学探诊 第八章 电功率.docx
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学探诊第八章电功率
第八章电功率
学习目标
一、知识与技能
1.知道电能的单位是焦耳,另一个单位是千瓦时;会读电能表的示数。
2.知道电功率表示消耗电能的快慢,知道电功率的单位是瓦或千瓦;会用电功率的计算公式及导出公式进行简单的计算。
3.加深对电功率概念的理解,巩固电流表和电压表的操作技能。
4.知道焦耳定律。
知道在电流相同的条件下,电能转化为内能时,其功率跟导体的电阻成正比,知道利用和防止电热的场合和方法。
5.知道在家庭电路中电功率越大,电路中的电流越大。
掌握安全用电的常识。
二、过程与方法
1.体验电能可以转化为其他形式的能量。
2.观察电能表表盘转动快慢跟用电器功率的关系。
3.通过测量,体验额定功率和实际功率的区别;锻炼设计实验的能力。
4.通过实验探究,体验电流的热效应跟电阻大小的关系。
5.观察电路,保险丝(或空气开关)是怎样“保险”的。
三、情感、态度和价值观
1.了解电能在现代社会生活中的作用。
2.认识节约用电的重要性。
3.具有安全用电的意识。
探究诊断
测量小灯泡的电功率
一、预备知识
1.一个用电器功率的大小等于________________________________。
2.电功率的计算公式是________。
在实验中常常通过________和________的测量来间接得知用电器的电功率。
这种方法跟我们已学过的,通过电流和电压的测量来间接地得知导体的电阻原理是一样的。
3.决定小灯泡的亮暗程度的是________________________________。
4.用电流表测量通过小灯泡的电流,电流表应________联在电路中。
学生用电流表的量程有________和________,其分度值分别为________和________。
5.用电压表测量小灯泡两端的电压,电压表应________联在电路中。
学生用电压表的量程有________和________,其分度值分别为________和________。
6.当电路中串联了滑动变阻器时,电路闭合前要把变阻器调到使电路中电流________的位置。
7.本实验中所使用的小灯泡的额定电压是________V,电源电压是________V。
二、实验报告
【实验目的】
【实验原理】
【实验器材】
【实验电路图】
【实验记录表格】
【实验主要步骤】
【分析实验数据得出结论】
(1)小灯泡的额定功率是________W。
(2)当小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍时,小灯泡的功率是________W,跟正常发光时相比较,小灯泡的亮度________________。
(3)当小灯泡两端的电压低于额定电压时,小灯泡的功率是________W,跟正常发光时相比较,小灯泡的亮度________________。
【实验中发现的新问题有什么?
】
诊断反馈
第一节电能
1.电能的单位是()
A.JB.AC.VD.C
2.电能表接在家庭电路中是为了直接测量()
A.电流B.电压C.电功D.电功率
3.两个电阻R1=2R2,将它们并联起来接入电路,在相同时间内电阻R1、R2上电流做的功分别用W1、W2表示,则()
A.W1>W2B.W1=W2C.W1<W2D.无法比较
4.以下事例是利用电能工作的是()
A.洗衣机洗衣服B.使用电热器烧水
C.火力发电D.太阳能发电
5.电流做功的过程,实际上就是________能转化为________能的过程。
6.7.2×105J=________kW·h;400J=________V·A·s。
7.电能表是测量________的仪表。
小红家的电能表月初的示数是362.4kW·h,月底的示数是452.4kW·h,这个月小红家用电________kW·h,合________J。
8.小灯泡两端的电压是4V,通过灯丝的电流是0.5A,10s内电流做功________J,消耗电能________J。
9.0.5min内通过导体的电荷量为18C,电流做功108J。
导体两端的电压为________V,通过导体的电流为________A,导体的电阻为________Ω。
10.两个电阻串联在电路中,已知R1>R2,在相同的时间内,电阻________消耗的电能多。
如果把这两个电阻并联在电路中,在相同的时间内,电流通过________做功多。
11.某导体的电阻为12Ω,20C的电荷量通过该导体,消耗电能120J。
这个导体两端的电压是________V,通过该导体的电流是________A。
12.图8-1为家用电能表的示意图。
观察这个电能表,这个电能表的计量单位是________。
它是物理量________的单位。
“600r/kW·h”表示电能表每消耗1kW·h的电能,转盘转________转。
转盘每转1转,表示消耗电能________J。
图8-1
13.一个5Ω的导体上通过8C的电荷量时,消耗电能20J。
求:
(1)这个导体两端的电压;
(2)通过这个导体的电流;(3)通电时间。
14.将电阻R1、R2串联在某电路中,已知电源电压为6V,R1=4Ω,R2=6Ω。
求:
在2min内电阻R2消耗的电能。
第二节电功率
(一)
1.下列说法中错误的是()
A.电功率是表示电流做功快慢的物理量
B.kW、W都是电功率的单位
