(共17张PPT)
第2课时 电功率的相关计算
早预习 新知梳理 01
I2R
UIt
I2Rt
析要点 以练代讲 02
知识点一 额定功率与实际功率的计算
典例1 当把“220 V 40 W”的台灯接入电压为110 V的电路中,该台灯的功率为多大 (假设灯丝电阻不变)
答案:10 W
典例2 某品牌电烤箱的铭牌如图所示。(假设电热丝的电阻
不变)
(1)求电烤箱正常工作时的电流。
答案:(1)5.5 A
(2)求电烤箱中电热丝的电阻。
(3)求电烤箱正常工作5 min消耗的电能。
(3)电烤箱正常工作5 min消耗的电能W=Pt=1 210 W×5×
60 s=3.63×105 J。
答案:(2)40 Ω (3)3.63×105 J
(4)如果电烤箱工作时,它两端的实际电压为200 V,则电烤箱的实际功率是多少
(5)该电烤箱某次工作10 min消耗了4.86×105 J的电能,则本次工作中电烤箱的实际功率是多少 实际电压是多少
答案:(4)1 000 W (5)810 W 180 V
方法技巧
与纯电阻用电器额定值相关的计算:(1)用额定电压U额和额定功率P额,可计算出额定电流(I额= ),可计算出纯电阻用电器的电阻(R= ,用电器电阻不变）。(2)若纯电阻用电器未正常工作,可先用额定值计算出电阻,再用电阻计算出纯电阻用电器的实际电流I实、实际功率P实或实际电压U实。
知识点二 串、并联电路中的电功率计算
典例3 甲、乙两个灯泡的规格分别为“12 V 6 Ω”和
“12 V 12 Ω”,将它们串联接入12 V的电路中,两灯均发光,忽略灯丝电阻的变化,则甲、乙两灯泡两端的电压之比为
,较亮的是灯泡 ;将它们并联接入同样的电路中,较亮的灯泡是 。(后两空均选填“甲”或“乙”)
1∶2
乙
甲
典例4 (2024广东)某消毒柜具有高温消毒和紫外线杀菌功能,其简化电路如图所示。发热电阻R=110 Ω,紫外线灯L的规格为“220 V 50 W”。闭合开关S1和S2,消毒柜正常工作,求:
(1)通过R的电流。
答案:(1)2 A
(2)R的电功率。
(3)L工作100 s消耗的电能。
解析:(2)R的电功率P=UI=220 V×2 A=440 W。
(3)L工作100 s消耗的电能W=Pt=50 W×100 s=5 000 J。
答案:(2)440 W (3)5 000 J
典例5 (2025南海区期末)如图甲所示是小灯泡L和电阻R的I-U图像,将它们按图乙所示的方式接入电路。闭合开关,小灯泡L和电阻R (选填“并联”或“串联”),当通过小灯泡的电流为0.4 A时,小灯泡L的实际电功率为 W,此时电源电压为 V。
串联
0.4
5
精评价 课堂反馈 03
1./ 知识点一 2025潮阳区校级期末/ 教室中日光灯的额定电功率约为( )
A.0.4 W B.4 W C.40 W D.400 W
C
2./ 知识点二 2025南山区期末/ 如图所示,将灯L1、L2按甲、乙两种方式接在电源电压均为U的两个电路中,L1在甲、乙两个电路中的电功率分别为4 W和9 W。设灯丝的电阻不变,则下列说法中正确的是( )
A.L1、L2两灯灯丝电阻之比为1∶2
B.甲图中灯L1、L2的功率之比为1∶2
C.甲、乙两图中灯L1两端的电压之比为2∶3
D.甲、乙两图中电路消耗的总功率之比为4∶9
C
3./ 知识点一 / 标有“6 V 1.5 W”的灯泡,通过它的电流随它两端的电压变化的关系如图所示,若把这样的三个灯泡串联起来,接在12 V的电源两端,每个灯泡的电阻及实际功率为
( )
A.24 Ω 0.67 W B.20 Ω 0.8 W
C.24 Ω 0.96 W D.20 Ω 0.67 W
B
4./ 知识点二 / 如图所示的电路中,小灯泡L标有“6 V
3.6 W”字样。闭合开关S,小灯泡正常发光,电流表示数为
0.3 A。假设灯丝电阻不变,求:
(1)小灯泡的额定电流。
答案:(1)0.6 A
(2)定值电阻R的阻值。
(3)电路消耗的总功率。
(3)总电流I总=I额+IR=0.6 A+0.3 A=0.9 A,
电路消耗的总功率P=UI总=6 V×0.9 A=5.4 W。
答案:(2)20 Ω (3)5.4 W
5./ 知识点二 2025四会市期末/ 小明学习了电学知识后,在家自制了一盏调光灯,他选用了标有“2.5 V 0.5 W”字样的小灯泡,电源电压恒为4.5 V,组成如图所示的电路。小明闭合开关后,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光。请通过计算回答:
(1)小灯泡正常发光时的电流是多少安
答案:(1)0.2 A
(2)此时滑动变阻器接入电路的电阻是多少欧
(3)小灯泡正常发光1 min,整个电路消耗的电能是多少焦
(3)小灯泡正常发光1 min,整个电路消耗的电能
W=UIt=4.5 V×0.2 A×1×60 s=54 J。
答案:(2)10 Ω (3)54 J(共19张PPT)
第十五章 电能与电功率
15.1 电能与电功
早预习 新知梳理 01
一、电能与电功
1.电功:物理学中,当 能转化为其他形式的能量时,我们就说电流做了功,即电功。
2.单位: ,符号是 。生活中常用 (俗称度)作为电能的单位,符号是 。它们之间的换
算关系是1 kW·h= J。
电
焦
J
千瓦·时
kW·h
3.6×106
二、用电能表测量电功
1.电能表是用来测量 ,即记录电路 的仪表。
2.电能表的计量单位: 。
3.电能表铭牌信息
(1)该电能表基本电流为 A,额定最大电流为 A。
电功
消耗的电能
kW·h
10
20
(2)该电能表应在 V、 Hz的交流电路中工作。
(3)用电器每消耗1 kW·h的电能,电能表上的转盘转过
转。
4.某一时段内电能表前后两次示数之差,就是这段时间内的用电量。
220
50
600
析要点 以练代讲 02
知识点一 电能与电功
典例1 说出这些用电器在工作时,发生了什么能量转化。
(1)电动机使列车飞驰: 。
(2)电灯为我们照明: 。
(3)电热水壶烧水: 。
(4)电动机使风扇转动: 。
电能转化为机械能
电能转化为光能
电能转化为内能
电能转化为机械能
典例2 若某电饭锅在煮饭挡工作20 min消耗的电能为
0.4 kW·h,在此过程中,电流做功 J;若该电饭锅处于保温挡,电流在15 min内做功9×105 J,则电饭锅消耗的电能为 kW·h。
