(共19张PPT)
4 跨学科实践:半导体与光伏发电
1. 光伏电池板由 材料制成 半导体是导电性能介于 和
之间的一些材料,如 砷化镓等 半导体只有在一定条件下才能导电
2. 纯度很高的半导体材料,如高纯硅 锗等,电阻 但如果在半导体中掺入微量的其他元素,它们的 就会显著提高 用半导体材料能制成二极管 三极管等各种半导体元器件
半导体
导体
绝缘体
锗
硅
很大
导电能力
3. 半导体广泛应用于多个重要技术领域,如
激光与照明 大功率电源转换等 某些半导体材料的导电性能受温度 光照 压力等影响而显著变化,某些半导体有特殊的光电特性 人们利用半导体的这些特性,制成了传感元件 电子元件,还发明了半导体激光器 等器件
4. 光伏发电是利用半导体太阳能电池板将 能直接转变为
能的一种技术
集成电路
通信设备
光伏发电
LED光源
太阳能电池
芯片
光
电
1. 下列关于半导体的说法正确的是 ( )
A. 半导体就是超导体
B. 常温下半导体的电阻为零
C. 半导体广泛应用于各种电子设备
D. 任何情况下半导体都是不导电的
1
2
3
C
2. 为了探究二极管的导电性,把一个晶体二极管分别接入电路中(如图),闭合开关,观察到的现象如图中所描述,这说明晶体二极管具有
单向导
电性
1
2
3
3. 阅读短文,回答问题:
光伏发电
近年来全球气温逐渐上升,在“双碳”目标的背景之下,山西大同的“大熊猫”光伏发电站再一次走进人们的视野 光伏发电的原理是什么呢
光伏发电系统的主要部件是太阳能电池板(组件) 蓄电池组 充放电控制器等 太阳能电池利用半导体的光电效应原理发电,光子照射到金属上时,它的能量可以被金属中某个电子全部吸收,电子吸收的能量足够大,能克服金属内部引力做功,离开金属表面逃逸出来,成为光电子,产生电
能 蓄电池组是贮存太阳能电池方阵接受光照所产生的电能,并可随时向
1
2
3
负载供电的设备 控制器是能自动防止蓄电池过充电和过放电的设备 光伏发电系统的特点是可靠性高,使用寿命长,不污染环境,能有效减少碳排放,缓解温室效应
(1) 太阳能电池利用 原理发电
(2) 蓄电池充电时将电能转化为 能储存起来,以便随时供电 光伏发电系统的优点是 (写出一条即可)
光电效应
化学
清洁无污染
1
2
3
1. 被广泛用于制造太阳能电池和计算机芯片的是 ( )
A. 金刚石 B. 晶体硅
C. 单质铜 D. 玻璃
1
2
3
4
5
6
7
8
9
B
2. (跨学科实践·社会发展)如图,三结砷化镓柔性太阳能电池板发电技术,是一项非常先进的太阳能光电转换技术,它的光电转换效率超30%,比传统的硅基薄膜太阳能发电效率提高一倍以上,广泛应用于航天 军事 可穿戴设备等领域 关于三结砷化镓柔性太阳能电池板发电技术,下列说法正确的是 ( )
A. 太阳能电池板所用材料三结砷化镓是超导体
B. 太阳能电池板面积越大,发电效率越高
C. 太阳能电池板工作时,将太阳能转化为电能
D. 太阳能电池板工作的效率超30%,表明太阳能有将近70%转化为电能
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
3. 近年来,中国科技成就让世人瞩目,下列关于新材料的说法正确的是 ( )
A. 超市条形码识别仪的光敏二极管的主要材料是半导体
B. 空间站的太阳能电池板主要材料是超导体
C. 超导体材料主要应用在电饭锅 电热水器上
D. 滑动变阻器是用半导体材料制成的
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
4. (2024·龙东地区)天然气是一种清洁能源,方便居民使用的同时,存在着泄漏的安全隐患 物理兴趣小组在老师的指导下设计了天然气泄漏检测电路,如图所示 电源电压恒定不变,R0为定值电阻,R为气敏电阻 R阻值随天然气浓度的增大而减小,则天然气 ( )
A. 浓度增大,电流表示数变小
B. 浓度增大,电压表示数变小
C. 浓度减小,电流表示数变大
D. 浓度减小,电压表示数变小
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
5. 图甲是道路两边的太阳能路灯,它主要由太阳能电池板 控制器 蓄电池组和12个LED灯组成 它的结构如图乙所示,每个LED灯的工作电压约为2V,蓄电池组的电压为24V 下列说法正确的是 ( )
A. LED灯是将光能转化为电能的器件
B. 夜晚,开关S接c,蓄电池为电路中的电源
C. 白天,开关S接b,太阳能电池板将光能全
部转化为电能
D. 该太阳能路灯中的12个LED灯是并联的
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
6. (新情境·科技民生)某手机拥有容量为5000mA·h,标称电压为3.8V的超大锂离子聚合物电池,该手机处理器的芯片的主要材料是 (选填“导体”“半导体”或“超导体”);该手机电池充满电后可储存的电能为
J;若每次都将手机电池电量耗尽后再充满,一度电最多能让该手机充满电 次
半导体
68400
52
1
2
3
4
5
6
7
8
9
7. 太阳能LED照明路灯,白天太阳能电池板将太阳能转化为电能,并向灯杆下方的蓄电池充电,将电能转化为 能储存起来,供路灯夜晚工作;LED灯具有节能环保等特点,额定电压为220V 额定功率为10W的LED灯泡,与普通白炽灯相比,在达到相同亮度的条件下,假设LED灯可以节约90%的电能,那么,这个LED灯与 W的白炽灯亮度相当
化学
100
解析:太阳能LED照明路灯,白天太阳能电池板将太阳能转化为电能,并向灯杆下方的蓄电池充电,将电能转化为化学能储存起来,供路灯夜晚工
作 设两盏灯发光的时间为t,则LED消耗的电能W1=P1t=0.01kW×t;白炽灯消耗的电能W2=P2t;依题意有×100%=90%,即×
