第十五章 电功 电功率分课时导学案教师上课讲义0精品教育doc.docx
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第十五章电功电功率
15.1电能与电功
1、电流流过用电器,使用电器工作起来的过程,实质上就是___________的过程,电流流过用电器所做的功,称为“_______”,用字母“W”表示;
【理解:
电流通过用电器做功,将___能转化为_____________能;电流做了多少功,就要消耗____电能,就要转化为____其他形式的能!
所以有:
“电功=消耗的______”】
2、电功(W)的单位:
______,简称_____,符号___;
【常用单位:
千瓦时(_____),俗称“_____”;1KW.h=____度=______________J;】
3、电能表,俗称“_______表”,用来测量_____,即记录电路在一段时间内消耗的________。
也叫电功表。
【★重点问题】认识电能表:
“3000r/kw.h”表示_______________________________.
该电能表表盘转1转表示消耗电能为_____________,转n转表示:
_______________。
【典型例题】
1、完成下列现象中能量转化。
(1)LED是一种发光二极管,通过电流能够发光,可以把电能直接转化成____能;
(2)电镀:
由________能转化为________能;
(3)电铃通电后发出响声:
由________能转化为________能;
(4)电池被充电的过程:
由______能转化为________能;
(电池向外供电过程:
由______能转化为________能)
(5)白炽灯:
由______能转化为_________能和_________能;
(6)电吹风机吹热风:
由______能转化为_________能和_________能;
2、小明家电能表上个月底表盘数字是,这个月底表盘数字如右图所示,可知他家本月用电_______度,他只让某电水壶工作,发现在10分钟内该电能表转盘转过了600转,则该电水壶在这段时间内消耗的电能为_________KW.h,合_________J。
若某段时间内电路消耗电能0.7KW.h,则这段时间内电能表表盘转了________转。
3、单位换算:
7.2×108J=______kW·h;20度电=____kW·h=___________J;
4、下列情况中不属于电流做功的是()
A.电焊机焊接金属工件B.电视机播放电视
C.电子表显示时间D.发电机发电
5、如图是某种型号的电能表
①该电能表现在的读数是:
___________,如果电费的单价是0.50元/度,则她家共交电费________元。
②根据它的铭牌上所标示的数据来判断,它应该应用在_____V、_____Hz的交流电路中,这块电能表的最大电流不允许超过_____A。
③“2400R/KW·h”表示的意思是______________________。
如果电表的铝盘转了4800转,则表示已经用电___度;如果电表的铝盘转了240转,则表示用电__KW·h,合___J。
15.2认识电功率
(1)
【复习相关】
1.机械功的定义:
作用在物体上的力,使物体在移动了一段距离,我们就说这个力对物体做了功;
2.力做功多少的计算公式:
W=Fs变形式:
F=________S=_________
【(F:
___单位:
___;S:
_______单位:
___;W:
_________单位:
___)】
3.机械功率的定义:
叫做功率。
(做功的多少与_________的比值叫做功率)
4.功率的物理意义:
表示物体做功的物理量。
5.机械功率计算公式:
P=W/t变形式:
W=________t=_________
【W:
_____单位:
___;t:
_______单位:
____;P:
_______单位:
______;】
注意:
1W=1J/s。
5W的意义:
表示_____的时间内做功_______,即为功率为5W;
【比较记忆】:
力功(W),表示做功________的物理量,单位____公式W=__;
力功率(P),表示做功________的物理量,单位____公式P=__;
【新课知识点】
★电功(W):
电流流过用电器所做的功,称为“_______”,用字母“W”表示,单位是_____;
1、电功率(P),用来描述电流做功_______的物理量!
电功率(P)越大,表示电流做功就越_____;电功率(P)越小,表示电流做功就越______!
2、定义:
单位时间(1秒或1小时)内所做的电功叫“电功率”!