1.44×106
0.25
典例3 (2025肇庆期末)在如图所示的电路中,电源两端电压为3 V且保持不变,电阻R1的阻值为5 Ω。当开关S闭合后,电流表的示数为0.2 A。求:
(1)电压表的示数U1。
答案:(1)1 V
(2)电阻R2的阻值。
(3)电流在30 s内通过电阻R2所做的功W2。
(3)电流在30 s内通过电阻R2所做的功W2=U2It=2 V×0.2 A×
30 s=12 J。
答案:(2)10 Ω (3)12 J
知识点二 用电能表测量电功
典例4 小明家半年前新装了一个电能表,现在表盘的示数如图所示,下列说法正确的是( )
A.该电能表基本电流为20 A
B.该电能表应接在50 Hz的直流电路中使用
C.电能表的转盘转过300转,表明电路中已消耗0.1 kW·h的
电能
D.小明家半年内的用电量是6 335 kW·h
C
典例5 教材习题改编 教研室使用的电能表,表盘上标有
“1 kW·h=720盘转数”,如果该电能表某段时间转过1 440
转,那么接在该电能表上的用电器在该段时间内消耗的电能为
kW·h;若某段时间内电能表两次示数如图所示,假设该地区每度电0.5元,则这段时间需要交付 元电费。
2
65.6
方法技巧
1.测量较短时间内用电器消耗的电能,可以利用电能表转盘的转数(或指示灯闪烁的次数)n来计算。若电能表的表盘上标有“1kW·h=N盘转数”字样,则电能的计算公式为
W= kW·h。
2.某段时间内用电器消耗的电能是电能表前后两次示数的
差值。
易错辨析
例 教材习题改编 小明爸爸买了一款新上市的手机,手机的锂电池上面标明电压为3.7 V,容量为5 000 mA·h,给手机充电时,将电能转化为 能,充满电后,存储的电能为
J。经查,该手机的待机电流为200 mA,则该手机的最长待机时间为 h。
化学
6.66×104
25
易错警示
注意单位换算,将mA·h换算为A·s。
精评价 课堂反馈 03
1./ 知识点一 2025平远县期末/ 国际上建立了统一的测量单位体系,叫国际单位制。在国际单位制中,电功的单位是
( )
A.焦耳 B.伏特 C.安培 D.瓦特
A
2./ 知识点二 / 小明家电能表上个月底的示数为 ,这个月底的示数如图所示,由图可知( )
A.他家本月用电量是362.6 kW·h
B.本月他家电能表的转盘转了6×104转
C.他家电能表正常工作时的电流为10 A
D.他家本月用电3.6×106 J
B
3./ 知识点一 2025顺德区期末/某家用电器的能量流向图如图所示,该用电器可能是( )
A.电饭锅 B.电烤箱 C.电风扇 D.电热水器
4./ 知识点一 / “kW·h” 的单位。5 kW·h=
J。7.2×104 J= kW·h。
C
电功
1.8×107
0.02
5./ 知识点二 /如图所示是小明家的电能表,结合表盘上的信息可知,小明家家庭电路中的干路电流不得超过 A,此时它的示数是 kW·h,若此电能表的转盘转动300转,电路中消耗的电能是 kW·h;若小明家一个月总共消耗了40.4度电,则转盘转动了 转。
20
201.8
0.5
24 240
6./ 知识点一 /一个灯泡两端的电压是2.5 V,通过它的电流是0.3 A,通电1 min,求电流做的功和灯泡消耗的电能。
解析:电流做的功W=UIt=2.5 V×0.3 A×60 s=45 J,
灯泡消耗的电能与电流通过灯泡做的功相等,所以灯泡消耗的电能也为45 J。
答案:45 J 45 J
7./ 知识点一 / 在如图所示的电路中,电阻器R2的阻值为
20 Ω。S闭合后,电流表A1、A2的示数分别为0.2 A和0.5 A。求 10 s 内电流经过R1、R2所做的功。
解析:由电路图可知,两个电阻器并联,电流表A1测通过R1的电流,为I1=0.2 A,
电流表A2测干路电流,所以通过R2的电流I2=I-I1=0.5 A-0.2 A
=0.3 A,
电源电压U=U1=U2=I2R2=0.3 A×20 Ω=6 V,
10 s内电流通过R1做的功W1=U1I1t=6 V×0.2 A×10 s=12 J,
10 s内电流通过R2做的功W2=U2I2t=6 V×0.3 A×10 s=18 J。
答案:12 J 18 J(共18张PPT)
15.2 电功率
早预习 新知梳理 01
一、电功率
1.意义:电功率是表示电流做功 的物理量。
2.定义:在物理学中,把电流在某段时间内所做的 与这段 的比叫做电功率。
3.公式:电功率的定义式为 。
4.电功率的单位: 、千瓦(kW)。1 kW= W。
快慢
功
时间
瓦(W)
1 000
二、影响电功率大小的因素
1.电功率的大小与用电器两端的电压、通过用电器的电流有关。电压相等时,电流越大,电功率就 ;电流相等时,电压越高,电功率就 。
越大
越大
UI
乘积
析要点 以练代讲 02
知识点一 电功率
典例1 关于电功率,下列说法中正确的是( )
A.电功率是表示电流做功多少的物理量
B.电功率的单位是焦耳
C.电功率是表示消耗电能的快慢的物理量
D.电功率是表示电能转化为其他形式能的多少的物理量
C
方法技巧
电功率是表示电流做功快慢的物理量,电功率大的用电器,做功一定快,但不一定多,做功时间也不一定短。电功率在数值上等于单位时间内电流做的功,即P= 。
知识点二 影响电功率大小的因素
典例2 “在探究灯泡的电功率与哪些因素有关”的实验中:
乙
(1)小东设计了甲、乙两个电路图。你认为图 电路可以探究灯泡的电功率与电流的关系,理由是这个电路是
联电路,能控制 相等。
并
电压
(2)灯泡电功率的大小可通过 来反映,这是利用了 法。
(3)小东按如图甲所示的电路进行实验,实验数据如表所示。由表格数据可知,电压越大,灯泡电功率越 ;结合图甲和图乙的实验说明灯泡的电功率由 和 决定。
灯泡的亮度
转换
大
电压
电流
灯泡规格 电压/V 发光情况
L1“2.5 V 0.3 A” 2.4 暗
L2“3.8 V 0.3 A” 3.6 亮
知识点三 电功率的简单计算
典例3 将阻值为10 Ω的定值电阻R接入某电路中,它在1 min内消耗的电能是36 J,则它的电功率是 W;当该定值电阻两端的电压为2.5 V时,它的电功率是 W;当它接到5 V的电压上时,它的电功率是 W;当有0.4 A的电流通过R时,它的电功率是 W。
