山西省中考物理 第十八讲 电功 电功率课件.ppt

山西省 物理 第十八讲电功电功率 1 2015 山西20题 如图为一种握力计和它的工作原理示意图 电源电压恒定不变 握力显示表是由电流表改装而成 定值电阻r2起保护电路作用 其电阻值为5 弹簧一端的滑片p在电阻r1的最上端时不施加力 移动到最下端时施加的力最大 弹簧的电阻不计 该握力计测量范围为0 300n 电路中电流变化范围0 1 0 6a 则下列判断正确的是 a 握力300n时电路中电流为0 6ab 握力计工作电路的电源电压为3vc r1连入电路阻值变化范围0 30 d r2消耗的最小功率为0 5w b 2 2014 山西20题 如图 电源电压18v保持不变 电流表量程0 0 6a 电压表量程0 15v 小灯泡上标有 6v3w 字样 要求开关闭合后两个电表的示数均不超过所选量程 且灯泡两端电压不允许超过额定电压 灯丝电阻不变 则下列说法正确的是 a 滑动变阻器的滑片向左移动时 电流表和电压表示数都变大b 当电流表示数为0 4a时 电压表示数为12vc 该电路的最大功率为10 8wd 滑动变阻器允许调节的范围是24 60 d 3 2013 山西33题 图甲是小灯泡l和电阻r的电流随电压变化的图象 将它们按图乙所示接入电路中 闭合开关s 小灯泡的实际功率为1w 再闭合开关s1 电流表示数变化了 a 此时电路消耗的总功率为 w 0 2 1 4 4 2012 山西20题 如图是一个自动体重测试仪的工作原理图 有关它的说法正确的是 a 体重显示表是用电压表改装成的b 体重测试仪电路由于缺少开关 始终为通路c 体重越大 体重显示表的示数越大d 体重测试仪所测体重越大 电路消耗电能越少 c 5 2011 山西20题 如图所示是某电子秤的结构示意图 其中p是一个可以紧贴ab滑动的金属滑片 s为自动控制开关 闭合开关s 秤盘内不放物体时 电子秤刻度表示数为0 在秤盘内放入物体时 就可以从电子秤刻度表上读出该物体的质量 当被测物体的质量超过电子秤量程时 开关s自动断开 电子秤无示数 则下列判断正确的是 a 电子秤的刻度表是一个电流表 它的示数越小说明所测物体质量越大b 电子秤的刻度有是一个电压表 它的示数越大说明所测物体质量越大c 电子秤的ab部分是一个滑动变阻器 且a端为绝缘体d 电子秤所测物体的质量越大 消耗的功率越小 c 高 6 2012 山西33题 下表为某电烤箱铭牌的部分参数 其简化电路如图所示 当开关s闭合时 电烤箱处于 温挡 当电烤箱在高温挡工作时 1min消耗的电能是 j 6 6 104 05876 5 8 2015 山西29题 英国物理学家 做了大量的实验 于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流 电阻和通电时间的关系 其计算公式是 这一发现发展了电热学理论 为电热应用作出了杰出的贡献 q i2rt 焦耳 9 2015 山西33题 如图所示是现在家庭常用的电子式电能表表盘 表盘上标有3200imp kw h 表示每消耗1kw h的电能 指示灯闪烁3200次 小明将某家用电器单独接在该电能表上正常工作6min 电能表指示灯闪烁了320次 该家用电器的额定电功率是 w 则这个家用电器可能是 填 电热水壶 台灯 或 电视机 1000 电热水壶 10 2014 山西38题 在测量小灯泡电功率的实验中 实验室所提供的器材有 电源 电压恒为6v 额定电压为2 5v 电阻约为10 的小灯泡 电流表 电压表 开关各一个 导线若干 滑动变阻器两个 规格为 10 la 50 1 5a 1 图甲是小壮连接的部分实物图 请你用笔画线代替导线 将实物图连接完整 