(共16张PPT)
第十七章 电流做功与电功率
第二节 电流做功的快慢
在同样电压下,台灯通电后能持续发光,电熨斗通
电不久就能快速熨平衣服,哪个电流做功更快?买电器
时常见参数 “瓦”,台灯几十瓦,电熨斗上千瓦,结合
二者电能转化成效,“瓦” 是什么意思?
1. 电功率。
(1)定义:电流 与所用时间之比,用符
号P表示。
(2)公式:P=,变形公式:W= ;t= 。实质式:P= (普遍适用),推导公式:
P= = (仅适用于纯电阻电路)。
(3)单位:国际单位是瓦特(W),常用单位是千瓦
(kW),1 kW= W。
(4)物理意义:表示电流做功的 。
所做的功
Pt
IU
I2R
1 000
快慢
2. 额定功率与实际功率。
(1)额定电压:用电器 工作时的电压,即用
电器铭牌上标明的电压值,用U额表示。
(2)额定功率:用电器在 下工作时的功
率,即用电器铭牌上标明的功率值,用P额表示。
正常
额定电压
(3)常见用电器的额定功率:空调约为1 000 W~3 000
W,抽油烟机约为100 W~300 W,电热水器约为2 000
W~5 500 W,液晶电视机约为100 W~300 W,微波炉
约为500 W~1 000 W。
(4)实际功率:用电器在 下工作时的功
率,用P实表示。
实际电压
(5)实际功率与额定功率的关系。
①当U实=U额时,P实 P额,用电器正常工作;
②当U实 < U额时,则P实 P额,用电器不能正常
工作;
③当U实>U额时,则P实 P额,用电器不能正常工
作,可能损坏。
=
<
>
3. 测量电功率。
(1)测量家用电器的电功率。
①测量原理:P= ;
②测量器材: 表和秒表。
电能
(2)测量小灯泡的功率。
①测量原理:P= ;
②测量器材: 表和 表。
IU
电压
电流
知识点一:电功率的计算
将规格为“220 V 60 W”的灯泡分别接入220 V
和200 V的电路中,忽略温度对灯丝电阻的影响,灯泡
的电阻为 Ω,接入所对应电压的实际功率分别
为 W和 W。(结果均保留整数)
807
60
50
由I=和P=UI,可得R=,根据灯泡额定电压
和额定功率可以计算出灯泡正常工作的电阻;利用P=
可以计算出灯泡实际电压下的实际功率。
知识点二:电功率的测量
家庭电路中的单相电能表的表盘上标有“3 000 r/
(kW·h)”的字样,将规格为“220 V 1 210 W”的
电热器单独接入家庭电路中,该电热器正常工作6
min,电能表转盘转过300圈,则电热器消耗的电能
为 kW·h,实际电功率为 W。
0.1
1 000
电能表参数“3 000 r/(kW·h)”,表示电路每
消耗1 kW·h的电能,电能表转盘转3 000 r。由此,可
算出当电能表转盘转300圈时所消耗的电能。已知工作
时间,根据公式P=,就能求出用电器的实际功率。
1. 某品牌灯泡标有 “220 V 40 W”的字样,该灯泡正
常发光时,电阻为 Ω。若忽略温度对灯丝电阻
的影响,将其接入110 V的电路中,此时灯泡消耗的实
际电功率为 W。
1 210
10
2. 如图所示是用来测量电能的仪表,此时电能表的示数
是 kW·h,当电路中只有一个电饭煲接入时,
正常工作6 min,发现此电能表的转盘转过了250圈,则
这个电饭煲的额定功率是 W。
231.6
1 000
3. LED灯在现代生活中普遍应用,具有节能、环保的特
点。若一个规格为“220 V 5 W”的LED灯每天正常工
作10小时,则30天消耗的电能为 kW·h,这些电
能可供“220 V 40 W”日光灯正常工作 h。
1.5
37.5
4. 如图所示的电路中,电源两端电压为6 V
并保持不变,电阻R1的阻值为10 Ω,闭合开
关S后,电压表的示数为2 V。求:
(1)电阻R2的阻值。
(1)串联电路总电压等于各个部分电压之和,所以电阻R1两端的电压U1=U-U2=6 V-2 V=4 V,串联电路各处电流相等,根据欧姆定律可得,通过电路的电流
I===0.4 A,R2===5 Ω。
解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的
电压。
(2)电阻R1消耗的电功率。
(2)电阻R1消耗的电功率P1=U1I=4 V×0.4 A=1.6 W。(共17张PPT)
第十七章 电流做功与电功率
第一节 电流做功
打开电灯,给手机充电时,电灯发光、手机充电都
是电流在做功,电能转化成了其他形式的能。如何描述
用电器消耗电能多少?怎样衡量电流做功多少?