0.6
0.625
2.5
1.6
典例4 家中应急手电筒的电路图如图所示,电源电压为3 V,闭合开关,通过灯泡的电流为0.6 A,忽略灯泡电阻的变化。求:
(1)灯泡电阻。
答案:(1)5 Ω
(2)灯泡的电功率。
(3)电路工作1 min消耗的电能。
解析:(2)灯泡的电功率为P=UI=3 V×0.6 A=1.8 W。
(3)电路工作1 min消耗的电能为W=Pt=1.8 W×60 s=108 J。
答案:(2)1.8 W (3)108 J
方法技巧
进行电功率的计算时，根据已知条件选择合适的公式能快速得到想要的结果
1.已知电功(W)与时间(t)时,用公式P= 。
2,已知电压(U)与电流(I)时,用公式P=UI。
3.已知电流(I)与电阻(R)时,用公式P=I2R 。
4.已知电压(U)与电阻(R)时,用公式P= 。
方法技巧
5.用公式P= ,及其变形式W=Pt和t= 计算时,要注意统一单位,要根据情况选择合适的单位,如图所示。
用P=UI(或P= 、P=I2R)计算时,I、U、R的单位分别是A、V、Ω,P的单位是W。
方法技巧
6.无论是串联电路还是并联电路,电路中的总功率都等于各用电器的电功率之和,即P=P1+P2+···+Pn;电路消耗的总电能都等于各用电器消耗的电能之和,即W=W1+W2+···+Wn。
精评价 课堂反馈 03
1./ 知识点一 / 下列四个单位,哪个不是电功率的单位( )
A.千瓦·时 B.千瓦 C.瓦特 D.焦耳/秒
2./ 知识点二 / 同学们用如图所示的电路探究“电功率与电流的关系”。以下观点不正确的是( )
A.实验要选取规格不同的灯泡
B.实验中将两灯并联控制了灯泡两端电压相同
C.将滑动变阻器串联在干路中可以完成实验
D.将图中并联电路改为串联电路也可以完成实验
A
D
3./ 知识点一 / 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
C
4./ 知识点三 / 小潘家的电能表上标着“1 kW·h=3 000盘转数”。他将家里台式电脑单独接入电路,工作3 min,电能表上的转盘转了30转,台式电脑消耗的电能为 J,电功率为 W。
3.6×104
200
5./ 知识点三 / 在如图所示的电路中,R1=10 Ω,R2=5 Ω。闭合开关后,电压表的示数为3 V,求:
(1)电流表的示数I。
答案:(1)0.3 A
(2)R2两端的电压U2。
(3)R1消耗的电功率P1。
解析:(2)根据U=IR可得,R2两端的电压为U2=IR2=0.3 A×5 Ω=
1.5 V。
(3)R1消耗的电功率为P1=I2R1=(0.3 A)2×10 Ω=0.9 W。
答案:(2)1.5 V (3)0.9 W
6./ 知识点三 / 如图所示,R1的电阻为5 Ω,闭合开关S后,通过电阻R1和R2的电流分别为0.6 A和0.3 A。求:
(1)电源电压。
解析:(1)电源电压
U=U1=I1R1=0.6 A×5 Ω=3 V。
(2)总电流为I=I1+I2=0.6 A+0.3 A=0.9 A,
整个电路消耗的总功率为P=UI=3 V×0.9 A=2.7 W。
答案:(1)3 V (2)2.7 W(共39张PPT)
第十五章 电能与电功率 章末知识复习
建体系 思维导图 01
电流
其他形式
W
焦耳
3.6×106
UIt
I2Rt
消耗的电能
比
快慢
P
W
千瓦
103
UI
I2R
正常工作
额定电压
实际电压
＞
＞
＜
＜
UI
发热
导体的电阻
通过导体的电流
通电时间
电流的二次方
电阻
通电的时间
I2Rt
串重点 考点突破 02
考点一 与电能表有关的计算
1.小林家的电能表4月底的示数为824.6 kW·h,5月底的示数如图所示,则他家5月份用电 kW·h。他家用电器同时工作时总电流不能超过 A,总功率不能超过 W。若他观察到在1 min的时间内,电能表上的转盘转了25转,观察期间他家工作电器消耗的电能是 J。
108
20
4 400
3.6×104
2.某电热水壶工作5 min,使图示电能表上的转盘转过300转,该电热水壶消耗的电能为 kW·h,电功率为 W。
0.1
1 200
考点二 额定功率和实际功率
3.如图所示电路中,电源电压为3 V,灯泡L1、L2上分别标有“3 V 2.5 W”“3 V 5 W”字样。开关闭合后,下列说法正确的是( )
A.通过L1的电流比通过L2的电流小
B.L1的电阻比L2的电阻小
C.L1两端的电压和L2两端的电压大小相等
D.L1的实际功率比L2的实际功率大
D
4.现有“220 V 100 W”的灯泡一个,正常发光5 h消耗的电能为 kW·h。将它接在电压为“110 V”的电路中,实际功率为 W,消耗1 kW·h的电能可供它连续工作
h。(不考虑温度对灯泡电阻的影响)
0.5
25
40
5.如图甲是定值电阻R和小灯泡L中电流随电压变化的图像,其中 (选填“a”或“b”)是小灯泡的I-U图像,如果将它们串联在电路中,通过它们的电流是0.4 A,此电路电源电压是 V;若将它们按图乙所示接入另一电路中,闭合开关S、S1,通过电阻R的电流为 0.2 A,小灯泡此时的实际功率为
W。
a
5
1.2
6.(2025惠来县期末)两盏灯L1和L2,分别标有“220 V 25 W”和“220 V 100 W”字样,如图所示,要使L1与L2组成串联电路,应 ,此时,L1与L2的电阻之比为 ,L1与L2消耗的电功率之比为 。(假设灯丝电阻不变)
闭合开关S2,断开开关S1、S3
4∶1
4∶1
7.(2025惠州期末)如图所示,已知电源电压为3 V,小灯泡L的规格为“3 V 0.9 W”,滑动变阻器的规格为“20 Ω
1 A”,电流表量程为0～3 A,则小灯泡正常发光时阻值RL=
Ω。当开关S1、S2同时闭合,把滑动变阻器的滑片向左移动时,小灯泡的亮度将 (选填“变亮”“变暗”或“不变”),电路的总功率将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
10
不变
变大
8.把标有“220 V 40 W”的灯泡L1和标有“40 V 40 W”的灯泡L2串联接在电压恒为220 V的照明电路中,且两灯泡电阻不变,求:
(1)两个灯泡的电阻。
答案:(1)L1的电阻为1 210 Ω L2的电阻为40 Ω