100%=90%,解得P2=0.1kW=100W
1
2
3
4
5
6
7
8
9
8. 太阳能属于清洁且可再生能源,人们可以利用太阳能发电 加热 如图所示,小丽家利用太阳能电池板将太阳能转化为电能,给家庭供电 已知垂直于太阳光1m2的面积上每秒接收的太阳能为500J,小丽家太阳能电池板面积为10.5m2,太阳能电池板将太阳能转化为电能的效率为20%,当太阳光垂直射向太阳能电池板时 [水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)]
(1) 求1min内小丽家太阳能电池板转化的电能
(1) 由题知,垂直于太阳光的1m2面积上每秒接收的太阳能为
500J,E太阳能=500J/(m2·s)×10.5m2×60s=3.15×105J,因太阳
能电池板将太阳能转化为电能的效率为20%,所以1min内通
过该太阳能电池板获得的电能W=ηE太阳能=20%×3.15×105J
=6.3×104J
第8题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
(2) 1min内该太阳能电池板转化的电能给热水壶烧水,热水壶的效率为80%,则可将25℃的1kg的水加热到多少摄氏度
(2) 1min内该太阳能电池板转化的电能给热水壶烧水,根据
公式η=×100%可得,水吸收的热量Q吸=Wη'=6.3×104J×
80%=5.04×104J;由Q吸=cm(t-t0)可得,25℃的1kg的水加热到
的温度t=+t0=+25℃=37℃
第8题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
9. (新情境·科技民生)为落实中国对世界承诺的节能减排目标,加强政策扶持新能源经济战略,国家相关部委推出太阳能屋顶计划(如图所示) 太阳能电池板的参数如表所示,其中光电转换效率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率
(1) 太阳能属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源
可再生
太阳能电池板 平均输出功率 200W
电池板面积 1.6m2
光电转换效率 10%
1
2
3
4
5
6
7
8
9
(2) 若中午时分,太阳能电池板单位面积上单位时间接收到的光能为2500J,则此时该太阳能电池板输出电能的实际功率是多少
(3) 小明家的屋顶面积达到200m2,太阳能电池板依次相连平铺在屋顶,理论上他家屋顶日输出电能的平均功率为多大
(2) 太阳每秒钟照射到电池板每平方米面积上的光能约
为2500J,电池板面积1.6m2,光电转换效率为10%,所以该
太阳能电池板输出电能的实际功率P输出=2500J/(s·m2)×
1.6m2×10%=400W
(3) 理论上他家屋顶日输出电能的平均功率P输出'=
×200m2=2.5×104W
第9题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
(4) 用太阳能发电替代发电效率为40%的火力发电站,按照第(3)问中的条件,小明家一天(一天太阳能发电时间按8h计算)理论上可节约多少吨的煤 (煤的热值q=3×107J/kg)
(4) 由P=可知,小明家一天输出的电能W=P输出't=2.5×
104W×8×3600s=7.2×108J;由η=×100%可知,煤完
全燃烧需要放出的热量Q放===1.8×109J;由Q放
=mq可知,煤的质量m===60kg=0.06t
第9题
1
2
3
4
5
6
7
8
9(共33张PPT)
2 电 功 率
第1课时 电功率的概念及大小
1. (2023·齐齐哈尔)小夏一家假期外出旅游,家中只有一个网络摄像头和一个路由器在工作,其实际功率分别为5W和15W 出发和回家时,电能表示数如图所示,这段时间内小夏家消耗电能 kW·h,小夏一家外出
h (电路其他元件损耗电能不计)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
4.8
240
第1题
2. (跨学科实践·日常生活)如图所示,消耗功率140W的物理意义是表示用电器消耗电能的 (选填“快慢”或“多少”) 讨论交流:根据电视机的铭牌,算出看两个小时电视要消耗 J电能,折合为 度
快慢
1.008×106
0.28
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
3. 下列关于电功率的说法,正确的是 ( )
A. 电流通过用电器做功越多,电功率越大
B. 用电器消耗电能越快,电功率越大
C. 电流通过用电器做功时间越短,电功率越大
D. 用电器将电能转化为其他形式的能越多,电功率越大
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
4. 同学们用如图所示的电路探究“电功率与电压的关系” 下列观点不正确的是 ( )
A. 实验时选取的灯泡L1和L2的电阻要不同
B. 实验中将两灯串联的目的是保证通过灯的电流相同
C. 将灯泡L1和L2改成并联连接也可完成探究实验
D. 在实验中,实验器材要合理匹配才可以完成实验
C
第4题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
5. 某同学想探究“灯泡的电功率与电流大小的关系”,现在实验器材有电源 开关 电流表两只 小灯泡两只(电阻不同) 导线若干
(1) 实验中,要控制两只小灯泡的 相等,可以将两只小灯泡
联起来
