(共31张PPT)
第十四单元
电功率与生活用电
第31课时 电能 电功率
目录
CONTENTS
课时思维建构
1
知识点梳理
2
课堂检测
3
01
课时思维构建
02
知识点梳理
1. 电能:发电机或电池等将其他形式的能转化为电能,用电器则将电能
转化为其他形式的能。
2. 电能的单位:国际单位是 ,符号 。常用单位
是 ,也叫度,表示1kW的用电器工作1h所消耗的电
能。1kW·h= J。
3. 电能表:测量用电器一段时间内消耗 的仪表。电能表计数器
前后两次读数之差为相应时间段内消耗的电能。
焦耳(焦)
J
千瓦时(kW·h)
3.6×106
电能
或
(1)“220V”表示该电能表应在220V的电路中使用;
(2)“10(20)A”表示该电能表的标定电流为10A,额定最大电流20A;
(3)“50Hz”表示该电能表在频率为50Hz的交流电路中使用;
(4)“720r/(kW·h)或720imp/(kW·h)”表示接在电路中的用电器每消耗1kW·h的电能,电能表上的转盘转过720转(或指示灯闪烁720次);
(5)已知电能表表盘转数为n,则消耗电能W==kW·h。
或
4. 电能表的读数:电能表方框内的数字表示消耗电能的总数(单位为kW·h),其中最右边格子是小数部分。如图所示,电能表的读数是 kW·h。
5. 电功: 所做的功。电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能。
7325.6
电流
易错警示 电能表表盘上最后一位为小数位,读数时要注意读正确。
例1 现代社会生活和生产几乎处处离不开电,用电实际上用的是电能。
下列关于电能和电功的说法正确的是( A )
A. 用电器通过电流做功把电能转化为其他形式的能
B. 发电站把电能转化为其他形式的能
C. 电功和电能的单位都是瓦特
D. 电功和电能是同一个物理量
A
例2 小明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,得到了以下结论,你认为正确的是( B )
B
A. 电能表是计量电流的仪器
B. 电能表转盘转过3000转,表示家中用电器消耗
了1kW·h的电能
C. 电能表工作时允许的最大电流是10A
D. 拍照片时,家中用电器已消耗的电能为28185kW·h
1. 电功的公式:W= =Pt(适用于所有电路),其中W表示电
功,单位为 ,t表示时间,单位为s。
2. 推导式:W=
(已知U=IR,仅适用于纯电阻电路);
W = t (已知I=,仅适用于纯电阻电路)。
UIt
J
I2Rt
t
例3 如图所示,电源电压为6V并保持不变,电阻R1的阻值为10Ω。当开
关S闭合时,电压表示数为2V。则通电2min电阻R2消耗的电能为
J。
【变式】老王的手机电池的铭牌上标有“5V 4000mA·h”的字样,手机正常使用时功率为2W。则他充满电后手机可使用的时间是( C )
A. 2h B. 5h C. 10h D. 15h
96
C
U
t
I
W=UIt
1. 电功率:表示电流做功的 ,用字母 表示。
2. 电功率的单位:瓦特(W),常用单位为千瓦(kW)。
1kW= W= J·s。
快慢
P
1000
1000
易错警示 千瓦(kW)是功率的单位,千瓦时(kW·h)是电能的单位。
3. 电功率的定义式:P= 。P表示电功率,单位是瓦特(W),W表示电功,单位是焦耳(J),t表示通电时间,单位是秒(s)。
4. 电功率的推导式:P= (适用于所有电路,已知W=UIt);
P= = (适用于纯电阻电路,已知W=UIt和U=IR、I=)。
UI
I2R
5. 常见的电功率大小:
家用空调约1000W; 洗衣机约300W;
液晶电视机约100W; 节能灯约25W;