用字母“____”表示;
3、公式表示:
P=________变形式:
___________,____________;
【注意:
W——________——指的是一段时间内电流做功的______;单位“___”;
t——________——指的是_________________所对应的时间;单位“___”;
P——________——指的是这段时间内电流做功的_________;单位“___”;】
【例:
1W=1J/s,表示1秒做功1焦耳;50W=______,表示___________________________;】
【比较记忆】:
电功(W),表示做功______的物理量,单位____公式W=;
电功率(P),表示做功______的物理量,单位____公式P=;
【典型例题】
1.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.
2.电子式电能表表盘上标有“3200imp/(kw•h)”字样(imp表示闪烁次数).将某用电器单独接在该电能表上正常工作30min,电能表指示灯闪烁了320次,该用电器在上述时间内消耗的电能为______kw•h,该用电器正常工作的功率是_________W.
3.冬天来临,小王给奶奶买一个“暖手宝”,该“暖手宝”加热过程中所产生的热量Q与时间t的关系如图所示,可知该“暖手宝”加热时的功率约为( )
A.2400WB.400WC.40WD.24W
4.东莞市夜景改造工程完工,使江滨夜景更加美丽,又节能环保。
其中东江二大桥换上了约3000盏新型LED灯,灯的功率由原来的28W变成了13W,若这些夜景灯每天工作6h,则一个月(按30天计算)能节省的电能为__________kW·h,节省下的电能可使额定功率为1000W的空调正常工作_________h。
15.2认识电功率
(2)
1、电功率(P)越大,表示电流做功就越___,表示消耗电能也越____;灯泡工作时,可以通过____________来反映灯泡电功率的大小。
例如:
电灯泡功率是25W表示:
该灯泡正常工作时,___________________
电饭锅功率是800W表示:
该电饭锅正常工作时,__________________________
说明电饭锅耗电更_____,_____更大!
2、结论:
电流一定时,_______越大,电功率越大;
电压一定时,_______越大,电功率越大;
精确实验表明,电功率等于电压U跟电流I的_______.
3、公式:
P=________变形式:
___________,____________;
【P()—单位:
_____;U()—单位:
_____;I()—单位:
_____;】
【典型例题】
1、如图所示,手电筒中的电流为0.5A,电源为三节干电池,则该手电筒小灯泡的功率最接近:
()
A.0.25WB.0.75W
C.2.25WD.9.00W
2、★如图,电阻R1和R2并联,已知R1=10Ω,通过R2的电流为1A,R2消耗的电功率为6W,则:
(1)R2两端的电压是,
(2)R2的阻值为Ω,
(3)R1的电压为,
(4)R1的电流为,
(5)R1的电功率为W,
(6)5分钟R1消耗电能J,R2消耗电能J,
(7)电路的总功率是_________,5分钟电路消耗总电能J.
3、★标有“6V6W”的小灯L1正常工作时的电流为_______,电阻为________,“6V3W”的小灯L2正常工作时的电流为_________,电阻为________;这两个灯泡串联在某电源两端,为保证小灯泡不被烧毁,电源电压不得高于V。
4、一把电烙铁接在家庭照明电路中,通过它的电流是300mA。
问:
1)电烙铁的电功率是多大?
2)通电10s消耗了多少电能?
5、有一个阻值为100Ω的灯泡,接在某电路中,通过它的电流为200mA,
问:
1)灯泡的电压多大?
2)它的电功率多大?
。
15.3怎样使用电器正常工作
(1)
1、以灯泡为例,发光太暗或发光太亮都是_______工作,只有当它发光“恰到好处”才是正常工作!
2、用电器正常工作时的电压值和电流值,分别叫做___________(____)和___________(____),在额定电压下工作时所消耗的电功率,叫做____________(____)。
【理解】:
用电器在额定电压下的工作状态称为_______工作!
3、用电器实际工作时的电压值和电流值,分别叫做___________(____)和___________(____),在实际电压下工作时所消耗的电功率,叫做____________(____)。
【注意理解】:
实际电压U实不一定等于额定电压U额,所以实际功率P实不一定等于额定功率P额!
只有当U实刚好等于U额时,用电器就是_____工作,P实就刚好等于____!
