电能表与电功.docx

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电能表与电功

◆电能表与电功

◆电功率

第15章电功和电热

◆电热器电流热效应

◆家庭安全用电

◆综合实践活动

本单元共分为6节，设计教学课时为12课时，本单元的重点是力臂的概念、杠杆的平衡条件、做功的两个条件、功的原理、机械效率公式、功率的概念。

单元设计的核心思想在于引导同学们学会用新的思想来研究生活中的问题。

第1课时电功率

（1）

1.知道电能表是测量电功的仪表，会读取电能表示数。

2.了解电功的概念和实质。

3.了解电功率的相关因素，体验利用电路类型进行变量控制的技巧，会用公式P=UI表示电功率及其相关因素之间的关系。

1.电流做功（简称电功）的过程实质上就是指______转化为____________的过程，请判断以下电功过程中的能量转化

1）电风扇通电后运转；______电能转化为______能；

2）电熨斗通电后发热；______能转化为______能；

3）日光灯通电后发光；________转化为_________；

4）给电动自行车的蓄电池充电；______转化为______；

2.电能表是测量（）的仪表

A．电能B．电功C．电流D.电压

3.小明家里的电能表在10月底和11月底的示数如图1所示，则在11月份，小明家用电______，也就是______焦耳。

4.小明家所使用电能表如图2所示，表盘上的标志“1200R/Kwh”的涵义是________________________。

由此可知，当转盘转过60圈，表示用电器总共消耗了______Kwh的电能，或者说小明家中的用电器总共做了______焦耳的电功。

5.小明发现不同的用电器在单独工作时，电能表表盘旋转的快慢不同，这说明不同的用电器在相等的时间内所消耗的______不同，我们把用电器在______时间内消耗电能的多少称为用电器的电功率。

6.小明仔细观察了自己家中的电磁炉，发现了图3所示的铭牌，由此可知，电磁炉的额定功率为______，其物理涵义是____________________________________________________________。

10月底示数

11月底示数

图1

图2

图3

1.小明和小红准备用图4所示的电路图问题“研究影响小灯泡的功率的因素”，下面是他们的记录表格，请完成以下问题。

灯泡串联

亮度

电压

1.实验中把两个灯泡串联起来是为了保持两个灯泡的______相等。

灯泡甲

很亮

2.5V

2.从表格中的数据可知，电功率的大小与______有关。

灯泡乙

很暗

1.0V

3.______灯的电阻较大，______灯的灯丝较粗。

2.小明和小红准备用图5所示的电路图问题“研究影响小灯泡的功率的因素”，下面是他们的记录表格，请完成以下问题。

灯泡并联

亮度

电流

1.实验中把两个灯泡并联起来是为了保持两个灯泡的______相等。

灯泡甲

很暗

1.0A

2.从表格中的数据可知，电功率的大小与______有关。

灯泡乙

很亮

2.2A

3.______灯的电阻较大，______灯的灯丝较粗。

3.请根据今天所学的内容完成以下问题

1）实验表明，用电器所消耗电能的快慢（即用电器的电功率）与用电器两端的______和通过用电器的______有关，用公式表示为P=______；

2）灯泡的亮度不同这是因为灯泡的（）不同；

A.电压B.电流C.电功D.电功率

3）小明家的电热水器的铭牌如图6所示，由此可知当电热器正常工作时，所通过的电流为________，所使用的公式是______；

4）小明家的电能表如图2所示，表盘标有“220V5A”字样，“220V”表示电能表正常工作的电压为220V，“5A”表示电能表所允许通过的______，由此可知，电能表所负载用电器的总功率不能超过______，所使用的公式是______。

