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电功率复习

发布时间:2013-09-18 21:36:25  

中考物理复习

第8章 电功率
保和二中 李书举

电能表

单相电能表技术参数

电压:220V
电流规格:10(40)A 电能的计量单位,俗称度. 频率:50HZ 1KWh=3.6×106J. 每千瓦时转数:300r/(KW· H) 工作环境温度范围:

-10 ℃ ~+50℃
土 土

额定电压:指用电器或电 学仪表正常工作时的电压

相对湿度:不超过85%

家庭电路中,电能表的作用是什么?

电 源

电能表

S1 L1

S2 L2

S3 L3

测量电路消耗电能的仪表

1月底:

4
1

2 3
2

6 7

7 4

8 4

4267.8 W =______kw?h
2月底:

4

4374.4 W =______kw?h W -W = 106.6 2月份用电 W=______________ kw?h
2 1

灯火阑珊

给电池充电 电 热 水 壶 电能的转化过程就是 电流 ____做功的过程 电 动 机

由此得出电流做功的实质是: “电能转化为_____ 能 其他形式 的过程。”

电流所做的功叫 电功 做____。
怎么比较电功的大小?

我能行

方法:

电功与哪些因素有关呢?

你需要哪些器材?
画出你设计的电路图
交流评价!

实验(1):
研究电功与 电压的关系

实验(2): 研究电功与 电流的关系

由此可得:“通 过用电器的电流 和通电时间相同 时,用电器上的 大 电压越___,电 多 功就越___。”

由此可得:“用 电器上的电压和 通电时间相同时, 通过用电器的电 大 流越___,电功就 多 越___。”

结论

某段电路上的电功 跟这段电路 :
①两端的电压 ②电路中的电流 ③通电时间 成正比。

公式:

W=UIt
单位:

1J=1V · · A s

电功的单位:J——信息快递

?普通手电筒的小灯泡每秒消耗的 电能约1J; ?1只40W的白织灯,每秒消耗的电 能约40J;
?电力机车行驶1min,消耗的电能 约为3亿J

功:W=FS

功率: P=W/t

电功:W=UI t 电功率: P=W/t
电流在单位时间内所做的功 表示:电流做功快慢

P=W/t =UI
瓦(W) 1KW=1000W

100W的电灯接在220V电压 下,电流为多少?正常工作10 小时,消耗多少电能?
2kW· h的电可供一用电器工 作5h,则此用电器的功率是多少?

1度电可供40W的电灯正常工 作多长时间?

一只电能表的铭牌上标有 3000r/kW?h,当一用电器工 作3min时,这个表的转盘转了 45r,那么此用电器的电功率为 多少?

额定电压和额定功率:
U额:正常工作时的电压 P额:额定电压下的功率

实际电压和实际功率: U实:实际加在用电器两端电压 P实:实际电压下的功率

测定小灯泡电功率: 灯泡上能观察到:U额=3.8V I额=0.3A 利用这两个数据能算出小灯 泡的什么物理量?怎样计算?

若给小灯泡加的电压不等于额定电压, 此时电压叫实际电压,在实际电压下的 功率叫实际功率。如何去测出此时的功 率呢?

实验:测定小灯泡的电功率
1、实验目的:测量小灯泡的额定功率和实际功率, 并加以比较

。 2、根据测量目的确定实验原理及需测量的物理量: 根据P = UI,测量出小灯泡两端的电压和通过的电 流,就可以算出小灯泡的功率。 3、实验器材:小灯炮(额定电压3.8V)、电压表、 电流表、电源、开关、滑动变阻器各 一个,导线若干。

4、实验原理图:
A

V

学生分组实验

测额定电压为3.8V的小灯泡的电功率
小灯泡两 端电压情 况 等于额定 电压 高于额定 电压 低于额定 电压

电压U (伏)

电流I (安)

小灯泡 的明亮 程度

电功率P (瓦)
额定 功率 实际 功率 实际 功率

灯的亮度决定于灯的实际功率,灯泡消耗的 实际功率越大,灯泡就越亮,反之灯就越暗。

比较额定功率和实际电功率大小问题: 当U实 > U额时, P实 > P额 当U实 = U额时, P实 = P额 当U实 < U额时, P实 < P额
讨论和思考: 使用用电器时,为什么应让它在额 定电压下工作?加在用电器上的电压 超过或低于额定电压时,会出现什么 现象?

