1、第25讲 电功和电功率,1.电流所做的功叫电功。电功的实质：电流做功的过程就是 _ 转化为 _ 的过程，电流做了多少功就有多少 _ 转化为其他形式的能。 2.公式：W _ ，单位为 _ (简称焦，符号为J)、千瓦时(kWh)。1 kWh _ J。,电能,其他形式能,电能,UIt,焦耳,3.6106,3.对于纯电阻性用电器，电功还可用公式 _ 计算。 4.影响电功大小的因素有电压、 _ 和通电 _ 。 5.测量电功的仪表是 _ (电度表或千瓦时计)，计数器上前后两次读数之差就是这段时间内消耗的千瓦时数。,WI2Rt,电流,时间,电能表,4.额定功率 (1)用电器在 下工作时所消耗的电功率。 (2
2、)用电器只有在额定电压下工作时，实际功率才等于额定功率。灯泡的亮度取决于灯的 电功率。 5.识别用电器的额定功率以灯泡为例： PZ220 V 40 W，PZ表示普通照明灯泡， 220 V表示额定电压为220 V,40 W表示该 灯泡的额定功率为40 W。,额定电压,1.概念：电流在单位时间内所做的功叫 _ ，是用来表示 _ 的物理量。 2.单位：瓦特(简称瓦，符号为W)，千瓦(kW)。1 kW1000 W。 3.电功率的计算公式：P _ 、P _ ，对于纯电阻性用电器，电功率还可用公式P _ 、P _ 计算。,电功率,电流做功快慢,W/t,UI,I2R,U2/R,实际,1.实验原理： 。 2.
3、实验电路图如图所示。 3.测定小灯泡的额定功率和实际功率，收集和整理实验数据得出实验结论。 调节滑动变阻器，当电压表读数不等于额定电压时，可测实际功率；当电压表读数 额定电压时，可测额定功率。,PUI,等于,1.定义：电流通过导体时， 能转化为 能，这种现象叫做电流的热效应。 2.电流热效应的影响因素用控制变量法进行研究(1)在电流相同，通电时间相同的情况下， 电阻越大，这个电阻产生的热量越多。 (2)在电阻相同，通电时间相同的情况下， 通过电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。 3.焦耳定律 (1)内容：电流通过导体产生的热量，跟 的平方、导体的 和通电时间成正比。 (2)表达式：Q 。,
4、电,内,电流,电阻,I2Rt,返回,1.(2017，义乌)如图电路中，电源电压保持不变。闭合开关S，当滑片移到滑动变阻器的b端时，电压表的示数为8伏，10秒内定值电阻R1做功为20焦；当滑片P移到滑动变阻器的中点时，电压表的示数为6伏。下列结果正确的是( ) A.电源电压为14伏 B.滑动变阻器R的最大阻值为8欧 C.滑片在b端，电流表示数为0.75安 D.电路先后两次消耗的总电功率之比为23,D,2.(2018，玉林)如图所示，电源电压U为10V并保持不变，滑动变阻器规格为“20 1A”。闭合开关S，当滑片P移至最左端时，灯泡正常发光，电流表示数为0.5A；当滑片P移至中点时，电流表示数为0
5、.4A。则( ) A.电路消耗的最小功率为2.5W B.滑片P在中点时，灯泡消耗的功率为2.4W C.滑片P在中点时，灯泡消耗的功率为3.2W D.滑片P在最左端时，2min内电流通过灯泡所做的功为10J,B,3.(2018，内江)如图所示是用来测量电能的仪表，这只电表此时的读数是 kWh，当电路中只有一个电饭煲接入电路，正常工作12min。发现此电能表的转盘转过了500转。则这个电饭煲的额定功率是 W。,231.6,1000,4.(2017，湖州)如图装置，在两相同烧瓶内装满等量煤油，瓶塞上各插入一根粗细相同的玻璃管，瓶内装入粗细、材料相同的电阻丝R甲和R乙，R甲长度大于R乙。闭合开关，经过
