【聚焦中考】2016年中考物理 第20讲 电功 电功率课件 新人教版

电功电功率第二十讲1．知道电功和电能，并能结合生活、生产中的实例进行说明，能运用关系式W＝UIt进行简单的计算。2．理解电功率的概念，并能运用关系式P＝UI进行简单的计算。3．能举例说明用电器的额定功率和实际功率的物理意义。4．理解电流的热效应，并能解释生产和生活中的现象；会用焦耳定律进行电热计算。一、电能1．电功：电流通过某段导体所做的功叫电功，消耗电能的过程即电流做功的过程，实质上是将电能转化为__________能的过程。可以用公式W＝UIt计算电功的大小，推导公式有2．电能(电功)：国际主单位是_________，符号____，日常生活中常用单位是____，物理学中叫______________，1kW·h＝______________J。3．电能表：俗称电度表，是测量________________的仪表。其他形式焦耳(焦)J度千瓦时(kW·h)3.6×106电能(电功)①电能表的表盘上某段时间的始、末两次读数之差即为这段时间内消耗的电能，单位是kW·h，表盘上最右一位数字是小数点后的数字；②计算电功公式W＝Pt＝UIt是普遍适用的公式，由定义式W＝UIt和欧姆定律I＝UR，可以推导两个式子：W＝U2Rt(方便于并联电路)和W＝I2Rt(方便于串联电路)。③无论串联还是并联，电路的总功W总＝W1＋W2＋…＋Wn。二、电功率4．电功率：反映电流做功__快慢__的物理量，电功率等于__电功__与__时间__之比。5．电功率公式：P＝__Wt__＝__UI__，若是纯电阻电路，由欧姆定律可得变形公式P＝__I2R__或P＝__U2/R__。6．单位：国际主单位是__瓦特(瓦)__，另一个单位是__千瓦(kW)__，二者换算关系是__1_kW＝103_W__。7．额定电压和额定功率：额定电压是指用电器在__正常工作__时的电压，额定功率是指用电器在__额定__电压下的电功率，与实际电压、实际功率的关系如下：P实＝(U实U额)2·P额若U实＝U额时，则P实__＝__P额，用电器正常工作；若U实＜U额时，则P实__＜__P额，用电器不能正常工作；若U实__＞__U额时，则P实＞P额，损坏用电器。①灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的；②用电器的P额、U额具有唯一性、对应性，而用电器的U实、P实有很多个，且U实、P实具有同体性、同时性。三、焦耳定律8．电流的热效应：电流通过导体时电能转化为热能的现象。例如利用电热工作的用电器有电饭锅等。9．焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟_______________成正比，跟导体的______成正比，跟____________成正比。用公式表示为：Q＝______，电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，则有：Q＝W。10．生活中要注意防止电热造成的危害。例如短路易引起火灾等。电流的平方电阻通电时间I2Rt①电热挡位的判定方法：由P＝U2R，在电源电压U一定时，电阻越小，电功率越大，为高温挡位，反之，为低温挡位；②纯电阻电路，串联电路：U1U2＝W1W2＝P1P2＝Q1Q2＝R1R2，并联电路：I1I2＝W1W2＝P1P2＝Q1Q2＝R2R1。1．(2013，安徽)如图，小灯泡L1和L2均标有“1.5V0.3A”字样，AB两端的电压U＝1.5V。开关S断开时，通过L2的电流为_____A。闭合开关S，两只小灯泡消耗的总功率为____W。2．(2013，阿坝州)如图所示，定值电阻R＝20Ω。断开开关S时，电流表示数为0.2A；闭合开关S时，电流表示数为0.6A，则灯泡L的电阻为____Ω；开关S断开时，通电10s，电流通过灯泡L所做的功为____J。0.30.940163．(2014，临沂)如图为一只“6V1.5W”小灯泡的电流随电压变化的关系图象。