评价思考: 一位同学连接好电路,在闭合开关 时发现小灯泡不亮,电流表无示数, 电压表有示数,分析电路可能出现的 故障。 另一位同学连好电路后,闭合开关时 发现小灯泡特别亮,这说明他在闭合开 关前没有 。

思考题:

如何利用电能表测出家 用电器的电功率?设计 出实验报告

三 . 电热器 电流的热效应

电热器: 利用电流做 功将电能转化为内能

w

Q

1.电热器由电热丝(电阻)组成

2.通电时才能工作 由此猜想: 电热器产生的 热量与哪些因素有关?

设计实验
研究方法 控制变量法

研究电阻对产生热量的影响

保持通过电阻的 电流 ______相同
串联 方法______

研究电流对产生热量的影响

电阻 保持______不变 (研究同一电阻) 电流 改变______
用滑动电阻器 方法___________

如何观察电流 放出热量的多少

油升高的温度多 放出热量较多

探究活动 1.电流相同时,哪个电阻
中的油升高的温度多 2.同一电阻在电流不同时, 哪次油升高的温度多

实验结论 电流通过电阻时产生的热量与 导体本身的___________ 电阻 电流 通过导体的_________ 时间 以及通电_________ 有关

焦耳定律

Q=

2 I

Rt

电流的热效应
电流通过导体时, 导体发热的现象

如何理解电功W与 电热Q的关系

电热器 一般用电器

Q=W Q<W

白炽灯、电烙铁和电动 机上标有“220V 60W” 字样,它们都正常工作 1h,产生热量最多的是 电烙铁 ________ ,为什么?

I

P W R Q U

U 关系:I= R

本课的复习目的:

1.加深理解W、P、Q的意义及联系;
2.掌握W、P、Q与I、U、R的定量计算关系。

重点知识整理:
意义:电能 1、电功(W) 做电功 怎样转化 其它形式能

2、电热(Q)

普遍公式:W=UIt

电 热 意义:电能 电流热效应

内能

普遍公式:Q=I2Rt 电功率 意义:电能 3、电功率(P) 转化快慢 普遍公式:P=UI

其它形式能

注意:
1、对纯电阻电路
U2 t 电功公式:W=UIt W= R 2 2R P= U 电功率公式:P=UI P=I R 2 2Rt Q= U t 电热公式:Q=UIt、 Q=I R W=I2Rt

2、三者联系
电功与电热:W≥Q(纯电阻时取“=”号) 电功与电功率:W=Pt(此公式代入数据时有两套单位)

家 庭 安 全 用 电

安全用电的原则

不接触低压带电体

不靠近高压带电体

家庭电路的组成
进户线(电源)→ 电 能表→闸刀开关→熔断 器(保险盒)→插座→ 用电器+开关→……等组 成

家 庭 电 路
进户线: 一根是火线 一根是零线 家庭电路中,火线—零线之间的电压是220V

地线——与地相连接的线,叫地线。
正常情况下,零线—地线之间的电压为0V 火线—地线之间的电压为220V

安全用电主要包括:

设备 安全

人身 安全

想一想
怎样才能做到设备安全和人身安全呢?采取 了什么措施?

活动

读一读 安装在熔断器中的熔丝,俗称 “保险丝”,是由电阻率较大而熔 点较低的铅锑合金材料制成的。 由于电流的热效应,当电路中 的电流超过一定限度,熔丝的温度 达到它的熔点时,熔丝被熔断,电 路就被自动切断,这样就保证了电 路的安全。

思一思

由熔丝的工作特点可知,电路 中电流过大,熔丝就会被熔断,那 么,导致电路中电流过大的原因是 什么呢?





电路中电流过大的原因: 一是电路中发生短路现象;
二是电路中用电器总功率过大。

为什么?

安装家庭电路时,保 险丝能不能用铁丝、 铜丝来代替?为什么 ?

防止触电

人身安全
人是怎样触电的?

活动

练习使用测电笔

[例题选讲2]
一电能表表盘上标明“1200r/(KW.h)”,将某 用电器单独接在该表上.当用电器工作4min后,电 能表转盘转过55r.若用电器额定电压为220V,求 通过该用电器的电流?

55r, 说明该用电器消耗的电能 为多少?

以知条件哪些:
能否求出I?

W,U,t
I=W/Ut

有两个电阻R1 <R2 ,采用下列 几种方式分别接到电压为U的电源 上,接通电源后在相同时间内电流 做功最少的连接方式是( B ) A、R1与R2并联 B、R1与R2串联 C、只接入R1 D、只接入R2

如图是灯泡上 的铭牌,220V表 示?40W表示? 当灯两端的电压为110V时,该 灯的额定电压?额定功率?

实际电压?实际功率?