【典型例题】
1、一只标有“PZ220-40”字样的灯泡,其中“220”表示该灯的__________,“40”表示该灯的_____________,当该灯正常工作时,它的功率是,当灯泡的实际电压为220V时,灯泡(正常或不正常)发光,实际电功率额定电功率,(填“大于、等于或小于”)。
当灯泡的实际电压为110V时,灯泡比正常发光时(亮或暗),实际电功率额定电功率,(填“大于、等于或小于”),当灯泡的实际电压为230V时,灯泡比正常发光时(亮或暗),实际电功率额定电功率,(填“大于、等于或小于”),灯泡的亮度取决于灯泡的_____功率。
2、标有“6V 6W”的灯泡接入电路中,若灯泡两端的电压为7V,则灯泡的实际功率()
A.等于6WB.大于6W
C.小于6WD.无法判断
3、如右图,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。
4.一只小灯泡的额定电压为8V,正常发光时通过它的电流为0.4A,现将该小灯泡接在12V的电源上,为使其正常发光,应该给灯泡______连接一个多大的电阻才能让灯泡仍能正常发光?
15.3怎样使用电器正常工作
(2)
4、测小灯泡的电功率
原理:
P=______(方法:
_______法)
原理图:
……
实物图:
请连接……
注意:
滑动变阻器的作用:
__________+________________;
数据记录:
从本实验可以发现:
1同一个灯泡,_____功率越大,亮度越亮,所以灯泡的亮度由_____________决定;
2当U实刚好等于U额时,实际功率才刚好等于__________,此时才是正常发光;
3灯泡灯丝电阻会随温度的升高而__________.【灯丝电阻______(能/不能)求平均值】
【典型例题】
1、小明在做“测量小灯泡电功率”实验中,已知电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V(阻值约为10Ω),滑变有“10Ω2A”“50Ω1A”两个供选择.
(1)检查仪器时,发现电流表指针如图3甲所示,则接下来的操作是_________.
(2)实验中,滑变应该选择规格为“__________”的.图3乙是小明画出的实验电路图,请你根据电路图用笔画线代替导线,将图3丙中未完成的电路连接好,要求:
电流表、电压表选择合适的量程;滑动变阻器滑片向右移动时阻值变小;导线不能交叉.
(3)经检查无误后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片到某一位置,电流表和电压表的示数如图4所示,则此时流过小灯泡的电流是A,灯泡两端的电压是V,灯泡的实际功率是W.若要继续测量灯泡的额定功率,则滑动变阻器应该向阻值变_____(大/小)的方向移动,直到电压表的示数等于_______时为止。
(4)小明多次测量通过小灯泡的电流和它两端的电压,根据记录的数据,画出了小灯泡的I-U关系图像(图4丁),根据图像的信息,计算出小灯泡的额定功率为W,图像为什么不是直线而是一条曲线呢?
小明想,应该是小灯泡灯丝电阻随_______________________.
(5)小卢利用该电路探究“电流跟电阻”的关系,他将小灯泡换成多个定值电阻R,保持电压表示数始终为2V,多次更换阻值不同的定值电阻R,并记录各次电流表的示数,若不更换其他器材,为了能够完成实验,更换的定值电阻阻值不能够大于Ω.
电功电功率综合(★补充笔记★)
I:
电流→A
U:
→
R:
→
W:
电功()→或_____
t:
→或_____
P:
→或_____
U额:
→
P额:
→
U实:
→
P实:
→
1、公式(自己写):
★三个基本公式:
I=
(变形):
_____________________
P=
(变形):
_____________________
P=
(变形):
_____________________
★两个推导公式【注意推导过程】:
(已知电压时考虑)P=____________=(已知电流时考虑)P=____________=
(I=)(U=)
2、①规律(A)(比较各个用电器的功率大小):
分析:
串联电流相等:
I总=I1=I2;串联分压:
U总=U1+U2;
(串联,电阻更大的分压更____,根据P=UI,电阻大的分压多功率____,灯泡亮度更____!
)或用公式________分析.
若R1>R2,则P1___P2.______________________________________
并联电压相等:
U总=U1=U2;并联分流:
I总=I1+I2;
(并联,电阻更小的分流更___,根据P=UI,电阻小的分流多功率___,灯泡亮度更___!
)或用公式________分析.