解 2 检查电路连接无误后 将滑动变阻器的滑片置于 填 a 或 b 端 闭合开关后 小壮立即发现小灯泡发光过亮不能进行实验 为了完成实验 接下来他的操作是 a 断开开关 换接 50 1 5a 的滑动变阻器重新实验 3 小壮改正错误后 闭合开关 改变滑动变阻器的阻值 记下各组对应的电压表和电流表的示数 并绘制如图乙所示的i u图象 根据图象可知小灯泡的额定功率是 w 图中从原点到m点再到n点的曲线 反映灯丝的电阻在 4 实验中 某同学的小灯泡先由暗变亮 然后发出耀眼的光后被烧坏 为了避免灯丝烧断 请你提出在调节滑动变阻器的过程中应注意的事项 0 625 变化 或变大 缓慢调节滑动变阻器 同时观察电压表示数 使其不超过小灯泡额定电压 或不超过小灯泡额定电压的1 2倍 11 2012 山西29题 为了探究影响电热的因素 小伟设计了如图所示电路 烧瓶中盛有质量 初温均相等的煤油 r甲 r乙 1 为了在较短的时间内达到明显的实验效果 选用煤油而不用水 主要是由于 2 通电一段时间后 比较两烧瓶中温度计的示数 是为了探究电热与 的关系 煤油的比热容比水小 温度变化快 电阻 3 要利用此装置来探究电热与电流的关系 你还需要的操作是 移动滑动变阻器滑片 比较通电时间相同时 甲 乙 瓶中温度计的示数变化 4 将此装置改装后可测量煤油的比热容 如图所示 测量时 分别向两个相同的烧瓶中加入初温均为t0 质量相等的水和煤油 通电一段时间后 分别读出温度计的示数为t水 t煤油 请写出煤油比热容的表达式c煤油 已知水的比热容为c水 12 2015 山西42题 几千年来中国的厨艺最讲究的就是 火候 二字 现在市面上流行如图所示的新型电饭锅 采用了 聪明火 技术 电脑智能控温 控压 智能化控制食物在不同时间段的温度 以得到最佳的口感和营养 其简化电路如图甲所示 r1和r2均为电热丝 s是自动控制开关 把电饭锅接入220v的电路中 用电饭锅的 聪明火 煮米饭 电饭锅工作时的电流随时间变化的图象如图乙所示 1 求电热丝r2的阻值 计算结果保留一位小数 2 这个电饭锅在0 15min把质量为1 1kg的米饭由20 加热到100 求电饭锅在这段时间内加热的效率 c米饭 4 2 103j kg 13 2014 山西42题 市场上有一种电热饮水机 如图是饮水机的简化电路图 s是温控开关 r1是调节电阻 其阻值为176 r2是供加热的电阻丝 饮水机的铭牌参数如表所示 求 1 若饮水机正常工作时的加热效率为90 现将质量为1 5kg 初温为20 的水在一标准大气压下烧开需要吸收的热量是多少 需加热多长时间 已知c水 4 2 103j kg 时间计算结果保留整数 2 当饮水机处于保温状态时 它的保温功率是多少 14 2013 山西42题 电压力锅是一种新型家用电器 集高压锅与电饭锅优点于一体 既安全又环保 如图所示是某型号电压力锅工作电路简图 下表是其部分参数 其中r1是主加热器 r2是保压加热器 接通电路后 开关s自动与触点a b接通 开始加热 当锅内温度达到105 时 开关s自动与a b断开 并与触点c接通 开始保压 此时锅内水温不变 且未沸腾 现将3l初温为25 的水加入压力锅中 接通电路使其正常工作30min 已知消耗的电能有90 被有效利用 水的比热容为4 2 103j kg 求 1 电压力锅在加热状态时的电流 2 电压力锅多少秒后开始保压 3 电压力锅在此30min内消耗的电能 一 电能电功1 电源把 转化为 用电器把 转化为 2 电能 电功 国际主单位是 符号 日常生活中常用单位是 物理学中叫 1度 1kw h j 3 用电器一段时间内消耗的电能 可以通过 计量出来 电能表俗称 其他形式的能 电能 