广西中考物理 第17讲 电功率课件.ppt

第一部分考点研究 第十七讲电功率 广西2011 2014中考试题精编 知识精讲考点清单重难点突破 实验突破 2015备考猜押 考点清单 电能电功 电功率 测量小灯泡的电功率 焦耳定律 电功率 电能电能的计量电功 电功率 千瓦时 的来历额定电压额定功率 在物理学中 常用的能量单位是 生活中也常用 度 为单位 度的学名叫做千瓦时 符号是 单位换算 1度 kw h j 电能 焦耳 kw h 1 3 6 106 用电器在一段时间内消耗的电能 可以通过 计量出来 电能表上显示的数字是表从开始记数到读数为止用去的电能 为了计量一段时间内消耗的电能 必须记录这段时间起始和结束时电能表上计数器的示数 前后两次示数之差 就是这段时间内用电的度数 电能的计量 电能表 也叫电度表 电能转化为其他形式的能的过程 也可以说是电流做功的过程 有多少电能发生了转化就说电流做了多少 即电功是多少 用符号 表示 电功的公式为 其中w表示电功 单位是j u是电路两端的电压 单位是v i是电路中的电流 单位是a t是通电时间 单位是s 根据欧姆定律i 可推导出电功的推导式 电功 功 w w uit w i2rt 在物理学中 用电功率表示电流做功的 用符号 表示 它的单位是瓦特 简称瓦 符号是 其它常用单位还有千瓦 kw 毫瓦 mw 单位换算 1kw w 1mw w 电功率的公式为p 其中p表示电功率 单位是w w表示电功 单位是j t表示完成这些电功所用的时间 单位是s 结合w uit可得 p ui 还可根据 推导出 p p 常考的电功率 家用空调的电功率约为1000w 电吹风机的电功率约为500w 洗衣机的电功率约为300w 液晶电视机的电功率约为100w 日光灯的电功率约为40w 电功率 快慢 p w 103 10 3 i2r 千瓦时 的来历 如果p和t的单位分别用千瓦 小时 那么它们相乘之后 就得到电能的另一个单位 度 1千瓦时可以看做电功率为1kw的用电器使用1h所消耗的电能 千瓦时 在不同的电压下 同一个用电器的电功率不一样大 用电器实际的电功率随着它两端的电压而改变 额定电压是指用电器 时的电压 额定功率是用电器在 下工作时的电功率 实际电压是电路中电压表所测出来的电压 实际功率是用电器在 下工作的功率 灯泡上标有 220v25w 的含义是 用电器只在额定电压下才能正常工作 实际电压偏低 则用电器的电功率低 不能正常工作 实际电压偏高 有可能损坏用电器 额定电压额定功率 正常工作 额定电压 实际电压 额定电压为220v 额定功率为25w 实验原理 实验原理图 实验注意事项变阻器在电路中的作用 通过实验 得出小灯泡的亮度与实际功率有关 测量小灯泡的电功率 p ui 断开 最大阻值处 改变电路中的电流和电压 保护电路 a 连接电路时开关应 b 连接电路时变阻器滑片应滑到阻值 电流的热效应 电流通过导体时将 能转化为 能 这种现象叫做电流的热效应 焦耳定律电热的利用和防止 焦耳定律 电 内 内容 电流通过导体产生的热量跟 成正比 跟导体的 成正比 跟 成正比 这个规律叫做焦耳定律 公式 q 其中q表示热量 单位是j i表示电流 单位是a r表示电阻 单位是 t表示时间 单位是s 焦耳定律 电流的平方 电阻 通电时间 i2rt 利用 电热水器 电饭锅 电熨斗 养鸡场的电热孵化器等 防止 带有孔的电视机后盖 电脑的微型风扇等 电热的利用和防止 重难点突破 1 额定功率和实际功率考情总结 从广西中考真题来看 对额定功率与实际功率知识点的考查分两种形式 一种是给出用电器铭牌 计算其正常工作时的电流 电阻 另一种直接或间接 通过计算或观察图像得出 给出实际电流 