(共20张PPT)
15.2 电功率
教材核心速填
一、电功率
1.物理意义:表示电流做功的_____,电流做功越快,电功率_____。
2.定义:电流在某段时间内所做的电功与这段时间的___。用字母__表示。
3.定义式:_____。
4.国际单位:_____,符号:___;常用单位:_________;换算:1 kW=____W。
5.某用电器的电功率是50 W,表示_______________________________________。
快慢
越大
比
P
P=
瓦特
W
千瓦(kW)
103
电流通过该用电器在1秒内所做的电功是50 J
疑难突破:(1)千瓦时是电功的单位,千瓦是电功率的单位,二者不可混为一谈。
(2)电功率大的用电器消耗的电能不一定多,消耗电能多的用电器,电功率不一定大。
二、电功率与电压、电流的关系
1.电功率等于_____________的乘积。
2.电功率的计算式:______。
3.推导式:P=I2R或P=。
疑难突破:(1)在探究电功率与电压、电流关系的实验中,用灯泡的亮度体现灯泡电功率的大小,进而得到电功率与电压、电流均成正比,即P=UI。
(2)电功率的定义式为P= ,结合P=UI,则可得变形式W=Pt=UIt。
电压U与电流I
P=UI
课堂达标速练
1.家里使用的节能灯正常工作时,电功率最接近( )
A.0.2 W B.20 W C.200 W D.2 000 W
2.关于电功和电功率,下列说法正确的是( )
A.用电器消耗电能越快,电功越大
B.电功率是表示电流做功多少的物理量
C.用电器将电能转化为其他形式的能越多,电功率越大
D.用电器的电功率越大,电流通过该用电器所做的功越快
B
D
3.某定值电阻的阻值是2 Ω,如果加在它两端的电压是4 V,则通过它的电流是多大 电阻的电功率是多大
解:由题可得,通过电阻的电流为I===2 A
此时电阻的电功率为P=UI=4 V×2 A=8 W
4.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R2的阻值为10 Ω。闭合开关S后,电流表的示数为1 A,通过电阻R2的电流为0.6 A。求:
(1)电源电压;
(2)电阻R1的电功率。
解:(1)由电路图可知,两个电阻并联,电流表测量干路电流,则电源电压为
U=U2=I2R2=0.6 A×10 Ω=6 V
(2)根据并联分流可知,电阻R1所在支路的电流为I1=I-I2=1 A-0.6 A=0.4 A
则电阻R1的电功率为P1=UI1=6 V×0.4 A=2.4 W
课时分层进阶
考点一 电功率的理解
1.如图是某国产手机的“超级快充”插头,匹配相应的数据线即可自动向该手机电池
实现“超级快充”,“超级快充”的“快”是指( )
A.电压大 B.电流大 C.电功率大 D.电能大
C
2.(2024·长春中考)1 kW·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
A
考点二 电功率的影响因素
3.同学们通过实验探究“电功率跟电流、电压的关系”。
(1)小灯泡电功率的大小可通过_____________(选填“小灯泡的亮度”或“通电时间”)判断;
(2)小聪同学用干电池作电源,把L1“2.5 V 0.3 A”和L2“3.8 V 0.3 A”两只灯泡连成如图甲所示电路,闭合开关进行实验,收集证据如表:
小灯泡的亮度
请你根据现象及数据得出结论:____________________________________________
___________;
(3)小聪又在原有器材基础上继续探究,连接方式如图乙所示,根据图乙,他是要探究
___________________;当他闭合开关S,看到小灯泡L1一闪即灭,经检查发现灯丝断了。
请你分析原因:_______________________________________,说出改进方法:_______
______________________________________;
(4)另一组同学用如图丙所示的电路,想通过更换L1、L2的方法,探究“电功率与电流
的关系”,他们___(选填“能”或“不能”)完成实验目的。
灯泡 发光情况 电压/V
L1 暗 1.8
L2 亮 2.7
通过用电器的电流相同时,用电器两端的电压越大,
电功率越大
电功率与电流的关系
小灯泡L1两端的实际电压比额定电压大得多
在干路
串联一只规格合适的滑动变阻器(或电阻等)
能
考点三 电功率的计算
4.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
C
5.如图所示是在用充电桩为某品牌新能源汽车充电时的情景,屏幕显示充电功率
为6.6 kW,已知充电电压为220 V,则此时充电线中的充电电流为___A。
30
6.有一天,张老师在课堂上用手机拍摄同学做实验的视频时,发现只剩2%的电量了。
由于无法及时充电,张老师就开启了“低电量模式”,如图所示,延长了手机的使用时
间。关于手机“低电量模式”开启后,下列说法中正确的是( )
A.增大了手机的电功率
