（安徽专用）2019中考物理高分一轮第17单元电能电功率课件.pptx

1、第 17 课时 电能 电功率,考点一 电功与电能,光,内,机械,化学,其他形式,W,3.6 106,UIt,2500,W2-W1,164.3,考点二 电功率,所做的电功,时间,P,快慢,快慢,瓦,W,1000,UI,I2R,正常,额定,220,60,考点三 焦耳定律,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1574.7 kWh,这段时间电视机消耗了 kWh的电能,这些电能可以使规格“5 V,10 W”的灯泡正常工作 s。,探究一

2、电功、电能的计算及单位换算,图17-1,2.4,8.64105,【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1 min内转60转,则电水壶的电功率为 W。,图17-2,1000,【变式2】 2018全椒一模 某品牌手机锂电池上面标明电压为4.2 V,容量为3600 mAh,他充满电后存储的电能,可供手机待机72 h,则手机的待机功率为 W。,0.21,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24 V,灯泡的额定电压为24 V,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

3、是W,调节滑动变阻器R,使灯泡的实际功率为3.6 W,此时滑动变阻器R连入电路的阻值是 。,探究二 图像类的判断与计算,图17-3,9.6,40,【变式】 2018瑶海一模 标有“6 V 1.5 W”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12 V的电源两端,灯泡的电阻及实际功率约为、 W。,图17-4,20,0.8,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

4、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5 min,标有“2400 imp/(kWh)”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,(2)求出表中的“P3”。,图17-5,(3)不使用其他用电器,只让便座加热电路以高温挡工作5 min,标有“2400 imp/(kWh)”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

5、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1000 W,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100 W,(假设电阻值不随温度的变化而变化)则电热丝的电阻为 ,保温器的电阻为 。,图17-6,48.4,435.6,【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“6 V 3 W”和“6 V 6 W”的字样,滑动变阻器R的阻值变化范围为012 ,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12 V B.两灯都正常发光

6、时电流表的示数为3 A C.整个电路的最小功率是2.25 W D.整个电路的最大功率是12 W,图17-7,C,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“36 V 24 W”字样,用电表测得它内部线路的电阻为2 。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1

7、7-8,图17-8,(2)一台直流电动机,标有“36 V 24 W”字样,用电表测得它内部线路的电阻为2 。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),【变式】 2018马鞍山二模 一台电动机正常工作时,两端的电压为220 V,通过线圈的电流为10 A。若此线圈的电阻为2 ,则这台电动机1 min内产生的热量是J,这台电动机的效率是 。,1.2104,90.9%,突破1 伏安法测量小灯泡的电功率 【实验梳理】,实验突破,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2.5 V的小灯泡(额定功率小于1 W)、电流表、电压表、滑动变阻器(“20 1

8、 A”)、开关和导线,如图17-9甲所示是小明没有连接完整的电路。,图17-9,(2)正确连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最(选填“左”或“右”)端。 (3)小明闭合开关后,移动滑片,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,则该电路故障可能是 。,图17-9,右,解析 (2)滑动变阻器的滑片应置于其接入电路的阻值最大端,此题中滑动变阻器滑片置于最右端时阻值最大。,灯泡断路,(4)小明排除故障后,正确操作时某次电压表的示数为2.2 V,要想测出小灯泡的额定电功率,接下来的操作是 。 当灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,其值为 A,小灯泡的额定功率为 W。,图17-9,0.26

9、,解析 (4)由题图乙可知,灯泡正常发光时,电流表的示数为0.26 A,小灯泡的额定功率P额=I额U额=0.26 A2.5 V=0.65 W。,0.65,将滑片向左移动,再利用P=UI计算,使小灯泡两端的电压为额定电压2.5 V,读取电流表的示数,【实验拓展】 (5)实验过程中,移动滑动变阻器的滑片的同时,眼睛应注视 。 A.电压表示数 B.电流表示数 C.滑动变阻器滑片,A,解析 (5)实验操作时手移动滑片,同时要眼盯电压表。,(6)如图17-10所示的电路中(R阻值已知),无电压表也能测出小灯泡额定功率的是 。,图17-10,C,(7)根据实验数据,小明画出了I-U图像,如图17-11所示