图4

图5

图6

第2课时电功率

（2）

1.了解额定功率和实际功率的概念。

2.能利用电功率的推导公式进行电功率的计算。

3.体验求电功的基本思路：

先求电功率，然后利用公式W=Pt求电功。

1.快速完成以下电功率问题，注意考虑使用推导技巧。

1）手电筒灯泡在正常工作时的电压为6V，通过灯丝的电流为0.5A，由此可知灯泡的功率为______，所使用的公式为P=______；

2）手电筒灯泡在正常工作时的电压为6V，灯丝的电阻为12Ω，由此可知灯泡的功率为______，所使用的公式为P=______；

3）手电筒灯泡在正常工作时的电流为0.5A，灯丝的电阻为12Ω，由此可知灯泡的功率为______，所使用的公式为P=______；

2.小明家中有一台电饭煲，铭牌如图1所示，如果做一次米饭所用的时间为20min，则电饭煲消耗的电能为______焦耳，所使用的公式是______。

3.小明家中电热毯电热丝的电阻为100Ω，则电热毯的功率为______，在1h内，电热毯所完成的电功是______。

4.小明家的空调器在工作时的电流为10A，则其功率为______Kw，则2小时完成的电功为______Kwh。

5.如果小明在使用空调之前，电能表的示数如图2（上图）所示，那么使用空调器之后，请标出电能表现在的示数（图2下图）。

6.某灯泡标有图3字样，则灯泡正常工作的电压为______，正常工作的电功率为______；如果电网电压有10％的波动，则灯泡的实际功率的波动范围是______～______（注意：

不考虑温度对灯丝电阻的影响）。

图1

图2

图3

1.尝试推导公式

。

2.小明为了测量家中空调器的功率，设计了如下步骤，则正确的顺序是____________，功率的表达式为________________。

A.关闭所用其它用电器，打开空调器；

B.根据表盘上的参数“CR/Kwh”和电功率公式计算空调器功率；

C.记下电能表表盘在时间t内所旋转的圈数n；

3.请尝试用思维导图来展示本节课中你所用到公式的关系。

第3课时电功率（3）

1.熟练掌握串联电路的桥梁关系，体会串联电路分压原理、欧姆定律、电功率公式的综合应用。

2.熟练掌握电学公式的变形和推导技巧。

3.熟练掌握电学解题的一般思路：

先电路分析再公式选择后问题求解（一析二选后解）。

1.根据你所学过的知识，完成以下填空。

1）串联电路的特征：

去掉其中一个元件，如果另一个元件______工作，则两个元件串联；在串联电路中的不同位置，开关的作用______；

2）串联电路桥梁关系：

____________、____________、____________；

3）欧姆定律公式：

____________；串联电路分压原理：

____________；电功率公式____________；

2.有一只电灯标有图1所示字样，由此可知，灯丝的电阻为______，所使用的公式是R=______。

3.两只电阻串联在电路中，如果R1＝10Ω，R2＝20Ω，则他们的电流之比I1:

I2=______；电压之比U1:

U2=______；电功率之比P1:

P2=______；。

4.有电路如图2所示，已知R1＝10Ω，U1＝6V，R2＝20Ω，则电路中的电流为______，电源电压为______，R2的功率为______。

5.有电路如图3所示，其中灯泡标有“2.5V1W”字样，电源电压为7.5V，当滑片位于最右端时，灯泡恰好正常工作，由此可知，电流表的示数为______，电压表的示数为，滑动变阻器的最大阻值Rab＝______，电路的总功率为______。

6.两只电灯L1和L2分别标有“110V40W”和”110V100W“字样，当它们串联在220V电路中，灯泡______（填”L1“或”L2“）将可能因为实际功率过大而被烧坏。

图1

图2

图3

图4

1.如果电阻R1和R2串联，尝试推导公式“

”和“P串＝P1+P2”。

2.两只电灯L1和L2分别标有“6V3W”和”2V1W“字样，当它们串联在电路中，为了使两只灯泡都不被烧坏，所允许的最大电源电压为______，此时灯泡______（填”L1“或”L2“）亮度比较大。