C.消耗电能多的用电器功率大
D.电流做功的过程就是电能转化成其他形式的能的过程
2.某半导体收音机消耗的电功率为0.6W。
“0.6W”的物理意义是:
在______内,电流做功______J。
3.完成同样多的电功,电功率大的用电器用的时间______,电功率小的用电器用的时间______。
所以说电功率是表示电流做功______的物理量。
4.一只标有“PZ220100”的电灯,其中“220”指的是______,它表示______;“100”指的是______,它表示______。
这盏灯的正常工作电流是______A,电阻是______Ω。
5.一只标有“220V1000W”的电炉,正常工作______h消耗1kW·h的电能。
6.两盏灯的电阻分别为R1、R2,且R1∶R2=2∶3,它们两端的电压分别为U1、U2,通过两灯的电流分别为I1、I2,两灯的电功率分别为P1、P2。
(1)两灯串联时,I1∶I2=______;U1∶U2=______;P1∶P2=______。
(2)两灯并联时,I1∶I2=______;U1∶U2=______;P1∶P2=______。
7.动手做一做:
利用家里的电能表和钟表,测定电饭锅(或其他用电器)的电功率。
请写出测量过程、记录的数据以及计算的结果。
8.利用家里洗衣机的说明书或洗衣机铭牌,了解洗衣机额定电压、额定功率,计算洗衣机工作电流。
9.阻值为6Ω的用电器接到36V的电源上,通电5min,求:
(1)电流通过用电器所做的功;
(2)用电器的电功率。
第二节电功率
(二)
1.下列说法正确的是()
A.kW·h是电功率的单位
B.电灯的额定功率越大,灯就越亮
C.“36V40W”的灯泡比“36V15W”的灯泡的电阻大
D.“PZ22040”的灯泡和“110V40W”的灯泡在各自的额定电压下工作时,两盏灯的亮度一样
2.R1=20Ω,R2=30Ω,将它们串联在电路中,在相同的时间内,R1、R2消耗的电能分别为W1、W2。
比较二者的大小,可知()
A.W1>W2B.W1=W2C.W1<W2D.无法判定
3.甲、乙两盏灯并联在某电路中时,它们的实际功率之比为2∶1,则甲、乙两灯的电阻之比是()
A.1∶2B.2∶1C.1∶4D.4∶1
4.用电器上标着的电压值是用电器________工作时的电压,叫________电压;用电器上标着的功率值是用电器在________电压时的电功率,叫________功率。
5.标着“PZ220—60”字样的电灯正常工作时,通过灯丝的电流是________A,灯丝的电阻是________Ω。
6.一盏标有“36V40W”字样的灯泡,接入某电路时,测得通过灯泡的电流为1A。
这盏灯两端的实际电压是________V,实际功率是________W。
7.在8C的电荷量通过一个2Ω电阻的过程中,电流做功40J。
这个电阻两端的电压是________V,通过这个电阻的电流是________A,通电时间是________s。
这个电阻消耗的电功率是________W。
8.1kW·h的电能可供“36V25W”的电灯正常工作________h。
9.如图8-2所示电路中,电阻R=24Ω,灯L标有“12V24W”的字样,并正常发光。
求电流表的示数。
图8-2
10.一只灯泡与R=10Ω的电阻串联,接在20V的电源上时,灯泡恰好正常发光,测得通过灯泡的电流是0.5A。
求:
(1)灯泡的额定电压和额定功率;
(2)灯泡正常光时的电阻。
第二节电功率(三)
1.A、B两个灯泡的额定电压相同,额定功率PA>PB。
它们的电阻关系是()
A.RA>RBB.RA<RBC.RA=RBD.无法判断
2.L1、L2两灯的额定功率相同,额定电压U1<U2,下列说法正确的是()
A.正常工作时,电流I1<I2B.两灯电阻R1<R2
C.两灯串联时,实际功率P1<P2D.两灯并联时,实际功率P1>P2
3.下面四盏灯分别接6V的电压时,实际功率最大的是()
A.“18V18W”B.“12V24W”C.“9V36W”D.“6V12W”
4.一盏标有“PZ220100”字样的电灯接到家庭电路中,每天工作时间为5h,30天这个灯泡消耗电能________kW·h。
5.如图8-3所示的电路中,电源电压保持不变。
S闭合后,变阻器的滑片P向左移动时,电流表的示数________,灯L的功率________。
6.如图8-4所示的电路,电源电压不变。
若在AB两点之间并联接入一个电阻,则灯的亮度________,电流表的示数________。
7.加在标有“PZ220100”字样灯泡两端的电压比额定电压低1/5时,此灯泡的实际功率是________W。
8.把标有“12V6W”字样的灯接在6V电源上,灯的实际功率是________W,通过灯的电流是________A。
图8-3图8-4
9.小强发现了一个废弃的电子元件,他想了解它的一些特性,为此他进行了一些实验并收集了一些信息。
他根据收集的信息做出了该元件的电流随电压的变化曲线,如图8-5所示,则:
(1)当电压U=40V时,元件的电阻为________Ω;
(2)当电压U=160V时,该元件消耗的电功率为________W;
(3)根据图象,试描述该元件的电阻特性:
________________________________________。
图8-5
10.一台彩色电视机的待机功率约为0.2W,有人说,待机功率这么小,所以让电视一直处于待机状态无所谓,你认为他的看法对吗?