B.减小了手机的电功率
C.增加了手机消耗的电能
D.减小了手机消耗的电能
B
7.当我们逐一闭合教室的电灯开关,教室电路中( )
A.其他灯泡亮度会变暗
B.各用电器两端的电压减小,总功率减小
C.总电阻增大,总功率减小
D.总电流增大,总功率增大
D
8.如图,AO和OB是两段由同种材料制成的粗细不同的电阻线,这两段电阻线的长
度相等。把它们串联接入某一电路中,则( )
A.RAO>ROB B.UAO>UOB
C.IAO=IOB D.PAO=POB
C
9.如图甲所示是电阻R和灯泡L的I-U图像,灯泡额定电压是6 V。由图可知,当灯泡正
常发光时,其电阻为___Ω;电阻R的阻值是___Ω,将电阻R和灯泡L接在图乙电路中,闭
合开关S,灯泡恰好正常发光,则电路消耗的总功率为____W。
7.5
10
11.2
10.如图所示,电源两端的电压保持不变。电阻R1的阻值为20 Ω,电阻R2的阻值为30 Ω,当闭合开关S时,电流表的示数为0.2 A。求:
(1)电源两端的电压U。
(2)R1消耗的电功率P1。
(3)电路消耗的总功率P。
解:(1)由电路图知,两电阻并联,电流表测R2支路电流,由并联电路电压特点和欧姆定律可得,电源电压U=U1=U2=I2R2=0.2 A×30 Ω=6 V
(2)R1消耗的电功率P1===1.8 W
(3)由欧姆定律可得,通过R1的电流I1===0.3 A,由并联电路的电流特点可得,干路电流I=I1+I2=0.3 A+0.2 A=0.5 A,电路消耗的总功率P=UI=6 V×0.5 A=3 W
11.(2023·柳州期末)如图甲所示电路中,滑动变阻器的规格为“30 Ω 2 A”。闭合开
关并将滑片P从一端滑到另一端的过程中,滑动变阻器的电功率与电流表示数的关
系图像如图乙所示。则电源电压为___V,滑动变阻器消耗的最大功率为___W。
18
5.4(共23张PPT)
第十五章 电能与电功率
综合复习提升
体系脉络构建
热考题型演练
考点一 电能和电能表
1.(2024·广元中考)如图是小英家的电能表表盘示意图,她断开其他用电器,只将电饭煲单独接入电路中正常工作1 min,发现电能表转盘转过10 r。
下列说法正确的是( )
A.电能表是测量电流的仪表
B.电能表允许通过的最大电流是10 A
C.电能表表盘示数为10 226 kW·h
D.电饭煲正常工作10 min,消耗电能6×105 J
D
考点二 电功、电功率、电热
2.(2024·深圳一模)随着我国人民生活水平的提高,家用电器越来越多,以下常用电
器中正常工作时电功率最大的是( )
A.电冰箱 B.空调 C.台式电脑 D.液晶电视
3.(2023·广西中考)小明家连接插线板的导线折断后,他把两根导线拧在一起继续
使用,用久后发现连接处容易发热,其主要原因是连接处( )
A.电阻变小 B.电流比别处电流小
C.电阻变大 D.电流比别处电流大
B
C
4.(2024·临沂中考) 图甲是一款能自动变形、万向行走的坦克玩具,其简化电路如图
乙所示。该玩具的电源电压为4.5 V,闭合开关后,“0.5 V 0.2 W”的指示灯正常发光,
线圈电阻为0.5 Ω的电动机正常工作,则( )
A.指示灯的灯丝电阻为0.8 Ω
B.电动机的发热功率为1.6 W
C.电动机的额定功率为0.08 W
D.电路的总功率为1.8 W
D
5.(2024·苏州中考) 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;
(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:(1)当S接a时,电路为R1的简单电路,电饭锅处于高温挡,通过的电流为4 A,根据欧姆定律可得,R1的阻值为:R1===55 Ω
(2)根据P=UI可得,电饭锅高温挡的功率为P高=UI高=220 V×4 A=880 W
(3)当温度达到一定值时,开关S自动切换到b,此时两电阻串联,电饭锅处于保温挡,通过的电流为0.25 A。根据串联电路特点和欧姆定律可得,分压电阻R2的阻值为R2=-R1=-55 Ω=825 Ω
保温16 min,分压电阻R2产生的热量为:Q=R2t=(0.25 A)2×825 Ω×16×60 s=4.95×104 J
重点实验突破
实验一 测量小灯泡的电功率
1.小亮在测量小灯泡的电功率时,他连接了如图甲所示的实验电路,其中电源电压恒为6 V,小灯泡标有“2.5 V”字样(正常发光时的电阻约为8 Ω)。
实验 次数 电压 U/V 电流 I/A ___________ 功率的平均值P/W 小灯泡的亮度
1 0.5 0.12 0.06 0.501 5 不发光
2 0.20 0.3 较暗
3 2.5 0.30 正常
4 2.8 0.32 0.896 很亮
电功率P/W
【基础探究】
(1)实验室有下列两种规格的滑动变阻器,为了能顺利完成该实验,应选用__(选填字母)。
A.“10 Ω 1 A” B.“20 Ω 0.5 A”
B
(2)请你帮小亮把图甲的电路连接完整,使得闭合开关后,向右移动滑动变阻器的滑片时,小灯泡变亮。
答:
(3)连接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不亮,电压表
无示数,电流表有示数,则故障可能是___________。
(4)排除故障后,再次闭合开关,发现小灯泡仍不亮,电流表、电压表均有较小示数。
接下来应进行的操作是__(选填字母)。
A.断开开关,更换小灯泡
B.检查电路是否开路
C.移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光
小灯泡短路
C
(5)移动滑片,进行了4次实验。第2次实验中,电压表的示数如图乙所示,其读数是___V。
为了测量小灯泡的额定功率,应将滑片向__(选填“A”或“B”)端移动,直至电压表的示数
为___V。
(6)如表所示是小亮设计的实验表格,请将表头补充完整,并分析表中信息。
①小亮设计的表格存在的不合理之处是_________________。
②小灯泡的额定功率为____W。
③分析表中信息,可以得出结论:小灯泡两端的电压越大,小灯泡的实际功率就越___,
小灯泡的亮度就越___。
1.5
B
2.5
求平均功率无意义
0.75
大
亮
【创新拓展】
(7)上述实验结束后,将小灯泡换成一个定值电阻,还可探究电流与_____的关系。
(8)小亮还想用该电路测量额定电压为3.8 V的小灯泡的额定功率,但是发现电压表
0~15 V的量程不能使用。他应该如何改正电路:_____________________________。
实验中闭合开关后,调节滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为___V时,小灯泡正常
发光。
电压
将电压表并联在滑动变阻器两端
2.2
实验二 探究电流产生的热量与哪些因素有关
2.在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”时,小明利用如图所示装置进行实验。
【基础探究】
(1)如图甲,两个透明容器中要密封入_____的空气。
(2)实验中被加热的物质是_____,选它作为被加热物质的原因是_______________
_________________________。
(3)通电后电阻丝的内能是通过_____(选填“做功”或“热传递”)的方式改变的。
等量
空气
空气的热胀冷缩
现象明显,便于观察实验现象
做功
(4)小明先用如图甲所示装置进行实验。
①该装置可用来探究电流通过导体产生的热量与_____的关系。
②通电一段时间后,其中一个U形管中的液面高度几乎不变,出现此现象的原因是
_________________________________________________________。
③排除故障后,正确实验,液面如图甲所示,可以得出的结论是_________________
______________________________________________多。
电阻
与该U形管相连的容器密闭性不好(或与该U形管相连的电阻短路)
在电流、通电时间
相同时,导体的电阻越大,电流通过导体产生的热量越
(5)小明再改用如图乙所示装置进行实验。
①电阻丝R2和R3的连接方式是_____;电阻丝R3的作用主要是___________________
_____________。
②通电一段时间后,产生热量较多的是电阻丝___,可以得出的结论是___________
__________________________________________________________。
并联
使通过电阻丝R1和R2
的电流不相等
R1
在电阻、通
电时间相同时,通过导体的电流越大,电流通过导体产生的热量越多
【创新拓展】
(6)组装器材前,在U形管中注入红墨水,此时U形管___(选填“是”或“不是”)连通器。
正确组装好进行实验时,U形管_____(选填“是”或“不是”)连通器。
(7)将图乙装置右侧的两根电阻丝都放入容器D内,接通电源比较两容器中电阻丝产
生热量的多少,此时该装置可以用来探究电流通过导体产生的热量跟_____的关系;
一段时间后,两容器中电阻丝产生的热量相比____(选填“C多”“D多”或“一样多”)。
是
不是
电阻
C多(共21张PPT)
第十五章 电能与电功率
15.1 电能与电功
教材核心速填
一、电能与电功
1.电功:当电能转化为其他形式的能量时,就说电流做了_____。
2.电功用字母___表示;国际单位是_____;常用单位:_______,符号:______,俗称“___”;
换算关系:1 kW·h=__度=________J。
电功
W
焦(J)
千瓦时
kW·h
度
1
3.6×106
二、电能表
1.用途:测量__________。
2.表盘上各参数的意义:
(1)220 V:表示该表应在____V的电路中使用;
(2)10(20) A:表示基本电流为_____,额定最大电流为_____;
(3)1 kW·h=1 250盘转数:表示用电器每消耗1 kW·h的电能,电能表上的转盘转过
_____转。
3.计量方法:电能表在某段时间先后两次示数之___。