电能 其他形式的能 焦耳 焦 j 度 千瓦时 kw h 3 6 106 电能表 电度表 4 5 电能表上显示的数字是表从 到 为止 用去的电能 6 将电能转化为 能的过程即电流做功的过程 有多少电能发生了转化就说电流做了多少 即 7 用公式w uit计算电功的大小 推导公式有w 开始计数 读数 其他形式 功 电功 pt i2rt 快慢 二 电功率8 电功率 表示电流做功 的物理量 用字母 表示 它的单位是 简称为 符号 另一个单位是 二者换算关系是1kw w 9 电功率等于 与 之比 10 电功率公式 p 若是纯电阻电路 由欧姆定律可得变形公式p 或p p 瓦特 瓦 w 千瓦 kw 103 电功 时间 ui i2r u2 r pt 11 将p 变形 可得到w 式中w p t的单位分别是 p t的单位也可以用 那么它们相乘之后 就得到电能的另一个单位 符号 12 1kw h表示电功率为 的用电器使用 所消耗的电能 13 实验表明 在不同电压下 同一个用电器的功率不一样大 用电器实际的功率随着它两端的 而改变 焦 瓦 秒 千瓦 时 千瓦时 kw h 1kw 1h 电压 14 额定电压和额定功率 额定电压是指用电器在 时的电压 额定功率是指用电器在 电压下的电功率 与实际电压 实际功率的关系如下 正常工作 额定 15 测量电功率可以用专用的功率表 但在非专业的实验中 常常通过 和 的测量来间接得知用电器的电功率 电流 电压 灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的 用电器的p额 u额具有唯一性 对应性 而用电器的u实 p实有很多个 且u实 p实具有同体性 同时性 三 测量小灯泡的电功率16 原理 用 表测出小灯泡两端电压u 用 表测出通过小灯泡的电流i 用公式 算出小灯泡的功率p 电流 电压 p ui 17 器材 电源 开关 导线 灯泡 电流 电压 滑动变阻器 18 电路图 如图所示 19 滑动变阻器的作用 改变 和 保护电路 小灯泡两端电压 电路中的电流 20 连接电路时 开关应 闭合开关前 滑动变阻器的滑片应调到 的位置 21 结论 小灯泡的亮度取决于灯泡的 22 多次测量的目的是得出灯泡在额定电压下和不在额定电压下的功率的规律 断开 阻值最大 实际功率 23 实验中常见的故障及其产生原因 1 故障现象 灯泡不亮 电流表无示数 电压表示数较大 指示电源电压 产生原因 灯泡 2 故障现象 小灯泡不亮 电流表有示数 电压表无示数 产生原因 灯泡 3 故障现象 灯泡发光较暗 移动滑动变阻器的滑片 电流表和电压表的示数均不变 产生原因 滑动变阻器 4 故障现象 灯泡发光较亮 移动滑动变阻器的滑片 电流表和电压表的示数均不变 产生原因 滑动变阻器 断路 短路 接入的是下面两个接线柱 接入的是上面两个接线柱 5 故障现象 灯泡发光 移动滑动变阻器的滑片 发现电流表的示数变大 而电压表的示数减小 产生原因 电压表 6 故障现象 灯泡发光较暗 无论怎样移动滑动变阻器的滑片 发现电压表的示数都不能达到灯泡的额定电压 产生原因 电源电压 灯泡的额定电压 7 故障现象 灯泡发光 无论怎样移动滑动变阻器的滑片 发现电压表和电流表的示数变化均很小 产生原因 滑动变阻器的最大值太 相对于灯泡的电阻 接在了滑动变阻器两端 小于 小 四 焦耳定律24 电流的热效应 电流通过导体时 转化为 的现象 例如利用电热工作的用电器有电饭锅等 25 焦耳定律 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 用公式表示为 q 电流通过导体时 如果电能全部转化为内能 则有q w 