1. 电功。
(1)定义:电流将电能转换为其他形式能量的过程所
做的功,用符号 表示。
(2)实质:电流做功的过程是将 能转化为
的能的过程。电流做了多少功,就要消耗多少
电能。
W
电
其
他形式
(3)公式:W=UIt(适用于任何电路)。推导公式:
W= = (只适用于纯电阻电路)。
(4)单位:国际单位是焦耳(J);常用单位是千瓦·时(kW·h),也被称为度,1 kW·h= J。
I2Rt
t
3.6×106
2. 电能表。
(1)作用:测量用电器在一段时间内消耗 的
多少。
(2)主要参数。
①传统电能表:600 r/(kW·h)
指用电器每消耗1 kW·h的电能,
电能表上的转盘转过600圈(图甲
所示);
②智能电能表:600 imp/(kW·h)指用电器每消耗1 kW·h的电能,电能表的指示灯闪烁600次(图乙所示);
电能
③电能表上标“220 V”,指应接在220 V的电路中使
用,“10 (20) A”表示标定电流为10 A,额定最大电
流为20 A。
3. 读数。
电能表在一段时间内前后两次示数的差值,就是这
段时间内所消耗电能的多少。方框内的数字记录的是所
消耗的电能总数,表盘上最右边框内的数字为小数位,
单位是 。
kW·h
4. 相关计算。
若传统电能表的转盘转过n圈或智能电能表的指示
灯闪烁n次,则电路消耗的电能W= kW·h=
×3.6×106 J。其中N表示消耗1 kW·h电能时,电能表
转盘转过的圈数或指示灯闪烁的次数。
知识点一:电功的计算
请根据下列用电器的工作参数,计算通过它们的电
流所做的功。
(1)电路中有一个用电器,接通电源后,其两端的电
压是6 V,通过的电流是200 mA,则5 min内电流做的功
是 J。
(2)某电炉的电阻是48.4 Ω,它在220 V的电路中工作5
min消耗的电能是 J。
360
3×105
(3)某电饭锅在工作时,通过的电流是5.0 A。已知其
正常工作时的电阻是50 Ω,则在20 min内电流做的功
是 J。
1.5×106
1. 已知用电器电压、电流、通电时间,用W=UIt算
电功。
2. 已知用电器电阻、电压、通电时间,用公式
W=t算电功。(纯电阻电路)
3. 已知通过用电器的电流、电阻、通电时间,用
W=I2Rt算电功。(纯电阻电路)
知识点二:电能表
下图是家庭电子式电能表的表盘,其示数
是 kW·h。表盘上标着“3 200 imp/
(kW·h)”的字样,表示每消耗1 kW·h的电能,指
示灯闪烁3 200次,若该电能表的指示灯在一段时间内闪
烁了320次,则该热水器消耗的电能是 kW·h,
合 J。
318.6
0.1
3.6×105
1. 电能表读数时,注意电能表的单位是kW·h,最后一
位是小数。
2. 根据“3 200 imp/(kW·h)”的含义,可求出指示
灯闪烁320次消耗的电能。
1. 小英家电能表表盘如图所示。她断开其他用电器,仅
将电饭煲单独接入电路正常工作1 min, 电能表转盘转
了10 r。下列说法中正确的是( D )
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为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
2. 雷电是大气中的剧烈放电现象。某次雷电,云层与大
地间电压为2×106 V ,放电电流5×104 A ,放电时间0.1
s,此次雷电释放的能量为 J。
1×1010
3. (2023·宜昌)某品牌电动汽车电池容量为130
A·h,额定电压为400 V,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。
化学
52
4. (2023·沈阳)下图是定值电阻R1和R2的I-U关系图
像,由图像可知,R1和R2的大小关系为R1 R2(选
填“>”“<”或“=”),当R1和R2串联时,R1和R2