3.图4所示为调光台灯的电路，灯泡标有“PZ220－40“字样，滑动变阻器的最大阻值为1210Ω。

求：

1）灯泡正常发光时的电阻和电流；

2）灯泡实际功率的调节范围。

第4课时电功率（4）

1.熟练掌握并联电路的桥梁关系，体会并联电路分流原理、欧姆定律、电功率公式的综合应用。

2.熟练掌握电学公式的变形和推导技巧。

3.熟练掌握电学解题的一般思路：

先电路分析再公式选择后问题求解（一析二选后解）。

1.根据你所学过的知识，完成以下填空。

1）并联电路的特征：

去掉其中一个元件，如果另一个元件______工作，则两个元件并联；在并联电路中的不同位置，开关的作用______，______开关控制所有支路，______开关控制对应支路；

2）并联电路桥梁关系：

____________、____________、____________；

3）欧姆定律公式：

____________；并联电路分流原理：

____________；电功率公式____________；

2.有一只电灯标有图1所示字样，由此可知，灯丝的电阻为______，所使用的公式是R=______。

3.两只电阻并联在电路中，如果R1：

R2＝1：

2，则他们的电流之比I1:

I2=______；电压之比U1:

U2=______；电功率之比P1:

P2=______；。

4.有电路如图2所示，已知R1＝10Ω，电流表A1示数为2A，R2＝20Ω，则电流表A2的示数为______，电路的总功率为______，R2的功率为______。

5.有电路如图3所示，R1＝10Ω，当开关断开时，电流表示数为1A，当开关闭合时，电流表示数为1.5A，由此可知，R2＝______Ω，P1＝______，P2=______，P并＝______。

6.两只电灯L1和L2分别标有“110V40W”和”110V100W“字样，当它们并联在110V电路中，灯泡______（填”L1“或”L2“）会正常发光，其中灯______（填”L1“或”L2“）亮度较大。

图1

图2

图3

图4

1.如果电阻R1和R2并联，尝试推导公式“

”和“P并＝P1+P2”。

2.两只电灯L1和L2分别标有“6V3W”和”2V1W“字样，当它们并联在电路中，为了使两只灯泡都不被烧坏，所允许的最大电源电压为______，此时灯泡______（填”L1“或”L2“）亮度比较大。

3.如图4所示，A1、A2是两个完全相同的电流表，都有0～3A和0～0.6A的两个量程，闭合开关后，发现两个电流表指针偏转角度相同，则（）

A．R1：

R2=1：

4P1：

P2=1：

4B．R1：

R2=4：

1P1：

P2=4：

1

C．R1：

R2=1：

5P1：

P2=1：

5D．R1：

R2=5：

1P1：

P2=5：

1

第5课时电功率（5）

1.熟练掌握动态电路的一般处理技巧。

2.熟练掌握电学公式的变形和推导技巧。

3.熟练掌握电学解题的一般思路：

先电路分析再公式选择后问题求解（一析二选后解）。

1.有一个额定电压为220伏的电炉，想把它接在110伏的电源上使用，若又不改变电炉的功率，以下做法正确的是（）

A.把电阻丝截为相等两段再并联起来

B.把电阻丝截去一半

C.把另一根相同的电阻丝与它串联

D.把另一根相同的电阻丝与它并联

2.有电路如图1所示，当a、b同为电压表，开关S闭合时，a、b两表示数之比Ua:

Ub=5:

3；当a、b同为电流表，开关S断开时，两表示数之比为Ia:

Ib=_______；此时电阻R1、R2的电功率之比Pa:

Pb=______。

3.图2所示为某洗衣机的铭牌，请根据其中的数据回答以下问题：

1）在洗衣机正常工作时，通过的电流是多少？

2）如果一次洗衣需要30min，则需要消耗多少度的电能？

4.我们教室内总共有9只日光灯，每只日光灯的功率为40W，如果每天及时关灯1h，则每月可以节约______Kwh的电能，全校有33个班级，每月可以节约______Kwh的电能（每月按30天计算）。