电功(电能)
220
10 A
20 A
1 250
差
疑难突破:利用电能表测用电器消耗电能的“两种”方法
(1)利用电能表上先后两次示数:某段时间电能表上先后两次示数之差,就是被测电路在这段时间内消耗的电能。
(2)利用电能表上转盘转动圈数:若电能表上标示Nrevs/(kW·h),则电能表上转盘转动n转消耗的电能为:W=×n kW·h= kW·h。
课堂达标速练
1.国际单位制中电功的单位是( )
A.安培 B.伏特 C.欧姆 D.焦耳
D
2.如图所示为某家用电能表的信息,下列说法正确的是( )
A.此时,电能表的示数为123.4 J
B.此电能表额定最大电流为10 A
C.转盘每转600圈,接在此电能表的用电器耗电1 kW·h
D.转盘每转1圈,接在此电能表的用电器耗电600 kW·h
C
3.电流可以做功,电流做功的过程就是把___能转化为___________的过程。电流
通过电灯,将电能转化为___________;蓄电池放电过程是将化学能转化为_____。
4.小明家一周前、后电能表示数如图所示,则小明家这周一共用电____kW·h。
假如小明家所在地区每度电的费用是0.5元,则小明家这周应付电费____元。
电
其他形式能
内能和光能
电能
41.8
20.9
5.如图是一款工地常用的太阳能风扇安全帽,帽顶的太阳能电池板可将太阳能转化
为电能,并驱动风扇的电动机转动。已知风扇电动机的工作电压为3 V,工作电流为
50 mA。工人在户外工作时,如果帽上的风扇正常转动了1 h,相当于消耗了电能
____J,这些电能转化成 ___________________(填写能量形式)。
540
机械能与少量的内能
课时分层进阶
考点一 电能与电功
1.下列说法中正确的是( )
A.电饭锅工作时,将内能转化为电能
B.使用手机时,手机电池将化学能转化为电能
C.电风扇工作时,将内能转化为机械能
D.在阳光照射时,太阳能电池将电能转化为太阳能
B
2.在家里经常听父母说:上个月用了多少“度”电。这里说的“度”,是_____的单位,在
物理学中“度”的名称是_______,符号是______。我国实行阶梯电价,某市普通家庭第
一档用电量限额为260度=_________J。
3.一个小灯泡两端加3.8 V的电压时,电流是0.3 A,通电100 s电流做功____J,消耗电能
____J。
4.某公司推出首款5G折叠屏手机,手机的锂电池上面标有电压为3.7 V,容量为5 A·h,
则它充满电后储存的电能为_________J,若该手机使用时电流为0.5 A,则该手机最长
使用时间为___h。
电能
千瓦时
kW·h
9.36×108
114
114
6.66×104
10
5.某课外科技小组的同学用镍铬合金丝绕制了一个发热体,为自建微型温室加热。
该发热体用36 V电压供电,通电10 s消耗的电能是1 800 J,那么该发热体工作时的
电流是__A。
5
考点二 用电能表测量电功
6.图中关于电能表的说法正确的是( )
A.示数“0 020.0”表示此时电流正在做功20 J
B.“220 V”是指这个电能表应该在220 V的电路中使用
C.“10(20)A”是指这个电能表的正常工作电流为20 A
D.600 r/(kW·h)是指电能表每消耗1 kW·h的电能,转盘转了600 r
B
7.如图所示是小李同学家上月初和月末的电能表盘示意图,小李同学家电路干路中
的电流不得超过___A,上月消耗的电能为____kW·h,按0.5元/(kW·h)计算,小李家本月
应付电费____元。
20
125
62.5
易错点 不能正确区分电能和电功
8.洗衣机正常工作时会带动洗衣机中的水和衣物转动,这时电流做功将电能转化为
机械能,若洗衣机在一段时间内消耗的电能为E1,电流做的功为W,转化成的机械能
为E2。关于三者间的关系,下列说法正确的是( )
A.E1=W>E2 B.E1>W=E2 C.E1=W=E2 D.E1=W
纠错:电能与电功的“同”与“不同”
(1)“同”:电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能。
(2)“不同”:电功是电流所做的功;电能是一种能量。
A
9.用电器工作时将电能转化为其他形式的能量。与电饭锅工作时能量转化情况
相同的用电器是( )
A.电风扇 B.电熨斗 C.电冰箱 D.电视机
B
10.现有两个定值电阻R1和R2(R1U的电源两端工作相同的时间。则四个电路中电流做功大小关系正确的是( )
A.W甲>W乙>W丙>W丁
B.W乙>W丙>W丁>W甲
C.W甲>W丙>W丁>W乙
D.W丙>W丁>W乙>W甲
B
11.小刚家4月底电能表读数为821.6 kW·h,5月底电能表读数如图所示,那么5月份他
家消耗了____kW·h的电能。小刚发现半小时内该电能表的表盘转了1 250转,则他家
半小时内消耗的电能为___kW·h。
110
0.5
12.如图所示,电源电压恒定不变,定值电阻R1的阻值为10 Ω。闭合开关,电流表A的
示数为0.5 A,A1的示数为0.3 A,则电源电压为__V,定值电阻R2在5 min内消耗的电能
