第26课电功和电功率.ppt

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1、第26课电功和电功率,专题一,电功,学科素养提升,电路故障分析之开路判断,知识点索引,专题二,电功率,专题三,测定小灯泡的电功率,专题一电功,知识回顾,知识点索引,1电功的定义：指_通过用电器时所做的功。2电功的单位：焦耳(J)。常用单位有：千瓦时(kWh)。31焦耳_瓦秒_伏安秒。4影响电功大小的因素：_、_和_。5电流做了多少功，就有多少的_能转化为_ 的能。电功量度用电器消耗多少电能。,电流,1,1,电压,电流,通电时间,电,其他形式,6电功的计算公式：W_，WPt。7在纯电阻电路中，WQI2RtU2t/R。,UIt,专题一电功,热点聚焦,知识点索引,【提示】用电器消耗多少电能，即电流做

2、了多少功，可 用公式WUIt或WPt来计算，当用电器为纯电阻时，还 可用公式WU2t/RI2Rt来计算。在计算的时候要注意 单位统一和各量的对应。,热点一电功的计算,专题一电功,热点聚焦,知识点索引,【例1】5月20日是“中国学生营养日”，学生的膳食结 构越来越受到学校、家庭和社会的重视，妈妈为了改善 小红的早餐营养，买了一台全自动豆浆机，豆浆机的工 作原理示意图和铭牌如下：,专题一电功,热点聚焦,知识点索引,豆浆机做一次豆浆，若电动机累计工作3分钟，电阻丝累计加热12分钟，则总共消耗多少电能？,专题一电功,热点聚焦,知识点索引,解 由PW/t得WPt。电动机工作3分钟消耗的电能：W1P1t1

3、150瓦360秒2.7104焦加热消耗的电能：W2P2t2800瓦1260秒5.76105焦豆浆机做一次豆浆共消耗的电能：WW1W22.7104焦5.76105焦6.03105焦答：总共消耗了6.03105焦的电能。,专题一电功,命题设计,知识点索引,视角一电功的概念,1关于电流做功过程中的能量转化，下列说法中正确的是()A电风扇主要把电能转化为机械能 B电炉主要把电能转化为机械能 C给蓄电池充电的过程中，化学能转化为电能 D在电流通过电动起重机的过程中，主要是机械能转 化为电能,专题一电功,命题设计,知识点索引,解析 电风扇主要把电能转化为机械能。电炉主要把电能转化为内能。给蓄电池充电的过程

4、中，电能转化为化学能。在电流通过电动起重机的过程中，主要是电能转化为机械能。,专题一电功,命题设计,知识点索引,视角一电功的概念,1关于电流做功过程中的能量转化，下列说法中正确的是()A电风扇主要把电能转化为机械能 B电炉主要把电能转化为机械能 C给蓄电池充电的过程中，化学能转化为电能 D在电流通过电动起重机的过程中，主要是机械能转 化为电能,A,专题一电功,命题设计,知识点索引,视角二决定电功大小的因素,2电流通过某段电路所做的功取决于()A电路中的电流 B电路中的电流和电路两端的电压 C电路中的电流、这段电路的电阻及通电时间 D电路中的电流、电路两端的电压和通电时间,D,解析 由电功的计算

5、公式WUIt可知，电流所做的功与电路中的电流、电路两端的电压和通电时间有关。,专题一电功,命题设计,知识点索引,3(2015泸州)粗细均匀的电热丝放入一壶水中，通电一段 时间将水加热至沸腾。若将电热丝对折并联后放入同样 一壶水中，通电到将水加热至沸腾，所需时间与第一次 的通电时间相比(电源电压恒定，不计一切热损失)，下列判断正确的是()A相等 B增加 C减少 D无法确定,专题一电功,命题设计,知识点索引,专题一电功,命题设计,知识点索引,3(2015泸州)粗细均匀的电热丝放入一壶水中，通电一段 时间将水加热至沸腾。若将电热丝对折并联后放入同样 一壶水中，通电到将水加热至沸腾，所需时间与第一次