(2)两个灯泡的实际功率之比。
解析:(2)因为串联电路中电流处处相等,由P=I2R可得,
P1实∶P2实=R1∶R2=1 210 Ω∶40 Ω=121∶4。
答案:(2)L1与L2的实际功率之比为121∶4
9.将额定电压为2.5 V的灯泡连入如图甲所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,滑片从b端向a端滑动,当滑片滑到a端时,灯泡恰好正常发光,得到如图乙所示的I-U图像。求:
(1)灯泡的额定功率。
答案:(1)0.75 W
(2)滑片在a端时,1 min内整个电路消耗的电能。
解析:(2)滑片滑到a端时,灯泡恰好正常发光,说明灯泡两端的电压等于电源电压,即U=UL额=2.5 V,
此时1 min内整个电路消耗的电能W=UIL额t=2.5 V×0.3 A×
60 s=45 J。
答案:(2)45 J
(3)滑片在b端时,滑动变阻器消耗的电功率及整个电路消耗的电功率。
答案:(3)0.3 W 0.5 W
考点三 电功、电功率、电热的计算
10.(2025普宁市期末)如果加在某定值电阻两端的电压从8 V升高到10 V,通过该电阻的电流变化了0.1 A,则该电阻的电功率变化了( )
A.0.2 W B.1.8 W C.2.0 W D.8.0 W
B
11.灯泡L1、L2标有“3 V 0.75 W”“3 V 1.5 W”的字样,将它们接入如图甲所示的电路中,闭合开关,L1和L2正常发光,则电路总电阻R= Ω;将它们接入如图乙所示的电路中,闭合开关,L1正常发光,则电源2的电压U= V,此时L2的实际功率P= W。(假设灯丝电阻不变)
4
4.5
0.375
12.(2025高州市期末)某款电热毛巾架的内部电路原理图如图甲所示,电源电压为220 V,R1和R2均为发热电阻,可通过开关S实现高温、低温挡的切换。图乙为该毛巾架在正常工作
20 min内电流随时间变化的图像,则当S接1时为 挡,其功率为 W,R2的阻值为 Ω。
高温
220
880
13.(2025中山期末)如图所示,小明设计了一种有高温、低温两个挡位的电热切割刀,用到的器材有12 V的学生电源、阻值均为6 Ω的电阻丝R1和R2,导线若干,开关两个。求:
(1)当只闭合S1时,切割刀的工作电流。
答案:(1)2 A
(2)切割刀低温挡工作时的功率。
(3)切割刀在高温挡切割物件2 min,产生的热量。
解析:(2)切割刀低温挡工作时的功率为P低=UI=12 V×2 A=
24 W。
答案:(2)24 W (3)5 760 J
过实验 一题通关 03
实验一 测量小灯泡的电功率
要点梳理
电流表
实验器材 电源、 、 、 、小灯泡、开关、导线若干
实验原理
电压表
滑动变阻器
P=UI
实验电路
实验设计 测量出小灯泡两端的 和通过小灯泡的
,就可以计算小灯泡的实际电功率
电压
电流
主要步骤 1.使小灯泡两端的电压等于额定电压,测量出小灯泡的 功率。
2.使小灯泡两端的电压略低于额定电压,测量出小灯泡的 功率。
3.使小灯泡两端的电压略高于额定电压,测量出小灯泡的 功率
额定
实际
实际
主要步骤
电压关系 功率关系 小灯泡亮度
U实>U额 P实>P额 最亮
U实=U额 P实=P额 亮
U实
实验结论 1.小灯泡两端电压不同,电功率就不同。
2.小灯泡两端电压越高,实际功率越 ,小灯泡越 。
3.灯丝温度越高,灯丝电阻越
滑动变阻 器的作用 1.在实验中,滑动变阻器串联在电路中,起到分压的作用。
2.调节滑片P,改变电压表的读数,从而测出小灯泡在不同电压下的电功率
大
亮
大
多次测量 的目的 测量小灯泡在不同电压下的实际功率,不能取平均值
注意事项 1.连接电路时开关要断开,滑动变阻器的滑片移到最大阻值处。
2.电压表量程的选择:根据电源电压、干电池的节数、小灯泡额定电压等确定。
一题通关
如图所示,小明同学在做“测量小灯泡的电功率”实验。实验器材:电源(电压恒为6 V)、小灯泡(额定电压为2.5 V,正常发光时灯丝电阻约为10 Ω)、电流表、电压表、开关各一个,规格分别为R1(10 Ω 1 A)和R2(30 Ω 0.5 A)的滑动变阻器各一个,导线若干。
基础设问
(1)小明同学连接了如图甲所示的电路,其中有一根导线连接错误,请在错误的导线上画“×”并用笔画线代替导线,将电路连接正确。
答案:如图所示
(2)连接电路时,滑动变阻器应选 (选填“R1”或“R2”)。
(3)连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,电路故障原因可能是小灯泡 。
(4)排除故障,闭合开关,移动滑片至某位置时,电压表的示数为2.2 V,若想测量小灯泡的额定功率,应将滑片向 (选填“左”或“右”)端移动。通过实验绘制出小灯泡的U-I图像,如图乙所示,小灯泡的额定功率为 W。
R2
短路
右
0.625
拓展设问
(5)小光同学设计了如图丙所示电路,来测量另一个小灯泡的额定功率(已知小灯泡的额定电压为U额),R0阻值已知。
①断开开关S3,闭合开关S1、S2,调节滑动变阻器滑片P,使得电流表示数为 (用字母表示),此时小灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器滑片P位置不变,断开开关S2,闭合开关S1、S3,记下电流表的示数为I;
③小灯泡额定功率的表达式P额=
(用字母U额、I、R0表示)。
实验二 探究通电导体产生的热量与哪些因素有关
要点梳理
实验装 置图
实验器材 电源、开关、锥形瓶两个、电阻丝(R1=5 Ω、R2=10 Ω)、煤油、 、钟表、导线
温度计
设计实验 1.保持电流和通电时间不变,只改变电阻丝的 ,观察温度计的示数。
2.保持电阻和通电时间不变,只改变 ,观察温度计的示数
实验结论 1.当通过导体的电流一定时,通电导体的电阻越大,导体产生的热量越 。
2.当电阻一定时,通过导体的电流越大,导体产生的热量越 。
3.通电时间越长,导体产生的热量越
电阻
电流大小
多
多
多
一题通关
小红用如图1所示的装置探究“通电导体产生的热量与通过导体的电流的关系”,在相同烧瓶内装满了煤油,在烧瓶口塞一玻璃管,与烧瓶内煤油相连。
基础设问
(1)烧瓶内装入的煤油是 (选填“导体”或“绝缘体”)。选用煤油不选用水的原因是 .