(2) 实验中,可以通过观察小灯泡的 来比较电功率的大小
(3) 选用两只阻值不同的小灯泡,目的是使它们两端电压相等时,通过的
不同
电压
并
亮度
电流
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(4) 连接好图甲所示的实物图,并在图乙虚线框内画出实验的电路图
(4) 如图所示
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
6. (2023·云南)在如图所示的电路中,电源电压为6V保持不变,电阻R1的阻值为20Ω 当开关S闭合时,电流表的示数为0.2A 求:
(1) R2的阻值
(1) 由图可知,当开关S闭合时,R1与R2串联,电流表测电路
中的电流,电阻R1的阻值为20Ω,电流表的示数为0.2A,由
欧姆定律可知,R1两端的电压U1=IR1=0.2A×20Ω=4V;根
据串联电路的电压规律可知,R2两端的电压U2=U-U1=6V
-4V=2V,由I=得,R2===10Ω
第6题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(2) 通电1min,电流通过R1做的功
(3) 电路消耗的电功率
(2) 通电1min,电流通过R1做的功W1=U1It=4V×0.2A×
60s=48J
(3) 电路消耗的电功率P=UI=6V×0.2A=1.2W
第6题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
7. (2024·长春)1kW·h的电能可供下列用电器正常工作时间最长的是 ( )
A. 节能灯 B. 电饭煲
C. 电视机 D. 电烤箱
8. 甲用电器在5min内消耗的电能为1.5×105J,乙用电器在1h内消耗的电能为0.5kW·h,则甲用电器和乙用电器电功率的大小关系是 ( )
A. P甲>P乙 B. P甲=P乙
C. P甲
A
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
9. (2023·宜昌)某品牌电动汽车的电池容量为130A·h,额定电压为400V,充电时它将电能转化为 能存储起来,充满电后它存储了 kW·h的能量
10. 一只节能灯的功率仅1W,它正常发光时的电压是220V,另有一只小灯泡功率也是1W,但是它正常发光时的电压是6.3V,如果它们都正常工作,那么小灯泡的工作电流约是节能灯的 倍 (结果保留整数)
11. 若通过某定值电阻的电流从1A升高到2A,加在该电阻两端的电压变化了5V,则该定值电阻的阻值为 Ω,该电阻的功率 (选填“增加”或“减少”)了 W
化学
52
35
5
增加
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
12. (图像法)(2024·河南)图甲为灯泡L的电流与电压关系的图像 将该灯泡接入图乙电路,定值电阻R阻值为10Ω,闭合开关S,电流表示数为0.2A,则电源电压为 V,干路电流为 A,此时灯泡L的电功率为
W
2
0.45
0.5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
13. (2023·益阳)如图所示,电源电压U=24V,定值电阻R0=4Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 2A”,电压表量程为0~15V
(1) 求当电压表示数U0=6V时,通过定值电阻R0的电流
(1) 由电路图可知,两电阻串联,电压表测量R0两端的电
压 通过定值电阻R0的电流I0===1.5A
第13题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(2) 求电路消耗的最小电功率
(2) 根据P=可知,当电压一定时,电阻越大,电功率越小
当滑动变阻器的电阻全部接入电路时,电路中的总电阻
最大,R总=R0+R大=4Ω+20Ω=24Ω,电路消耗的最小电功
率P小===24W
第13题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(3) 请分析说明,为保障电路安全,滑动变阻器接入电路的最小阻值
(3) 要保证滑动变阻器安全,电路中允许通过的最大电
流I大=2A,此时滑动变阻器接入电路的电阻最小,最小
阻值R小=-R0=-4Ω=8Ω,此时电压表示数U0'=I大R0
=2A×4Ω=8V<15V,所以电压表安全,故滑动变阻器接
入电路的最小阻值为8Ω
第13题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
14. (教材P105T3变式)如图为小明家里的电能表,请利用生活中的物品测量家中某电暖器的电功率 [电能表上的1600imp/(kW·h)用N表示]
(1) 其他测量器材:
秒表
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(2) 实验步骤与所需要测量的物理量:
①
②
(3) 用所测的物理量写出电暖器电功率大小的表达式:P=
关闭其他用电器,让该电暖器单独工作一段时间
用秒表测量电能表指示灯闪烁的次数为n时电暖器工作的时间t(h)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
第2课时 额定功率
1. (2023·天津)某节能灯标有“220V 22W”字样,当它正常工作时,电功率为 W,通过它的电流为 A
2. 一只家用白炽灯泡上标有“PZ220-60”的字样,该灯泡需接在电压为