两端电压之比U1∶U2 = ;当R1和R2并联时,若
通过R1的电流为0.6 A,则10 s内R2消耗的电能为 J。
<
1∶2
9 (共12张PPT)
第十七章 电流做功与电功率
专题十一 电功率的动态分析与计算
动态电路因开关通断、滑动变阻器或敏感电阻变化
而产生。求解动态电路中有关电功率的计算题,一般按
以下步骤。
(1)分析电路连接:根据开关状态、滑动变阻器滑片
位置以及敏感电阻状态的改变,判断电路是串联还是并
联,将动态电路转化为静态电路。
(2)明确已知条件:找出题目给定的电源电压、电阻
阻值、用电器额定功率等已知量。
(3)确定待求物理量:明确需要求解的电功率、电
流、电压、电阻等物理量。
(4)选择公式计算:结合电路串联或并联的特点,利
用已知条件,选用合适的电功率公式(P=UI=)和
欧姆定律(I=)进行计算。
类型一:开关通断引起的动态电路计算
(2023·娄底)如图甲所示是一款采用增压技术的
挂烫机,简化电路如图乙所示,电源电压为220 V,
R1、R2是电热丝,R1=55 Ω,R2=110 Ω。开关S接“2”
和“3”时处于慢热挡;开关S接“3”和“4”时处于速
热挡。求:
(1)挂烫机慢热过程中,电路中的电流。
4 A
(2)挂烫机慢热工作1 min消耗的电能。
5.28×1J
(3)挂烫机速热过程中的总电功率。
1 320 W
右图是一款煲汤用的电热锅工作原理的简化电路
图,该电热锅有两挡,分别是高温挡和保温挡。R1与R2
均为电热丝,R1的阻值为66 Ω,S1为温控开
关,保温挡时的总功率是440 W。求:
(1)保温挡时电路中的电流。
解:(1)只闭合开关S,R1与R2串联,此时电热锅处于
保温挡,根据P=UI可知,I===2 A。
(2)高温挡时的电功率。
解:(2)电热锅处于保温挡时,R总===110 Ω,
则R2=R总-R1=110 Ω-66 Ω=44 Ω;同时闭合开关S、
S1,电路为R2的简单电路,此时电热锅处于高温挡,
P高温===1 100 W。
(3)若该电热锅煲汤时,高温挡工作0.5 h,保温挡工
作1 h,则在此过程中消耗的电能。
解:(3)根据P=可知,在此过程中消耗的电能
W=P高温t1+P保温t2=1 100×10-3 kW×0.5 h+440×10-3 kW×1 h=0.99 kW·h。
类型二:滑动变阻器或敏感电阻引起的动态电路计算
(2024·乐山)如图所示的电路中,电阻R1=10
Ω。闭合开关S,电流表A2示数为1 A。求:
(1)电源电压。
10 V
(2)当滑片P位于滑动变阻器RP中点时,电流表A1示数
为1.2 A,此时滑动变阻器RP接入电路的阻值。
50 Ω
(3)当滑片P位于滑动变阻器RP最右端时,
整个电路的电功率。
11 W
(2023·丹东)如图所示,电源电压保持不变,
小灯泡L标有“6 V 3 W”的字样,定值电阻R1阻值为
20 Ω,滑动变阻器R2最大阻值为18 Ω。
(不考虑温度对灯丝电阻的影响)求:
(1)小灯泡L的电阻。
解:(1)不考虑温度对灯丝电阻的影响,根据P=
可知,小灯泡L的电阻RL==12 Ω。
(2)当开关S、S1都闭合,滑动变阻器R2的
滑片P移到a端时,小灯泡L恰好正常发光,
电流表的示数。
解:(2)当开关S、S1都闭合,滑动变阻器R2的滑片P移到a端时,滑动变阻器接入电路的阻值为0 Ω,R1与L并联,电流表测量干路电流。小灯泡L恰好正常发光,则电源电压U=UL=6 V,通过灯泡的电流IL===0.5 A,通过定值电阻电流I1===0.3 A,电流表的示数I=IL+I1=0.5 A+0.3 A=0.8 A。
(3)当开关S1断开,S闭合,滑动变阻器R2的滑片P移
到b端时,小灯泡L的电功率。
解:(3)当开关S1断开,S闭合,滑动变阻器R2的滑片P移到b端时,L与R2串联,根据欧姆定律可知,电路电流I'===0.2 A,小灯泡L的电功率