26 生活中要注意防止电热造成的危害 例如短路易引起火灾等 电能 内能 电流的平方 电阻 通电时间 i2rt 例1 2015 娄底 家庭中使用的电灯 电冰箱等用电器的正常工作电压为 v 某小区居民在参加 地球一小时 活动中 自觉将总功率为2000千瓦的用电器停止工作1小时 可节约用电 千瓦时 解析 我国家庭电路电压为220v 节约的电能w pt 2000kw 1h 2000kw h 答案 2202000 2 103 变式题1 2015 安徽 当天空中空气的湿度很大 两块云之间的电压很高时 原先不导电的空气就会变成导体 强大的电流可在瞬间通过天空 形成闪电 某次闪电的放电电流约为1 104a 电压约1 8 108v 放电时间约0 01s 则这次闪电释放的电能约 j 合 kw h 1 8 1010 5000 例2 2015 哈尔滨 l1灯规格为 6v3w l2灯规格为 3v3w 忽略灯丝电阻变化 则下列说法正确的是 a l1与l2灯丝电阻之比为2 1b 两灯串联 当电路中电流为0 5a时 l2灯两端电压为3vc 两灯并联 当一个灯正常发光时 通过另一个灯的电流为1ad 两灯并联在3v电压下 l1灯与l2灯消耗的实际功率之比为1 4 解析 a 由r u2 p 可知灯l1的电阻r1 6v 2 3w 12 灯l2的电阻r2 3 r1 r2 4 1 故a错误 b 两灯串联 串联电路各处的电流相等 r2两端的电压u2 ir2 0 5a 3 1 5v 故b错误 c 两灯并联 根据并联电路各支路两端电压相等 当一个灯正常发光时 应是l2正常发光 l1两端电压等于l2两端的电压为3v 通过l1的电流i1 u1 r1 3v 12 0 25a 故c错误 d 两灯并联在3v电压下 l1灯与l2灯消耗的实际功率之比p1 p2 r2 r1 1 4 故d正确 变式题2 2015 福州 如图所示 电源电压12v 滑动变阻器标有 10 1a 字样 灯l1 l2分别标有 6v6w 和 3v3w 字样 只闭合s1 s3时 滑动变阻器滑片p位于某位置 灯l1 l2均正常发光 则通过灯l1的电流为 a 滑动变阻器消耗的电功率为p1 此时只闭合s1 s2 为保证灯l1正常发光 滑片p应向 填 左 或 右 移动 滑动变阻器消耗的电功率为p2 则p1 p2 1 右 1 2 例3 2015 宿迁 电炉中电阻丝通电一段时间后变得很烫 而连接电炉的导线却不怎么热 主要是因为 a 通过导线的电流小于通过电阻丝的电流b 导线的绝缘皮隔热c 导线散热比电阻丝快d 导线的电阻远小于电阻丝的电阻 导线上产生的热量很少 解析 由焦耳定律可知 电流通过导体所产生的热量 与电流的平方成正比 与导体的电阻成正比 与通电时间成正比 电阻丝与导线的电流和通电时间都相同 所以产生的热量与电阻有关 热量越小 电阻就越小 所以连接电炉的导线却不怎么热就是因为导线的电阻太小了 故选d 答案 d 方法归纳 利用焦耳定律解决问题时 要注意所分析问题中 哪些是变化的量 哪些是相同的量 应用的公式及对应的结果 变式题3 2015 长春 一只电热水壶铭牌上标有 220v1100w 的字样 在额定电压下工作 求 1 正常工作时的电流和电阻 2 通电5min产生的热量 解 1 电热水壶正常工作时的电流i p u 1100w 220v 5a 电热水壶的电阻r u i 220v 5a 44 2 t 5min 300s 电热水壶产生的热量q w pt 1100w 300s 3 3 105j 实验一测量小灯泡的电功率命题点1 实验原理 2 实验器材 p ui 电源 开关 导线 小灯泡 滑动变阻器 电流表 电压表 3 实验电路图4 变阻器作用 5 连接电路时 开关应 