若把这样的三只灯泡串联起来，接在12V的电源两端，则此时每只灯泡的电阻及实际功率为()A．24Ω0.67WB．20Ω0.8WC．24Ω0.96WD．20Ω0.67WB4．(2014，兰州)如图所示，滑动变阻器R2的最大阻值是20Ω，当滑片P移到B端时，闭合开关S，R1两端的电压为2V，电流表的示数为0.2A，电源电压保持不变。求：(1)R1的阻值；(2)电源电压U；(3)滑片P移动过程中，R1消耗的最大功率。解：(1)10Ω(2)6V(3)3.6W5．(2013，安庆)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。表盘上“1600imp/(kW·h)”表示每用电1kW·h指示灯闪烁1600次。根据表盘上的信息，回答下列问题。(1)该同学上个月共用电多少？(2)该同学家同时使用的用电器总功率不得超过多少？(3)若只让一个标有“220V484W”的电热器工作3min，观察到电能表的指示灯闪烁了32次，则该同学家的实际电压是多大？(设电热器的电阻不变)解：(1)95kW·h(2)2200W(3)200V【例1】(2013，扬州)今年6月，我国空调“能效比”实行新的等级标准，空调制冷“能效比”EER是指空调制冷量与制冷时消耗的电功率比。小明家需要一台制冷量为3200W的空调，若选“能效比”为3.2的空调，则制冷消耗的电功率为____W；若选“能效比”为4.0的空调，工作1h将比原空调节约电能____kW·h。【解析】根据能效比的含义，求出制冷量为3200W的空调制冷消耗的电功率P1＝＝1000W；再求出能效比为4.0空调的电功率P2＝＝800W；两者功率的差值即为节约的电功率，利用W＝Pt求出工作1h节约的电能△W＝△Pt＝(1000W－800W)×1h＝0.2kW·h。【答案】3200W3.2电能3200W410000.2【变式题1】(天津中考)如图是某同学家中的电能表，现用它测量一只灯泡的实际功率。他关掉其他用电器只让该灯泡工作，电能表转盘转过30转用时10min。这段时间灯泡消耗的电能是______kW·h，灯泡的实际功率是____W。0.0160【例2】(2013，鄂州)“赛龙舟”是端午节里的传统节目。小安同学自制了一个卡通龙舟，她想用亮度可调节的红、绿灯做它的眼睛。她选用规格为“12V6W”的红灯和“12V12W”的绿灯及“24Ω2A”的滑动变阻器等元件设计了如图电路。当闭合开关S、S1、S2，且滑动变阻器的滑片P移至b端时，两灯都正常发光(电源电压不变，不考虑灯丝电阻的变化)。求：(1)两灯都正常发光时电流表的示数为多少？(2)该电路中最大电功率和最小电功率分别为多少？与电功率有关的计算【解析】(1)当S、S1、S2都闭合，滑片P移至b端时，两灯并联且都正常发光，此时电源电压等于灯的额定电压，电流表的示数等于通过两灯的电流之和，两灯的电流分别由P＝UI公式求得；(2)由P＝U2/R可知，U一定，电路中总电阻R最小时功率最大，两灯并联且滑片P在b端时电路的总电阻最小，此时两灯正常发光，最大功率为两灯的额定功率之和；R最大时，功率最小，电阻较大的红灯与滑动变阻器全值串联电阻最大，功率最小，由P＝计算出最小功率。U2R【答案】(1)I＝I红＋I绿＝P红U红＋P绿U绿＝6W12V＋12W12V＝1.5A(2)两灯并联且滑片在b端时，电路总电阻最小，功率最大，最大功率Pmax＝P红＋P绿＝12W＋6W＝18W，电阻较大的红灯与滑动变阻器全值串联，电阻最大，功率最小，R红＝U红2P红＝（12V）26W＝24Ω，R＝R红＋R1＝48Ω，Pmin＝U2R＝（12V）248Ω＝3W。【变式题2】(2013，岳阳)如图所示的电路中，电源电压恒为6V。(1)当开关S1闭合，S2、S3断开时，电流表示数为0.3A，求R的阻值。(2)闭合开关S1、S3，断开S2时，小灯泡正常发光，电流表示数为0.9A，求通电10s灯泡消耗的电能。(3)闭合开关S2，断开S1、S3时，求小灯泡的实际电功率(假设小灯泡的电阻不变)。解：(1)20Ω(2)36J(3)0.4W【例3】(2013，扬州)右表是小明家电热水壶的铭牌。