V的电路中才能正常发光 若把它接在110V的电源上使用,则灯泡的实际功率是 W,额定功率是 W (不考虑温度对灯丝电阻的影响)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
22
0.1
220
15
60
3. 灯的亮度由它实际消耗的功率决定 现有甲 乙两盏电灯,分别标有“220V 25W”和“110V 25W”字样,若它们都正常发光,则 ( )
A. 甲灯亮 B. 乙灯亮
C. 一样亮 D. 无法确定
4. 下列关于额定功率和实际功率的说法,正确的是 ( )
A. 额定功率跟用电器工作时的电压有关
B. 额定功率跟用电器的额定电压无关
C. 实际功率跟用电器工作时的电压有关
D. 实际功率跟用电器工作时的电压无关
C
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
5. 如图所示,已知电源电压恒为8V,小灯泡上标有“6V 3W”字样
(1) 求小灯泡正常发光时的电流和电阻
(1) 小灯泡正常发光时的电流I额===0.5A,电阻RL=
==12Ω
第5题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
(2) 闭合开关S,移动滑片P,使小灯泡正常发光,求此时滑动变阻器连入电路中的电阻和电路消耗的总功率
(2) 由图可知,小灯泡和滑动变阻器R串联,电压表测量小
灯泡两端的电压 移动滑片P,使小灯泡正常发光,此时小
灯泡两端电压UL=U额=6V,电路中的电流等于小灯泡的
额定电流,I=I额===0.5A 根据串联电路电压的规
律,滑动变阻器两端的电压U滑=U-U额=8V-6V=2V,滑动变阻器连入电路中
的电阻R滑===4Ω,电路消耗的总功率P=UI=8V×0.5A=4W
第5题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
6. 如图所示的电路中,小灯泡标有“6V 3.6W”字样 闭合开关S,小灯泡正常发光,电流表示数为0.3A 设灯丝电阻不变,求:
(1) 小灯泡的额定电流
(2) 定值电阻R的阻值
(1) 由题知小灯泡标有“6V 3.6W”字样,I额===
0.6A
(2) 由题知,R与L并联,电流表测R的电流,小灯泡正常发光,即电源电压为
6V,电流表示数为0.3A,即通过R的电流为0.3A,则R===20Ω
第6题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
(3) 电路消耗的总功率
(3) I总=I额+IR=0.6A+0.3A=0.9A,P=UI总=6V×0.9A=5.4W
第6题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
7. (2023·临沂)将一只“6V 3W”的小灯泡(忽略温度影响)与一个阻值为12Ω的电阻串联后接到12V的电源上,闭合开关后,小灯泡的实际功率 ( )
A. 大于3W B. 等于3W
C. 小于3W D. 无法确定
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
8. 甲 乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中正确的是(不考虑温度对灯丝电阻的影响) ( )
A. 两灯均正常发光时,甲灯的电阻小于乙灯的电阻
B. 两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多
C. 两灯串联在220V的电路中,甲灯比乙灯亮
D. 将乙灯接入110V的电路中,它的实际功率为50W
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
9. (跨学科实践·日常生活)如表所示为两个家用电器的铭牌,下列说法中正确的是 ( )
A. 这两个电器正常工作时,电视机的工作电流较大
B. 这两个电器正常工作时,电热水器消耗的电能较多
C. 电视机正常工作1h,消耗的电能是1kW·h
D. 电热水器正常工作1s,消耗的电能是2000J
D
家用电器 电热水器 电视机
额定电压 220V 220V
工作频率 50Hz 50Hz
额定功率 2000W 200W
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
10. (2023·济宁)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0.3A时,其实际功率为
0.72W
C. 将两只完全相同的灯泡L串联在2.4V的电源
两端,电路的总功率为0.24W
D. 将灯泡L和18Ω的定值电阻并联在3.6V的电源两端,电路的总电阻为6Ω
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
11. 不考虑温度对灯丝电阻的影响,把两个“220V 40W”的灯泡串联接在220V的电路中,则这两个灯泡的总功率为 ( )
A. 10W B. 20W
C. 40W D. 80W
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
12. (2023·龙东地区)如图甲所示的电路中,电源电压不变,小灯泡L的额定电压为24V,当把滑片P滑到最左端时,小灯泡L恰好正常发光 图乙为通过小灯泡L的电流与其两端电压的关系,当小灯泡L正常发光时,灯丝的电阻为 Ω 调节滑动变阻器R,当其连入电路的阻值是 Ω时,小灯泡L的实际功率为3.6W
60
40
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