10、。结合图中的信息思考:采用控制变量的方法是否能做“探究电流与电压的关系”的实验,试说明理由: 。,图17-11,解析 (7)探究电流与电压的关系,需要控制电阻不变,灯泡电阻随着温度的升高而增大,并不是定值,所以不能用来探究电流与电压的关系。,不能,灯泡电阻随着温度的升高而增大,并不是定值,(8)同组小磊的实验记录和有关计算如下表所示: 根据表格设计和有关数据完成下列问题。 由第1次实验数据求得小灯泡电阻值为 。 小磊把三次测量的电功率求出的平均值当成了小灯泡的额定功率,他认为这样可以减小误差,你认为他的做法是 (选填“正确”或“错误”)的。判断理由是 。,9.375,错误,额定功率是指在额定电

11、压下工作时的功率,所以将不同电压下的电功率求平均值没有意义,小灯泡的电功率随电压的变化而变化,(9)若电源电压为6 V,小灯泡的额定电压为3.8 V,则电路需要改正的地方是 ,但实验的结果误差较大,理由是 。在不更换器材的情况下,为准确测量小灯泡的额定功率,写出你的实验操作过程: , ，小灯泡额定功率的表达式是 。,解析 (9)小灯泡的额定电压为3.8 V,所以电压表需要改用015 V量程;电压表选用015 V量程时,分度值为0.5 V,小灯泡的额定电压为3.8 V,量程过大,无法在电压表上准确读出3.8 V,所以不准确。,电压表需要改用015 V量程,电压表选用015 V量程,小灯泡的,额定

12、电压为3.8 V,量程过大,所以读数不准确,把电压表并联在滑动变阻器两端,选用03 V量程,移动滑片使电压表的示数为2.2 V,记下电流表示数I示,P=3.8 VI示,突破2 探究影响电流热效应的因素 【考点归纳】 被加热的物质选用空气或煤油的原因:空气受热膨胀明显,煤油比热容小,都能使实验现象明显。 选择被加热物质时需要保证物质的种类相同、质量相同、初温相同。 转换法的应用:通过U形管中液面高度的变化或温度计示数的变化反映电流通过导体产生热量的多少。 控制变量法的应用:a.探究电热与电流的关系时,控制电热丝的电阻值与通电时间相同,改变通过两电热丝的电流大小;b.探究电热与电阻的关系时,控制通

13、过电热丝的电流与通电时间相同,选择两电阻不同的电热丝;c.探究电热与通电时间的关系时,控制两电热丝的电阻和通过的电流相同,改变通电时间的长短。 多次测量的目的:使实验结论具有普遍性。 实验结论:电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比,与导体的电阻成正比,与通电时间成正比。,例2 小明和小红想利用如图17-12所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”,两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝,烧瓶A中的金属丝是铜丝,电阻比较小,烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝,电阻比较大。两瓶煤油中温度计可以显示煤油的温度。 (1)根据 法的研究思想,应该使这两个烧瓶中煤油的质量相等。 (2)小红问小明:“打开水龙头

14、就可以得到水,干吗不用水代替煤油?”对于这个问题,小明与他的同学给出了下列四种答案,你认为最合理的是 。 A.因为煤油有颜色便于观察 B.因为煤油有比较大的热值 C.因为煤油有比较小的密度 D.因为煤油有比较小的比热容,图17-12,控制变量,D,(3)实验中,小明和小红发现烧瓶B中温度计的示数升高得快,这表明:在电流和通电时间相同的情况下,导体的电阻越 ,产生的热量越多。 (4)小红把实验装置做了一些改动:在相同的烧瓶A、B中装满煤油,用细玻璃管代替温度计做实验,当煤油温度上升时,会看到细玻璃管内的液面明显上升,下列实验中也用到这种思想和方法的是 。 A.将不同的电阻丝分别接到同一电路中,通

