(共24张PPT)
物质科学（一）
第14课时
电功和电功率
知识导引
1.电功
实质，电功测量，运用公式计算
3.电流热效应
焦耳定律，电热器
2.电功率
定义，物理意义，伏安法测电功率，运用公式计算
1．实质：
2．公式：W＝UIt＝Pt(适用于所有电路)。
3．单位：焦耳(J)，常用单位：千瓦时(kW·h)，俗称“度”。
1度＝1千瓦时＝1kW·h＝3.6×106J
③无论用电器串联或并联，计算在一段时间内所做的总功都可用公式：W＝W1＋W2
。
1.电功
电流做功
电能转化为其他形式能量(消耗电能)。
7世仁教育
已7教
出风囗
U=1.5V
探针
R=10
金属
餐厨
其他
能表上的数
V”表示这个电能表
瓦时为单位来显示所
消耗的电
应该接
电路中使用回回回
(kW·h)”表示接
A”表示该电能表的额定
这个电能表上的用电器,每
为10A,在
内使用时
消耗1kW·h的电能,电能表
允许大一些
不能超过20
的转盘转过600转
kW·h101
kw·h101
125196
12614
6
DD5D443平
DD5D443形
电子式单相电能表电子式单相电能表
220V10A50Hz
220V10A50Hz
1600imp/(kW.h)O
1600imp/(kW.h)O
指示大
指示灯
月初
月末
名称移动充电宝
池容量2900mA
型号:TS-D005
输
40V50/6
ax
输出:5V500
mAqUSB)
执行标准:CB8898-200
泵
出水
轮
保
泵壳
220V
关
R
L
两端的电压
V-6V
8
电源电
32
A
电阻/2
动触头
弹簧
RI
衔铁
静触头目电磁铁
36
24卜-
警示灯
12
40%80%湿度
甲
S
R
R
表3-9记录表
序号电压(伏)电流(安)功率(瓦
灯泡亮度变化
实验探究2测定额定电压是25V小灯泡的额定功率
实验步骤
1.使小灯泡在额定电压下发光,观察小灯泡的亮度,测出
小灯泡的功率。
2使小灯泡两端电压低于额定电压,观察小灯泡的亮度,
测出它的功率。
3.使小灯泡两端的电压高于额定电压,(不能超过额定电
压的1.2倍),观察小灯泡的亮度,测出它的功率
4.设计实验电路图和表格,记录实验数据,得出实验结论。
E
-实验次数U)I()P()灯泡亮度
123
250.2406正常
20.220.44暗
3|0.280.84亮中小学教育资源及组卷应用平台
2.5
电功和电功率
学案
知识导引
电功
1.[2019
衢州]空调扇具有“送风、加湿和降温”等功能，其内部主要结构为风扇、水箱和空气过滤网等。使用时，通常向水箱中加水，使吹出的风比无水时凉爽。下表是某品牌空调扇部分参数。
（3）小科阅读参数表发现，该空调扇比较省电。计算该空调扇正常工作10小时消耗的电能。
例1.