13. (2023·成都)如图所示的电路中,电源电压恒为6V,灯泡L1标有“6V”字样,额定功率字迹不清,灯泡L2标有“4V 1.6W”字样,滑动变阻器的最大阻值为50Ω,电流表量程为0~0.6A 闭合开关S S1 S2,滑动变阻器的滑片位于最右端时,电流表示数为0.42A,不考虑灯泡的电阻变化
(1) 求灯泡L1的额定功率
(1) 闭合开关S S1 S2,滑动变阻器的滑片位于最右端时,
灯泡L1和滑动变阻器并联,滑动变阻器的电流I滑==
=0.12A;灯泡L1的额定电流I1=I总-I滑=0.42A-0.12A=
0.3A;灯泡L1的额定功率P1=UI1=6V×0.3A=1.8W
第13题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
(2) 只闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,在确保电路安全的前提下,求电流表示数的变化范围
(2) 只闭合开关S,滑动变阻器和L2串联,灯泡L2的电阻
R2===10Ω;滑动变阻器的滑片位于最右端时,
电路的电流I小====0.1A;电路中能通
过的最大电流I大===0.4A;电流表示数的变化范
围是0.1~0.4A
第13题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13(共20张PPT)
1 电 功
1. 用电器消耗电能的过程,实质上是电能转化为 的过程 有多少 能转化为其他形式的能量,我们就说电流做了多少功 电流 叫作电功
2. 电能可以转化为 ,也可以从 转化而来
3. 电功通常用 测定,它的示数以数字显示,单位是 ,符号是 ,俗称
其他形式能量
电
所做的功
多种形式的能量
各种形式的能量
电能表
千瓦时
kW·h
度
4. 功和能量的国际单位是 , 是电力工业和日常生活中的常用单位 两者的换算关系是
焦耳
千瓦时
1kW·h=3.6×106J
1. 关于电功,下列说法中正确的是 ( )
A. 电流通过电灯做功时,电能只转化为光能
B. 电流做功的多少可能大于电能转化为其他形式能量的多少
C. 电能就是电功,两者是一回事
D. 电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能
2. 我们家中有不同的用电器设备,用电器把电能转化为我们所需要的各种能量 下列用电器中将电能主要转化为机械能的是 ( )
A. 电热水器 B. 电暖炉 C. 微波炉 D. 洗衣机
1
2
3
4
5
D
D
3. 如图所示为电能表表盘示意图 下列说法不正确的是 ( )
A. 电能表是用来测电功的仪器
B. 此时电能表的读数为6198.5kW·h
C. 这个电能表通过的电流一定为10A
D. 这个电能表应该在220V的电路中使用
4. 家庭中的电灯 电视机 电扇等用电器都是 联在电路中的 小明家中的电能表,9月初示数为 ,9月末示数为 ,则这个月小明家消耗的电能为 kW·h
C
并
50
1
2
3
4
5
5. 小文家4月底电能表读数如图所示,5月底电能表的读数为419.5kW·h,若当地电价为0.6元/(kW·h),则5月份他家应缴电费 元;小文将某家用电器单独接在该电能表上正常工作6min,电能表指示灯闪了320次,在这段时间内消耗的电能为 kW·h
244.2
0.1
1
2
3
4
5
1. 填表:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
电器名称 将电能主要转化为何种形式的能
电扇
光能和内能
电视机
内能
机械能
电灯
光能和声能
电热毯(合理即可)
2. 完成下列单位换算:
(1) 1.5kW·h= J
(2) 7.2×105J= kW·h
3. 电能表是测量用电器消耗电能多少的仪表,记录电能表示数时不仅要记录数值,还要记录对应的单位 下列选项中,能正确表示如图所示的电能表的示数的是 ( )
A. 2022.9W B. 22.9kW
C. 2022.9kW·h D. 2022.9J
5.4×106
0.2
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
4. (2023·徐州)灯泡中有电流时,灯泡发光 关于这个过程中的能量转化,下列说法中正确的是 ( )
A. 灯泡消耗的电能全部转化成了光能
B. 因为消耗电能,流过灯泡后的电流变小了
C. 电流做了多少功,电路中就消耗了多少电能
D. 光能最终消失了,没有转化成其他形式的能量
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
5. 如图所示是某同学家里用的电能表,下列说法正确的是 ( )
A. “220V”表示电能表应该接在“0~220V”的电路中使用
B. “600r/(kW·h)”表示电能表每消耗1度电,表盘转过600转
C. “10(20)A”说明该电能表的标定电流为10A
D. 电能表上的数据显示该同学家这个月用电是931.6度
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
6. (易错题)一只电能表标有“3000r/(kW·h)”字样,如果观察到转盘转了45圈,那么用电器消耗的电能为 ( )
A. 1.35×105J B. 1.35kW·h
C. 0.15kW·h D. 5.4×104J
[易错分析]转盘转45圈消耗的电能W==0.015kW·h=5.4×
104J
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
7. (2024·张家口怀安期末)下列用电器在工作过程中,电能几乎全部转化为内能的是 ( )