6、的通电时间相比(电源电压恒定，不计一切热损失)，下列判断正确的是()A相等 B增加 C减少 D无法确定,C,专题一电功,命题设计,知识点索引,视角三应用电功的公式计算用电器消耗的电能,4(2014宁波)如图电路中，电源电压不变。当只闭合S1时，电压表示数为3V，电流表示数为0.2A。请计算：1min内 电路消耗的电能为多少？,解 WUIt3V0.2A60s36J答：1min内电路消耗的电能为36焦。,专题二电功率,知识回顾,知识点索引,1电功率的定义：电流在单位时间内所做的功，它反映_。电功率大表示电流做功快，表示电能转化为其他形式的能量快。2影响电功率大小的因素：_和_。3电功率的单位：瓦特

7、(W)。1瓦特_伏安1焦/秒。4常用单位：1千瓦1000瓦。,电流做功快慢,电压,电流,1,专题二电功率,知识回顾,知识点索引,5电功率的计算公式：P_，P_。在纯电阻电路中，PU2/RI2R。6额定电压：用电器_两端的电压。7实际电压：将用电器接入某一电路时，用电器_ 两端的电压。8额定功率：用电器在_下工作时所消耗的电 功率。,W/t,UI,正常工作时,工作时,额定电压,专题二电功率,知识回顾,知识点索引,9实际功率：用电器在_下工作时消耗的电功率。10铭牌的主要内容有额定电压、额定功率或额定电流等。用电器的额定电压、额定功率是确定的，而实际电压 和对应的实际功率是不确定的，随用电器工作条

8、件的 改变而变化。只有用电器两端实际电压等于额定电压 时，实际功率才等于额定功率，用电器才能正常工作。,实际电压,专题二电功率,知识回顾,知识点索引,11解读铭牌：(以下图为例),(1)PZ220100中P表示普通，Z表示照明，220表示额 定电压220V，100表示额定电功率100W。(2)该灯泡是泉城牌，生产日期是2003年6月。,专题二电功率,热点聚焦,知识点索引,热点二电功率的计算,【提示】电功率表示电流做功的快慢，可用PW/t、PUI来计算用电器消耗的电功率大小。对于纯电阻 用电器，电功率还可用PU2/R、PI2R来计算。只有当用电器两端的电压等于额定电压时，用电器实 际消耗的电功率

9、才等于额定功率。,专题二电功率,热点聚焦,知识点索引,【例2】发光二极管(LED)具有高亮度、低能耗等优点，将在我市推广使用。如图甲所示是LED的实验图和元件 符号。把一个额定电压为3伏的LED接入电源电压恒为 4.5伏的电路中，如图乙所示。,专题二电功率,热点聚焦,知识点索引,移动滑片P，测得电流表与电压表的示数变化关系如图丙所示。当该LED正常工作时，此时变阻器R消耗的电功率为多大？,专题二电功率,热点聚焦,知识点索引,解析本题以发光二极管为背景，综合考查电功率计算和串联电路知识。计算R消耗的电功率，可结合串联电路特点，求出R两端的电压和通过的电流，利用PUI来计算电功率。,专题二电功率,

10、热点聚焦,知识点索引,解 当LED正常工作时，ULED3V，查丙图中的图象可得ILED20mA0.02A，由于LED与R串联，IRILED0.02A，URUULED4.5V3V1.5V，PRURIR1.5V0.02A0.03W。答：此时变阻器R消耗的电功率为0.03瓦。,专题二电功率,命题设计,知识点索引,视角一电功率的概念,1(2013济南)报纸上有一篇题为“电器待机偷电多少，你知道吗？”的文章，配有如图所示的一副插图。图中正 在使用一种叫“电力检测仪”的测量工具对计算机显示器 进行测量。小明根据插图中“电力检测仪”显示屏显示的 内容判断出此时测量的是显示器的_(填写物理量名 称)。小明还注