说出你的道理。
11.两个额定电压相同额定功率不同的灯泡,串联后接在它们的额定电压下,额定功率大的一定亮吗?
为什么?
12.标有“10V20W”字样的电灯,它的电阻是多大?
若将它接在4V的电路中,它的实际功率大约是多少?
13.图8-6所示电路电源电压为6V,小灯泡标有“3V0.6W”字样。
闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当小灯泡的功率为0.15W时,滑动变阻器连入电路中的电阻是多大?
图8-6
第三节实验:
测量灯泡的电功率
1.决定白炽灯的亮暗程度的是()
A.通过灯丝的电流B.灯丝两端的电压
C.灯的额定功率D.灯的实际功率
2.如图8-7所示电路中,电源电压不变,R为滑动变阻器,开关S闭合后,在滑片P由a向b移动的过程中,灯泡的亮度会()
A.变暗B.变亮
C.不变D.无法判断
3.电功率的计算公式是________,1kW=________W。
图8-7
4.在测定小灯泡功率的实验中,选用的电源电压应________(填“大于”、“等于”或“小于”)小灯泡的额定电压。
滑动变阻器应跟灯泡________在电路中,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大的位置上,这样做的目的是________,滑动变阻器的另一个作用是________。
5.测定额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。
(1)请画出测定小灯泡电功率的电路图。
(2)按照电路图把图8-8中的实物用导线连接好,要求使用滑动变阻器的D接线柱,在接通电路之前,滑动变阻器的滑片P应放在________端。
(3)闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的指针指示到________V,并在图8-9甲中画出指针的位置和使用的接线柱。
(4)此时电流表的示数图8-9________所示,通过灯泡的电流是________A,此灯泡的额定功率是________W。
电路图
图8-8
图8-9
6.某同学用导线把电源(电压恒为4.5V)、开关、电流表、标有“20Ω2A”字样的滑动变阻器,小灯泡组成串联电路进行实验,其中灯泡上所标的“0.2A”的字样清晰可见。
闭合开关后,他调节滑片位置,使小灯泡正常发光。
这时,他发现滑动变阻器的滑片恰好在中点,经过思考分析,该同学得出了小灯泡的额定功率。
请你完成下列工作:
(1)画出该同学的实验电路图。
(2)求出小灯泡的额定功率。
(3)根据什么可以判断灯泡正常发光?
(4)灯泡正常发光时电阻多大?