5.有图3所示的调光电路，小灯泡上标有“6V3.6W”，滑动变阻器R的最大阻值为10Ω，当滑动变阻器滑片P移到a时，闭合开关S，小灯泡正常发光；

1）求电源电压和小灯泡电阻；

2）当滑动变阻器的滑片P移到b端时，闭合开关S，你还能求出哪些物理量？

（至少3个）

6.如图4所示，小灯泡L标有“6V1.5W”字样，R2为阻值未知的定值电阻器，电源电压为12V保持不变：

1）若开关S1闭合，S2断开，滑动变阻器R1的滑片在它的中点时，小灯泡恰能正常发光.求滑动变阻器R1的最大阻值；

2）若开关S1闭合，S2断开，滑动变阻器R1的滑片P移到最左端时，求小灯泡这时的实际功率（小灯泡灯丝的电阻视为不变）；

3）若保持滑动变阻器R1的滑片P在左端不动，将开关S1、S2均闭合，此时电流表的示数为1.25A，求R2的阻值。

图1

图2

图3

图4

1.两电阻Ra和Rb各自的电流与电压的关系图像如图5所示，

1）电阻a的阻值多大？

2）如果把两个电阻串联接成如图6所示的电路，电流表的示数为0.2A，①求此时电阻Rb的电功率；②求电阻Ra和Rb在lmin内消耗的电能之和。

2.电路如图7所示，标有“6V3W”字样的小灯泡与最大阻值为30Ω的滑动变阻器串联在电路中。

当变阻器连入电路中的电阻为12Ω时灯正常发光（不考虑灯泡电阻受温度影响，电源电压不变），当变阻器连入电路的电阻为18Ω时，求：

1）灯泡电阻、电源电压；

2）变阻器两端电压；

3）灯泡的实际功率。

4）灯泡的实际功率。

3.有一只灯泡标有“2V1W”字样，现在只有一个电压为6V的电源，为了使用这只电源，并且使灯泡正常工作，应该给它______（选填“串联”或“并联”）一只定值电阻，请在图8的方框中画出这个电路图，并计算出定值电阻的大小。

图5

图6

图7

图8

第6课时电功率（6）

1.了解“伏安法测小灯泡电功率”的基本过程。

2.进一步了解额定功率和实际功率的概念。

3.能够分析和处理使用伏安法过程中所涉及的简单电路故障。

1.“伏安法测小灯泡电功率实验”的基本原理是______，图1所示为实验的电路图，请把它连接完整。

2.请在图2的方框中，画出图1所示实验电路的电路图。

这个电路除了可以测量小灯泡的电功率，还可以用来研究______________________________；用来测量______________________________。

3.如果现有电流表、电压表、开关各一个，三个规格分别为“10Ω1A”、“50Ω0.5A”和“1kΩ0.1A”的滑动变阻器，导线若干，电源（8V）一个，小灯泡的额定电压为2.2V，灯丝电阻约为10Ω，你认为小明应选用规格为________的滑动变阻器。

4.小明利用上面的电路进行实验，得到下表（左）所示的数据，他注意到灯的亮度变化是：

第二次比第一次暗，第三次比第一次更亮。

根据他观察的现象和实验数据分析，可得出一些什么结论呢？

请至少写出两条。

实验次数

1

2

3

实验次数

1

2

3

电压（V）

2.20

1.50

2.50

电压（V）

2.20

1.50

2.50

电流（A）

0.22

0.16

0.24

电流（A）

0.22

0.16

0.24

功率（W）

0.484

0.24

0.60

电阻（Ω）

10.00

9.38

10.42

5.小明发现实验的数据还可以计算出灯丝的电阻，下表（右）就是他的计算结果。

1）请在图3的坐标中作出灯泡电流随电压变化的图像。

2）分析表格中的数据，小明发现灯丝的电阻变化了，但是老师讲过“电阻是导体自身的性质，与电压和电流无关。

”请你对此做出至少两点解释。

6.请帮助小明排除以下电路故障：

1）闭合开关，移动滑片，发现电压表指针右偏时，电流表的指针却向左偏转。

原因可能是电压表误接在了______两端。

2）闭合开关，移动滑片，发现灯泡不发光，电流表无示数，电压表有示数（接近电源电压），但保持不变。

原因可能是________________________________________________________________________________。