为____J。
3
180
13.如图所示,电源电压不变。当S2、S3闭合,S1断开时,电压表示数为6 V。当S1、S3闭合,S2断开时,电流表A和A1的示数分别为0.5 A和0.3 A,求:
(1)电源电压是多少
(2)当S1、S3闭合,S2断开时,1 min内,电路消耗的电能是多少焦
(3)R1和R2的电阻值;
(4)当S1、S3断开,S2闭合时,通电1 min电流通过R1做的功。
解:(1)当S2、S3闭合,S1断开时,只有R2接入电路,电压表示数为6 V,即电源电压U=6 V
(2)当S1、S3闭合,S2断开时,R1和R2并联,电流表A测总电流,电流表A1测通过R1的电流;1 min内,电路消耗的电能W=UIt=6 V×0.5 A×60 s=180 J
(3)当S1、S3闭合,S2断开时,通过R2的电流I2=I-I1=0.5 A-0.3 A=0.2 A
由I=可得,R1的电阻R1===20 Ω,R2的电阻:R2===30 Ω
(4)当S1、S3断开,S2闭合时,两电阻串联,电压表测R2的电压。
电路的总电阻R=R1+R2=20 Ω+30 Ω=50 Ω
通过电路的电流I'===0.12 A,通电1 min电流通过R1做的功
W1=I'2R1t=(0.12 A)2×20 Ω×60 s=17.28 J
14.(物理学与工程实践)“充电五分钟,通话两小时!”这是某品牌手机的闪充功能的
宣传。手机的闪充充电器的充电电压为5 V,充电电流为4 A,其手机的电池容量是
3 000 mA·h,手机电池标有“电压3.8 V”的字样。5 min最多可以充入电能_____J;如
果要进一步提升充电速度,可以考虑提升充电器的充电电压或充电电流。若在不
改变充电电流的情况下,要在30 min内充满该手机电池,至少需要___V的充电电压。
6 000
5.7(共19张PPT)
15.3 用电器的正确使用
教材核心速填
一、额定电压和额定功率
1.额定电压:用电器_____工作时的电压值。通常用____表示。
2.额定电流:用电器_____工作时的电流值。
3.额定功率:用电器在_____电压下工作时所消耗的功率。通常用____表示。
4.实际电压:在_____使用时,加在用电器上的电压。通常用____表示。
5.实际功率:用电器在_____电压下工作所消耗的功率。通常用____表示。
正常
U额
正常
额定
P额
实际
U实
实际
P实
疑难突破:
(1)用电器的额定电压和额定功率是唯一的、确定的;而实际电压和实际功率不是唯一的,是不确定的。
(2)用电器的电功率和电压的关系:
(3)灯泡的亮度由实际功率决定,实际功率越大,灯泡越亮。
电压关系 功率关系 用电器工作情况
U实=U额 P实=P额 用电器正常工作
U实U实>U额 P实>P额 易损坏用电器
二、测量小灯泡的电功率
1.实验原理:______。
2.滑动变阻器的作用:_________、_____________________。
3.连接电路时开关应该_____,滑动变阻器的滑片应调到_________处。
疑难突破:在测量小灯泡电功率的实验中,不能将多次测得的电功率取平均值,原因是在不同的电压下,小灯泡的电功率不同,取平均值无意义。
P=UI
保护电路
改变小灯泡两端的电压
断开
阻值最大
课堂达标速练
1.某电视机的铭牌上标有“220 V 110 W”。下列对铭牌解释错误的是( )
A.额定功率为110 W B.实际功率为110 W
C.额定电压为220 V D.额定电流为0.5 A
2.一天晚上,小明做作业时感觉照明灯忽明忽暗,原因可能是( )
A.灯泡的额定电压忽大忽小 B.灯泡的额定功率忽大忽小
C.灯泡的实际功率忽大忽小 D.灯泡内的气压忽大忽小
B
C
3.在如图所示的电路中,电源电压为5 V,电阻R的阻值为4 Ω,
灯泡L的额定电压为3 V,闭合开关后,灯泡正常发光。求:
(1)小灯泡的额定功率;
(2)电阻R的功率。
解:(1)闭合开关后,灯泡L和电阻R串联,电路中的电流I=IL===0.5 A
灯泡的额定功率P额=U额IL=3 V×0.5 A=1.5 W
(2)电阻R的电功率PR=I2R=(0.5 A)2×4 Ω=1 W
课时分层进阶
考点一 额定电压与额定功率
1.如图是某个家用电器的铭牌,则这个用电器最有可能是( )
A.电吹风 B.液晶电视机
C.家用空调 D.家用电热水器
B
2.三盏灯的铭牌分别标有“220 V 100 W”“220 V 60 W”“220 V 40 W”的字样,
灯都正常工作,则最亮的灯是( )
A.“220 V 100 W” B.“220 V 60 W”
C.“220 V 40 W” D.一样亮
3.(2023·广西中考)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
A
B
4.一标有“6 V 6 W”的小灯泡正常发光时的电流为__A,若把它接在3 V的电源两端
则实际功率是___W(灯丝电阻保持不变);灯泡的亮度由灯泡的_________决定。
1
1.5
实际功率