。实验中,通过观察
比较导体放热的多少,用到的实验方法是 。
绝缘体
煤油的比热容小,质量相
同的煤油吸收相同的热量升高的温度高
玻璃管内煤油上升的高度
转换法
(2)请根据实物电路,在虚线框内画出对应的电路图。
答案:如图所示
(3)为达到实验目的,选用的两电阻丝R1与R2的阻值应 ;通过R1的电流 通过R2的电流,利用的串、并联电路中的电流规律是 。
(4)通电一段时间后,乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大,说明 。
相同
小于
并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和
当电阻一定时,通过导体的电流越大,导体产生的热量越多
拓展设问
(5)新考向 实验改进 小红用如图2所示的装置,进一步探究“通电导体产生的热量与通过导体的电流的关系”,经多次实验测量,收集实验数据,绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流I的关系图像。根据焦耳定律可知,图3中能正确反映h I关系的是 (选填“A”“B”或“C”)。
A
(6)邻组的小刚用如图4所示的实验装置探究“通电导体产生的热量与电阻的关系”。
①连接好电路,将滑动变阻器的滑片移至 (选填“A”或“B”)端,分别标记两烧瓶内玻璃管中液面的起始位置;
图4
B
②闭合开关,通电t0时间后,分别标记此时两烧瓶内玻璃管内液面的位置;
③比较发现 Ω电阻丝所在烧瓶内玻璃管中的液面上升的高度更大;
④当通过导体的电流一定时,通电导体的电阻越大,导体产生的热量越 。
10
多
谢谢观赏！(共23张PPT)
15.3 用电器的正确使用
第1课时 额定电压与额定功率 测量小灯泡的电功率
早预习 新知梳理 01
一、额定电压与额定功率
1.当加在灯泡上的电压等于灯泡上标示的电压值时,灯泡能
发光;当略大于标示的电压值时,灯泡 ;
当小于标示的电压值时,灯泡 。
正常
偏亮
偏暗
2.在物理学中,用电器 时的电压值和电流值,分别叫做额定电压和额定电流。在 下工作时的电功率,叫做额定功率。
3.在实际使用时,加在用电器上的电压有时会略高于或略低于
,用电器也能工作。这时的电压叫做实际电压。
4.用电器在 下工作的功率,叫做实际功率。
二、测量小灯泡的电功率
测量小灯泡电功率的原理是 。实验中使用的测量
工具是 和 。
正常工作
额定电压
额定电压
实际电压
P=UI
电压表
电流表
析要点 以练代讲 02
知识点一 额定电压与额定功率
典例1 小德家中有个灯泡,铭牌信息如图所示,请回答以下
问题。
(1)灯泡的额定电压是 V,额定功率是 W。若将灯泡接到220 V的电压下工作,则它的实际功率是 W。
220
25
25
(2)若将灯泡接到200 V的电压下工作,则灯泡的实际功率
25 W,其亮度 正常工作时的亮度。(均选填“大于”“小于”或“等于”,下同)
(3)若将灯泡接到225 V的电压下工作,则灯泡的实际功率
25 W,其亮度 正常工作时的亮度。
小于
小于
大于
大于
方法技巧
1.从用电器铭牌上可以得到额定电压、额定功率的信息。
2.用电器的额定功率是一个定值,不随其两端电压的变化而变化,而实际功率随用电器两端的电压变化而变化。
3.灯泡的亮度由它的实际功率决定,与额定功率无关,实际功率越大,亮度越大。
典例2 灯泡L1、L2分别标有“220 V 100 W”“220 V 40 W”的字样,将它们接入220 V的电路中,则( )
A.L1、L2并联时,L1比L2亮 B.L1、L2并联时,亮度相同
C.L1、L2串联时,L1比L2亮 D.L1、L2串联时,亮度相同
A
知识点二 测量小灯泡的电功率
典例3 在“测量小灯泡的电功率”实验中,所用器材如图所
示,小灯泡上标有“2.5 V”字样,小灯泡正常发光时的电阻约为8 Ω。
(1)请按照你设计的实验电路图
连接实物电路。要求:向左移动
滑片时小灯泡变亮。
答案:如图所示
(2)连接电路时,开关应 ;为了控制小灯泡两端的电压,应将滑动变阻器与小灯泡 联。
(3)正确连接电路后,闭合开关,小灯泡不亮,电压表指针满偏,电流表指针几乎不偏转,则故障可能是 。
断开
串
小灯泡断路
(4)排除故障后,继续实验,记录的数据如表所示,并根据数据回答下列问题:
小灯泡两端的电压是否为2.5 V
实验次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 小灯泡的亮度
1 1 0.16 不发光
2 2 0.28 较暗
3 2.5 0.30 正常发光
4 3 0.32 很亮
①在本实验中,判断小灯泡是否正常发光的依据是
。
②通过表中数据,可计算出小灯泡的额定功率为 W,小灯泡正常发光时的电阻为 Ω(结果保留1位小数)。
③由表中数据还可得出结论:小灯泡的 越大,亮度越 。
④第1次实验中小灯泡不发光的原因是 。
⑤在本实验中,能否将多次测得的电功率的平均值作为小灯泡的电功率 ,原因是 .