A. 电视机 B. 电热毯
C. 洗衣机 D. 电风扇
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
8. 有一台电动机工作一段时间后消耗了2kW·h的电能 下列说法正确的是 ( )
A. 电流通过电动机做了7.2×106J的功
B. 电动机产生的热量等于7.2×106J
C. 电动机消耗的电能小于7.2×106J
D. 转化成的机械能等于7.2×106J
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
9. 如图所示分别为小英家上月初和上月末电能表的示数 结合表盘上的信息可知,下列选项中正确的是 ( )
A. 小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A
B. 小英家上个月消耗的电能为1011kW·h
C. 电能表上指示灯闪烁320次,表示家庭电路消耗电能0.2J
D. 电能表上指示灯闪烁的次数越多,说明电路中消耗的电能越多
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
10. (跨学科实践·日常生活)小明家3月末和4月末电能表表盘示数如图所示,若以当地电价0.6元/度计算,小明家4月份应缴纳电费 元 小明观察家里只开冰箱20分钟,电能表表盘转120r,消耗的电能是 J
144
1.44×105
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
11. 某天小明家中的IC卡电能表上的余额用完了,电能表便切断了电路,小明的父亲将存有300元的IC卡插入电能表,电路又接通了,此时电能表的示数为 ,小明家所在地每度电的电费是0.6元,300元电费可用电 kW·h,为防止电能表再次切断电路,小明家应在电能表的示数为 kW·h前为IC卡电能表充值 请你写一条节约用电的措施:
500
随手关灯(合理即
1018.0
可)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
12. 某同学家的电能表本月末抄表时的示数如图所示,若本月应缴电费45元,且电价为0.5元/度,则上次抄表时电能表的示数为 kW·h 若只接入某用电器工作一段时间,电能表的转盘转过25r,则在这段时间内该用电器消耗了 kW·h的电能
841.6
0.01
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
13. 小明关闭了家中其他用电器,让某一用电器单独工作,观察到如图所示的电能表的转盘3min转过180圈,则该用电器消耗的电能为 kW·h;他又将一个小用电器单独接在此电能表上工作一段时间,若小用电器消耗的电能为7.2×107J,则此电能表的转盘应转过 圈
0.06
6×104
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
14. 如图所示为家用电能表,为了测试某款电热水壶的工作性能,现将该电热水壶单独接在电路中,给水壶注入1.5L温度为20℃的水,在标准大气压下,加热到刚好沸腾,在这段时间内发现如图所示的电能表的转盘转了108圈 求:[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(1) 水吸收的热量
(1) 水的体积V=1.5L=1.5×10-3m3,由ρ=可得,水的质量
m=ρV=1.0×103kg/m3×1.5×10-3m3=1.5kg,水吸收的热
量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1.5kg×(100℃-
20℃)=5.04×105J
第14题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(2) 该电热水壶的加热效率(结果精确到0.1%)
(2) 转盘转108圈消耗的电能W==0.15kW·h
=5.4×105J,该电热水壶的加热效率η=×100%=
×100%≈93.3%
第14题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14(共14张PPT)
2 电 功 率
第1课时 电功率的概念及大小
1. 电功率是表示 的物理量
2. 如果用电器在时间t内电流所做的功为W,则 与
之比,定义为这个用电器的电功率 其定义式为
3. 电功率的国际单位是 ,符号是 常用单位还有 ,
1kW= W
4. 通过用电器的电流相同时,用电器两端的电压越大,电功率 ;用电器两端的电压相同时,通过用电器的电流越大,电功率 推理可得:电功率等于电压与电流的 ,即P=
消耗电能的快慢
电流所做的功
时间
P=
瓦特
W
千瓦(kW)
103
越大
越大
乘积
UI
5. 电流在某段电路上所做的功,与这段电路两端的电压 电路中的电流和通电时间成 比,即W=
正
UIt
1. 做同样多的功,电功率大的用电器花的时间 ;在相同的时间里,电功率大的用电器做的功 (选填“多”或“少”)
2. 某家用电器接在220V的家庭电路中,工作20min消耗的电能为1.32×106J,该家用电器的电功率为 W 其待机状态下的电功率大约是5W,如果这台电器平均每天的待机时间以18h计,那么在待机状态下100天消耗的电能是 kW·h
1
2
3
4
5
少
6
多
1100
9
3. 降温时,小明开启了空调的制热功能 伴随着暖风的吹拂,空调的工作情况引发了小明的思考,其中正确的是 ( )
A. 电流对空调做的功一定等于此过程中转化的内能