电压和功率中的两个 求另外一个 1 灯泡亮度与实际功率的关系灯泡的亮暗是由它消耗的实际功率决定的 消耗的实际功率越大 灯泡就越亮 灯泡正常发光 额定功率大的灯泡亮 灯泡不正常发光 额定电压相同 a 两灯泡串联 b 两灯泡并联 额定电压 额定功率都不同的灯泡 即 实际功率与额定功率的比值为实际电压与额定电压的平方比 2 额定功率与实际功率的关系 3 利用额定功率可以求得的物理量 求额定电流 由p额 u额i额得 求电阻 由p ui及得 或由p i2r得 求用电器的实际电压 实际电流 实际功率 电能 电热 根据额定功率求出用电器的电阻r后 运用电功率和欧姆定律 电能计算公式可求得相应的物理量 2 电功 电功率 电热的计算 1 电功 电功率的计算 2 电热的计算对于纯电阻而言 也就是将电能全部转化为内能的电路 电流产生的热量与电流做的功是相等的 则q w uit i2rt pt 对于非纯电阻电路而言 只能利用公式q i2rt进行计算 3 电学物理量的范围和极值问题 1 引起电路范围变化的本质 滑动变阻器接入电阻可变 电流表 电压表量程 用电器规格 小灯泡的额定电压 额定功率 2 电路范围问题的具体表现 滑动变阻器接入电阻的范围a 最大阻值 首先应先进行分析 若随着变阻器阻值的增大 各电表的示数在减小 则变阻器允许的最大值即为变阻器铭牌中标注的最大值 若串联电路中 有电压表并联在滑动变阻器两端 则应利用电压表的量程的最大值 电路电流值 求变阻器允许的最大阻值 即 b 最小阻值 应先确定电路中允许的电流最大值 确定的依据是 电流表的量程 滑动变阻器的铭牌以及并联在定值电阻两端的电压表量程 利用这三者分别求出每一条件限制下允许的最大电流 取三者中最小的 作为电路中允许的最大电流 然后再依据滑动变阻器之外的用电器的额定电压值 电源电压来计算滑动变阻器的最小阻值 即 电路中电流 电压的极值a 电路电流的极值 a 电路最大电流 依据电路中用电器的额定电流 电流表的量程来决定 取两者中的最小值作为电路的最大电流值 b 电路最小电流 由滑动变阻器接入电路的最大阻值决定 此时电路中的总电阻值最大 则电路最小电流为 b 用电器两端电压的极值 a 最大电压 依据用电器的额定电压 电压表的量程来决定 取两者中的最小值作为用电器两端的最大电压值 b 最小电压 一般是求滑动变阻器的最小电压 此时要根据滑动变阻器之外的用电器的额定电压或电压表的量程来决定 此时要注意电路安全问题 即要注意在变阻器之外的用电器在不超过其额定值的情况下来取最小电压 电路 用电器消耗电功率的极值 这只要根据电路 用电器中各自最大 小 物理量值即可求得 a 最大 小 电压值 电流值 则有pmax min ui b 最大 小 电压值 电阻值 则有pmax min c 最大 小 电流值 电阻值 则有pmax min i2r 4 计算中多挡位问题的理解 1 电热器是家庭中的重要用电器 它在生活中有着广泛的应用 根据实际需要往往需要设计不同的挡位 切换电热器的开关 就能改变电热器的挡位 其实质是改变电热器的电功率 2 用电器的挡位改变电功率的原理 电路中的电压一定 然后根据公式 可以得出电功率与总电阻成反比 所以要改变电热器的电功率 只需适当改变电热器电路中的电阻即可 3 一般可以通过以下三种方式改变挡位 用短路的方法改变电路中的电阻 如图甲所示 开关s1闭合 电阻r1短路 开关s1断开 电阻r1 r2串联 用并联的方法改变电路的电阻 如图乙所示 只闭合开关s2 电阻r2工作 开关s1 s2都闭合时 电阻r1 r2并联 如图丙所示 利用单刀双掷开关或多开关改变电路结构也可以改变电路中的电阻 例2两定值电阻ra和rb中的电流与其两端电压的关系如图所示 