手电筒约0.5W; 计算器约0.5mW;
电子表约0.01mW。
6. 无论在串联电路还是并联电路,电路的总功率都等于各用电器功
率之和。
例4 物理兴趣小组的师生自制了一个电炉。电炉的电阻丝通过5A的电流
时,每分钟消耗的电能为6.6×104J,则这个电炉的电功率为 W,电阻丝工作时的电阻为 Ω。
1100
44
I
W
t
W=Pt
P = I2R
解:(2)由题意知,床灯L2标有“6V 6W”字样,
根据P=可知,R2的阻值:R2===6Ω
例5(2024·湖南)小明给爷爷房间设计了一个夜灯工作的电路模型,如
图所示。电源电压恒为6V,地灯L1标有“6V 3W”字样,床灯L2标有
“6V 6W”字样。
(1)闭合开关S1,断开开关S2,灯 发光。
(2)求L2正常工作时的电阻R2。
L1
解:(3)闭合开关S1、S2,两个灯泡并联,根据并联电
路电压的特点可知,两个灯泡两端的电压均为6V,均正
常发光,因此整个电路工作1min消耗的电能:W=P总t=
(P1+P2)t=(3W+6W)×60s=540J。
解:(3)闭合开关S1、S2,两个灯泡并联,根据并联电
路电压的特点可知,两个灯泡两端的电压均为6V,均正
常发光,因此整个电路工作1min消耗的电能:
W=P总t=(P1+P2)t=(3W+6W)×60s=540J。
例5(2024·湖南)小明给爷爷房间设计了一个夜灯工作的电路模型,如
图所示。电源电压恒为6V,地灯L1标有“6V 3W”字样,床灯L2标有
“6V 6W”字样。
(3)闭合开关S1、S2,求整个电路工作1min
消耗的电能。
1. 额定电压和额定功率:用电器正常工作时的电压为额定电压,用电器
在 下工作时的电功率为额定功率。
2. 实际电压和实际功率:在实际使用时,加在用电器两端的电压为实际
电压,用电器在 下工作的电功率为实际功率。
3. 实际功率与额定功率的关系
额定电压
实际电压
电压情况 功率情况 用电器状态
U实=U额 P实 P额 用电器正常工作
U实>U额 P实 P额 用电器易被损坏
U实<U额 P实 P额 用电器不能正常工作
=
>
<
4. 灯泡的亮度是由 (选填“额定电压”“额定功率”或
“实际功率”)决定的。
实际功率
例6 某家用电炉铭牌上标有“220V 1000W”的字样,若电炉电阻丝保
持不变,则:
(1)该电炉正常工作时电阻丝的电阻为 Ω。
(2)将该电炉接到电压为110V的电源两端,实际功率为 W。
48.4
250
例7 两只小灯泡,L1标有“6V 6W”字样,L2标有“6V 3W”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( C )
A. 两灯都正常发光时,L1的电阻大
B. 两灯串联后接在12V的电源上,两灯都能正常发光
C. 两灯并联后接在6V的电源上,L1消耗的电功率大
D. 两灯串联后接在6V的电源上,L1消耗的电功率大
C
知识点5 测量小灯泡的电功率
温馨提示:若因软件问题视频无法打开,请在学科特色资源中查看原视频
实验:测量小灯泡的电功率
例8 在“测量小灯泡的电功率”实验中,电源为三节新干电池,小灯泡标有“2.5V”字样。
(1)图甲是小敏连接的电路,图中有一根多余的导线导致电路连接错误,请在这根导线上打“×”。
(2)小敏改正错误后,继续实验。为了保护电路,在闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到 (选填“A”或“B”)端。
A
(3)闭合开关后,发现小灯泡不亮,电流表指针发生明显偏转,电压表指针则几乎不动,你认为产生该现象的原因可能是 发生了短路。
(4)排除故障后,小敏闭合开关进行实验,当电压表示数为2.5V时,电流表指针位置如图乙所示,示数为 A,则小灯泡的额定功率为 W,此时小灯泡的电阻约为 Ω(保留一位小数)。
