（安徽专用）2019中考物理高分一轮 第17单元 电能 电功率课件

第17课时电能电功率𝑈2𝑅考点知识聚焦考点一电功与电能电功用电照明时,电能转化为①能;用电取暖时,电能转化为②能;电梯运行时,电能主要转化为③能;电镀物品时,电能转化为④能定义:当电能转化为⑤的能时,我们就说电流做了功,用字母⑥表示单位:焦(J),生活中常用千瓦时(俗称“度”)表示,符号是kW·h。单位换算:1kW·h=⑦J计算:W=⑧,推导公式:W=t,W=I2Rt(推导公式只适用于纯电阻电路)光内机械化学其他形式W3.6×106UIt𝒏𝒏𝟎考点知识聚焦电能表用来测量用电器在一段时间内消耗电能多少的仪表图甲中“220V”表示这个电能表应该在220V的电路中使用;“10(20)A”表示这个电能表的标定电流为10A,额定最大电流为20A;“2500r/(kW·h)”表示接在这个电能表上的用电器每消耗1kW·h的电能,电能表的转盘转过⑨转计量方法某段时间内消耗的电能等于电能表前后两次示数之差,即W=⑩,图乙所示消耗的电能为kW·h利用表盘转数计算,即W=kW·h(n为电能表某段时间的转数,n0为每消耗1kW·h的电能,电能表表盘的转数)2500W2-W1164.3𝑼𝟐𝑹𝑾𝒕定义把电流在某段时间内跟这段的比叫作电功率,用字母表示意义表示电流做功的物理量(或表示用电器消耗电能的物理量)单位瓦特,简称,符号;1kW=W公式定义式P=计算式P=推导式P==考点知识聚焦考点二电功率所做的电功时间P快慢快慢瓦W1000UII2R𝐼实2𝑈实2𝑅考点知识聚焦额定电压、额定功率额定电压:用电器工作时的电压;额定功率:用电器在电压下工作时的电功率;灯泡“PZ220V60W”表示这个灯泡的额定电压为V,额定功率为W实际功率的计算P实=U实I实;电阻不变时,P实=R=,=𝑈额2𝑃额𝑈实2𝑃实正常额定22060𝑈2𝑅考点三焦耳定律考点知识聚焦内容电流通过导体产生的热量跟成正比,跟成正比,跟成正比基本公式Q=(普遍适用)推导公式Q=W=Pt=UIt=t(纯电阻电路中使用)电流的二次方导体的电阻通电的时间I2Rt例1[2018·禹会区二模]某同学忘记将家中电视机的电源关闭,电视机处于屏幕保护状态,出门前他家电能表的示数如图17-1所示,10天后他回到家中,电能表的示数为1574.7kW·h,这段时间电视机消耗了kW·h的电能,这些电能可以使规格“5V,10W”的灯泡正常工作s。热点考向探究探究一电功、电能的计算及单位换算图17-12.48.64×105[解析]由图示电能表可知,电能表示数为1572.3kW·h,这段时间电视机消耗电能:W=1574.7kW·h-1572.3kW·h=2.4kW·h=8.64×106J。这些电能可以使规格“5V,10W”的灯泡正常工作的时间:t=𝑊𝑃=8.64×106J10W=8.64×105s。【变式1】[2018·阜阳三模]小明家中的电能表如图17-2所示,从表盘信息可知,当家里只有电水壶工作时,电能表转盘在1min内转60转,则电水壶的电功率为W。热点考向探究图17-21000【变式2】[2018·全椒一模]某品牌手机锂电池上面标明电压为4.2V,容量为3600mA·h,他充满电后存储的电能,可供手机待机72h,则手机的待机功率为W。热点考向探究0.21[解析]手机锂电池储存的电能:W=UIt=4.2V×3600×103A×3600s=54432J,手机的待机功率:P=𝑊𝑡=54432J72×3600s=0.21W。例2[2018·安庆二模]如图17-3甲所示为亮度可以调节的小台灯电路。电源电压为24V,灯泡的额定电压为24V,通过灯泡的电流跟其两端电压的关系如图乙所示。灯泡的额定功率是W,调节滑动变阻器R,使灯泡的实际功率为3.6W,此时滑动变阻器R连入电路的阻值是Ω。热点考向探究探究二图像类的判断与计算图17-39.640【变式】[2018·瑶海一模]标有“6V1.5W”的小灯泡,通过它的电流随两端电压变化的关系如图17-4所示,若把这样的三只灯泡串联起来,接在12V的电源两端,灯泡的电阻及实际功率约为Ω、W。