11、意到插图边的文字说明 存在科学性错误，正确的文字说明应 该是：“显示器待机_”。,功率,功率为0.3W,专题二电功率,命题设计,知识点索引,解析 图中“电力检测仪”显示屏上标有W，W是功率的单位，此时是测量显示器的功率。功率的单位是W，而不是W/h，因此正确的文字说明应该是显示器待机功率是0.3W。,专题二电功率,命题设计,知识点索引,视角二应用电功率的公式进行简单计算,2(2015德阳)有两个电路元件A、B，把它们串联在电路中，如图(乙)所示，流过元件的电流与其两端的电压关系如 图(甲)所示。闭合开关S，这时电流表的示数为0.4A，则A、B两元件的电功率之比为(),A45 B54 C23 D

12、13,专题二电功率,命题设计,知识点索引,解析由图示电路图可知，两元件串联，通过它们的电流相等；由图甲所示图象可知，电流为0.4A时，A、B两元件两端的电压分别为2.0V、2.5V，两元件的电功率之比：,专题二电功率,命题设计,知识点索引,视角二应用电功率的公式进行简单计算,2(2015德阳)有两个电路元件A、B，把它们串联在电路中，如图(乙)所示，流过元件的电流与其两端的电压关系如 图(甲)所示。闭合开关S，这时电流表的示数为0.4A，则A、B两元件的电功率之比为(),A45 B54 C23 D13,A,专题二电功率,命题设计,知识点索引,3(2014北京)小岩利用电压表和电流表测量小灯泡的

13、电功 率。实验过程中，与小灯泡并联的电压表的示数如图甲 所示，与小灯泡串联的电流表的示数如图乙所示，则电 压表的示数为_V，电流表的示数为_A，此时所测量的小灯泡的电功率为_W。,2,0.3,0.6,专题二电功率,命题设计,知识点索引,视角三知道额定功率的概念和从说明书或铭牌上识别 用电器的额定功率,4某洗衣机说明书所列数据如下表所示，下列说法正确的 是(),专题二电功率,命题设计,知识点索引,视角三知道额定功率的概念和从说明书或铭牌上识别 用电器的额定功率,4某洗衣机说明书所列数据如下表所示，下列说法正确的 是(),A.洗衣机正常工作2h，需耗电0.88kWhB洗衣机正常工作时，通过的电流为

14、0.5AC这台洗衣机所受重力为29.4ND洗衣机接在110V的电路中，实际消耗功率为220W,A,解析 正常工作时，洗衣机的功率为440W，则消耗的电能WPt0.44kW2h0.88kWh，故A正确。,专题三测定小灯泡的电功率,知识回顾,知识点索引,1伏安法测量小灯泡的电功率的实验原理：P_。2绘制实验电路图：,UI,专题三测定小灯泡的电功率,知识回顾,知识点索引,3实验器材：电池若干、导线若干、开关、待测小灯泡、_、_、_。4按照实验电路图连接电路。5闭合开关，移动变阻器滑片的位置，直到电压表的读数 等于额定电压，记录电流表和电压表的读数，观察小灯 泡正常发光的亮度。,电压表,电流表,滑动变

15、阻器,专题三测定小灯泡的电功率,知识回顾,知识点索引,6适当改变变阻器的滑片位置，使小灯泡两端的电压低于 它的额定电压(如4/5额定电压)，分别记下电压表和电 流表的读数，并观察小灯泡的亮度变化。7再适当改变变阻器的滑片位置，使小灯泡两端的电压高 于它的额定电压(如6/5额定电压)，分别记下电压表和 电流表的读数，并观察小灯泡的亮度变化。8根据测得的数据，计算出小灯泡的额定功率和低于或高 于额定电压时的实际功率。,专题三测定小灯泡的电功率,知识回顾,知识点索引,9设计实验数据记录表格并记录实验数据。,专题三测定小灯泡的电功率,知识回顾,知识点索引,10.合作交流，分析说明，得出结论。(1)小灯

16、泡只有在_时才能正常发光。(2)当实际电压额定电压时，小灯泡实际消耗的功率 小于额定功率。(3)当实际电压额定电压时，小灯泡实际消耗的功率 大于额定功率。可见，用电器的实际功率随着工作电压的变化而变化。,额定电压,专题三测定小灯泡的电功率,热点聚焦,知识点索引,热点三小灯泡电功率的测定,【提示】用伏安法测定小灯泡消耗的电功率，其实验原 理为PUI。选择电路中各元件时，电源电压应大于小灯 泡的额定电压；电压表量程应大于小灯泡的额定电压；电流表量程应大于小灯泡的额定电流。正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，可测得小灯泡工作时两端 的电压和通过的电流，利用公式PUI可算出小灯泡实际 消耗的电功