B. 通过空调的电流越大,电流做的功一定越多
C. 空调消耗电能越快,电功率越大
D. 电流对空调做功越多,电功率越大
4. 一个定值电阻两端的电压为10V时,通过它的电流为2A,此时它的电功率为 W,通电10min消耗的电能是 J
C
20
1.2×104
1
2
3
4
5
6
5. 某导体的电阻为10Ω,电阻两端的电压为2V,则电阻的电功率为 W,当通过该导体的电流为0.5A时,其消耗的电功率为 W
6. (2024·盐城改编)在“对家庭用电的调查研究”综合实践活
动中,小明发现家中电能表表盘如图所示,该电能表的示数
为 kW·h,他家同时工作的用电器总功率不能超过
W 小明想测家中电水壶的功率,只让电水壶在电
路中工作,当指示灯闪烁了48次,用时1min,则电水壶消耗的
电能为 kW·h,该电水壶的功率为 W
0.4
2.5
第6题
326.6
8800
0.03
1800
1
2
3
4
5
6
第2课时 额定功率
1. 用电器实际消耗的功率与加在它两端的 有关 用电器正常工作时的电压叫作 电压, 电压下的功率叫作额定功率
2. (1) 我们使用各种用电器时一定要注意它的额定电压,只有在
电压下用电器才能正常工作
(2) 实际电压偏低,用电器消耗的功率 ,不能正常工作
(3) 实际电压偏高,长期使用会影响用电器的寿命,还可能 用电器
电压
额定
额定
额定
低
烧坏
1. 灯泡上标有“220V 40W”字样,“220V”表示该灯泡的 电压;有时我们会发现家中的灯突然变暗了,说明此时灯泡两端的电压 220V
2. 小明用如图所示的电路研究调光灯的工作原理,所用电源电压恒为6V,灯泡L标有“4.8V 0.3A”字样,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,当观察到
时,可知灯泡正常发光,此时灯泡的实际功率为
W
1
2
3
4
5
额定
6
小于
电流表的示数为0.3A
1.44
3. (跨学科实践·日常生活)(2024·达州)某彩色电视机的铭牌如图所示,其额定电功率为 W,额定电流是 A 当它正常工作时,60s内消耗的电能为 J
110
0.5
6600
1
2
3
4
5
6
4. 如图所示,闭合开关S,两灯泡均正常发光,则两灯泡一定具有相同的 ( )
A. 电流
B. 额定电压
C. 实际功率
D. 电阻
B
1
2
3
4
5
6
5. 如图为额定电压为3V的小灯泡的I-U关系图像 根据图像,判断下列关于小灯泡的一些物理量的分析,正确的是 ( )
A. 小灯泡的实际电压是3V
B. 小灯泡的实际功率是1.5W
C. 小灯泡的额定电流是0.3A
D. 小灯泡的额定功率是1.5W
D
1
2
3
4
5
6
6. 一只电热水壶的铭牌上标着“220V 1000W” 下列说法正确的是 ( )
A. 该铭牌表示电热水壶的实际电压是220V,实际功率是1000W
B. 该电热水壶正常工作时的电阻是84Ω
C. 当电热水壶工作电压为110V时,其功率为500W
D. 该电热水壶正常工作30min,消耗的电能为0.5kW·h
D
1
2
3
4
5
6(共18张PPT)
3 焦耳定律
1. 电能转化为 能的现象叫作电流的热效应
2. 英国物理学家焦耳做了大量实验,于1840年最先精确地确定了电流通过导体产生的热量(电热)与电流 电阻和通电时间的关系: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 这个规律叫作 定律,用公式 表示
内
电流的平方
电阻
通电
时间
焦耳
Q=I2Rt
1. 下列四种用电器中,主要利用电流热效应工作的是 ( )
A. 电煮锅 B. 电冰箱 C. 扫地机器人 D. 笔记本电脑
2. (2024·保定安新期末)如图甲是一只便携塑料封口机,电路原理图如图乙所示,电源电压为3V,电热丝R的电阻为0.4Ω,开关闭合,电热丝温度升高,这是利用电流的 效应工作的,通电2min产生的热量为 J
1
2
3
4
A
热
2700
3. (2024·承德围场期末)如图所示是“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置(未通电),将四段电阻丝a b c d分别密封在完全相同的盒子内,盒内封闭一定量的空气,其中图乙中另取阻值为5Ω的电阻在盒外与盒内电阻并联
1
2
3
4
(1) 在实验中电流通过电阻时产生热量的多少是通过观察U形管中
来比较的,应用的物理科学探究方法是
(2) 图甲可探究电流产生的热量与 的关系,通电一段时间后,
(选填“左”或“右”)侧盒子中的电阻产生的热量多
(3) 图乙可探究电流产生的热量与 的关系,在图乙装置右侧容器的外部并联一个5Ω的电阻是为了 (选填“分压”或“分流”)
液面
的高度差
转换法
电阻
右
电流
分流
1
2
3
4
4. 某电热器上标有“220V 1500W”的字样,把它接在220V的电路中,则该电热器正常工作时:
(1) 通过电阻丝的电流是多少 (结果保留一位小数)
(2) 电阻丝的电阻是多少 (结果保留一位小数)
(3) 电热器在30min内产生多少焦耳的热量
(1) I===A≈6.8A
(2) R===Ω≈32.3Ω
(3) Q=Pt=1500W×30×60s=2.7×106J
1
2
3
4
1. (跨学科实践·日常生活)(2024·承德围场期末)随着科学技术的发展,越来越多的用电器进入了我们的家庭 下列用电器主要利用电流热效应工作的是 ( )
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
B