闭合开关前变阻器滑片移到 6 电压表 电流表量程选择 变阻器规格选择 7 变阻器下接线柱按要求选择及滑片移动方向 8 多次测量的目的是为了得到灯泡功率与电压关系的普遍规律 改变灯泡两端电压和电路中的电流 断开 阻值最大处 9 电路故障 连完最后一根导线 灯泡立即发出耀眼的光 并很快熄灭 检查后发现连线正确 请你找出实验中两个操作不当之处 连接电路时 开关未断开 变阻器滑片没有移到阻值最大处 例1 2015 桂林 学校实验室新进了一批 2 5v0 75w 的小灯泡 小明想通过实验探究小灯泡的额定功率是否符合规格 实验员提供了以下器材 待测小灯泡 铭牌为 10 2a 50 1a 的滑动变阻器各一个 电流表 电压表 两节1 5v的干电池 开关 导线 1 请根据图甲所示电路图 用笔画线代替导线把图乙所示的实物电路补充完整 2 按图连接实物电路时 开关s应该 3 正确连接电路后 闭合开关s 小明在实验过程中发现小灯泡两端的电压调节范围较小 原因是 应换用铭牌为 的滑动变阻器 4 小明更换器材后完成实验 应用实验数据作出 u i 关系图象如图丙所示 由图可得小灯泡实测的额定功率为 w 该小灯泡 填 符合 或 不符合 制造规格 5 由 u i 关系图象可知 当小灯泡两端的电压为0 5v时 它的电阻是 进一步分析图象可得小灯泡的电阻随着它两端电压的升高而 填 增大 减小 或 不变 解析 本题考查测定小灯泡的额定电功率实验 难度中等 1 由实验电路图可知 电流表 小灯泡与滑动变阻器串联 变阻器的滑片p向右滑动时连入电路的阻值变大 故应连接cb 或ca 两接线柱 如答图所示 2 连接电路时 为避免损坏电路元件 开关应是断开的 3 由于小灯泡与变阻器串联 调节变阻器可改变灯泡两端电压 灯泡两端电压调节范围较小 说明变阻器阻值变化范围太小 应换用最大阻值较大的 50 1a 的变阻器 4 由图象可知 小灯泡的额定电流为0 3a 额定功率为p ui 2 5v 0 3a 0 75w 与铭牌上标示的额定功率相同 该小灯泡合格 5 由图象可知 当小灯泡两端的电压等于0 5v时 通过它的电流是0 1a 则小灯泡的电阻r u i 0 5v 0 1a 5 进一步分析图象可知 小灯泡两端的电压与通过它的电流之比逐渐变大 由此可知 小灯泡的电阻随它两端的电压的升高而增大 答案 1 如图所示 2 断开 3 所选滑动变阻器的最大阻值偏小 50 1a 4 0 75符合 5 5增大 2015 江西 实验 测量小灯泡的电功率 实验器材 额定电压为2 5v的小灯泡 正常发光时电阻约为6 滑动变阻器 10 2a 新干电池两节 开关 导线若干等 实验原理 实验步骤 1 连接电路时 开关要 如图甲所示的实物图连接中 连接不妥之处为 p ui 断开 电流表量程选择错误 2 闭合开关后 若出现下表所述的现象 请在表中空格处填写可能的原因 电压表断路 小灯泡断路 3 排除故障后 当移动滑片p到某位置时 电压表示数如图乙所示 若要测量小灯泡的额定功率 此时应在此位置基础上将滑片p向 填 左 或 右 移动 使电压表的示数为 v 此时电流表的示数如图丙所示 则小灯泡的额定功率是 w 左 2 5 1 实验二探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关命题点1 实验方法 2 实验中用 反映密闭空气温度的变化 3 两容器中 电阻丝串联的目的是 两容器中电阻一样大 在其中一个容器外部 将一个电阻和这个容器内的电阻并联 为了探究电热与 的关系 控制变量法 转换法 u形管中液面高度的变化 控制两电阻丝的电流和通电时间相同 电流 4 实验结论 导体产生的电热与电流 电阻和通电时间有关