练习2.下面几个灯泡,都在其额定 电压下工作,其中亮度最大的是 A.“220V 25W” ( D ) B.“110V 40W” C.“36V 60W” D.“24V 100W”

练习3.为了使某电炉消耗的功率减 为原来的1/2,下列办法能用的是 ( B ). A.将电阻减为原来一半,电压不变

B.将电压、电阻都减为原来的一半 C.使电压减为原来一半,电阻不交 D. 电流减为原来的一半,电阻不变

2.电阻大的电热器功率大还是小?
2/R P=U 2R P=I

3.有 “220V25W”和“220V100W” 两盏灯,对下列情况作比较: (1)哪个灯的灯丝粗? 220V100W (2)正常工作时哪盏灯亮?220V100W (3)正常工作时电流之比是多少?1:4 (4)串联在220V的电路中 220V25W 哪盏灯较亮?
(5)串联后接到某电路中,电路两端允 许加的最大电压是多少? 275V

4.在a,b间接一个 “6V 1W”灯,闭合 S后,灯泡恰好正常发光,若在a,b间换 上一个 “6V 2W”的灯泡,闭合开关S 后,灯消耗的电功率____2W(填>, <, =) <

5. 标有“6V 3W”的灯泡L1和标有

“9V 3W”的灯泡L2串联起来接 在电源上,发现一只灯泡正常发 光,另一只灯泡发光较暗,求: (1)电路消耗的总功率;(2)电源 L2 电压 L1

U

6.甲、乙两灯分别标有“12V 36w”和“24V 18W”字样,若 将两灯串联后接在36V的电源 上,则( D ). A.甲、乙两灯均能正常发光 B.甲、乙两灯一样亮 C.甲灯很亮,可能烧坏 D.乙灯很亮,可能烧坏

7.灯泡L标有“2.5V 1.25W”字 样,变阻器R的最大阻值为40Ω, 电压表只有0—3V的量程.闭合 开关后,当滑动变阻器接入电路 的阻值为4Ω时,小灯泡L恰好正 常发光.求:(1)电源电压;(2)小 灯泡在此电路中的最小功率.
V R
S

L

8.某一用电器标有“12V 12W” 的字样,把它与另一电阻R串联后 接在18V的电源上,使该用电器恰 好正常工作,则电阻R上消耗的电 功率是多少? 9.如图电路,R1消耗的电 功率为6W,通过R2电流 1min做了180J的功,电 流表的示数为15A,求R1 和R2的阻值。
R1 R2 A U

电功率
实验与设计

1、在“测量小灯泡电功率”的实验中,已知小灯泡的额 定电压为2.5伏,额定功率约为1瓦. (1)此实验原理是___________. P=UI 电源,电压表,电流表,滑动变阻器,灯泡,开关,导线 (2)实验器材有___________________________________ (3)某同学在连接实验电路时还有导线没接上,请你将电 路连接好,要求闭合开关后,滑动变阻器滑片向右移动时,灯泡 变亮.

1、在“测量小灯泡电功率”的实验中,已知小灯泡的额 定电压为2.5伏,额定功率约为1瓦. (1)此实验原理是___________. P=UI 电源,电压表,电流表,滑动变阻器,灯泡,开关,导线 (2)实验器材有___________________________________ (3)某同学在连接实验电路时还有导线没接上,请你将电 路连接好,要求闭合开关后,滑动变阻器滑片向右移动时,灯泡 变亮.

(4)根据实物图画出电路图
V A

(5)若电源电压为6伏,现滑动变阻器有“10欧姆1.5安培”和 20欧姆1安培 “20欧姆1安培”两种规格,那么实验中应选用规格为_____

______ 滑动变阻器. (6)某同学正确连接电路后闭合开关,发现电压表的示数 为2伏,为了测小灯泡的额定功率,下一步应该进行的操作 向右移动滑片使电压表的示数为2.5V 是____________________________________,若此时电流表 1.2W 的示数为0.48安培,则该灯的额定功率为______;若移动滑动 1.875W 变阻器使电流表示数为0.6安培,则该灯的实际功率为_______, (假设灯丝的电阻不变)额定功率_______(选填变大、变小、 不变 不变)

(7)在实验过程中,小明发现闭合开关后,小灯泡发光很暗,但无 论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表、电压表示数都不变 将滑动变阻器下面两个接线柱接入电路 化,原因是_____________________________________