PL=I'2RL=(0.2 A)2×12 Ω=0.48 W。(共15张PPT)
第十七章 电流做功与电功率
第三节 焦耳定律
生活中,电热水壶烧水速度很快,电脑长时间运
行却只是稍微发热。同样作为用电设备,二者发热程
度为何差异明显?电流强弱、通电时长、电阻大小究
竟如何影响设备发热?它们与发热之间又存在着怎样
的关系呢?
1. 电流的热效应:电流通过导体时将电能转化为
能的现象。
2. 焦耳定律。
(1)内容:电流通过导体产生的热量跟 的二
次方成正比,跟导体的 成正比,跟
成正比。
内
电流
电阻
通电时
间
(2)公式: (普遍使用)。式中电流I的单
位是安培(A),电阻R的单位是欧姆(Ω),时间t的
单位是秒(s),热量Q的单位是焦(J)。电流通过纯
电阻时,产生的热量也可以用Q=W=Pt=UIt=t=
I2Rt计算。
3. 电热的利用与防止。
(1)利用:电水壶、电饭锅、电熨斗等。
(2)防止:散热窗、散热片、散热风扇等。
Q=I2Rt
知识点一:探究影响电热的因素
如图甲所示,将电源、滑动变阻器、开关、密封有
空气和电阻丝并插有温度计的容器等实验器材连接起
来,探究影响电热的因素。
(1)瓶中电阻丝产生热量的多少可以通过
(选填“温度计示数”或“加热时间”)来判断。
温度计示
数
(2)如图甲所示电路,对于同一根电阻丝,在电流不
变的情况下,通电时间越长,温度计的示数越高,说明
电流产生的热量 ;对于同一根电阻丝,在通电
时间相同的情况下,通电电流越大,温度计的示数越
高,说明电流产生的热量 。
越多
越多
(3)将两根阻值不同(R1>R2)的电阻丝,分别密封
在装有等质量空气的两个容器中,各插入一支相同温度
计。依据图乙所示电路图,参考图甲连接方式,把两个
容器与其他器材串联起来。通电一段时间后,会发现封
闭电阻丝 的容器中温度计示数变化更大。这说
明,在 一定时,电阻越
大,产生的热量 。
R1
通过导体的电流和通电时间
越多
实验中,通过空气温度变化来判断电阻丝产生的
热量。电流产生的热量与电流、电阻、通电时间有
关,当研究热量与其中一个因素的关系时,利用控制
变量法,改变其中一个因素,控制其他因素不变。根
据焦耳定律Q=I2Rt,分析实验现象和结论时,要明确
不变量和变化量,得出热量与各因素的关系。
知识点二:焦耳定律推导公式的应用
(2024·安徽)如图所示,电源两端电压为6 V,
电阻R2=20 Ω。闭合开关S,电压表示数为4 V,则通电
100 s整个电路产生的热量为 J。
120
解此类题,先判断电路的连接方式,再结合串、
并联电路特点与欧姆定律求电流,最后用Q=W=UIt计
算热量。
1. (2023·福建)下列用电器中,利用电流热效应工作
的是( D )
A. 电视机 B. 电风扇
C. 电脑 D. 电炉
D
2. 甲、乙两个电热丝的电阻之比为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( B )
A. 2∶1 B. 6∶1
C. 1∶2 D. 1∶6
B
3. (2024·黑龙江龙东地区)如图所示是“探究通电导
体产生的热量与 大小的关系”的实验装置。通
过左侧容器中电阻丝的电流为0.4 A,在1 min内电流通
过右侧容器中电阻丝产生的热量为 J。
电流
12
4. (2024·绥化)一款电热水龙头的简化电路如图所
示。下表所示是它铭牌上的参数。电源电压恒定不变,
R1和R2为发热电阻。当开关S、S1均闭合时,通电20 s电
热水龙头产生的热量是 J,电阻R1和R2的阻
值之比是 。
4.4×104
1∶4
额定电压 220 V 额定功率 高温挡 2 200 W
低温挡 440 W(共12张PPT)
第十七章 电流做功与电功率
专题十二 电热效率与挡位型用电器的计算
类型一:电热效率计算
计算电热效率解题步骤。
1. 确定有用热量,即被有效利用的热量,比如烧水时水
升温吸收的热量,常用Q吸=cmΔt计算,c是比热容,m