_______________________________________
若R1>R2,则P1___P2.
②规律(B)(全电路总功率的变化情况):
电源一定时,串联相当于电阻总长度变长了,串联越多,总电阻越____,总电流越____,总功率越____;并联相当于电阻总横截面积变粗了,并联越多,总电阻越____,总电流越____,总功率越____.
总功率PA、PB、PC的大小关系为<____<_____.
【还要理解】:
并联电路时,各支路独立!
所以增加/或减少一条支路,不会影响其它支路的电阻、电流、电压和电功率!
但是,支路变化,会影响总电阻、总电流、总功率!
支路越多,总电阻越小,总电流越大,总功率越大!
3、几个典型难点易错点总结
①根据铭牌标示“U额P额”求解:
如标示“220V100W”的灯泡(忽略电阻受温度的影响)
可求:
→I额=
或一步求电阻:
→R=
(实际电压改变,电阻是不变的,先求电阻是解题关键……)
当U实=110V时→→I实=
或一步求实际功率:
→→P实=
②生活中,对白炽灯泡而言,已知了规格“220VP额”时:
根据公式
可知:
P额越大的R越小!
即:
生活中,额定功率大的灯泡电阻_____;额定功率小的灯泡电阻____;
例题:
如下图:
L1“220V100W”______更亮;
L2“22040”______更亮.
总结:
实际使用时,若并联,__________________;若串联,_______________________
【进一步总结】:
对于生活中的白炽灯泡,家庭电压220V一定,P额更大的,电阻更____,灯丝粗细更____!
若正常使用(并联)则P实更____亮度也更____;若串联使用(非正常)则亮度反而更____!
③★电饭煲、电热饮水机等发热的用电器,内部电路由两个电阻构成,可能是串联结构也可能是并联结构,何时是加热?
何时是保温?
(家庭电压220V一定,由公式
可知,并联时,总电阻更____,总功率更_____,是_______档;串联时,总电阻更____,总功率更_____,是_______档。
)例题1-4…7-8…
【典型例题】
1.如图2,开关S1断开时,电路消耗的电功率为P1,S1闭合时,电路消耗的电功率为P2,则P1P2;(选填“>”“<”“=”,以下同)
2.如图3,开关S1断开时,电路消耗的电功率为P1,S1闭合时,电路消耗的电功率为P2,则P1P2;
3.如图4,开关S接A时电路消耗的电功率为PA,S接B时电路消耗的电功率为PB,则PA____PB.
图2图3图4图5
4.如图5,是某电吹风的内部电路,ABCD是四个接线柱,若选择开关接B、C时,电路消耗的电功率为PB,选择开关接A、B时,电路消耗的电功率为PA,则PA____PB.
5.在下图电路中R1>R2,电源电压相同且恒定。
四电路总功率P甲、P乙、P丙、P丁由大到小的顺序是。
6.通常根据灯泡的铭牌,例如标有“PZ220-100”的电灯泡,我们可以解决以下几个问题:
1你可以获悉灯泡的额定电压是V,额定电功率是W。
②用公式可以计算出此灯泡的额定电流是A。
③用公式可以计算出此灯泡的电阻是Ω。
④当灯泡的实际电压为110V时,用公式__________可算出实际功率是W;
当灯泡的实际电流为0.5A时,用公式__________可算出实际功率是W。
图6
7.如图6为一台两挡式电热水器的内部简化电路,S为温控开关,当S接a时电路中的电流为5A;当S接b时电路消耗的电功率为22W.
求:
(1)高温挡时电路消耗的电功率;
(2)电阻R1R2的阻值分别为多大.
图7
8.如图7所示为某电热饮水机的电路原理图,饮水机有加热和保温两种工作状态,饮水机热水箱内水温达到92℃时开关S1______(断开/闭合),处于保温状态;当水温降至一定温度时,S1又______(断开/闭合),重新加热. 已知电源电压保持220V不变,电阻R1的阻值为1210Ω,电阻R2的阻值为121Ω.
求:
(1)饮水机处于保温状态时的电功率是多少?
(2)饮水机处于加热状态时电路的总电流是多少?