5.某家庭电路中的白炽灯上标有“220 V,100 W”的字样,其电阻不随温度改变。求:
(1)白炽灯正常工作时,通过它的电流是多大
(2)该灯泡的电阻是多大
(3)若将它接到110 V的电路中,它的实际功率是多少
解:(1)由题意可知,该白炽灯的额定电压为220 V,额定功率为100 W;由P=UI可知,该白炽灯的额定电流I额==≈0.45 A,所以白炽灯正常工作时,通过它的电流是0.45 A。
(2)由P=可知,该灯泡的电阻R===484 Ω
(3)由P=可知,若将它接到110 V的电路中,它的实际功率P实===25 W
考点二 测量小灯泡的电功率
6.在“测量小灯泡的电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5 V,正常发光时的电阻约为8 Ω。
(1)该实验的原理是______。
(2)闭合开关后,灯泡不亮,电流表没有示数,电压表有较大的示数,经检查,导线连接
完好,则故障可能是小灯泡发生了_____(选填“短路”或“开路”)。
P=UI
开路
(3)排除故障后,移动滑片P到某一位置时,电流表示数如图乙所示,则电流为___A;此
时要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向___(选填“左”或“右”)端移动,直到电压表
的示数为___V。
(4)移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的I -U
图像,由图像可计算出小灯泡的额定功率是____W。
(5)测量结束后,应先_________,再拆除导线,最后整理好器材。
0.2
右
2.5
0.75
断开开关
7.额定电压相同的两只小灯泡L1、L2串联在电路中,闭合开关后发现L1比L2亮;
下列分析正确的是( )
A.L1的电阻比L2的电阻小
B.L1的实际功率比L2的实际功率大
C.L1的额定功率比L2的额定功率大
D.通过L1的电流比通过L2的电流大
B
8.把标有“6 V 3 W”的甲灯泡和“3 V 3 W”的乙灯泡串联接入电路中,在保证安全
使用的情况下让其中一个灯泡正常发光,忽略温度对灯丝电阻的影响,则电源两端
电压是___V,此时两灯消耗的实际功率之比为_____。
7.5
4∶1
9.(2024·广西中考)小明用标有“2.5 V”字样的小灯泡做“测量小灯泡的电功率”实验,
设计了如图甲所示的电路图。
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于__(选填“a”或“b”)端,闭合开关后,发现
小灯泡不亮,则电路故障可能是滑动变阻器_____(选填“短路”或“开路”);
(2)排除故障后,某次实验电压表的示数如图乙所示,为___V;小明测得多组数据,并
画出如图丙所示的图像,由图像可知小灯泡正常发光时的电阻为____Ω,小灯泡的
额定功率为__W;
b
开路
1.2
6.25
1
(3)图丙的图像是一条曲线的原因是小灯泡的电阻随温度升高而_____(选填“增大”
或“减小”)。
(4)受到上述实验的启发,为测量高温物体的温度,小明将图甲电路改装成一个简易
的温度传感器。思路如下:将图甲中的小灯泡换成与灯丝同种材料的电阻丝,选择
图中一个电表改装为温度显示仪。你建议他选哪个电表 请说明理由(从电表的示
数随待测物体的温度变化关系进行阐述)。
答:___________________________________________________________________
_____________________________________________。
增大
选择电压表;温度越高,电阻丝的电阻越大,根据串联电路分压原理可知,电阻丝
两端的电压越大,因此选择电压表改装为温度显示仪
10.有两只灯泡,A灯“6 V 6 W”、B灯“6 V 3 W”,A和B中电流随两端电压变化关系的图像如图甲所示:
(1)将A、B并联接在6 V电源两端,求100 s内电流做的功;
(2)将A、B串联接在某电源两端,使B灯恰好正常发光,求此时A灯电阻;
(3)将A与一个滑动变阻器(50 Ω 2 A)串联接在6 V电源两端,如图乙所示,调节滑动变阻器,当滑动变阻器的功率和A灯功率相等时,求滑动变阻器的功率。
解:(1)A、B并联接在6 V电源两端,都正常发光,实际功率都等于其额定功率,所以100 s内电路消耗的电能为W总=P总t=(6 W+3 W)×100 s=900 J
(2)A、B串联接在某电源两端,使B灯恰好正常发光,即B灯电压为6 V,由甲图可知此时电流为0.5 A,串联电路电流处处相等,此时A灯电压为2 V,则此时A灯电阻为RA===4 Ω
(3)当A与滑动变阻器串联接在6 V电源两端时,两者电流相等,当滑动变阻器的功率和A灯功率相等时,根据P=UI可知A与滑动变阻器电压也相等,均为3 V,由甲图可知,电压为3 V时,A灯电流为0.7 A,所以滑动变阻器的功率为P滑=PA=UA'I'=3 V×0.7 A=2.1 W(共27张PPT)
15.4 焦耳定律
教材核心速填
一、电流的热效应
