)图甲是探究在通电时间相同和 相同的情况下,导体产生的热量与 大小是否有关的装置。
(3)实验中通过观察 变化反映密闭空气温度的变化,这是应用了 法。
(4)如图乙所示,电流表的示数为 A,在这种情况下,右侧容器中定值电阻在10 s内产生的热量是 J。
(5)某实验小组发现通电一段时间后,其中一个U形管中的液面高度几乎不变,发生此现象的原因可能是 。
电流
电阻
U形管液面高度差
转换
2
400
透明容器密闭性不好(或透明容器漏气或对应电阻丝短路)
[针对训练1]小远同学利用如图所示装置完成“电流通过导体时产生热的多少与哪些因素有关”的探究实验。
电流和通电时间
(1)通电后观察甲、乙两个实验装置,可以得出结论:在 一定时, 越大,产生热量越多。
(2)若要探究电流对电热的影响,应选择观察 两个实验装置。
(3)通电相同时间,与 (选填“甲”“乙”或“丙”)密闭容器相连的U形管两端液面高度差最小。
电阻
甲、丙
丙
[针对训练2]如图所示是“探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验电路,下列说法正确的是( )
A.先闭合开关S1,再闭合开关S2,通过右容器中电阻丝的电流变小
B.先闭合开关S1,再闭合开关S2,电流表示数保持不变
C.闭合开关S1、S2,通过三根电阻丝的电流相同
D.闭合开关S1、S2一段时间后,右边U形管内的液面高度差比左边U形管内的液面高度差大
A
焦耳定律及应用
[典例2](2021天门)如图所示,电源电压为6 V,定值电阻R1、R2的阻值分别为12 Ω、18 Ω,闭合开关S。求:
(1)当S1闭合、S2接1时,通过R1的电流。
(2)当S1断开、S2接1时,通电1 min,R2产生的热量。
(3)电路总功率的最小值与最大值。
答案:(1)0.5 A (2)43.2 J (3)1.2 W 5 W
[针对训练3]为了缓解用眼疲劳,妈妈购买了一款如图甲所示的电加热眼罩,如图乙所示是电热眼罩的工作原理图,可以通过手动调节高、中、低三挡加热。其相关数据如表所示。R1、R2都是电热丝,S3为单刀双掷开关(即S3只能接在触点a或b)。求:
额定充电(放电)电压 5 V
R2的阻值 10 Ω
中挡额定功率 5 W
甲 乙
(1)R1的阻值。
(2)当眼罩在低温挡正常工作时电功率。
(3)眼罩在高温挡正常工作10 min产生的热量。
答案:(1)5 Ω (2)1.67 W (3)4 500 J
1.下列用电器在正常工作时消耗相同的电能,产生热量最多的是( )
B
A.洗衣机 B.电暖气 C.电风扇 D.电视机
D
3.夏天常用的电热驱蚊器是利用电流的 效应工作的,驱蚊器与电灯、电风扇等其他家用电器是 联在电路里的,其发热元件正常工作时的电阻为8 800 Ω,接在家庭照明电路中,正常工作100 s产生的热量是 J。
4.从产品说明书得知,一台“6 V 3 W”的迷你型小风扇,电动机线圈阻值为1 Ω,则小风扇正常工作1 min消耗的电能为 J,电动机线圈1 min产生的热量为 J。
热
并
550
180
15
5.某型号热水壶的原理图如图所示,它有加热和保温两挡,通过单刀双掷开关S进行调节,R0、R为电热丝。当开关S接加热挡时,电路的功率为1 100 W,当开关S接保温挡时,电路的总功率为44 W,R0、R阻值恒定不变。
(1)在加热挡正常工作时,电路中的电流是多少
(2)电热丝R0、R的阻值多大
答案:(1)5 A (2)44 Ω 1 056 Ω
第五节 焦耳定律
1.如图所示,给电炉通电后,电炉丝热得发红,而用手触摸与其连接的导线却不觉得烫手,这是因为( )
A.电流通过导线时没有产生热效应
B.通过电炉丝的电流比通过导线的电流大得多
C.电炉丝的电阻比导线的电阻小得多
D.电炉丝消耗的电功率比导线消耗的电功率大得多
D
电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关
2.如图所示为“研究焦耳定律”的实验装置。在两个相同的烧瓶中装满初温相同的煤油,插入两个相同的温度计,瓶中电阻丝为定值电阻,其关系为R甲>R乙。
(1)图中的两段电阻丝连接的方式为 (选填“串联”或“并联”)。
(2)实验中,通过观察 来判断电流通过导体产生热量的多少。
(3)闭合开关一段时间,观察到甲瓶中煤油的温度高于乙瓶。这表明:在 和 _ 相同时, 越大,电流产生的热量越多。
(4)实验探究过程中用到两个物理研究方法是 法和 法。
串联
温度计升高的示数
电流
通电时间
电阻
控制变量
转换
3.(2021宜昌)甲、乙两电热丝电阻之比为2∶3,通过的电流之比为3∶1,则相同时间内产生的热量之比为( )
A.2∶1 B.6∶1
C.1∶2 D.1∶6
4.把一个标有“10 V 3 W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12 V的电源上(如图所示),小灯泡恰能正常工作。该电路工作10 s,定值电阻产生的热量是( )
A.6 J B.30 J
C.36 J D.60 J
B
焦耳定律及应用
A