第四节电和热
1.电炉通电后,电炉丝热得发红,而跟电炉丝连接的铜导线却不那么热,这是因为()
A.电炉丝中有电流的热效应,而铜导线中没有电流的热效应
B.通过电炉丝的电流大,而通过铜导线的电流小
C.电炉丝的比热容比铜导线的比热容大
D.电炉丝的电阻比铜导线电阻大得多
2.要想使电热器在相等时间内产生的热量减为原来的一半,可采取的做法是()
A.电阻不变,通过它的电流减小到原来的一半
B.电压不变,电阻增加到原来的2倍
C.电压和电阻都减少到原来的一半
D.电阻不变,电压减少到原来的一半
3.两个电热器的电阻之比为R1∶R2=3∶2,通过它们的电流之比是1∶2,在相同时间内,它们放出的热量之比Q1∶Q2于()
A.3∶8B.3∶4C.3∶1D.1∶16
4.电流通过电灯时,灯丝会灼热发光。
电流通过电炉时,电炉丝发热。
这些都是电流的________效应。
在电流通过导体生热的过程中,电能转化为________能。
5.电流通过导体产生的热量,跟电流的________成正比,跟导体的电阻成________,跟通电的________成正比。
这个规律叫________,它可以用公式表示为________。
热量的国际单位是________。
6.电热器是利用电流________效应制成的。
它的主要组成部分是发热体,发热体是由电阻率________、熔点________的合金丝绕在绝缘材料上做成的。
7.一个标有“220V1000W”字样的电炉,接在家庭电路中,1h产生________J的热量。
它消耗的电能是________J。
电炉工作时的电阻是________Ω,通过电炉的电流是________A。
8.两个电热器的电阻之比是5∶4,并联接在电路中使用。
在相同的时间内,它们放出的热量之比为________;如果它们放出相等的热量,则通电时间之比是________。
9.如图8-10所示的实验装置,A、B两个相同容器中装满煤油,甲电阻丝的电阻值为R甲,乙电阻丝的电阻值为R乙,闭合开关后,发现A容器玻璃管中的液柱比B容器中的高,据此判断R甲________R乙(填:
“大于”、“小于”或“等于”),判断的依据是________________。
10.两个额定电压为110V,额定功率分别为100W和15W的两盏白炽灯串联接在110V的额定电压下,15W的灯看起来比100W的灯要亮,试用焦耳定律加以解释。
图8-10
11.一个标有“12V6W”字样的电热器,如果把它接在36V的电源上,要使它正常工作,应如何连接一个阻值多大的电阻?
这个电阻消耗的功率是多少?
5min内由电热器产生的热量是多少?
(画电路图)
12.在图8-11所示的电路中,电阻R的阻值是5Ω,灯泡L的额定功率是4W。
开关闭合后,电压表的示数是6V,电流1min在R上产生的热量是12J。
求:
灯泡的额定电压。
图8-11
13.家庭电路的电压有时会低于220V,使得用电器的实际工作电压低于额定电压。
方框所示的是一个电热水壶的铭牌。
某同学把这个电热水壶单独接入家庭电路中工作15min,测得消耗的电能是0.3kW·h。
求:
电热水壶的电阻值和实际工作电压。
=佳德牌=
电热水壶
220V1600W
×××电器厂
第五节电功率和安全用电
1.几个额定电压均为220V,额定功率不同的白炽灯,并联接在家庭电路中。
如果其中某个灯泡的灯丝断了,则该并联电路的()
A.总电流变大B.总电阻变大C.电压变小D.总电功率变大
2.某宿舍楼的空气开关经常出现跳闸现象,其原因可能是()
A.电路允许通过的最大电流太大B.电路允许通过的最大电流太小
C.宿舍中的某根电线断路D.有人经常使用大功率的用电器
3.某班同学在学习了有关家庭电路的知识后安装了如图8-12所示的四盏电灯,你认为其中正确的是()
图8-12
4.家庭电路中电流过大的原因有:
发生________或用电器的________过大。
5.当电路中电流过大时,保险丝产生较多的________,使它的温度达到________,于是保险丝________,自动________,起到保险的作用。
在新建的居民楼中,空气开关已经取代了保险丝。
当电路中电流过大时,空气开关跳闸,自动________,起到保险的作用。
6.电能表上标着的电压值是它的________,所标的电流值是________电流。
一只标着“220V10A”的电能表,可用在最大功率是________W的家庭电路上。
7.家用保险丝是由电阻率________而熔点________的铅锑合金制成的。
使用时应将保险丝________联在电路中。
8.安全用电的原则是________;________。
9.有一个标有“220V500W”字样的电炉。
求:
(1)正常工作时的电阻;
(2)正常工作5min消耗多少电能;(3)正常工作1h耗电多少千瓦时?
10.在家庭电路里,为了防止电线中电流过大,烧坏绝缘体,引起火灾。
因此必须在电路中安装保险丝。
它的作用是:
在电流增大到危险程度以前自动熔断而切断电路。
问:
(1)保险丝的材料特点是什么?
(2)当电流过大时,为什么保险丝熔断而导线却安然无恙?