(8)如果正确连接电路,闭合开关后发现灯泡发光但很暗,无论 怎样移动滑片时, 电压表示数都达不到额定电压,其原因是 电源电压不足 ___________________ (9)如果发现闭合开关后,移动滑动变阻器滑片时,发现灯泡变 亮时,电压表示数变小,发现灯泡变暗时,电压表示数变大,其 电压表与滑动变阻器并联 原因是___________________________ (10)某同学连接电路后,闭合开关时发现小灯泡特别亮,原因可 没有将滑片移到最大阻值处,电源电压太大等 能是_____________________________________________
(11)若做实验时刚一试触,发现电流表的指针迅速摆动到最大 电源电压太大,灯泡和变阻器被短路等 刻度,其可能原因是_________________________________

(12)某同学连接电路后,闭合开关时发现小灯泡不亮,电流表无 灯泡出现断路 示数,但电压表有示数,试分析原因可能是______________ 连接电路时将两电表位置对调了 ______________________________

A V

(13)电路刚连接好,发现没闭合开关灯泡就发光并且电流表和 电压表就有了正常的示数,闭合开关后灯熄灭,电流表示数 开关与小灯泡并联 变大,而电压表示数变为0,其原因是____________________

(14)某同学通过实验测得数据如下表:

次数

物理量 电压U/V 电流 I/A 电阻R/? 电功率平均
值P/W

1 2 3

2.0 2.5 3.0

0.9 0.2 0.22

(1)在整理数据时发现有一次数据明显有误,请指出并说明原因 (2)利用测得的电压和电流值计算出电阻,发现每次电阻并不相 灯泡电阻随温度的变化而变化 等,其原因是________________________________ (3)表格设计中哪一栏不合理,并说明原因 “电功率平均值”一栏设计不合理,灯泡电功率随实际 电压变化而变化, 所以不能取平均值.

(4)在对错误的数据进行重新测量后,该同学 又测量了多组数据,并描绘出了I与U的关 系图象,下面的图象正确的是( D )
I I I I

O A

U O B

U O C

U O U1 2U1 U D

2、某同学在做“测定小灯泡功率”实验中,所用电 源电压是6V,小灯泡的额定电压为3.8V,在实

验时,他发现 电压表0~15V量程坏了,而0~3V量程完好,实验所用其它 器材完好无损,在不更换器材的条件下,该同学设计了一 个实验方案,测出了小灯泡的额定功率.(电流表内阻忽 略不计) 要求: (1)画出该同学设计的实验电路图; (2)简述实验操作步骤; (3)简要说明小灯泡正常发光的理由.
V

L
A

R1

3、给你一个阻值为10欧姆的电阻、电源(电压未知) 滑动变阻器、开关各一个,电流表两个,导线若 干,你能测出一个标有“3伏 ?瓦”灯的额定功率 吗?画出电路图并简述实验步骤,最后写出额定 功率的表达式。

L
A2 A1

R1

R2

4、某同学利用电源、电流表、电压表、开关、标 有“50欧姆 2安培”字样的滑动变阻器和若干导线测定 小灯泡的额定功率。其中灯泡上所标“0.3安培”字样 清晰可见,电压表0—15伏档损坏,小灯泡的额定功率 约为1.5瓦左右.该同学实验步骤正确,当闭合开关时, 电压表和电流表的示数分别为2伏和0.2安培,接着他边 思考边实验,直到小灯泡正常发光,这时滑动变阻器的 滑片恰好在中点上(即变阻器接入电路的电阻为25欧姆) (1)画出小灯泡正常发光时的电路图. (2)求出小灯泡的额定功率
R1 L
A

测电阻 相同点
三次测量目的

测电功率

电路图、 实验器材、 方法、 测量次数、 步骤、电压表.电流表的使用规则
减小误差 不同电压下的功率

不 同 点

观察内容
公式 R=U/I

灯泡的发光亮度
P=UI

表格
电压表、电流 表量程选择的 根据 ①电源电压②电源 ①灯泡的额定电压 电压和电阻 ②灯泡的额定状态

? 如图灯L上标有“6V4W”字样,与 变阻器串联后接在8V的电源上, 为了不让灯烧坏,则变阻器接入电 路的电阻最小为多少?若灯泡在电 路中的最小功率为0.25W,则变阻 器的阻值范围是多大?(假设灯丝电 阻不变)

? 有两个额定电压相同的小灯泡,串联起来 接到电源上,亮度不同。在分析二个灯泡 的额定功率的大小时,要做以下分析: ? ①从关系式P=I2R可以知道; ? ②校亮灯泡的电阻较大; ? ③在相同电压下工作时,灯泡的电功率 和它的电阻成反比; ? ④从关系式P=U2/R可以知道; ? ⑤串联时流过两个灯泡的电流相同; ? ⑥所以,串联时那个较暗灯泡的额定功 率较大 ? 请你将最合理的排序排出来


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