。
0.75
8.3
实际功率
大
实际电功率太小了
不能
不同电压下,小灯泡的电功
率不同,求平均值无意义
方法技巧
1.伏安法测定值电阻的阻值和测量小灯泡的电功率在数据处理方法上不同,测定值电阻的阻值最后要求出几个电阻值的平均值,目的是减小实验误差;而测量小灯泡的电功率时,在小于、等于、略大于额定电压的情况下,求出三个电功率值的含义是不同的,不能用来求平均值。
方法技巧
2.只有在额定电压下求得的功率才为额定功率。
3.实验中常见的故障现象
(1)小灯泡开路:小灯泡不亮,电压表有示数且近似为电源电压,电流表无示数。
(2)小灯泡短路:小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数。
(3)滑动变阻器接入错误:调节滑动变阻器滑片时,小灯泡亮度不变,电流表、电压表示数均不变。
易错辨析
例 小明发现家里的白炽灯突然变亮,主要原因可能是白炽灯的( )
A.额定电压变大 B.实际电压变大
C.额定功率变小 D.实际电压变小
B
易错警示
灯泡亮度取决于实际功率,与额定功率无关。
精评价 课堂反馈 03
1./ 知识点一 / 标有“220 V 100 W”字样的家用电器正常工作时的电功率( )
A.大于100 W B.小于100 W
C.等于100 W D.无法确定
2./ 知识点一 / 标有“220 V 40 W”字样的灯泡接入电路中发光时,它消耗的电功率( )
A.一定大于40 W B.一定等于40 W
C.一定小于40 W D.三种情况都有可能
C
D
3./ 知识点一 2025潮阳区校级期末/ 规格分别为“220 V 40 W”“36 V 40 W”“110 V 40 W”的三盏电灯,各自在额定电压下工作,下列说法中正确的是( )
A.三盏电灯的额定功率一样大
B.三盏电灯的额定电压一样大
C.三盏电灯实际电压一样大
D.三盏电灯的亮度不一样亮
A
4./ 知识点一 / 如图所示是汽车用USB便携充电设备,有A、B两个充电接口,额定输出电压均为5 V,输出电流分别为 2.1 A 和1.0 A,要快速给标配的手机充电,应选用 (选填“A”或“B”)接口,此接口的额定输出功率为 W。
A
10.5
5./ 知识点二 2025惠州期末/ 小明学习了电功率的知识后,在家中找来了一个标有额定电压为6 V的灯泡,为了测量该灯泡的额定功率,他在学校的实验室找到了相关器材,并进行了如下实验,已知电源电压恒为8 V。
(1)请用笔画线代替导线,帮他连接好图甲中实物图。要求闭合开关后,滑片向右移,小灯泡变亮。
答案:如图所示
(2)小明在实际操作中发现灯泡很暗,电流表和电压表示数均很小,无论怎样移动滑片,电学仪表的示数几乎不变,你认为出现此现象的原因是 (填字母)。
A.滑动变阻器同时接入了下方的两个接线柱
B.小灯泡的电阻太小
C.滑动变阻器的最大阻值太小
A
(3)排除故障后,闭合开关,发现电压表的示数如图乙所示,接下来他应该将滑动变阻器的滑片向 移动,同时眼睛注意观察 (选填“电流表”“电压表”或“灯泡”),直到灯泡正常发光。
(4)经过多次测量,小明绘制了灯泡的I-U图像,如图丙所示,则该灯泡的额定功率为 W。
左
电压表
3
(5)若该实验中电压表标有15 V的接线柱损坏了无法使用,于是他向老师请教,老师告诉他用该电压表仍能测量该灯泡的额定功率,你认为老师的方案可能是 (填字母)。
A.只将电源电压减小
B.只更换一个其他规格的滑动变阻器
C.将该电压表并联到滑动变阻器的两端
C(共24张PPT)
核心素养专题十
电功率的图像、极值问题
类型解读
图像类计算题的分析思路
1.看横纵轴代表的物理量及单位。
2.观察、分析图像的变化趋势或规律,弄清图像所表达的物理意义。
类型一 图像问题
类型解读
3.找特殊点,挖掘“起点、终点、交点(与横轴、纵轴或图像间的交点)、拐点”等,判断各点隐含了什么条件或物理规律。
4.根据图像计算时应在图像上取一点,然后在横轴和纵轴上找出对应的数值,最后根据有关公式求解。
1.如图是灯泡L的I-U图像,结合图像分析,下列选项正确的是
( )
A.通过灯泡L的电流与其两端的电压成正比
B.当通过灯泡L的电流为0.3 A时,其实际功率为0.72 W
C.将两个完全相同的灯泡L串联在2.4 V的电源两端,电路的总功率为0.24 W
D.将灯泡L和18 Ω的定值电阻并联在3.6 V的电源两端,
电路的总电阻为6 Ω
D
2.(2025潮阳区校级期末改编)小明设计了如图甲所示的风速仪,电源电压恒定,灯泡L的额定电压为5 V,灯泡L的I-U关系图像如图乙所示,AB为粗细均匀的电阻丝,总电阻为15 Ω,OP为不计电阻的金属细杆(与AB接触良好),闭合开关S,无风时OP自然下垂,此时电流表的示数为0.2 A。求:
(1)灯泡L的额定功率。
解析:(1)由图乙可知,当灯泡两端的电压为5 V时,通过灯泡的电流为0.3 A,
灯泡的额定功率PL=ULIL=5 V×0.3 A=1.5 W。
答案:(1)1.5 W
(2)电源电压。
解析:(2)由图甲可知,电阻丝AB与灯泡L串联,电流表测量电路中的电流,闭合开关S,无风时OP自然下垂,电阻丝AB接入电路中的电阻为15 Ω,此时电流表的示数为0.2 A,
电阻丝AB两端的电压UAB=IRAB=0.2 A×15 Ω=3 V,
由图乙可知,当通过灯泡的电流为0.2 A时,灯泡两端的电压为2 V,
电源电压U=UAB+U′L=3 V+2 V=5 V。
答案:(2)5 V
3.如图甲所示,电源电压保持不变,滑动变阻器的滑片P从最右端滑至最左端的过程中,电压表和电流表的示数变化情况如图乙所示。求:
(1)电源电压。
解析:(1)由图甲可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测量定值电阻两端的电压。当滑动变阻器的滑片P在最左端时,是R的简单电路,电路中的总电阻最小,由欧姆定律可知,电路中的电流最大,电压表测量电源电
压,由图乙可知,电源电压U=3.0 V。
答案:(1)3.0 V
(2)滑动变阻器的最大阻值。
答案:(2)20 Ω
(3)把定值电阻换成标有“2.5 V 0.625 W”的小灯泡,当滑动变阻器的滑片P在中间位置时,计算小灯泡的实际功率(忽略温度对小灯泡电阻的影响)。
答案:(3)0.225 W
4.如图甲所示电路,电源电压不变,灯泡L上标有“5 V 2.5 W”字样,电压表测量范围为0～3 V,电流表测量范围为0～0.6 A。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P由b端滑到中点的过程中,灯泡L的电功率与电流的P-I关系图像如图乙所示,忽略温度对灯丝电阻的影响。求:
(1)灯泡L正常发光时的电阻。
答案:(1)10 Ω
(2)滑片P在b端时,1 min内灯泡L消耗的电能。