2. (教材P109家庭实验室改编)将口香糖的锡箔纸包装剥下来,用小刀剪成约5mm宽 10cm长的细条,做成两头宽 中间窄的纺锤形状,再把锡箔纸两头有亮光的一面(锡箔),分别用手摁在干电池的正负极上,3s后,锡箔纸中间狭窄部分即开始燃烧起来 关于此情景下列说法中正确的是 ( )
A. 锡箔狭窄部分燃烧是因为此处比宽处的电流大
B. 相同长度锡箔较窄处比宽处的电阻大
C. 锡箔中电子从电池正极流向负极
D. 相同长度锡箔较窄处比宽处的电压小
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3. 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
4. 甲 乙两电热器的电阻之比为4∶3,通过的电流之比为1∶2,则相同时间内产生的热量之比为 ( )
A. 1∶3 B. 2∶3 C. 3∶8 D. 3∶2
B
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
5. 小松用如图所示的装置“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玻璃瓶中,且R1=R2,U1A. 实验中,通过比较液柱上升的情况来反映电
阻丝产生热量的多少
B. 该装置用来探究电流热效应与电阻的关系
C. 闭合开关后,电阻丝R2对应的玻璃管中液柱
上升较快
D. 该实验采用了控制变量法和转换法
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
6. (2023·金昌)如图所示,电源电压为9V且保持不变 闭合开关后,电流表A1的示数为0.4A,电阻R2=15Ω 求:
(1) 电流表A2的示数
(1) 由图可知,R1 R2并联,电流表A1测量通过R1的电流,电
流表A2测量干路的总电流,由并联电路的电压特点可知,
R2两端的电压U2=U=9V,通过R2的电流I2===0.6A,
根据并联电路的电流特点可知,干路的总电流I=I1+I2=
0.4A+0.6A=1A,即电流表A2的示数为1A
第6题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
(2) 1min内,电阻R2上产生的热量
(2) 1min内,电阻R2上产生的热量Q2=R2t=(0.6A)2×
15Ω×1×60s=324J
第6题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
7. 某小组学习了电学知识后,回家搜集了几个电器铭牌,到学校对比发现甲同学家的电视机 乙同学家的电风扇 丙同学家的电热毯这三个铭牌上均标有“220V 60W”字样,则它们正常工作相同的时间,产生的热量最多的是 ( )
A. 电热毯 B. 电风扇
C. 电视机 D. 一样多
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
8. (教材P109T2变式)(2024·邢台期末)当一个电阻的阻值为R时,将它接在电路中通电一段时间,产生的热量为Q;如果要使它产生的热量为2Q,下列办法中可行的是 ( )
A. 接原电路,将电阻变为原来的2倍,通电时间变为原来的
B. 接原电路,将电阻变为原来的,通电时间变为原来的2倍
C. 将电压变为原来的,电阻变为原来的2倍
D. 将电压变为原来的2倍,通电时间变为原来的
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
9. 一电动机线圈的电阻为5Ω,线圈两端所加的电压为3V时,线圈中的电流为0.4A,则电动机消耗的电功率为 W,当电动机工作5min时电流对它做的功为 J,产生的热量是 J
1.2
360
240
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
10. (教材P114T3变式)(2023·北京)小京用如图所示的
电路探究电流通过导体产生的热量与导体的电阻是
否有关,其中两个烧瓶完全相同,瓶内装有质量和初温
相同的煤油 相同的温度计A和B 阻值不等的电阻丝
R1和R2
(1) 该实验采用串联电路可以控制 和 相同
(2) 闭合开关一段时间,两支温度计示数的变化量不相等,实验结论是
电流
通电时间
电
流通过导体产生的热量与导体的电阻有关
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
11. 在如图所示的电路中,电源电压不变,R1=10Ω,R2=5Ω
(1) 当只闭合开关S2,断开S1 S3时,电流表的示数为0.4A,求电源电压
(2) 当闭合开关S1 S3,断开S2时,求通电10s内电阻R1产生的热量
(1) 当只闭合开关S2,断开S1 S3时,R1和R2串联,R总=R1+R2
=10Ω+5Ω=15Ω;电流表的示数为0.4A,电源电压U=IR总=
0.4A×15Ω=6V
(2) 当闭合开关S1 S3,断开S2时,R1和R2并联,那么通过R1的
电流I1===0.6A;通电10s内电阻R1产生的热量Q=R1t=(0.6A)2×
10Ω×10s=36J
第11题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
12. 如图所示,有四段电阻丝a b c d,它们由同种材料做成,横截面积相同,但绕成不相同的圈数(每圈的长度相等,a c圈数相同,b d圈数相同)连接,通电后在相同的时间内,它们产生的热量由多到少的顺序是 ( )
A. a b d c
B. a c b d
C. b d a c
D. d c b a
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12