5.在如图所示电路中,定值电阻R0的阻值为20 Ω,电动机线圈电阻为2 Ω。闭合开关,电流表A1、A2的示数分别为0.8 A、0.3 A,则该电路电源电压为 V,10 s内电路消耗的电能为 J,10 s内电流通过电动机产生的热量为 J。
6
48
5
6.如图所示四个用电器中,主要利用电流热效应工作的是( )
C
A.CPU上的散热风扇 B.平板电脑 C.电热水壶 D.电动玩具车
7.下列属于防止电流热效应产生危害的实例是( )
A.家里使用电热水壶烧水
B.利用电视机后盖的小孔散热
C.家里使用电饭锅煮饭
D.小佳妈妈使用电熨斗熨衣服
B
8.将规格都是“220 V 100 W”的一台电风扇、一台电视机和一个电热毯分别接入220 V电路中正常工作,通电时间相同,下列说法中错误的是( )
A.它们产生的热量相同
B.它们消耗的电能相同
C.它们的工作电流相同
D.它们的实际功率相同
9.小华家电热毯内的电阻丝断了,她爸爸将电阻丝的两个断头接上后继续使用,结果在使用中发现接头处的电热毯烧焦了,其原因可能是( )
A.电阻丝总长度变短,总电阻变小,电流变大
B.电阻丝总长度变短,总电阻变大,电流变小
C.接头处电阻变小,相同时间内释放的热量更多
D.接头处电阻变大,相同时间内释放的热量更多
A
D
10.用如图所示的装置探究“影响电流热效应的因素”,电阻丝R1和R2分别密封在两只完全相同的烧瓶中,且R1A.该装置用来探究电流热效应与电流大小的关系
B.闭合开关后,装R2电阻丝的烧瓶中温度计示数上升较快
C.实验中,通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
D.该实验采用的是转换法和控制变量法
11.现有“6 V 3 W”和“12 V 6 W”字样的甲、乙两只灯泡,不考虑灯丝电阻的变化,下列说法正确的是( )
A.通电时间相同时,甲灯泡消耗的电能一定比乙灯泡少
B.通电时间相同时,电流通过乙灯泡比甲灯泡做功一定快
C.两只灯泡串联工作时,甲灯泡产生的热量一定比乙灯泡少
D.两只灯泡并联工作时,干路中允许通过的最大电流为1 A
A
C
12.如图所示的电路中,在相同时间内产生热量最多的电路连接是( )
A.闭合S1、S2,断开S3
B.闭合S2,断开S1、S3
C.闭合S2、S3,断开S1
D.闭合S1、S3,断开S2
13.如图甲所示,电源电压保持不变,电阻R2=10 Ω,闭合开关S,电压表 V1、 V2的指针偏转情况完全相同,如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.电流表A的示数为0.6 A
B.电阻R1的阻值为10 Ω
C.电阻R2的电功率为9 W
D.10 s内电阻R1产生的热量为36 J
D
甲 乙
A
14.小明将口香糖的锡纸剥下来,剪成中间窄、两端宽的形状,将锡纸两端搭在两节干电池的正负极上,过一会儿,锡纸中间部分燃烧起来,如图所示。这是因为短路时锡纸中 很大,锡纸中部剪窄后与没剪时相比电阻 (选填“变大”“变小”或“不变”),所以短时间内锡纸窄处会产生较多电热。
15.如图所示为一电热饮水机的电路简图,其额定电压为220 V,具有加热、保温两种功能,对应功率分别为400 W和40 W。则R2的阻值为 Ω,电热饮水机在加热挡工作5 min产生的热量为 J。
电流
变大
1 089
1.2×105
16.如图所示电路,闭合开关S,电流表A1和A2指针偏转角度相同,则电阻R1、R2在相同时间内产生的热量之比Q1∶Q2= 。
4∶1
17.探究“电流通过导体产生的热的多少与什么因素有关”。实验小组同学猜想:电流通过导体产生的热可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关。于是他们利用如图所示器材进行了探究实验。甲、乙、丙三个装置的透明容器中各有一段电阻丝,容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。
甲 乙 丙
(1)选用 组合,并将它们 联接到电源两端进行实验,可以探究电热与电阻的关系。
甲、乙
串
(2)选用乙、丙组合,串联接到电源两端进行实验,可以探究电热与 的关系,其中15 Ω电阻的作用是 。
(3)选用乙、丙组合,串联接到电源两端进行实验,发现乙装置U形管中液面无高度差,丙装置U形管中液面有高度差,产生此现象的原因可能是乙装置 。
电流
分流
漏气
18.在“测量小灯泡电功率”的实验中,电路如图甲所示,电源电压恒为4 V,小灯泡标有“2.5 V”字样,滑动变阻器规格为“50 Ω 1 A”,实验得到小灯泡的I-U图象如图乙所 示。求:
(1)小灯泡的额定功率。
甲 乙
答案:(1)0.75 W
解析:(1)由图象可知,当灯泡电压为额定电压2.5 V时,其电流为0.3 A,
故灯泡的额定功率为P=UI=2.5 V×0.3 A=0.75 W。
(2)小灯泡正常发光时,滑动变阻器R接入电路的阻值。
答案:(2)5 Ω
(3)当小灯泡消耗的功率为0.2 W时,通电1 min,滑动变阻器R产生的热量。
答案:(3)36 J