17、率和额定功率。,专题三测定小灯泡的电功率,热点聚焦,知识点索引,【例3】(2015河南)小华在“探究小灯泡的亮度与哪些因 素有关”的实验中，所用电源电压恒为3V，小灯泡上标 有“2.5V”字样。(1)请用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整。,专题三测定小灯泡的电功率,热点聚焦,知识点索引,解析(1)滑动变阻器串联在电路中，接线一上一下；电压表并联在小灯泡两端，使得电流从正接线柱流入负接线柱流出。如图所示：,专题三测定小灯泡的电功率,热点聚焦,知识点索引,【例3】(2015河南)小华在“探究小灯泡的亮度与哪些因 素有关”的实验中，所用电源电压恒为3V，小灯泡上标 有“2.5V”字样。(1)

18、请用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整。,专题三测定小灯泡的电功率,热点聚焦,知识点索引,(2)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最_端(选填“左”或“右”)。闭合开关后，发现灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数。若电路中仅有一处故障，这个故障可能是：_。,解析(2)根据实物连接图可知，闭合开关前，滑片应滑到最左端；闭合开关后，发现灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数，则小灯泡短路了。,左,灯泡短路,专题三测定小灯泡的电功率,热点聚焦,知识点索引,(3)排除故障后继续实验，小华进行了4次测量，并将有关数 据及现象记录在表格中。在第1次实验中小灯泡不亮的原 因是：_。,专题三测定小灯泡的

19、电功率,热点聚焦,知识点索引,解析(3)分析实验数据可知，在第1次实验中小灯泡不亮的原因是滑动变阻器接入阻值太大，通过的电流太小，小灯泡的实际功率太小。,专题三测定小灯泡的电功率,热点聚焦,知识点索引,(3)排除故障后继续实验，小华进行了4次测量，并将有关数 据及现象记录在表格中。在第1次实验中小灯泡不亮的原 因是：_。,变阻器接入阻值太大，灯的实际功率太小,专题三测定小灯泡的电功率,热点聚焦,知识点索引,(4)分析表中信息，可知小灯泡的额定功率为_W。实验得出的结论是：小灯泡的实际电功率_，灯泡越亮。,解析(4)因为小灯泡的额定电压为2.5V，对应的电流为0.3A，则其额定功率为PUI2.5

20、V0.3A0.75W；根据实验实际功率与亮度对应关系可知：小灯泡的实际功率越大，灯泡越亮。,0.75,越大,专题三测定小灯泡的电功率,命题设计,知识点索引,视角一伏安法测量小灯泡的电功率的实验原理,1(2015岳阳)用两只电流表按图示实验电路探究“电功率 与电流的关系”，下列说法不正确的是(),A小灯泡电功率的大小是通过灯泡的亮度来判断的B将小灯泡并联是为了控制灯泡两端电压相同C选用的两只小灯泡规格必须相同D将其中一只电流表移接到干路上 也可以完成实验,专题三测定小灯泡的电功率,热点聚焦,知识点索引,解析A、灯泡的亮暗是由它的实际功率决定的，灯泡越亮，实际功率越大，所以小灯泡电功率的大小可以通

21、过灯泡的亮度来判断，故A正确。B、由图可知，两灯泡的连接方式是并联。在并联电路中，各支路两端的电压都相等，故B正确。C、实验目的是研究电功率与电流的关系。所以在电路中的两个灯泡的规格即功率要有所不同，故C错误。D、在并联电路中干路电流与支路电流的关系是干路电流等于各支路电流之和；将其中一只电流表移接到干路上也可以求出两个支路的电流，可以完成实验，故D正确。,专题三测定小灯泡的电功率,命题设计,知识点索引,视角一伏安法测量小灯泡的电功率的实验原理,1(2015岳阳)用两只电流表按图示实验电路探究“电功率 与电流的关系”，下列说法不正确的是(),A小灯泡电功率的大小是通过灯泡的亮度来判断的B将小灯