1.电流的热效应:电流通过导体时,电能转化为内能,导致导体_____的现象。
2.探究通电导体产生的热量与哪些因素有关
(1)实验方法:①_________法。
②转换法:通过观察_____________来比较导体产生的热量的多少。
(2)实验结论:通电导体产生的热量跟导体的_____、通过导体的_____以及_________
有关。
疑难突破:(1)只要导体有电阻且有电流通过,就会产生电流的热效应。
(2)产生电流的热效应时,电能转化为内能。
发热
控制变量
温度计的示数
电阻
电流
通电时间
二、焦耳定律
1.内容:电流流过导体时产生的热量,跟_____________成正比,跟导体的_____成正
比,跟_________成正比。
2.公式:_______。
三、电流热效应的应用与控制
1.应用:_______、_________、电吹风、电饭煲等。
2.控制:散热孔、散热片、散热扇等。
电流的二次方
电阻
通电时间
Q=I2Rt
电熨斗
电热水壶
疑难突破:(1)在纯电阻电路中,电流通过导体,电能全部转化为内能,产生的电热等于消耗的电能,即Q =W。
(2)在非纯电阻电路中,电流通过导体,只有一部分电能转化为内能,产生的电热小于消耗的电能,即Q 课堂达标速练
1.下列用电器中,主要利用电流热效应工作的是( )
A.电空调 B.电风扇 C.电饭煲 D.洗衣机
2.关于电热的利用,下列说法中错误的是( )
A.电热对我们来说总是有利的
B.电视机、收音机上开小孔是为了散热
C.热水壶是利用电流的热效应来工作的
D.梅雨季节可用电热给电视机驱潮
C
A
3.有额定电压和额定功率均为“220 V 40 W”的电风扇、日光灯、电烙铁,若三者
都在额定电压下正常工作,则这些用电器在相等的时间内产生热量最多的是( )
A.电风扇 B.日光灯 C.电烙铁 D.一样多
4.电炉通电以后,电炉丝热得发红,而与电炉丝相连的导线却不怎么热,原因是( )
A.通过电炉丝的电流大
B.通过导线的电流大
C.导线的电阻小,发热功率小
D.电炉丝的电阻小,发热功率大
C
C
5.两根导线的电阻之比是3∶4,通过的电流之比是4∶3,在相同时间内两根导线中
产生的热量之比为( )
A.1∶1 B.4∶3 C.3∶4 D.16∶9
B
6.甲图展示了一个在野外获取火种的方法:将包装口香糖的锡箔纸中间剪成如乙图
形状,一端接在电池的正极,另一端接在电池的负极,很快锡箔纸条开始冒烟、着火。
这是因为锡箔纸中的锡具有_____(选填“导电”或“导热”)性,且长度相同条件下,锡箔
纸条中间剪细处的电阻较___,利用电流的___效应,使温度达到锡箔纸的着火点而
燃烧起来。
导电
大
热
7.一台直流电动机的额定电压为6 V,其线圈电阻为0.5 Ω。正常工作时,通过它的
电流为2 A,则在1 min 内它消耗的电能为____J,产生的热量为____J。
720
120
8.如图甲、乙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。
(1)实验中,用______________________反映密闭空气温度的变化。
(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”)侧容器中电阻产生的热量多。
U形管中液面高度的变化
电阻
右
(3)图乙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”)侧容器中电阻产生的热量多。
(4)该实验中用到的研究物理问题的方法是___________________(写出两种)。
(5)某同学将两段阻值不同的电阻丝R1、R2分别密封在两个完全相同的烧瓶中,设计
了如图丙所示的装置,装入烧瓶的煤油质量相等,利用图丙装置也可探究电流通过导
体时产生的热量与_____的关系,烧瓶中用煤油而不用水是因为___________________
_________。
(6)现在用甲装置替代丙装置,请对比甲、丙装置,评价一下甲装置的优点:_________
___________________________________________________________。
电流
左
控制变量法、转换法
电阻
煤油的比热容小,煤油
是绝缘体
采用甲装
置加热空气,空气比煤油受热膨胀程度更大,现象更明显;空气更安全
9.如图所示的电路中,电源电压保持不变,定值电阻R1=30 Ω。当只闭合开关S时, 电流表示数为0.2 A; 当闭合开关S、S1时, 电流表示数为0.5 A。
求:
(1)电源电压;
(2)R2的阻值;
(3)当闭合开关S、S1时,1 min内电流通过R2产生的热量。
解:(1)当只闭合开关S时,只有R1接入电路,电流表测通过R1的电流,由I=得R1两端电压
U1=I1R1=0.2 A×30 Ω=6 V,电源电压等于R1两端电压,即U=6 V
(2)当闭合开关S、S1时,R1与R2并联,电流表测干路电流,通过R2的电流
I2=I总-I1=0.5 A-0.2 A=0.3 A, R2的电阻R2===20 Ω