若将两电阻串联在电压为3v的电源两端 电路的总功率为w 通电一段时间后 ra和rb产生的热量之比是 0 6 1 2 解析 由图象知 u 3a时 ia 0 6a ib 0 3a 因为所以电阻两电阻串联时 电路总电阻r ra rb 5 10 15 电路总功率a b两电阻串联流过它们的电流i相等 通电一段时间产生的热量之比有答案为 0 6 1 2 例3如图甲所示 电源电压恒定 r1是一个定值电阻 r2是滑动变阻器 小灯泡l的额定电压为6v 图乙是通过小灯泡l的电流随两端电压变化的曲线 当开关s1闭合 s2断开 滑动变阻器的滑片p滑至最左端时 小灯泡l恰好正常发光 滑动变阻器的滑片p滑至最右端时 电压表的示数为5v 当开关s1 s2都闭合 滑动变阻器的滑片p滑至最左端时 电流表的示数为0 8a r1消耗的功率为p1 求 1 小灯泡的额定功率pl 2 滑动变阻器的最大阻值r2 3 定值电阻r1 消耗的功率p1 解析 1 由图象知 灯泡正常发光时通过的电流为i 0 5a 所以灯泡的额定功率为p额 u额i 6v 0 5a 3w 2 灯泡两端电压为ul u u2 6v 5v 1v由图象知 此时通过电路的电流为i 0 2a因为所以滑动变阻器最大阻值为 3 由图象知 通过灯泡的电流为il 0 5a电阻r1的电流为i1 i il 0 8a 0 5a 0 3a定值电阻r1消耗的功率为p1 ui1 6v 0 3a 1 8w 1 测量小灯泡的电功率原理 p ui 2012年1次 2011年2次 2 根据实物图画电路图 或连接实物图 2014年3次 2013年4次 2012年1次 2011年4次 实验突破 实验一 测量小灯泡的电功率 2014年3次 2013年8次 2012年4次 2011年5次 3 测量小灯泡的额定功率 调节滑动变阻器使实际电压等于额定电压 2013年4次 2012年4次 2011年3次 4 实验操作过程中滑动变阻器的位置和开关的状态 2014年3次 2013年7次 2012年3次 2011年5次 5 电压表 电流表量程的选择及读数 2014年3次 2013年5次 2012年4次 2011年4次 6 实际电压 实际功率与灯泡亮暗的关系7 温度对灯泡电阻的影响8 电路故障分析 2014年2次 2013年1次 2012年1次 2011年2次 9 不能用多次测量求出的电功率的平均值作为小灯泡的额定功率 多次测量的目的是为了分析实际电压与实际功率的关系 及亮度与实际功率的关系 2014年2次 2013年1次 2012年1次 2011年2次 10 电功率的计算及分析 2014年2次 2013年1次 2012年3次 例1 2014重庆b卷 某校两个实验小组在测定小灯泡功率的实验中 被测小灯泡的额定电压为2 5v 实验桌上提供有如下器材 电源 电压6v且恒定不变 电流表 电压表 开关 滑动变阻器 50 1a 各一只 导线若干 1 晓松同学所在实验小组利用如图甲所示的电路进行实验 用笔画线代替导线 将如图甲所示的实物电路连接完整 连接电路时 开关应该 闭合开关 移动变阻器的滑片p的过程中 观察到电流表示数几乎接近最大值时 小灯泡仍然不亮 且电压表无示数 其原因可能是 排除故障后 闭合开关 移动滑片p至电压表的示数如图乙所示 其读数为 v 要使小灯泡正常发光 滑片p应向 选填 a 或 b 端移动 断开 小灯泡短路 1 1 a 多次改变滑片p的位置 获得多组对应的电压 电流值 并绘制出如图丙所示的图像 由图像可知 小灯泡的额定功率是 w 2 晓松同学所在的实验小组的滑动变阻器已损坏 其他器材和规格不变 老师提供了另一只滑动变阻器 10 a 小组同学讨论后发现 