小灯泡
例8 在“测量小灯泡的电功率”实验中,电源为三节新干电池,小灯泡标有“2.5V”字样。
0.24
0.6
10.4
(5)小敏根据实验数据绘制了通过小灯泡的电流I与其两端电压U的关系图像,如图丙所示,由图像可知,当小灯泡两端电压变大时,电阻 (选填“变大”“变小”或“不变”),本质上这是由于电阻大小受 的影响。
变大
温度
例8 在“测量小灯泡的电功率”实验中,电源为三节新干电池,小灯泡标有“2.5V”字样。
(6)(较难)完成上述测量后,不用电压表,用如图丁所示的电路也可测量已知额定电流的小灯泡的额定功率,已知小灯泡的额定电流为I额,定值电阻的阻值为R0。实验步骤如下,请补充完整:
①闭合开关S、S2,断开开关S1,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为I额;
②保持变阻器滑片不动,断开开关S2,闭合开关S、S1,记下此时电流表的示数为I;
③小灯泡的额定功率的表达式为P额= 。
(I-I额)R0I额
例8 在“测量小灯泡的电功率”实验中,电源为三节新干电池,小灯泡标有“2.5V”字样。
03
课堂检测
1.(2022·娄底)如图所示,小明同学设计了一种烟雾报警装置,R0的电
阻为40Ω,R为光敏电阻,其阻值随激光的光照强度减弱而增大。当电路
中电流小于或等于0.3A时,烟雾报警器报警。开关S闭合后,当电流为
0.5A时,光敏电阻R的电功率为4W。下列说法正确的是( C )
A. 当R处的烟雾浓度逐渐增大时,电流表的示数变大
B. 电源电压为24V
C. 当电压表的示数为16V时,烟雾报警器报警
D. 当电路中电流为0.4A时,R消耗的电功率为6W
C
2.(2021·郴州)小林家中五月月初和月末电能表示数如图所示。这个月
他家的用电量是 度,若小林家所在地区每度电的电费是0.6元,这
个月他家应交 元电费。
80
48
3.(2022·衡阳)某商场有甲、乙两种容积相同的电热水壶,甲标有
“220V 800W”的字样,乙标有“220V 1500W”的字样,若家庭电路
的电压是220V,室内插座的额定电流是5A,用该插座给电热水壶供电,
从安全用电的角度考虑,应选购 (选填“甲”或“乙”)电热水
壶,选择的理由是 。
4. 中国空间站“天和”核心舱首次采用了大面积可展收柔性太阳能电池
翼,单翼的发电功率可达9kW,从能量转化的角度分析,“9kW”表示
的物理意义是 。
甲
乙的额定电流超过了插座的额定电流5A
在1s内将太阳能转化成的电能为9000J
5. (2023·邵阳)贝贝在妈妈指导下用电熨斗熨烫衣服,她首先阅读说明
书,知道电熨斗有“低温”“高温”两个挡位,其简化电路如图所示。
R1、R2是电热丝,R1=88Ω,R2=44Ω,S为旋转式开关。
(1)当旋转触片接触点1和2时,求电路中的电流。
解:(1)当旋转触片接触点1和2时,电路为R1的简单电
路,电路中的电流:I1===2.5A。
解:(1)当旋转触片接触点1和2时,电路为R1的简单电
路,电路中的电流:I1===2.5A。
解:(2)当旋转触片接触点2和3时,两电阻并联,
此时通过R1的电流不变,为I1=2.5A,通过R2的电流:I2=
由并联电路的电流特点可知,电路中的总电流:I总=I1+I2=2.5A+5A=7.5A,
此时电路消耗的总功率:P总=UI总=220V×7.5A=1650W。
5. (2023·邵阳)贝贝在妈妈指导下用电熨斗熨烫衣服,她首先阅读说明
书,知道电熨斗有“低温”“高温”两个挡位,其简化电路如图所示。
R1、R2是电热丝,R1=88Ω,R2=44Ω,S为旋转式开关。
(2)当旋转触片接触点2和3时,求电路消耗的总功率。