第八章复习课
一、选择题
1.在国际单位中,瓦特是下列哪个物理量的单位()
A.电压B.电流
C.电功D.电功率
2.额定功率为1000W的用电器可能是()
A.空调B.计算器
C.家用普通白炽灯D.计算机
3.两个电热器的电阻之比为3∶2,把它们串联起来,在相同的时间内,它们放出的热量之比是()
A.4∶9B.9∶4C.2∶3D.3∶2
4.有一个标有“6V9W”字样的灯泡接入某电路。
测得灯两端的电压是2V,那么这个灯的实际功率等于()
A.9WB.3WC.6WD.1W
5.如果在相同时间内,甲电阻丝比乙电阻丝放出的热量多,那么()
A.甲的电阻一定大于乙的电阻
B.甲的实际功率一定大于乙的实际功率
C.通过甲的电流一定大于通过乙的电流
D.甲电阻丝两端的电压一定大于乙电阻丝两端的电压
6.两根电热丝的额定电压都是220V,甲的额定功率大于乙的额定功率。
将它们接在家庭电路中给质量相等、初温相同的水加热直到沸腾,那么()
A.将甲、乙串联后加热,所用时间最短
B.将甲、乙并联后加热,所用时间最短
C.单独使用甲加热,所用时间最短
D.单独使用乙加热,所用时间最短
7.如图8-13所示,电源电压U相同,将R1、R2串联,电路的总功率是P。
将R1、R2并联,电路的总功率是P′。
则()
A.P>P′B.P<P′C.P=P′D.无法判定
图8-13图8-14
8.如图8-14所示,若将电源电压提高到原来的2倍,再移动变阻器滑片,使电流表的示数变为原来1/2,则电灯的电功率()
A.变大B.不变
C.变小D.无法判定
9.标有“110V60W”和标有“220V25W”字样的两盏电灯都正常发光时,比较它们工作相同时间消耗的电能()
A.“220V25W”的灯消耗电能较多B.“110V60W”的灯消耗电能较多
C.两灯消耗电能一样多D.额定电压不同,无法比较
10.一个定值电阻R1接在电压恒定的电源上,消耗的功率是40W。
另一个定值电阻R2接在这个电源上消耗的功率是60W。
若将R1和R2串联在这个电源上,则这两个电阻消耗的总功率是()
A.100WB.50WC.24WD.20W
二、填空题
11.完成下面的单位换算。
(1)1W=________J/s
(2)2度电=________kW·h=________J
(3)0.9kW=________W(4)7.2V·A·s=________J
12.R1=4R2,将它们串联在电路中,通过这两个电阻的电流之比是________,它们的电压之比是________,电功率之比是________,产生的热量之比是________。
13.在0.5min内通过某导体横截面的电荷量是6C,电流做功24J。
则该导体两端的电压是________V,通过它的电流是________A,导体的电阻是________Ω,导体的电功率是________W。
14.一间教室里有六盏40W的电灯。
同学们注意节约用电,做到人走灯灭。
这样平均每天盏灯少开0.5h,一个月(按30天计算),可节电________kW·h。
15.将一把标有“220V100W”字样的电烙铁与一个滑动变阻器串联后接在220V的电源上。
使用电烙铁时,可将变阻器的电阻调为零,在20min内电烙铁产生的热量为Q1;电烙铁暂不使用时,则将变阻器的电阻调为最大,此时通过电烙铁的电流恰好是正常工作电流的一半,在20min内电烙铁产生的热量为Q2。
则Q1∶Q2=________。
三、计算题
16.在图8-15所示的电路中,当开关S1闭合,S2、S3断开时,R2消耗的功率是6W。
再把开关S3闭合,电路消耗的总功率为9W,电流表的读数增加了0.5A。
求:
(1)电源电压;
(2)当S1、S3断开,S2闭合时,电路消耗的总功率。
图8-15
17.小明家电能表上标有“220V10A”字样,他家原有用电器总功率1500W,最近新买了一个电热水器,铭牌上部分数据如表所示。
试求:
(1)电热水器的额定电流;
(2)电热水器正常工作的电阻;(3)将电热水器接入电路后,通过计算回答他家的用电器能否同时使用。
额定容积/L
60
额定功率/kW
1.2
额定电压/V
220
净重/kg
25
水温范围/℃
10~70
18.如图8-16所示电路,电源电压保持不变,R1为定值电阻,R2为一标有“50Ω2A”字样的滑动变阻器。
闭合开关S,改变滑动变阻器
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- 学探诊 第八章 电功率 第八