6、一段时间t1后，甲玻璃管液面上升高度h甲 (选填“大于”或“小于”)乙玻璃管液面上升高度h乙。断开开关，当两根玻璃管液面回到原来高度后，向右移动滑片，再闭合开关，则甲玻璃管液面上升高度h甲所需时间t2 (选填“大于”或“小于”)t1。,大于,大于,5.(2017，滨州)如图甲所示，将额定电压为2.5 V的小灯泡接入电源电压为4.5 V的电路中，闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，记录相应电压表和电流表示数绘制成如图乙所示的UI图像，则小灯泡的额定功率为 W，小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的电阻是 。,0.625,8,6.(2017，衢州)小柯发现白炽灯泡在开灯瞬间最容易烧坏，猜想可能是在开灯
7、瞬间灯丝的温度较低，导致电阻比正常工作时小。于是设计图示电路来验证自己的猜想。【实验步骤】 第一步：断开S2，闭合S1，电流表指针偏转，但灯泡不发光。 第二步：断开S1，闭合S2，灯泡正常发光，灯丝温度很高。 第三步：两分钟后再断开S2并迅速闭合S1，观察电流表示数变化情况。,【实验分析】 (1)第一步中，灯泡两端的电压是 6 V，灯泡不发光的原因是 。(2)在第三步中，若观察到电流表示数变化的情况是，就可以得出灯丝的温度越低，其电阻越小。,由于灯泡两端的实际电压远小于它的额定电压，造成灯泡的实际功率远远小于额定功率，所以灯泡不发光,电流表示数从零快速增大后，示数又慢慢增大到某一电流值后稳定不
8、变,7.(2018，杭州)小金对玩具汽车的电动机很感兴趣，他拆下电动机，测得它的内阻为1.5。为测量电动机工作时的电流，利用身边现有器材，设计了如图所示的电路(符号 表示数值可读的变阻器)。已知电源电压为12V，当变阻器的阻值为6时，电压表的读数为3V。计算此时： (1)通过电动机的电流。 (2)电动机消耗的电功率。 解：(1)由图知，电动机M与变阻器串联，电压表测电动机M两端的电压，根据串联电路电压的规律知，变阻器的电压：URUUM12V3V9V；由欧姆定律可得，通过变阻器的电流：因串联电路中电流处处相等，则通过电动机的电流：IMIR1.5A (2)电动机消耗的电功率：PMUMIM3V1.5
9、A4.5W。,返回,【例1】 (2018，广元)张薇期末成绩考得好，爸爸奖励她一个新手机，张薇发现手机电池上标有“电压3.7V，容量3500mAh”的字样，则它充满电后存储的电能为 J，经查，该手机的待机电流为20mA，则该手机最长待机时间为 h。,4.662104,175,1.(2017，泰州)电冰箱使用时外壳一定要 ，以保证安全。夏天，为了节能，可将冰箱的设置温度适当调 (填“高”或“低”)，有一台冰箱铭牌上标有“220 V 150 W”字样，测得其一天消耗的电能为1.2 kWh。假设冰箱在压缩机停止工作时不消耗电能，估算该冰箱压缩机在一天内工作的总时间为 h。,接地,高,8,【例2】 (
10、2018，台州)在3D打印笔 中装入塑料条，接通电源，等待一段 时间后即可挤出热融的塑料，塑料在 空气中迅速冷却变成特定的形态 (如图甲)。其内部电路如图乙，R1、R2是相同的PTC发热电阻。单个PTC的电阻与温度的关系如图丙。 (1)打印笔工作时，PTC电阻发热，塑料受热会逐渐变软变稀。可见，塑料 (选填“是”或“不是”)晶体。 (2)打印笔工作有快、慢两档。快档打印时，图中开关S1应处于 状态，若此时温度为250，打印笔电功率是多少？ (3)打印笔正常工作时的温度能自动稳定在250左右，结合图丙信息，说明理由。,不是,闭合,80W,当温度超过250时，电阻增大，功率减小，产热减慢，温度下降
11、；当温度低于250时，电阻减小，功率增大，产热加快，温度上升,2.(2018，南京)如图所示电路，电源电压不变，小灯泡标有“6V 3W”字样，闭合开关后，当滑片P移至某一位置时，小灯泡恰好正常发光，此时滑动变阻器消耗的功率为P1；当滑片P移至某一端点时，电流表示数为0.3A，电压表示数变化了3V，此时滑动变阻器消耗的功率为P2，且P1P256。下列判断正确的 是( ) A.滑动变阻器的最大阻值为10 B.电路允许消耗的最大功率为4.5W C.小灯泡正常发光时，滑片P位于滑动 变阻器中点位置 D.滑动变阻器消耗的功率由P1变为P2的过程中，小灯泡消耗的功率变化了0.6W,B,【例3】 (2017