若要继续用已连接完整的图甲所示电路来测出小灯泡的额定功率 至少还要在原电路中 选填 串 或 并 联一个 的电阻 0 5 串 7 5 解析 1 电压表应测小灯泡两端的电压 故与小灯泡并联 还要注意电流应 进 出 为保护电路 在连接电路时开关应断开 由于电流表有示数 则说明电路是通路 电压表无示数 说明与电压表并联的那部分电路发生了短路 故原因可能是小灯泡短路 由乙图可知 电压表所选量程为0 3v 分度值为0 1v 故其示数为1 1v 已知小灯泡的额定电压为2 5v 由图丙可知 当小灯泡两端的电压u 2 5v时 通过小灯泡的电流i 0 2a 故小灯泡的额定功率p ui 2 5v 0 2a 0 5w 2 由第 1 题第 小问可知 小灯泡的额定电压为2 5v 额定电流为0 2a 要使小灯泡正常发光 滑动变阻器接入电路的电阻为 17 5 由于本题所提供的滑动变阻器的最大阻值只有10 故应在原电路中串联一个电阻 其阻值为17 5 10 7 5 1 利用所测数据也能计算出小灯泡正常发光时灯丝的电阻为 2 由图像可知 小灯泡的实际功率随实际电压的增大而 增大 变小 或 不变 这是因为 3 该实验需要进行多次测量 其目的是有以下两种 a 是为了从不同情况中找到普遍规律 12 5 减小 小灯泡电阻随温度的增大而增大 b 是为了求平均值减小实验误差 你认为在本实验中测量多组数据的目的是 选填 a 或 b 4 小叶同学按同一电路连接好最后一根导线 灯泡立即发出明亮耀眼的光 并很快熄灭 检查后发现连线正确 请你找出他在实验中两个操作不当之处是 a 时开关未断开 闭合开关前滑动变阻器未 连接电路 调至阻值最大处 解析 1 已知小灯泡的额定电压为2 5v 由图丙可知 当小灯泡两端的电压u 2 5v时 通过小灯泡的电流i 0 2a 则小灯泡正常发光时的电阻 12 5 2 由图像可知 随着电压的增大 通过小灯泡的电流逐渐减小 根据p ui可知电功率逐渐减小 因为小灯泡的电阻随温度的增大而增大 故电流会减小 3 多次测量不是为了减小误差 是为了找电功率与电压 的关系及亮度规律 因为电压改变后小灯泡的功率也改变 不能将平均值作为小灯泡的额定功率 4 灯泡连好线后直接发光 说明连接电路时开关未断开 发出耀眼的光 说明电路中电流过大 闭合开关前滑动变阻器未调至最大阻值处 实验二探究影响电流热效应的因素 1 被加热的材料选用煤油或空气 利用其比热容小 效果明显且安全 2 选择加热物质的要求 物质相同 质量相同 初温相同 3 转化法的应用 通过温度计的示数或u形管液面高度的变化反映产生电热的多少 4 控制变量法的应用 探究电热与通电电流的关系 控制电热丝阻值和通电时间相同 改变通过两电热丝的电流大小 探究电热与电阻的关系 控制通过电热丝的电流和通电时间相同 选择两个电阻不同的电阻丝 探究电热与通电时间的关系 控制电热丝的阻值和通过的电流相同 改变通电时间的长短 5 焦耳定律在生活中的应用 实验结论 导体产生的电热与电流 电阻和通电时间有关 在电阻和通电时间相同的情况下 通过电阻的电流越大 产生的热量越多 在电流和通电时间相同的情况下 电阻越大 产生的热量越多 在电阻和通过电阻的电流相同的情况下 通电时间越长 产生的热量越多 例2 2014郴州 用如图所示的实验装置探究 电流相同时 通过导体产生的热量与电阻大小的关系 图中甲 乙是完全相同的密闭容器 实验前 a b两 u 形管内液面是相平的 例2题图 1 请你用笔画线代替导线 将电路连接完整 2 电流产生的热量不易直接测量 因此 在这个实验中是通过观察 u 形管中液面的 来显示甲 乙容器内空气温度的变化 通过对比观察 你认为 选填 甲 或 乙 容器中的电阻产生的热量多 由此可