解析:(2)闭合开关,灯泡和滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,滑片P在b端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,根据欧姆定律可知此时通过电路的电流最小,由图乙可知此时通过电路的电流为I1=0.3 A,灯泡的实际功率为0.9 W,
1 min内灯泡L消耗的电能W=P1t1=0.9 W×60 s=54 J。
答案:(2)54 J
(3)电源电压。
答案:(3)6 V
(4)在确保电路元件安全的情况下,滑动变阻器允许连入电路的最小阻值。
答案:(4)2 Ω
类型解读
极值问题应首先分析在什么条件下可能出现该极值,再结合该条件下的电路结构,联系串并联电路电流、电压、电阻的规律和相关的电学公式求解。
类型二 极值问题
5.如图所示的电路,电源电压保持不变。小灯泡的额定电压为6 V,滑动变阻器铭牌标有“50 Ω 1 A”字样,电流表选用0～3 A量程。先闭合开关S1、断开开关S2,此时小灯泡正常发光;保持开关S1闭合,再闭合开关S2,当滑动变阻器连入电路的阻值为30 Ω时,电流表的示数为0.8 A。则保持开关S1、S2都闭合,忽略温度对灯丝电阻的影响,使用过程中元件完好,在保证电路安全的情况下,下列说法错误的是( )
A.将滑动变阻器的滑片向右移动,小灯
泡实际功率不变
B.滑动变阻器允许接入电路的阻值范围
是2.5～50 Ω
C.通过电流表的电流最小值为0.72 A
D.电路的总功率最大值为9.6 W
B
6.如图所示的电路,电源电压恒定,R0为定值电阻,Rx为滑动变阻器(A、B为其两端点)。闭合开关S,把滑动变阻器的滑片P从B端移到A端,电压表示数的变化范围是0.6～3 V,电流表示数的变化范围是0.12～0.6 A。下列说法中正确的是( )
A.电源电压为6 V
B.R0的阻值为25 Ω
C.Rx的最大阻值为20 Ω
D.移动滑片P,电路总功率的最小值为0.72 W
C
7.(2024达州)如图甲所示,将定值电阻R1与规格为“40 Ω
2 A”的滑动变阻器R2连入电源电压恒定不变的电路中。移动滑片P,R2的电功率P与其连入电路电阻R之间的变化图像如图乙所示。则电源电压U= V,R1的阻值为 Ω,电路的最大电功率为 W。
24
20
28.8
8.如图所示,电源电压恒为18 V,电流表量程为0～0.6 A,电压表量程为0～15 V。闭合开关,移动滑动变阻器R2的滑片,当电压表示数为12 V时,电流表示数为0.5 A,求:
(1)电阻R1的阻值以及R1通电60 s消耗的电能。
答案:(1)12 Ω 180 J
(2)在保证元件安全的前提下,电阻R1的最大功率。
答案:(2)4.32 W
9.在如图所示的电路中,电源电压恒定,定值电阻R0=15 Ω,滑动变阻器R的最大阻值为10 Ω。闭合开关S1和S2,当滑动变阻器接入电路中的阻值为零时,电流表A1、A2的示数分别为1.0 A、0.4 A。
(1)求电阻Rx的阻值。
答案:(1)10 Ω
(2)闭合开关S1,断开开关S2,调节滑动变阻器,求电路消耗功率的范围。
答案:(2)1.8 W≤P≤3.6 W
谢谢观赏！(共27张PPT)
核心素养专题十一
多挡位用电器计算
类型解读
电热器具有“高温挡”和“低温挡”。根据P= 可知,当U一定时,电阻越大,电功率越小;电阻越小,电功率越大,所以高温挡总电阻最小,低温挡总电阻最大。
类型一 两挡位电热器
类型解读
电路图
类型解读
低温挡 只闭合开关S,R1、R2串联P低= 只闭合开关S,只有R2接入电路
P低=
高温挡 同时闭合开关S、S0,R2短路,只有 R1接入电路P高= 同时闭合开关 S、S0,R1、R2
并联P高=P1+P2=
1.(2024苏州)某电饭锅的电路如图所示,发热盘内有发热电阻R1和分压电阻R2,S是温控开关,当开关S接a时,电饭锅处于高温挡,通过的电流为4 A;当温度达到一定值时,开关S自动切换到b,电饭锅处于保温挡,通过的电流为0.25 A。求:
(1)R1的阻值。
答案:(1)55 Ω
(2)电饭锅高温挡的功率。
(3)保温16 min,分压电阻R2产生的热量。
解析:(2)电饭锅高温挡的功率P高=UI高=220 V×4 A=880 W。
答案:(2)880 W (3)4.95×104 J
2.如图甲为一款养生壶,其加热原理如图乙所示。养生壶的额定电压为220 V,R1、R2均是发热电阻,其中R2=506 Ω。养生壶正常工作时,开关置于“1”为加热挡,电路中电流为 5 A;开关置于“2”为保温挡。求:
(1)当开关置于“1”时,R1的阻值及R1消耗的电功率。
答案:(1)44 Ω 1 100 W
(2)当开关置于“2”时,养生壶1 min消耗的电能。
(3)将壶内500 g的水从20 ℃加热到100 ℃,水吸收的热量。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(3)水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×
0.5 kg×(100 ℃-20 ℃)=1.68×105 J。
答案:(2)5.28×103 J (3)1.68×105 J
3.如图甲所示是一款有高温、低温两挡的家用蒸汽电熨斗,其电路原理如图乙所示,R1、R2为电热丝,R2的电阻为44 Ω,其额定电压均为220 V。正常工作时高温挡的电功率为1 980 W。
(电源电压保持不变,不计电热丝电阻随温度的变化)求:
(1)电熨斗正常工作时,在高温挡状态下电路中的总电流是
多大
答案:(1)9 A
(2)R1的电阻为多少
答案:(2)55 Ω
(3)电熨斗在低温挡状态下工作10 min消耗的电能。
答案:(3)5.28×105 J
4.(2025潮阳区校级期末)如图所示的是某款家用电热器的简化电路,R1、R2为阻值一定的电热丝。该电热器接入电压恒为220 V的电路中,电热器高温挡的功率为990 W,低温挡的功率为110 W。求:
(1)电热器处于低温挡时,通过电路的电流。
答案:(1)0.5 A
(2)电热器处于高温挡时,工作10 min产生的热量。
(3)电热丝R2的阻值。
解析:(2)电热器处于高温挡时,工作10 min产生的热量为
Q=W=P高t=990 W×10×60 s=5.94×105 J。
答案:(2)5.94×105 J (3)55 Ω
5.(2025增城区校级期末)某款电热水壶内部部分简化电路如图甲所示,其中R1和R2为阻值不变的发热电阻(R1(1)当开关S接b端时,通过R1电流I1 (选填“大于”
“小于”或“等于”)通过R2的电流I2。
解析:(1)由图甲可知,当开关S接b端时,R1与R2串联,由于串联电路中各处的电流相等,所以此时通过R1电流I1等于通过R2的电流I2。
答案:(1)等于
(2)当开关S接a端时,电热水壶处于加热挡还是保温挡
。理由是
。
(3)求该电热水壶在0～1 min时消耗的电能。