1.一只电灯标有“PZ220－60”字样，如果电压为220V，则灯泡的额定功率为______，灯泡的实际功率为______；如果电压为110V，则灯泡的额定功率为______，灯泡的实际功率为______。

2.一只“12V24W”的灯泡和一只定值电阻并联接在某一电源上，灯泡恰好正常发光，此时干路电流为3A，求灯泡和定值电阻的功率。

如果现在把灯和电阻改为并联，再求灯泡和电阻的功率。

3.电路如图4所示，“6V3W”的小灯泡L与额定功率为10W的电阻器R串联，电源电压大小为10V，且保持不变，闭合开关S后，电流表、电压表示数分别为0.2A和2.4V，不考虑电阻器和小灯泡电阻随温度的变化，求：

①电阻器R的阻值。

②整个电路消耗的实际功率。

王刚同学的求解如下：

①根据欧姆定律，电阻器的电阻

②因为整个电路只有小灯泡L和电阻器R两个用电器，所以整个电路消耗的电功率：

。

图1

图2

图3

图4

请你指出王刚同学求解过程中存在的错误，并给出正确的解答来。

第7课时电热

1.了解电流的热效应。

2.了解焦耳定律实验及其结论。

3.能够利用计算电功的方法计算电热：

P＝UI→W=Pt→Q=W（纯电阻电路）。

1.电熨斗、电热水器、电饭煲、______都是利用电流的______效应工作的装置，我们称之为电热器。

焦耳定律的内容是______________________________________________________________________，用公式表示为Q=______。

2.一段铅笔芯的电阻为50Ω，接在6V的电源上，则铅笔芯的电功率为______，1min内铅笔芯可以产生______热量。

3.“热得快”在工作时，电热丝的温度很高，可以很快把一壶水烧开，可是与它相连的导线却不很热，这是为什么？

4.要使一个电热器在相同的时间内放出的热量减半，以下方法正确的是（）

A.使通过电热丝的电流减小一半；

B.使电热丝两端的电压减少一半；

C.把电热丝的长度减少一半；

D.使电热丝两端的电压和电热丝的长度都减少一半。

5.学校需要制作一个电烤箱，要求10min可以产生60KJ的热量，如果使用的电源就是家庭照明电路电源，所选用的电热丝电阻应该为______。

图1电饭煲电路原理图

6.某型号电饭煲“220V1100W”，电饭煲有两个档位，原理如图所示，“2”档为高温烧煮，“1”档“为低温保温，当开关S与2相连时，电路的功率为1100W，当开关S与1相连时，电路的功率为22W。

求：

1）电阻R的阻值；

2）开关接1时，R的功率。

1.一只电动机在正常工作时的电压为380V，线圈的电阻为2Ω，线圈中的电流为10A，则这台电动机正常工作1S所完成的电功为______，使用的公式是W=______；线圈所产生的热量为______，使用的公式是Q=______。

2.关于电功和电热，下面说法正确的是（）。

A.电流所做的电功一定等于电热；

B.电流所做的电功一定大于电热；

C.电流所做的电功一定小于电热；

D.在纯电阻（电热丝、灯泡）电路中，电功等于电热，因为此时只有电能到内能的转化；

3.用A、B两根电热丝给一壶水加热，单独使用A，给A加电压U，烧开一壶水需要3min；单独使用B，给B加电压U，烧开同样一壶水需要6min，则把A、B串联接在电压为U的电源上，烧开同样一壶水需要______min；把A、B并联接在电压为U的电源上，烧开同样一壶水需要______min。

4.