是质量,Δt=t-t0。
2. 明确总能量,即电器工作消耗的全部能量。纯电阻电
路中,W=Pt=UIt=I2Rt=t;非纯电阻电器W=UIt,
也可通过电能表示数变化获取。
3. 利用公式η=×100%计算电热效率。
(2023·大连)某品牌电热水壶额定功率为800 W。
该电热水壶正常工作500 s,将质量为1.5 kg的水从20 ℃
加热到80 ℃。已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。
求在此过程中:
(1)水吸收的热量。
3.78×105 J
(2)电热水壶消耗的电能。
4×105 J
(3)电热水壶加热水的效率。
94.5%
在估测电热水壶实际功率的活动中,小明所用的
电能表表盘如图所示,他先断开电路中所有用电器的开
关,再在电热水壶中加入质量为0.5 kg的水,测得水的
初温为20 ℃。小明给电热水壶通电2 min,
电能表的转盘恰好转20圈,测得此时水温
为60 ℃[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]。求:
(1)水吸收的热量。
解:(1)水吸收的热量Q=c水m(t2-t1)=4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×(60 ℃-20 ℃)=8.4×104 J。
(2)电热水壶的实际功率。
解:(2)电热水壶实际消耗的电能W=
= kW·h=1.2×105 J,实际电功率P==
=1 000 W。
(3)电热水壶的加热效率。
解:(3)电热水壶的加热效率
η=×100%=×100%=70%。
类型二:挡位型用电器的计算
挡位型用电器计算解题步骤。
1. 明确挡位与电阻关系,在纯电阻用电器中,根据P=
(U不变),电阻变大则功率变小,对应低挡位;电
阻变小则功率变大,对应高挡位。多个电阻串联总电阻
较大,常为低挡位;多个电阻并联总电阻较小,常为高
挡位。
2. 结合实际问题求解,根据公式Q=W=Pt计算热量;
结合功率、时间计算耗电量(度),再依据电费单价算
电费。
右图是某晾衣机的工作电路图,电源电压U=220 V,
其中R是发热电阻。当开关S1闭合、S2断开时,晾衣机开
启风干功能,其额定功率P1=44 W;当开关S1、S2均闭合
时,晾衣机开启烘干功能,通过R的电流I2=1 A。求:
(1)使用风干功能时,通过电动机的电流。
0.2 A
(2)使用烘干功能时,电阻R在1 min内产生的热量。
1.32×104 J
(3)使用烘干功能1 h消耗的电能。
0.264 kW·h
右图是某电蒸锅的内部简化电路图,R1、R2均为发
热电阻,R1的阻值为484 Ω,加热挡功率为1 200 W。用此
电蒸锅对质量为1.2 kg的水加热使其温度升高75 ℃,需要
的时间为375 s,已知c水=4.2×103 J/(kg·℃)。求:
(1)保温挡的功率。
解:(1)只闭合S1时,只有R1接入电路,电蒸锅处于保温挡,由P=可得,P保===100 W。
(2)电阻R2的阻值。
解:(2)当S1、S2均闭合时,R1与R2并联,电蒸锅处于加
热挡,则电阻R2的电功率P2=P热-P保=1 200 W-100 W
=1 100 W,由P=可得,R2===44 Ω。
(3)电蒸锅的加热效率。
解:(3)水吸收的热量Q=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×1.2 kg×75 ℃=3.78×105 J;其消耗的
电能W=P热t=1 200 W×375 s=4.5×105 J,则
η=×100%=×100%=84%。(共17张PPT)
第十七章 电流做功与电功率
单元实践
一、提出问题
随着生活水平的提升,家庭用电量持续攀升,能源
浪费常见。如何保障生活质量的同时有效降低家庭能
耗,推动可持续发展?有哪些可行的节能方法与策略?