12、，兰州)为了研究小灯泡在不同电压下工作时(实际电压不允许超过额定电压的五分之一)，消耗的电功率是否相同，某同学选取一个额定电压为2.5 V的小灯泡。 (1)请你帮他设计电路，并画出电路图；(2)他还准备了：蓄电池(6 V)，电流表(00.6 A 03 A)、电压表(03 V 015 V)、滑动变阻器R1(10 0.6 A)、滑动变阻器R2(50 0.6 A)、开关、导线若干。为了完成实验，应选择滑动变阻器 接入电路，电压表选用 量程；,R2,03 V,(3)由实验测得，通过小灯泡的电流随电压变化的关系图线如图所示。由图可知，小灯泡正常发光时，通过灯丝的电流是 A，此时消耗的电功率为 W；(4)
13、通过数据分析可以得出： 。,0.2,0.5,小灯泡在不同电压下的功率不同,3.在“测量小灯泡电功率”的实验中，已知电源电压为3 V，小灯泡的额定电压为2.5 V，正常发光时的电阻约为8 ，实验器材如图甲所示。(1)在图甲中，请你用笔画线代替导线将电路连接完整(导线不得交叉)； (2)在连接电路时开关应 ，滑动变阻器的滑片应放在 (选填“A”或“B”)端；,图略,断开,B,(3)小明连接好电路后，闭合开关，移动滑片P发现电流表示数变大时，灯变亮，而电压表示数在变小，其原因可能是 ； (4)小明正确连接好电路后，某次实验中，电压表读数为1.8 V，电流表示数为0.24 A。要测量小灯泡的额定功率，
14、应将滑片向 (选填“A”或“B”)端滑动，小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W。 (5)小明认为利用该实验还可以测出灯泡的灯丝电阻，于是他根据以上测得的两组电压和电流计算出灯丝电阻后发现两次测量的灯丝电阻相差较大，其原因是 。,电压表测滑动变阻器两端电压,A,0.75,灯丝电阻随温度的升高而增大,【例4】 (2018，河北)用如图1所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，相同烧瓶内装满了煤油。(1)烧瓶中装入的煤油是 (选填“导体”或“绝缘体”)。 (2)请根据实物电路，在虚线框图2内画出对应的电路图。,绝缘体,(3)为达到实验目的，选用的两电阻丝R1
15、与R2的阻值应 ，通过R1的电流 通过R2的电流。 (4)通电一段时间后，乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大，说明 。 (5)小红用如图3示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，经多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流的关系图像，根据焦耳定律可知，图4中能正确反映hI关系的是 。 【拓展】用QI2Rt可以算电流通过任何用电器产生的热量，能用QUIt计算电流通过任何用电器产生的热量吗？请用实例说明原因 。,相等,小于,在电阻和通电时间相等时，电流越大产生的热量越多,A,不能，含有电动的电路，电流做的功大部分转化为机械能，有一小部分转换化内能，即
16、发热了，WUItQ,4.(2017，杭州)如图是小金研究电动机转动 是否对小灯泡的亮度有影响的电路图，开始 小金先抓住转轴合上开关，观察小灯泡的 亮度，接着放开转轴让电动机转动，继续 观察小灯泡亮度的变化(已知：小灯泡的 电阻为R，电动机线圈电阻为r，电源电压 为U)，由此请你回答： (1)在电动机未转动时，t时间内电流在电路中产生的热量为 (填写表达式)；,(2)在电动机转动时，电流所做的功 电流在电路中产生的热量(选填“大于”“等于”或“小于”)； (3)小金判断电动机转动后小灯泡会更亮，你认为小金的判断正确吗？并根据学过的知识给以解释。,大于,错误；电动机转动后，电动机会消耗一部分能量，使得电功转化而成的内能减小，故灯泡的亮度会变暗,