总功率是多少?
15.4探究焦耳定律
【复习】求电功率的公式有:
P=_______=_______=________=________;
1、电流的热效应:
电流通过电阻时,将电能转化为______能,叫电流的______效应。
【理解】:
电阻的功能就是将电能转化为内能。
因为常温下导体都是有电阻的,所以常温下,电流流过任何导体时都会发热,只是,在导线长度不是很长的情况下,我们忽略导线的电阻,发热也忽略。
2、焦耳定律:
电流流过导体(电阻)产生的电热,与流过导体的电流的______成正比,与导体本身的______成正比,与____________成正比。
即:
公式:
Q=_________(任何时候都可以用来求电热)
【说明:
电流对电热的影响程度比电阻对电热的影响程度更___,因为是与电流的平方成正比啊。
】
3、对白炽灯泡、电阻器、电炉、热得快、电熨斗、电饭锅、电烙铁等纯电阻元件,消耗的电能全部转化为热能,则有:
Q电热=W电功=Pt;
【理解】对于其他用电器,如:
电动机、电视机等,消耗的电能少部分转化为热能,大部分转化为其它形式的能,即Q电热<W电功.(因为内部电路也是有电阻的,所以也会有少部分电能转化为热能);
4、电视机散热窗、电脑散热风扇、CPU散热金属片,用电器最好不要长时间连续使用等,都是为了防止产生的电热烧坏用电器;
【典型例题】
串入一个定值电阻
例题1:
白炽灯是根据电流的效应工作的。
灯丝做成螺旋状是为了(选填“增大”或“减少”)散热,以便更好地发光。
例题2:
小明利用图甲乙所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻和电流大小的关系”。
甲、乙两套装置中装有质量与初温都相同的煤油,铜丝的电阻比中镍铬合金丝的电阻小。
(1)甲图是探究_____________关系的实验装置,采用两根电阻丝串联的方式是为了__________________.
(2)乙图是探究_____________关系的实验装置,采用两根相同的电阻丝是为了______________,并联连接并在其中一条支路中串入一个定值电阻的目的是__________________.
(3)实验中煤油吸热的多少是通过来反映的(选填“温度计示数”或“加热时间”)。
(4)为了在较短的时间内达到明显的实验效果,小明选用煤油而不用水做实验,是因为煤油的比热容______水的比热容。
(选“大于”或“小于”)
(5)通电一定时间后,甲实验装置可以得出的实验结论是____________;乙实验装置可以得出的实验结论是__________
(6)该实验中用到的研究物理问题的方法是。
(7)该实验装置如果要探究产生的电热与通电时间的关系,该如何操作:
___________________
___________________________________________________
例题3:
都标有“220V40W”的电风扇、电视、电烙铁、节能灯都正常工作相同时间,产生热量最多是( )
A.电风扇B.电视机C.电烙铁D.节能灯
4.一盏白炽灯泡铭牌上标有“220V100W”字样,则这盏灯正常发光时的灯丝电阻为_____Ω.灯泡正常发光1min,灯丝消耗的电能为_
_______J.如果灯丝断了之后重新将灯丝搭上,灯丝电阻变____,通电后灯泡消耗的功率变_______.
5.甲、乙两只照明灯泡铭牌如图14-10,说法中正确的是()
A.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多
B.两灯均正常发光时,甲灯的电阻小于乙灯的电阻
C.两灯串联在220V的电路,甲灯比乙灯亮
D.乙灯接入110V电路,实际功率为50W
6.(广东省)下图中“+”“-”分别表示电表的正负接线柱,可以测量电阻R消耗的电功率的电路图是()
7.(香洲区校级一模)电压力锅结合了压力锅和电饭锅的优点,是现代人喜欢的厨房用具,它具有加热和自动保温功能.图甲是某品牌电压力锅的简化电路图,S1为电源开关,S2为压力开关(自动转换加热与保温状态),两工作电阻大小是R1<R2.电压力锅的其他参数见铭牌.
电压力锅的铭牌
额定电压
220V
加热功率
1000W
保温功率
100W
气压设定值
175kPa(千帕)
(1)当电压力
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