求：(1)电热水壶的电阻。(2)将1kg水从20℃加热到100℃，水吸收的热量。(3)要放出这些热量，电热水壶正常工作的时间[不计热量损失，c水＝4.2×103J/(kg·℃)]。【解析】(1)已知电热水壶的额定功率和额定电压，根据公式R＝U2/P可求电热水壶的电阻；(2)知道水的质量、水的比热容和水温的变化，利用Q吸＝cm(t－t0)求出水吸收的热量；(3)不计热量损失时，根据Q＝W＝Pt求出放出这些热量电热水壶工作的时间。电热的利用【答案】(1)根据R＝U2/P可得，电热水壶的电阻R＝U2/P＝(220V)2/1000W＝48.4Ω(2)水吸收的热量Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃－20℃)＝3.36×105J(3)不计热量损失时，根据Q＝W＝Pt可得，电热水壶正常工作的时间t＝W/P＝Q吸/P＝3.36×105J/1000W＝336s。【变式题3】(2012，宿迁)某电饭锅内有R0＝44Ω、R＝2156Ω的两根电热丝，将它接入电路，如图所示。当S分别置于“1”挡和“2”挡时，____挡是保温状态；当S接“2”挡时，电路中的电流大小是____A，通电100s电路产生的热量是______________J。151.1×105探究电流产生的热量跟哪些因素有关1．整个实验用到了控制变量法，也用到了转换法，通过温度计示数的变化来反映电热的多少；2．实验中被加热的液体用煤油的目的是煤油的比热容小，在相同条件下吸热温度升高较快，便于进行电流放热多少的观察。【例4】(2014，泸州)如图所示是探究焦耳定律的实验装置图，除灯丝电阻R甲R乙外，其余条件均相同。开关闭合，电路接通后，下列对甲、乙两瓶的对比分析和判断，正确的是()A．因为通过两种电阻丝的电流相等，所以两电阻丝两端的电压相等B．因为通过乙瓶电阻丝的电流大，所以乙瓶的温度计示数变化快C．因为甲瓶中煤油的比热容要小，所以甲瓶的温度计示数变化快D．因为甲瓶中电阻丝产生的热量多，所以甲瓶的温度计示数变化快【解析】本题是探究电流产生的热量跟电阻的关系，应用的是控制变量法。根据焦耳定律Q＝I2Rt，R甲和R乙是串联的，在电流I和通电时间t相同时，R甲R乙，所以R甲产生电热多，故甲瓶的温度上升较快。【答案】D一、方法技巧纯电阻电路与非纯电阻电路中的公式应用种类公式物理量纯电阻电路(电能全部转化为热)非纯电阻电路(电能只有少部分转化为热)电能W＝UIt＝Pt＝I2Rt＝U2RtW＝UIt＝Pt电功率P＝Wt＝UI＝I2R＝U2RP＝Wt＝UI电热Q＝I2Rt＝UIt＝U2RtQ＝I2Rt发热功率P热＝I2R＝Wt＝UI＝U2RP热＝I2R二、常见易错现象①关于公式W＝Pt的计算单位易错(国际主单位分别是J、W、s；常用单位分别是千瓦时、千瓦、小时)；②应用公式不注意条件易错(根据P＝UI，P与U成正比的条件是I一定，如果R一定，根据P＝U2R可得出P与U2成正比)；③不能正确区分实际功率和额定功率(已知两灯的额定电压U额、额定功率P额，则电阻R＝U额2P额；两灯串联在U额的电路中，P实＜P额)；④在计算电热时，易得出Q＝W的错误结论(在纯电阻电路中，Q＝W；在非纯电阻电路中，Q＜W，计算电热只能用焦耳定律)。【例5】把标有“36V15W”的甲灯和标有“36V5W”的乙灯串联后接在电压是36V的电路中，则()A．因为甲灯额定功率较大，所以甲灯较亮B．因为通过它们的电流相等，所以一样亮C．因为甲灯的电阻较小，所以甲灯较亮D．因为乙灯实际功率较大，所以乙灯较亮【解析】由公式R＝可知，R甲＜R乙，甲、乙两灯串联接入36V的电路中，根据P＝I2R可知，电流相等，R甲＜R乙，所以P甲＜P乙，乙灯实际功率较大，所以乙灯较亮。【答案】U2PD【答案】【例6】有一台“220V100W”的洗衣机，由于使用不当，造成电动机卡死，电动机由于温度升高而烧坏。已知这台电动机内的线圈阻值为2Ω，则这台洗衣机正常工作2min消耗多少电能？电动机被卡死时，2min内产生多少热量？【解析】由于电动机正常工