解析:(3)由图丙可知,在0～1 min时电路中的电流为I=8 A,由图乙可知,电源电压保持200 V不变,故在0～1 min内,该电热水壶消耗的电能W=UIt=200 V×8 A×1×60 s=96 000 J。
答案:(3)96 000 J
(4)求R1的阻值及其在5～6 min时产生的热量。
答案:(4)25 Ω 2.4 J
6.如图所示是某品牌电热锅的简化电路,R1、R2均为发热电阻。电热锅工作时,通过开关S1和S2实现低温、中温和高温的挡位控制,已知低温挡电阻R1=110 Ω,中温挡功率为880 W。求:
类型二 三挡位用电器
(1)电热锅低温挡工作时的电功率。
答案:(1)440 W
(2)电热锅中温挡工作时的电流。
答案:(2)4 A
(3)使用电热锅高温挡将质量为2 kg的水从20 ℃加热到
75 ℃所用的时间。[不计热量损失,水的比热容c=4.2×
103 J/(kg·℃)]
答案:(3)350 s
7.有一台热水器,内部简化电路如图所示,R1和R2均为电热丝,
R1=88 Ω、R2=22 Ω。
(1)如何控制S1和S2,使热水器处于高温挡。
答案:(1)闭合开关S1,并将S2拨至位置a。
(2)求低温挡正常工作5 min电热丝产生的热量。
答案:(2)1.32×105 J
(3)求中温挡正常工作时热水器的功率。
答案:(3)550 W
谢谢观赏！(共20张PPT)
15.4 焦耳定律
早预习 新知梳理 01
一、电流的热效应
电流通过导体时,电能转化成 ,导致导体发热的现象,叫做电流的热效应。
二、通电导体产生的热量与哪些因素有关
通电导体产生的热量与导体的 、通过导体的
以及 有关。
内能
电阻
电流
通电时间
三、焦耳定律
1.焦耳定律:电流通过导体时产生的热量,跟电流的二次方成
,跟导体的电阻成 ,跟通电的时间成 。
2.公式: 。
正比
四、电流热效应的应用与控制
1.应用:电压力锅、电暖手宝、电热水壶、电饼铛等。
2.控制:散热器。
正比
正比
Q=I2Rt
析要点 以练代讲 02
知识点一 通电导体产生的热量与哪些因素有关
典例1 为了探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”,小明设计了如图所示的实验装置。
(1)实验中通过观察U形管中 的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少,这种实验方法叫 。
(2)利用 (选填“甲”或“乙”)装置可探究电流通过导体时产生的热量与电流的关系。
(3)生活中我们发现:电炉丝通过导线接到电路里,电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热。其中 装置能够解释这一现象。
液面高度差
转换法
乙
甲
(4)乙装置通电一段时间 (选填“左”或“右”)侧容器内的电阻丝产生的热量多。
(5)让乙装置冷却到初始状态,把右侧容器外并联的电阻丝也放入右侧容器内,接通电源,此时该装置可探究电流产生的热量跟 的关系。
左
电阻
知识点二 焦耳定律的理解和应用
典例2 (2025潮安区期末)如图所示,长度、横截面积一样,材料不同的两个长方体电阻串联在电路中,电阻分别为R1=2 Ω,
R2=4 Ω,在它们表面涂上厚度一样的蜡。现在闭合开关给它们通电,过一段时间后,我们观察到( )
A.R1上的蜡熔化得快
B.R2上的蜡熔化得快
C.R1、R2上的蜡熔化得一样快
D.无法比较R1、R2上的蜡熔化的快慢
B
典例3 如图所示,电源电压为3 V,R1=R2=5 Ω,当S1闭合,S2断开时,通电10 s,电流通过R1产生的热量是 J。
4.5
方法技巧
已知电阻两端的电压和电阻值,根据欧姆定律可求通过的电流,利用公式Q=I2Rt可求一定时间内电阻丝上产生的热量。
典例4 (2025麻章区期末)如图所示电路,电源电压保持12 V不变,标有“10 V 4 W”的灯泡L与滑动变阻器R串联接在电路中,闭合S,调节滑片P使灯泡L正常发光,求:
(1)此时灯泡L的电阻。
答案:(1)25 Ω
(2)此时电路中的电流。
(3)通电1 min,滑动变阻器R产生的热量。
(3)滑动变阻器R两端的电压是UR=U-U灯=12 V-10 V=2 V,
通电1 min,滑动变阻器R产生的热量Q=IURt=0.4 A×2 V×
60 s=48 J。
答案:(2)0.4 A (3)48 J
知识点三 电流热效应的应用与控制
典例5 (2025广州模拟)下列四种用电器中,主要利用电流热效应工作的是( )
A
A.电热水壶 B.洗衣机 C.电风扇 D.扫地机器人
易错辨析
例 一台电风扇的铭牌上标有“220 V 110 W”的字样,电风扇的电机内部线圈的电阻为 2 Ω,这台电风扇正常工作
10 min消耗的电能为 J,电动机内部线圈产生的热量为 J。
66 000
300
精评价 课堂反馈 03
1./ 知识点三 / 下列事例中,属于防止电流热效应产生危害的是( )
A.冬天用电暖器取暖 B.用电热水壶烧水
C.用电熨斗熨衣服 D.启动散热风扇给电脑降温
D
2./ 知识点二 / 有两根阻值分别为R1、R2的电阻丝,分别采用如图所示的四种方法接在同一电源上后,相同时间内产生的热量最小的是( )
C
3./ 知识点二 2025平远县期末/ 把一台电动机接入电压为220 V的电路中,通过电动机的电流为4 A,电动机线圈的电阻为3 Ω,通电100 s电动机消耗的电能为 J,电动机线圈产生的热量为 J,电动机线圈输出的机械能为
J。
88 000
4 800
83 200
4./ 知识点一 2025东莞期末改编/ 某同学用如图所示的实验装置探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”,两个透明容器中封闭着电阻丝和等量的空气。
(1)通电后,透明容器中电阻丝的内能是通过 (选填
“做功”或“热传递”)的方式改变的。
做功
(2)观察图甲,发现在通电时间和 相同时,B管中的液面高度差更大,表明电流通过导体产生热量的多少与 .
有关。
(3)采用图乙中的实验装置探究“电流通过导体产生的热量跟电流是否有关”时,右侧容器中应该选用阻值为 Ω的电阻丝。
(4)将图乙中的实验装置冷却到室温,把右侧容器外并联的电阻丝也放入右侧容器内,通电一段时间后, (选填
“左”或“右”)侧容器内电阻丝产生的热量多。
电流
电阻大小
5
左
5./ 知识点二 2025南海区期末/ 如图所示电路中,灯泡L上标有“1.5 V 0.3 A”字样,R为定值电阻。闭合开关S后,灯泡L恰好正常发光,电流表的示数为0.6 A。求:
(1)灯泡L的额定功率是多少
解析:(1)灯泡L的额定功率P额=U额I额=1.5 V×0.3 A=
0.45 W。
答案:(1)0.45 W
(2)定值电阻R的阻值是多少
答案:(2)5 Ω
(3)该电路工作5 min,定值电阻产生的热量是多少
解析:(3)该电路工作5 min,定值电阻产生的热量Q=Rt=
(0.3 A)2×5 Ω×5×60 s=135 J。
答案:(3)135 J