二、活动目的
1. 分析家庭用电现状,找出高耗能环节。
2. 设计并实施节能方案,降低家庭用电量,减少能
源浪费。
3. 提高家庭成员节能意识,养成良好用电习惯。
三、活动方案
1. 查阅并整理资料:了解“地球一小时”活动的发
展历程,关注每年的活动主题及环保建议。
“地球一小时”(Earth Hour)是世界自然基金会
(WWF)于2007年在澳大利亚悉尼发起的一项全球性
节能活动,旨在应对全球气候变化。活动定在每年三月
最后一个星期六的当地时间20点30分,倡议家庭及商界
用户关上不必要的电灯及耗电产品一小时,以此表明对
气候变化行动的支持。
“地球一小时”历年活动主题紧密围绕环保,从2010
年倡导低碳生活、呵护生态家园,到2014年关注“蓝天自
造” 应对雾霾,2015年的“能见蔚蓝”,2018年聚焦
“清洁海洋,美丽湾区,由减塑行动开始”,再到2020年
“以生命之名,为地球发声” 等,主题不断深化对各类
环境问题的关切。基于这些主题,给出的环保建议涵盖绿
色出行,如多步行、骑车、乘坐公共交通等;节约能源,
如随手关灯、合理设置空调温度等;节约用水,提高水资
源利用率;减少使用一次性用品;做好垃圾分类与回收;
保护森林资源,珍惜纸张;绿色消费,选择环保产品等多
个方面,引导人们从日常生活点滴践行环保理念。
2. 设计节能方案:对家中主要用电器(如电视机、
空调、电冰箱、微波炉、洗衣机等)的电功率大小进行
实地调查,用图像或表格的形式呈现调研所得数据,估
算家中一个月的用电费用。综合考虑家用电器的能效、
个人使用习惯等因素,设计一个节能方案。
(1)节能方案。
①电器升级:优先选用一级能效电器产品,如在
更换电冰箱、空调时,选择能效等级高的型号,降低
能耗。低能效的老旧电器及时淘汰,避免长期高耗能
运行。
②优化使用习惯:各类电器不用时彻底断电,杜绝
待机耗电。优化照明系统,把传统白炽灯泡换成LED节
能灯具,合理规划室内照明布局,充分利用自然光,减
少白天开灯时长,并安装智能感应开关,在无人区域自
动关灯。空调合理设置温度,夏季不低于26 ℃,冬季不
高于20 ℃,同时配合窗帘调节室温;冰箱放置在阴凉通
风处,减少开门次数;微波炉根据食物量和需求选择合
适功率与时间;洗衣机依据衣物量和脏污程度选择水位
与模式,集中洗衣。
③合理规划用电:了解当地峰谷电价政策,将可调
节用电时间的电器,如洗衣机、电热水器等安排在谷时
使用。例如,将洗衣机设定在夜间谷时运行,利用低价
电完成洗衣工作,既节省电费又能错峰用电,减轻电网
负荷 。
(2)用电器功率调查及月用电费用估算。
电器名称 功率
/W 每日使用
时长/h 每日耗电量/
(kW·h) 每月耗电量/
(kW·h)
电视机
空调
电冰箱
微波炉
洗衣机
四、交流评估
定期组织家庭会议,交流家中用电及电能消耗情
况,分享节能心得与体会,共同讨论节能方案实施过程
中遇到的问题及解决方案。依据用电量监测数据评估节
能效果,针对效果欠佳的措施加以调整优化,也可邀请
专业人士或节能专家评估方案并给出改进建议。此外,
每个人结合自身感受对节能环保提出看法,拟定《个人
低碳生活行为指南》,并与同学分享交流。
五、拓展研究
小明家新购置了一台规格为“220 V 2 000 W” 的
新型节能电热水器。这台电热水器搭载智能控温系统,
能根据设定的水温自动调节加热状态。在家庭电路里,
电热水器与其他用电器都以并联的方式接入,且电压稳
定保持在 220 V。已知ρ水=1.0×103 kg/m3 ,c水=
4.2×103 J/(kg·℃)。小明针对这台电热水器在不同
使用条件下的节能优化策略,以及它对家庭电路产生的
影响展开研究。