(3)电流通过R2产生的热量Q2=R2t=(0.3 A)2×20 Ω×60 s=108 J
课时分层进阶
考点一 探究通电导体产生的热量与哪些因素有关
1.物理兴趣小组利用如图所示的实验装置探究“电流通过导体产生热量与电阻大小的关系”。A、B两瓶中装有质量与初温都相同的煤油,A瓶中金属丝的电阻比B瓶中金属丝的电阻大。
(1)实验中煤油吸热的多少是通过_________________(选填“温度计示数的变化”或
“加热时间”)来反映的。
(2)为了在较短的时间内达到明显的实验效果,选用煤油而不用水做实验,是因为煤
油的_______比水的小。
(3)使用此装置,通电一定时间后,__(选填“A”或“B”)瓶中的温度计示数升高得多,由此
得出的实验结论是:____________________________________________________。
(4)使用此装置,___(选填“能”或“不能”)用于探究导体产生的热量与电流大小的关系。
温度计示数的变化
比热容
A
当电流和通电时间一定时,导体的电阻越大,产生的热量越多
能
2.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”,老师设计了如图甲、乙两组实验装置。
(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热量的多少;
(2)利用图___(选填“甲”或“乙”)装置可探究电流产生的热量与电流大小的关系;
液面高度差
乙
(3)生活中我们发现:电炉丝通过导线接到电路中,电炉丝热得发红,而导线却几乎
不发热。其中图___(选填“甲”或“乙”)装置能够解释这一现象;
(4)图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。
甲
左
考点二 焦耳定律
3.将一根100 Ω电阻丝接在某电路中,通过它的电流为2 A,在1 min内产生________J的
热量;若将此电阻丝对折后再接入同一电路中,若要它产生同样多的热量,通电时间
应为____min。
4.如图甲所示是一款电暖鞋,图乙是电暖鞋发热的简化电路图,已知电源电压恒为
6 V,电热丝R为6 Ω,闭合开关S,10 s内电热丝产生的热量为___J。
2.4×104
0.25
60
5.若R1∶R2=3∶5,R1与R2串联后接入电路中,则在相同时间内它们产生的热量之比
Q1∶Q2=_____;若将R1与R2并联后接入电路中,则在相同时间内它们产生的热量之
比Q1∶Q2=_____。
3∶5
5∶3
考点三 电流热效应的应用与控制
6.下列家用电器中利用电流的热效应工作的是( )
A.电冰箱 B.电视机 C.电热水壶 D.吸油烟机
7.下列情况中属于利用电热的是( )
A.电视机的后盖有许多孔
B.电脑机箱内有小风扇
C.电动机外壳有许多散热片
D.家电长时间停用,隔一段时间应通电一次
C
D
8.小林利用如图的实验装置探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关,可以判断
该装置( )
A.通过R1的电流大于通过R2的电流
B.能探究导体产生的热量与电流的关系
C.通电一段时间后,甲瓶的温度计示数升高较大
D.能探究导体产生的热量与通电时间的关系
D
9.将两根发热电阻丝R1、R2串联起来接在电路中,如图所示,若R1时间,则先被点燃的火柴是( )
A.火柴甲 B.火柴乙
C.同时点燃 D.无法确定
B
10.如图甲所示是超市常用的塑料袋封口夹,其电路图如图乙所示。电源电压为6 V,
电热丝R阻值为2 Ω。闭合开关,电热丝温度升高,利用电流的___效应实现高温封口,
2 s内电热丝产生的热量为___J。
热
36
11.如图所示是一款养生壶和它的电路简图,该壶有“加热”和“保温”两个挡位。额定
电压为220 V,电阻丝R1=R2=44 Ω,当开关S1、S2闭合时,养生壶在_____挡工作;若养生
壶在保温挡正常工作10 min,电阻丝产生的热量为________J。
加热
3.3×105
12.(2023·广西中考)如图是简易榨汁杯的电路原理图,工作时有榨汁、加热、保温三
挡。当闭合开关___时,榨汁杯处于榨汁挡;只闭合开关S2时,榨汁杯处于_____挡。
S1
保温
13.如图所示的电路中,电源电压恒定,R为定值电阻,小灯泡L标有“6 V 3 W”(灯丝阻值不变)。闭合开关S后,小灯泡正常工作,电流表读数为0.8 A。求:
(1)通过小灯泡的电流;
(2)定值电阻R的阻值;
(3)通电1 min,电阻R产生的热量。
解:(1)闭合开关,小灯泡正常发光,由P=UI可得,通过小灯泡的电流为IL===0.5 A
(2)根据题图可知,小灯泡和定值电阻并联,两端电压相等,闭合开关S后,小灯泡正常工作,则定值电阻两端电压为6 V,电流表测量干路的电流,所以根据并联电路的电流规律可知IR=I总-IL=0.8 A-0.5 A=0.3 A,根据欧姆定律可知,定值电阻的阻值为R===20 Ω
(3)定值电阻R 1min产生的热量Q=Rt=(0.3 A)2×20 Ω×1×60 s=108 J