15、过比较电流的大小来比较电阻的大小 B.将乒乓球靠近发声的音叉,通过乒乓球被弹开显示音叉在振动 C.让不同的纸团从相同高度同时下落,通过落地的先后判断运动的快慢 D.将小铁屑均匀撒在磁体周围,通过观察铁屑的分布情况来认识磁场的分布情况 (5)有许多家用电器是根据焦耳定律设计的,请举两个例子: ; 。,大,B,电饭锅,电烙铁,【实验拓展】 小静同学也设计了一套实验装置,如图17-13所示,通过这套装置也能探究电热的影响因素。 (6)两个透明容器中密闭了等量的空气,通过观察 感知电流通过电阻丝产生的热量的多少。 (7)小静用空气而不用水主要是因为 。,U形管中液面高度的变化,图17-13,空气受热膨

16、胀明显,实验效果好,(8)按图甲实验发现随着通电时间的延长,玻璃管A、B中的液面均逐渐上升,这表明 ;用图乙实验探究电流产生的热量跟 的关系,通电一段时间 (选填“左瓶”或“右瓶”)内的电阻产生的热量多。 (9)电炉丝工作时红得发热而与之相连的导线却几乎不热是因为。,在电阻和电流不变时,导体通电时间越长,电流通过导体产生的热量越多,电流,左瓶,通过电炉丝和导线的电流相同,但电炉丝电阻比导线电阻大,由Q=I2Rt得,电炉丝产生的热量更多,1. 2018安徽5题4分 图17-14中R1=4 ,R2=6 ,把它们并联在U=3 V的电路中,则R1和R2并联后的总电阻为;通电30 s,电阻R1消耗的电能

17、为 J。,考点一 电能的单位换算及相关计算,图17-14,2.4,67.5,2. 2016安徽9题2分 某电视机功率为100 W,若每天使用4 h,则每月消耗的电能为 kWh。(一个月按30天计算),12,3. 2015安徽7题4分 当天空中空气的湿度很大,两块云之间的电压很高时,原先不导电的空气就会变成导体,强大的电流可在瞬间通过天空,形成闪电。某次闪电的放电电流约1104 A,电压约1.8108 V,放电时间约0.01 s,则这次闪电释放的电能约 J,合 kWh。,1.81010,5000,4. 2013安徽21题8分 某家庭用一个标有“220 V 1000 W”字样的电热水器来烧水。该电

18、热水器正常工作20 min,可将质量为5 kg、温度为20 的水加热到60 。水的比热容为4.2103 J/(kg)。求这段时间内: (1)水吸收的热量。 (2)电热水器消耗的电能。 (3)电热水器的热效率。(水吸收的热量与消耗的电能之比叫热效率),解:(1)水吸收的热量: Q吸=cmt=4.2103 J/(kg)5 kg(60 -20 )=8.4105 J。,(2)电热水器消耗的电能。,解: (2)电热水器消耗的电能: W=Pt=1000 W2060 s=1.2106 J。,(3)电热水器的热效率。(水吸收的热量与消耗的电能之比叫热效率),1. 2016安徽17题3分 如图17-15所示的电

19、路中,电源电压保持6 V不变,灯泡L上标有“6 V 6 W”字样(灯泡电阻不变),开关S闭合后,在滑片P从b端向a端滑动的过程中,下列说法正确的是 ( ) A.灯泡两端的电压不断增大 B.通过灯泡的电流不断减小 C.灯泡消耗的电功率不断减小 D.灯泡消耗的电功率恒定不变,考点二 动态电路及电路故障分析,图17-15,答案A 解析 在滑片P从b端向a端滑动的过程中,由串联电路电压规律可知,并联部分分得的电压越来越大,即灯泡两端电压越来越大,故A正确;由欧姆定律I=可知灯泡中的电流越来越大,故B错误;由P=UI=I2R可知,灯泡消耗的电功率不断增大,故C、D错误。,2. 2015安徽16题3分 如