1. 电热水器正常工作时的电流约为 A(结
果保留2位小数),正常工作半小时,消耗的电能
为 kW·h。
9.09
1
2. 把40 L水从15 ℃加热到55 ℃,水吸收的热量
为 J。若电热水器的热效率为84%,则完
成这次加热,电热水器需消耗的电能为 J。
6.72×106
8×106
3. 当电热水器处于保温挡时,功率为150 W,工作2
h消耗电能为 kW·h。与此同时,家中一台规格
为“220 V 660 W” 的电饭锅和3个规格为“220 V
60 W” 的台灯也在同时工作,使标有“1 000 imp/
(kW·h)”字样的电能表指示灯闪烁了640次,则它
们总共消耗的电能为 kW·h。
0.3
0.64
4. 若家庭实际电压降至200 V(不考虑用电器电阻
变化),电热水器的实际功率约为 W(结果保
留整数)。此时,与电热水器并联的电熨斗实际功率为
1 000 W,则电熨斗的电阻为 Ω。
1 653
40
5. 小明家某天使用电热水器加热水,消耗电能2
kW·h,若这些电能全部由一个规格为“220 V 100
W” 的灯泡消耗,可让灯泡正常工作 h。若电热
水器和该灯泡均正常工作0.5 h,电热水器消耗的电能比
灯泡多 J。
20
3.42×106 (共21张PPT)
第十七章 电流做功与电功率
单元复习
【单元知识建构】
【重点问题辨析】
知识点一:公式适用范围比较
物理量 公式(普遍适用) 推导公式(纯电阻电路适用)
电功 W=UIt;W=Pt W=I2Rt;W=t
电功率 P=;P=IU P=I2R;P =
电热 Q=I2Rt Q=W=I2Rt=t
一台电动机正常工作时,两端的电压为220 V,通
过线圈的电流为10 A,若此线圈的电阻为2 Ω。求:
(1)电动机正常工作时的电功率。
2 200 W
(2)电动机1 min内产生的热量。
1.2×104 J
(3)电动机的效率。(结果保留3位有效数字)
90.9%
电动自行车有充电、行驶两种状态,局部电路如
图所示。断开开关S,利用充电插口对蓄电池充电时,
蓄电池相当于电路中的 (选填“电源”或
“用电器”)。电动机正常工作电压为36 V,线圈电阻
为1.2 Ω,通过电动机线圈的电流为4 A,5 min内电流通
过线圈产生的热量为 J,电动机消耗的电能
为 J。
用电器
5 760
43 200
知识点二:实际功率与额定功率比较
物理量 定义 两者关系
实际功率 用电器在实际电压下工作时的功率 当U实<U额时,则P实<P额,
用电器不能正常工作;
当U实>U额时,则P实>P额,
用电器寿命减短,容易烧坏;
当U实=U额时,则P实=P额,
用电器处于正常工作状态
物理量 定义 两者关系
额定功率 用电器在额定电压下正常工作时的功率 当U实<U额时,则P实<P额,
用电器不能正常工作;
当U实>U额时,则P实>P额,
用电器寿命减短,容易烧坏;
当U实=U额时,则P实=P额,
用电器处于正常工作状态
如图所示,电源电压保持9 V不变,小灯泡L标有
“6 V 6 W”的字样。不考虑温度对灯丝电阻的影响。
求:
(1)小灯泡L正常工作5 min消耗的电能。
1 800 J
(2)移动滑动变阻器的滑片P,当接入阻值为12 Ω
时,小灯泡L消耗的实际电功率。
1.5 W
(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,
紫外灯L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。
解:(1)由图可知,L与R并联,R=110 Ω,
通过R的电流I===2 A。
(2)R的电功率。