[2020
衢州]为提高垃圾分类效率，小科设计了如图甲所示的垃圾分类机器人。它捡起垃极时，会快速从垃圾上取出标准规格的样品，通过机械手上的探针检测样品的电阻大小来识别垃圾的类别，并投入相应的垃圾桶。该机器人检测电路如图乙所示。各类垃圾样品的电阻参考值如下表。
（2）机器人从某块垃圾上取样检测时，检测电路电压表读数为1伏，检测时间为0.1秒。
①通过计算说明应将该垃圾放入图丙中哪个垃圾桶？
②该次检测电阻过程中，检测电路消耗的电能为多少？
例2 某同学家的电子式电能表上个月月初、月末的表盘如图所示，下列说法正确的是(
)
A．该电能表的指示灯每闪烁1600次，表示该同学家消耗了1
kW·h的电功率
B．该同学家的用电器同时工作时最大总电流不能超过10
A
C．该同学家上月共消耗电能105
kW·h
D．该电能表可以用来测量“2.5
V 0.3
A”小灯泡的电功率
2．小明家的电子式电能表的表盘上标有“3200
imp/(kW·h)”字样。某天，小明将家中“220
V 3000
W”的电热水器单独接入电路中烧水，热水器正常工作2
min，他家电能表的指示灯将闪烁______次；小明发现若家中电脑、电视机、空调等用电器都处于待机状态下电能表每隔5
min闪烁一次，则这些电器的待机总功率是
W。
3．“充电宝”是指可以直接给移动设备充电且自身具有储电单元的装置，是近年比较流行的数码设备。如图为某品牌充电宝的铭牌，根据铭牌上的信息，下列分析正确的是( )
A．对充电宝充电时充电宝相当于电路组成中的电源
B．该品牌的充电宝在家庭电路中不能正常工作
C．该品牌的充电宝最大可以储存2900mAh的电能
D．用充电宝给手机充电过程中充电宝中能的总量会不断减少
电功率
例3．[2019·嘉兴舟山](3)某电热水壶的额定电压为220V，加热功率为1100W，保温功率为55W，工作电路如图。制作电热水壶时，所选用电热丝R1、R2的阻值分别为多少欧姆？
例4
[2020
杭州]如图电路中，电源电压恒为9V，灯泡L规格为“6V
3W”。
闭合开关，灯泡正常工作。求：
（1）电阻R的阻值。
（2）灯泡工作5分钟消耗的电能及电阻R产生的热量。
4．[2020
湖州]方方用图甲所示电路研究电功率和电流的关系，绘制了定值电阻R0、滑动变阻器R的功率与电流的关系图，如图乙。
（1）实线表示的是
(选填“R”或“R0”)的功率与电流的关系。
（2）求R0的阻值。(写出计算过程)
（3）当电流表示数为0.5安时，求R消耗的功率。(写出计算过程)
[提高题]阴雨天，空气潮湿，能见度低，路面湿滑，为保证旅客上下车安全，需在车门旁开启警示灯。某同学设计了如图甲所示的模拟电路。
(1)选择图乙中的____(选填“R1”或“R2”)湿敏电阻，将它串联在图甲电路中的____(选填“A”或
“B”)位置，闭合开关S，警示灯能随湿度变化而自动调整亮度，且不断闪烁。
(2)已知电源电压为6
V，警示灯的规格是“6
V 3
W”，当空气湿度为80%时，闪烁的过程中，灯较暗时的实际功率是多少？(电磁铁电阻忽略不计)
例5．(2020
金华丽水)某班同学在实验室做“测定小灯泡额定电功率”的分组实验。
实验老师提供给各小组的实验器材如下：规格为“3.8V”的小灯泡、学生电源(电压恒为6V)、电流表(0~0.6A，0~3A)、电压表(0~3V，0~15V)、滑动变阻器(“20Ω1A”)、开关各一只，导线若干。
（1）小金组按图甲正确连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表的示数为3．8伏时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为
瓦；
（2）小丽组同学发现，实验桌上的电压表0~15V的量程已损坏，其它器材完好。他们经讨论后认为，用该电压表0~3V的量程，通过改变电压表的连接位置也能测出小灯泡的额定功率。他们的实验操作步骤如下：
步骤一：按图甲电路先将电压表
(0~3V)接在小灯泡两端，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3伏，断开开关，拆下电压表；
步骤二：保持滑动变阻器的滑片位置不变，再将该电压表接在
两端；
步骤三：闭合开关，将滑动变阻器的滑片向
(填“左”或“右”)移动，直到电压表示
伏，读出此时电流表的示数，算出小灯泡的额定电功率。
6．[2020
衢州]小科测量额定电压为
2．0V小灯泡的电功率．电路图如图甲所示，电源为两节干电池，利用测得数据绘制图像如图乙、丙所示，图中
x
为滑片
P
移动的距离
。
（1）当滑片P移动的距离为
a
时，图丙中电流突然变小的原因
是
。
（2）该小灯泡的额定功率是
。
7.