20、图17-16所示,两个灯泡L1、L2串联,闭合开关S,L1发光,L2不发光。发生这一现象的原因不可能的是 ( ) A.电源电压较低 B.L2发生了断路 C.L2发生了短路 D.L2实际功率很小,图17-16,答案B 解析 L1发光,L2不发光,说明电路中肯定没有断路,可能是灯L2短路,也可能是电源电压较低,导致L2的实际电功率过小,无法发光。,1. 2013安徽10题4分 如图17-17所示,小灯泡L1和L2上均标有“1.5 V 0.3 A”字样,A、B两端的电压U=1.5 V。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。,考点三 电功率的相关计算,图17-1

21、7,0.3,0.9,2. 2011安徽17题3分 如果加在某定值电阻两端的电压从6 V升高到10 V,通过该电阻的电流变化了0.1 A,则该电阻的电功率变化了 ( ) A.1.6 W B.4.0 W C.0.4 W D.3.4 W,3. 2012安徽22题8分 某同学家的电子式电能表上个月月初、月末的表盘如图17-18所示。表盘上“1600 imp/(kWh)”表示每用电1 kWh,指示灯闪烁1600次。根据表盘上的信息,回答下列问题: (1)该同学家上个月共用电是多少度? (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“220 V 484 W”字样的电热器工作3 m

22、in,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),图17-18,解:(1)该同学家上个月消耗的电能W=12614.6 kWh-12519.6 kWh=95 kWh=95度。,(2)该同学家同时使用的用电器总功率不得超过多少?,答案 (2)同时使用的用电器总功率不能超过电能表正常工作时的最大功率P=UI=220 V10 A=2200 W。,(3)若只让一个标有“220 V 484 W”字样的电热器工作3 min,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),4. 2015安徽23题9分 (1)如图17-19甲所示,

23、n个相同的电阻R并联,其总电阻可以用一个等效电阻R表示(如图乙所示),请根据并联电路中电流、电压的规律和欧姆定律推证:R=R。 (2)如图丙所示,A、B之间的电压U=220 V,通过导线为远处的M、N之间的用电器供电,由于距离很远,导线AM和BN的电阻不可忽略,它们的总电阻用图中的r表示,r=4 。若M、N之间并联10个阻值为R=400 的相同电阻,求通过导线AM的电流大小。 (3)试分析说明:在图丙所示的电路中,M、N之间并联的用电器越多,每一个用电器的实际功率越小。,图17-19,图17-19,(2)如图丙所示,A、B之间的电压U=220 V,通过导线为远处的M、N之间的用电器供电,由于距

24、离很远,导线AM和BN的电阻不可忽略,它们的总电阻用图中的r表示,r=4 。若M、N之间并联10个阻值为R=400 的相同电阻,求通过导线AM的电流大小。,图17-19,(3)试分析说明:在图丙所示的电路中,M、N之间并联的用电器越多,每一个用电器的实际功率越小。,图17-19,5. 2018安徽22题7分 一般家用电饭锅工作时有两种状态,分别是煮饭过程中的加热状态和米饭煮熟后的保温状态。图17-20为该种电饭锅的电路原理图,图中R1是一个电阻,R2是加热用的电阻丝,U为电源电压(R1和R2的阻值不随温度变化)。 (1)请分析论证:当开关S闭合时,电饭锅处于加热状态。 (2)要使R2在保温状态