热点考向探究图17-4200.8热点考向探究探究三电功率的相关计算例3[2018·长丰县三模]小明研究了家里的智能电热马桶盖(如图17-5甲所示),设计出如图乙所示的便座加热电路,R1和R2是两个定值电阻(表示两个电热丝),单刀双掷开关S2可接a或b,该电路通过开关S1和S2的不同接法组合实现“高温挡、中温挡、低温挡”三种加热功能(见下表),求:(1)R1和R2的阻值。(2)求出表中的“P3”。(3)不使用其他用电器,只让便座加热电路以高温挡工作5min,标有“2400imp/(kW·h)”的电能表指示灯闪烁了15次,此过程中消耗的电能为多少焦,电路中实际功率为多少。图17-5S1断开断开闭合闭合S2接b接a接a接b功率Pb=0P1=20WP2=40WP3热点考向探究解:(1)由电路图和表格可知,当开关S1闭合、S2接a时,电路为R1的简单电路,此时P2=40W,由P=UI=𝑈2𝑅可得,R1的阻值:R1=𝑈2𝑃2=(220V)240W=1210Ω。当开关S1断开、S2接a时,R1和R2串联,此时P1=20W,此时电路中的总电阻R=𝑈2𝑃2=(220V)220W=2420Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以R2的阻值:R2=R-R1=2420Ω-1210Ω=1210Ω。解:(2)由图可知,当开关S1闭合、S2接b时,R1与R2并联,因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,由等值电阻并联的规律可得,此时电路中的总电阻:R'=𝑅12=1210Ω2=605Ω。则P3=𝑈2𝑅'=(220V)2605Ω=80W。热点考向探究(2)求出表中的“P3”。图17-5S1断开断开闭合闭合S2接b接a接a接b功率Pb=0P1=20WP2=40WP3S1断开断开闭合闭合S2接b接a接a接b功率Pb=0P1=20WP2=40WP3[答案](3)由(2)和上表中数据知,当开关S1闭合、S2接b时,R1与R2并联,此时功率为80W,为高温挡,电能表上标有“2400imp/(kW·h)”的字样,表示电能表每闪烁2400次耗电1kW·h,则电能表指示灯闪烁了15次,消耗的电能为W=12400kW·h×15=152400×3.6×108J=2.25×104J,以高温挡工作5min,则实际功率为P实=𝑊𝑡=2.25×104J5×60s=75W。热点考向探究(3)不使用其他用电器,只让便座加热电路以高温挡工作5min,标有“2400imp/(kW·h)”的电能表指示灯闪烁了15次,此过程中消耗的电能为多少焦,电路中实际功率为多少。图17-5【变式1】[2018·安庆三模]如图17-6所示为电饭锅的原理图,当控制开关闭合时电饭锅处于加热煮饭状态,此时功率为1000W,饭熟后,控制开关自动断开,电饭锅处于保温状态。若此时电饭锅的总功率为100W,(假设电阻值不随温度的变化而变化)则电热丝的电阻为Ω,保温器的电阻为Ω。热点考向探究图17-648.4435.6【变式2】[2018·芜湖二模]如图17-7所示,电源电压保持不变,小灯泡L1、L2分别标有“6V3W”和“6V6W”的字样,滑动变阻器R的阻值变化范围为0~12Ω,当S1、S2和S3都闭合,滑动变阻器的滑片滑到a端时,两灯都正常发光。不考虑温度对灯丝电阻的影响,则()A.电源电压为12VB.两灯都正常发光时电流表的示数为3AC.整个电路的最小功率是2.25WD.整个电路的最大功率是12W热点考向探究图17-7C热点考向探究探究四焦耳定律例4[2018·阜阳三模]利用导线传输电能时,因为导线也有一定的电阻,故电流通过导线时一般会产生热量,这些热量没有被利用,故造成电能浪费。(1)为节约电能,通常远距离输电采用高压输电(输电过程如图17-8所示)。试从理论上推导分析说明采用高压输电的科学道理。(设输电线全部电阻用R线表示,发电厂输出功率不变。)