[2019·台州]图甲是测定小灯泡(额定电压2V)电功率的实验电路。
(1)某同学根据实验数据画出如图乙所示的图像，则该小灯泡的额定功率为_________W。老师认为图乙曲线右半段不符合实验事实，理由是__________________________________________________。
(2)另一同学为探究电流跟电阻的关系，换用4.5V的电源，并用多个不同阻值的定值电阻替换图甲中的灯泡，得到如图丙的图像，则他选用的滑动变阻器的最大阻值至少为_________Ω。
四、电流热效应
8．[2019·衢州]下列用电器主要利用电流热效应工作的是( )
9．[2019·湖州模拟]如图甲和乙是研究“热量产生多少与哪些因素有关”的实验装置。通电后，若要比较电阻丝产生热量的多少，只需比较与之相连的U形管中_________。乙是探究电热与_________关系的实验装置。本次实验采用的实验方法有______________________(写出两种)。
第9题图
例6图
例6
[2019·衢州模拟]为研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关，有同学找来了两根不同阻值的电阻丝，多块相同的泡沫块以及滑动变阻器、开关、导线、电源等，设计的方案如甲图所示。
(1)实验时，接通电路过几秒钟后发现泡沫块被电阻丝“切断”。该实验方案是通过测量________________________________来比较电流通过电阻丝时产生的热量多少的。
(2)为研究电流通过导体产生热量的多少与电流大小的关系，实验该怎么操作？
_____________________________________________________________________________________。
(3)为研究电流通过导体产生热量的多少与电阻大小的关系，请你在乙图中画上连接导线。
参考答案：
二、1.P=50W=0.05kW
W=Pt=0.05kW×10h=0.5kWh
例1.（2）I=IR=UR/R=1V/10Ω=0.1A
R总=U/I=1.5V/0.1A=15Ω
R垃圾=R总—R=15Ω—10Ω=5Ω
查表可知，该垃圾属于金属垃圾，故应放于金属类垃圾桶内
（3）W=UIt=1.5V×0.1A×0.1s=0.015J
例2.
B
2.
320
3.75
3.
D
三、例3
?(3)解：开关闭合时，只有R1工作，为加热状态：
R1＝＝＝44Ω
开关断开时，R1、R2同时工作，为保温状态：
R总＝＝＝880Ω
R2＝R总－R1＝880Ω－44Ω＝836Ω
答：R1的阻值为44Ω，R2的阻值为836Ω。
?
例4（1）灯泡正常工作电流是：I1=P1/U1=
3W/6V
=0.5A
电阻两端的电压：U2
=U－U1=9V－6V=3V
电阻阻值：R=U2/I2
=U2/I1=3V/0.5A=6Ω
（2）5分钟内灯泡消耗的电能是：W1=P1
t=3W×300s=900J
电阻R产生的热量是：Q2
=I22Rt=I12Rt=
(0.5A)2×6Ω×300s=450J
4.（1）R0
（2）当I=2A时P
R0=32W
R0=P/I2=32W/(2A)2=8Ω
（3）当I'=0.5A时U
R0=0.5A×8Ω=4V
电源电压U=P/I=32W/2A=16V
U'R=12V
PR=12V×0.5A=6W
5.(1)R2
B
(2)
例5.（1）1.52
（2）滑动变阻器
左
2.2
6.（1）灯丝断了（或电压表所测电路开路）
（2）0.4W
7.
(1)0.8
当实际电压远大于额定电压时，小灯泡会烧毁
（2）15
四、8.A
9.
液面高度
电流
控制变量法、转换法
例6.（1）泡沫块被切断所需的时间
（2）利用甲图，电阻值和通电时间相同，移动滑动变阻器改变通过电阻丝的电流，分别测量两泡沫块被切断的时间
（3）?【答案】
如答图所示(串联)。
跟踪训练2(3)题答图
?
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精品试卷·第
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