25、时的功率是加热状态时的,求的值。,图17-20,(2)要使R2在保温状态时的功率是加热状态时的,求的值。,图17-20,1. 2016安徽20题9分 要求测量额定电压为2.5 V小灯泡的电功率。 (1)按照如图17-21甲所示的电路图,将图乙中的实物连接成实验电路。,考点四 测量小灯泡的电功率,图17-21,答案 (1)如图所示,(2)在电路连接过程中开关应处于 状态;闭合开关前,要把滑动变阻器的滑片移到 (根据你连接的实物电路图选填“最右端”或“最左端”)。,图17-21,断开,最右端,(3)实验时,某次电压表的示数为2.2 V,对应电流表的示数如图丙所示,则小灯泡此时的功率为 W;要想测出

26、小灯泡的额定电功率,接下来的操作是。,图17-21,0.528,将滑片向左移动,使电压表的示数为2.5 V(合理即可),2. 2015安徽20题8分 某同学要测量一个额定电压为2.5 V的小灯泡的额定功率,电路图如图17-22甲所示。使用的电源电压约为6 V,滑动变阻器的规格是“5 2 A”。 (1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移至 (选填“a”或“b”)端。,图17-22,解析 (1)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值要最大,所以滑片要位于b端。,b,(2)该同学将滑片移至正确位置后,闭合开关S,观察到电压表的示数如图乙所示,此时小灯泡两端的电压为 V。为了保证小灯泡不被

27、损坏,接下来应该进行的操作是 。,图17-22,解析 (2)由题图乙可知,电压表选择的是03 V量程,对应的分度值为0.1 V,此时的示数是2.9 V;而小灯泡的额定电压是2.5 V,为了保证小灯泡不被损坏,所以要立即断开开关,检查电路。,2.9,断开开关,(3)为了能测出这个小灯泡的额定功率,请你写出一条改进措施: 。,图17-22,解析 (3)在串联电路中,用电器两端的电压与其阻值成正比,要使灯泡两端电压达到额定电压,滑动变阻器要分担较大的电压,所以滑片应向右滑动,由“将滑片移至正确位置”可知在电压表示数为2.9 V时滑动变阻器已全部接入电路,此时灯泡两端电压仍然大于额定电压,也就是说滑动

28、变阻器两端电压仍然较小,所以需要更换最大阻值更大的滑动变阻器重新实验。,更换最大阻值更大的滑动变阻器,3. 2012安徽20题8分 李明同学设计了如图17-23甲所示的电路测量小灯泡的电功率。 (1)根据图甲所示的实物图,在图乙虚线框内画出电路图。,图17-23,答案 (1)如图所示,(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至 (选填“A”或“B”)端。 (3)实验时,电压表的示数为U,电流表的示数为I,该同学利用P=UI计算出小灯泡的电功率。若考虑电表的电阻对测量的影响,则电功率的测量结果与真实值相比偏 (选填“大”或“小”),原因是 。,图17-23,A,大,电流表测电压表和小灯泡的总电流,

29、电流值偏大,导致电功率偏大,1. 2018安徽8题2分 某导体的电阻为20 ,当通过它的电流为2 A时,则其1 min产生的热量为 J。,考点五 焦耳定律,4800,解析由公式Q=I2Rt=(2 A)220 60 s=4800 J。,2. 2014安徽5题4分 如图17-24所示的电路中,电源电压保持6 V不变,电阻R1=10 ,R2=20 ,闭合开关S,则R1消耗的电功率为W;若通电30 s,电阻R2产生的热量为 J。,图17-24,0.4,24,3. 2016安徽10题4分 图17-25中电源电压保持不变,灯泡上标有“6 V 3 W”字样。当开关S闭合时,灯泡L正常发光,电流表的示数为0.8 A,则电阻R= ,通电10 s,电阻R产生的热量为 J。,图17-25,20,18,4. 2017安徽10题4分 车床照明灯的额定电压是36 V,它正常工作时灯丝的电阻是24 ,则该照明灯正常工作时,消耗的电功率是 W,工作30 min,电流通过灯丝产生的热量是 J。,54,97200,