22、泡并联是为了控制灯泡两端电压相同C选用的两只小灯泡规格必须相同D将其中一只电流表移接到干路上 也可以完成实验,C,命题设计,知识点索引,视角二测定小灯泡的额定功率和实际功率,2(2014金华)小楼想测量某个仅标有“0.25A”字样的灯 泡的额定功率。电源电压为6V且恒定。,专题三测定小灯泡的电功率,命题设计,知识点索引,(1)检查器材时，小楼发现电压表存在图甲所示的两个问题：一是指针位置不对；二是部分刻度模糊。出现指针位置 不对的原因是_。,电表使用前没有调零,专题三测定小灯泡的电功率,命题设计,知识点索引,(2)小楼认为不更换电压表也能测出灯泡的额定功率。他进行 了如下操作：解决了指针问题后

23、，按规范步骤连接好电路如图乙，请 你用笔画线代替导线帮他连接完整；,专题三测定小灯泡的电功率,命题设计,知识点索引,连接好电路并检查无误后，闭合开关，在移动变阻器滑 片时，眼睛要注视_的变化，当灯泡正常发光时，滑片正好在变阻器的中点。在滑片移动过程中，电流表 示数从0.2A增大到0.25A，而电压表示数从2.0伏开始增 大。,电流表,专题三测定小灯泡的电功率,命题设计,知识点索引,(3)小楼的同桌依据实验数据计算如下：,小楼发现步骤b的结果有错，请你指出错误原因_。灯泡的额定功率是_W。,灯泡电阻随温度变化，不是定值,0.875,专题三测定小灯泡的电功率,命题设计,知识点索引,解析(1)电表使

24、用前要调零。(2)根据灯泡额定电流选择电流表量程，把电流表串联接入电路；实验时要观察电流表示数。(3)灯泡电阻受温度影响，不是定值；根据串联电路与欧姆定律求出灯泡正常发光时的电压，由PUI求出灯泡电功率。,专题三测定小灯泡的电功率,学科素养提升电路故障分析之开路判断,知识点索引,【要点】开路最显著的特征是电路(并联的干路)中无电 流(电流表无读数)，且所有用电器不工作，电压表读数 接近电源电压。判断是否开路常采用小灯泡法、电压表法、电流表法、导线法等与电路的一部分并联。原理是在并联部分断路 时，用小灯泡法、电压表法、电流表法、导线法等与电 路的一部分并联再造一条电流的路径，若这条路径搭在 哪里

25、使电路恢复通路，则与之并联的部分就存在开路。,学科素养提升电路故障分析之开路判断,知识点索引,【典例】在下图所示电路中，电源电压不变。闭合开关 K，电路正常工作。一段时间后，发现其中一个电压表 示数变小，则()A灯L可能开路 B灯L亮度可能不变 C电阻R可能开路 D肯定电阻R短路,学科素养提升电路故障分析之开路判断,知识点索引,解析本题中电阻和灯泡串联，电压表V1测总电压，读数和电源电压相等且保持不变，所以电压表读数变小的是V2。V2测的是电阻R两端电压，根据分压关系，V2变小，则电灯L两端电压必变大，而变大的原因只能是R发生短路或L发生断路。对照题中选项，可判断出A正确。,学科素养提升电路故障分析之开路判断,知识点索引,【典例】在下图所示电路中，电源电压不变。闭合开关 K，电路正常工作。一段时间后，发现其中一个电压表 示数变小，则()A灯L可能开路 B灯L亮度可能不变 C电阻R可能开路 D肯定电阻R短路,A,学科素养提升电路故障分析之开路判断,知识点索引,【即练】在如图所示的电路中，电源电压不变。闭合开 关K后，灯L1、L2都发光。一段时间后，其中一灯突然熄 灭，而电流表、电压表的示数都不变，则产生这一现象 的原因可能是()A灯L1短路 B灯L2短路 C灯L1开路 D灯L2开路,解析 应该是灯L1发生断路(开路)，电流表的示数不变，电压表的示数也不变，只是灯L1不能发光。,C,