解:(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。
解:(3)L工作100 s消耗的电能
W=PLt=50 W×100 s=5 000 J。
知识点三:转盘式与电子式电能表比较
电能表 主要参数及含义 相关计算
不同点 相同点 转盘式 标有“N r/(kW·h)”,表示每消耗1 kW·h 的电能,电能表的转盘转过N圈 标有“220 V”,指电能表应接在电压为220 V的电路中使用;标有“10(20)
A”,表示该电
能表的标定电
流是10 A,额
定最大电流是
20 A 标有“N r/(kW·h)”的电能表
转盘转过n圈,消耗的
电能W= kW·h
电子式 标有 “N imp/(kW·h),表示每消耗1 kW·h 的电能,电能表
指示灯闪烁N次 标有“N imp/(kW·h)”的电能表
指示灯闪烁n次,消耗
的电能W= kW·h
右图是小丽家电能表表盘的示意图,在断开其他用
电器的情况下,标有“220 V 1 000 W”字样的电热水
器和标有“220 V 1 500 W”字样的空调 (选填
“能”或“不能”)同时使用。小丽只将电热水器接入
电路工作,2 min电能表转盘转过81圈,则电热水器的
实际电功率为 W。
能
810
(2024·淮安)“五一”小长假期间,小明在家
长的陪同下利用家中的电能表测量家中空气炸锅的实际
功率。小明把家中其他用电器全部断开后,将空气炸锅
单独接入电路,观察到标有“3 000 imp/(kW·h)”字
样的电能表指示灯闪烁60次,用时1 min,则空气炸锅
在这1 min内消耗的电能为 kW·h,实际功率
为 W。
0.02
1 200
【中考范例追踪】
1. (2024·长春)1 kW·h的电能可供下列用电器中正
常工作时间最长的是( A )
A. 节能灯 B. 电饭煲
C. 电视机 D. 电烤箱
A
2. (2024·济宁)如图所示的电路图中,小灯泡L1、L2
的额定电压相同。闭合开关S后,发现L1比L2亮,下列
分析中正确的是( C )
A. L1的额定功率比L2的额定功率大
B. L1两端电压比L2两端电压小
C. L1的电阻比L2的电阻大
D. 通过L1的电流比通过L2的电流小
C
3. (2024·临沂)如图甲所示是一款能自动变形、万向
行走的玩具坦克,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S后,规格为“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( D )
D
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
4. (2025·济南期末)一辆新能源电动汽车具有“车速
提醒”功能,当车速过快时会提醒驾驶员减速。图甲是
该“车速提醒功能”的简化电路图;已知电源电压为12
V且保持不变,R是定值电阻,阻值为10 Ω;R0是阻值会
随车速变化的电阻,其阻值随车速变化的规律如图乙所
示。当车速达到120 km/h时,电压表示数为10 V,报警
铃声响起。当电压表的示数为9 V时。求:
(1)此时电路中的电流。
解:(1)由图甲可知,R与R0串联,电压表测量R0两端
的电压。当电压表的示数为9 V时,此时定值电阻R两端
的电压UR=U-U0=12 V-9 V=3 V,此时电路中电流
I===0.3 A。
(2)此时的车速。
解:(2)由欧姆定律可知,此时R0===30 Ω;
由图乙可知,此时的车速为60 km/h。
(3)此时电路的总电功率。
解:(3)此时的总电功率P=UI=12 V×0.3 A=3.6
W。