(2)一台直流电动机,标有“36V24W”字样,用电表测得它内部线路的电阻为2Ω。当这个电动机正常工作的时候,它的效率是多少?(结果保留一位小数)图17-8解:(1)由P=UI可得,输电线路中的电流:I=𝑃输出𝑈,输电线路损失的电能:Q=I2R线t=(𝑃输出𝑈)2R线t,因P输出不变,R线不变,所以,当t相同时,U越大、Q越小,电能损失得越少。热点考向探究图17-8热点考向探究(2)一台直流电动机,标有“36V24W”字样,用电表测得它内部线路的电阻为2Ω。当这个电动机正常工作的时候,它的效率是多少?(结果保留一位小数)[答案](2)电动机正常工作时的电流:I=𝑃电𝑈=24W36V=23A,内部线路电阻消耗的电功率:P热=I2R=(23A)2×2Ω=89W,输出的机械功率:P机械=P电=P热=24W-89W=2089W,电动机的效率:η=𝑃机械𝑃电×100%=2089W24W×100%≈96.3%。【变式】[2018·马鞍山二模]一台电动机正常工作时,两端的电压为220V,通过线圈的电流为10A。若此线圈的电阻为2Ω,则这台电动机1min内产生的热量是J,这台电动机的效率是。热点考向探究[解析]这台电动机1min内产生的热量:Q=I2Rt=(10A)2×2Ω×60s=1.2×104J。电动机的总功率:P总=UI=220V×10A=2200W,线圈消耗的功率:P圈=I2R=(10A)2×2Ω=200W,输出功率:P出=P总-P圈=2200W-200W=2000W,这台电动机的效率:η=𝑃出𝑃总×100%=2000W2200W×100%=90.9%。1.2×10490.9%热点考向探究突破1伏安法测量小灯泡的电功率【实验梳理】实验突破实验原理P=UI实物图与电路图热点考向探究电路连接开关:连接电路时,开关要断开。滑动变阻器:滑动变阻器“一上一下”接入电路,且开关闭合前,滑片要移到阻值最大处。电表:①电流表与小灯泡串联,电压表与小灯泡并联;②电流从正接线柱流入,负接线柱流出;③电压表的量程由小灯泡的额定电压决定,电流表的量程由小灯泡的额定电流决定滑动变阻器的作用改变灯泡两端的电压和保护电路。连接电路无误后,移动滑片的位置,同时眼睛观察电压表的示数,当电压表的示数达到额定电压时,停止移动滑片,并记下电流表的示数,利用公式即可求出灯泡的额定功率热点考向探究电路故障分析电表示数异常的原因:①电流表无示数:与电流表串联的电路断路(或电流表被短路或断路);②电流表指针满偏:电流表所选量程太小或与之串联的电路发生短路;③电压表无示数:小灯泡发生短路(或电压表短路或断路,或与电压表并联的电路以外部分断路);④电压表示数接近电源电压:小灯泡发生断路,或滑动变阻器短路。小灯泡不亮的原因:①电路完好,灯不亮:滑动变阻器连入电路的阻值太大,移动滑片观察小灯泡是否发光;②电路故障,灯不亮:小灯泡断路或短路,根据电表示数判断。移动滑片,电表示数不变的原因:滑动变阻器同时接两个上接线柱或同时接两个下接线柱多次测量的目的测出小灯泡在不同电压下的实际功率并比较、探究电功率与电压的关系及小灯泡亮度的变化规律(小灯泡实际电压不同,小灯泡的实际功率理应不同,求平均值没有意义)热点考向探究设计表格图像分析小灯泡的U-I图像是曲线,原因是灯丝电阻随温度的升高而增大实验结论不同电压下,小灯泡的功率不同,实际电压越大,小灯泡的功率越大;小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定,实际功率越大,小灯泡越亮实验评估小灯泡额定电压为3.8V时,电压表读数不准确;若电源电压为6V,可将电压表改接在滑动变阻器两端,来减小实验误差序号U/VI/AP/W123例1在“测量小灯泡的电功率”实验中,选用器材如下:2节干电池、额定电压为2.5V的小灯泡(额定功率小于1W)、电流表、电压表、滑动变阻器(“20Ω1A”)、开关和导线,如图17-9甲所示是小明没有连接完整的电路。热点考向探究图17-9[答案](1)如图所示[解析](1)