湖南省益阳市2020年中考物理一轮夺分复习 第四主题 电磁学 第17讲 电功率课件

第十七讲电功率,考点梳理知识点,一、电能1.单位：。其他常用单位：，俗称。2.换算关系：1度=kwh=j。,焦耳（j）,千瓦时（kwh）,度,1,3.6106,二、电能的计量电能表,电能,10,20,2500,367.2,三、电功1.定义：通过某段电路所做的功叫做电功。2.实质：用电器消耗电能的过程实际就是能转化为其他形式能的过程，也就是电流做功的过程。3.影响因素：电压、电流、通电时间。4.公式：。推导公式：w=i2rt=(u2/r)t（仅适用于纯电阻电路）。,电流,电,w=uit,1.电能表电能的计量方法（1）较大的电能可以利用计数器示数测量，消耗的电能为两次示数之差，即ww末w初；（2）较小的电能利用转盘转过的圈数或指示灯闪烁的次数计算，消耗的电能为w=n/nkwh（n为某段时间内转盘转过的圈数或指示灯闪烁的次数，n为表上的参数）,2.电功公式的推导式（1）纯电阻电路：w=i2rt=(u2/r)t；（2）串联电路：w=i2rt，w1w2=r1r2；（3）并联电路：(w=u2/r)t，w1w2=r2r1；（4）无论用电器串联还是并联，计算一定时间内电流所做的总功，对纯电阻而言：w总=w1+w2+wn或w总=p总t总=u总i总t总=i2总r总t总(u2总r总)t总。,示例1荣荣家的电能表的表盘如图所示。她想知道电能表是否准确，于是将一只标有“220v60w”的白炽灯单独接入电路，此时灯泡正常发光，2min后灯泡耗电j，检测中发现电能表的转盘转了7转，由此判断转盘转速偏（选填“快”或“慢”）。,7200,快,一、电功率1.定义：电功率等于电功与时间之。2.物理意义：表示电流的物理量。3.公式：p=。推导公式：pi2r=(u2)/r（仅适用于纯电阻电路）。4.单位：基本单位是。常用单位：兆瓦（mw）、千瓦（kw）、毫瓦（mw）。换算关系：1mw=w，1kww，1mww。5.常考电功率估测：家用空调的电功率约为1000w；液晶电视机的电功率约为100w；日光灯的电功率约为40w。,比,做功快慢,w/t,ui,瓦特（w）,106,103,10-3,二、额定功率和实际功率1.额定功率：用电器工作时的电压叫做额定电压，用电器在下工作时的功率叫做额定功率。2.实际功率：用电器工作时的电压叫做实际电压，用电器在下工作时的功率叫做实际功率。3.实际功率和额定功率的关系（1）当u实u额时，p实p额，用电器正常工作；（2）当u实u额时，p实p额，用电器正常工作；（3）当u实u额时，p实p额，用电器不能正常工作，有可能会烧坏用电器。,正常,额定电压,实际,实际电压,能,不能,1.电功和电功率的区别：电功率是表示电流在单位时间内所做的功，是表示电流做功快慢的物理量；而电功是表示电流通过电路所做功的多少，是表示电流做功多少的物理量。电功率的大小是由功和时间共同决定的，电流通过用电器做的功多，其电功率不一定大。2.对用电器实际功率的理解：用电器的实际功率随用电器两端电压的变化而变化。对于同一用电器，它两端的实际电压越大，其实际功率越大，只有当用电器两端的实际电压等于其额定电压时，用电器的实际功率才等于额定功率。,3.根据用电器的铭牌(已知u额和p额)可以求解的物理量(1)求电流:用电器正常工作时的电流i=p额/u额;(2)求电阻:用电器正常工作时的电阻r=u2额/p额(仅适用于纯电阻电路);(3)求电能:用电器正常工作t秒消耗的电能w=p额t;(4)求实际功率:用电器两端的电压为u时,用电器的实际功率p实=(u/u额)2p额(仅适用于纯电阻电路),示例2白炽灯a标有“220v100w”字样，白炽灯b标有“220v25w”字样，设它们的电阻不随温度而变化，如果将它们串联起来接在220v的电路中，白炽灯a两端的电压为v，白炽灯a与b消耗的电功率之和为w。,44,20,见突破重点实验测量小灯泡的电功率,一、电流的热效应1.定义：电流通过导体时电能转化为_能的现象叫做电流的热效应。2.发现：英国物理学家_做了大量实验，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。二、焦耳定律1.内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成_比，跟导体的电阻成_比，跟通电时间成_比。2.公式：_。（q、i、r、t对应的单位分别是j、a、s）,内,焦耳,正,正,正,qi2rt,三、电热的利用和防止1.电热的利用：电饭煲、电烙铁、电烤箱等。2.电热的防止：安装散热风扇、散热片、散热窗等。,考法聚焦重难点,样题1(1)一定值电阻两端电压为24v时,通过的电流为0.5a,则10s内电流产生的热量为j(2)车床照明灯的额定电压为36v,它正常工作时灯丝的电阻为24,则该照明灯正常工作30min时,电流通过灯丝产生的热量为j,120,9.72104,1.小明的妈妈是一个手机控,她一有时间总是抱着手机不停地刷屏有一次她连续刷屏2h,使手机温度明显升高手机温度升高是因为电流的效应,如果手机工作时的总电阻为12,工作电流为250ma,那么,她刷屏2h,手机一共产生j的热量用充电器给手机电池充电时,电池和充电器都会明显发热,但连接手机和充电器的导线却无明显发热,是因为它们的不同,热,5.4103,电阻,2.家用电吹风的简化电路如图所示,主要技术参数如下表则该电吹风正常工作吹热风时,电热丝的阻值为,正常工作吹热风5min电热丝产生的热量为j,55,2.64105,样题2自动洗碗机工作过程是:先打开进水阀使水箱内进水,再通过电加热管将水箱内的水加热至设定温度,然后电动机带动水泵将水箱中的热水抽出,通过喷水管冲洗洗碗机内的餐具部分参数如下表所示,已知某型号洗碗机一次标准洗涤程序的耗水量是9kg,耗电量是0.8kwh,耗时2.1h,求:(1)若某次标准洗涤进水时进水阀中水温为20,0.5h后达到设定水温,则水箱中的水吸收的热量;c水=4.2103j/(kg)(2)一次标准洗涤程序电动机所消耗的能量;(3)洗碗机内的电动机功率,解:(1)水箱中的水吸收的热量:q吸=c水m水(t-t0)=4.2103j/(kg)9kg(80-20)=2.268106j;(2)电加热管通电0.5h消耗的电能:w热=p热t加热=140010-3kw0.5h=0.7kwh,则一次标准洗涤程序电动机所消耗的能量:w动=w总-w热=0.8kwh-0.7kwh=0.1kwh;(3)洗碗机内的电动机功率:p动=w动/t洗澡=0.1kwh/(2.1h-0.5h)=0.0625kw=62.5w,3.如图所示是某型号的爆米花机的电路图,该爆米花机具有制作和保温的功能只闭合开关s1时,r1加热,电动机搅拌,开始制作爆米花;只闭合开关s2时,r2保温,防止爆米花变凉爆米花机的铭牌如表所示c玉米=1.2103j/(kg)(1)将100g20的玉米加热到300成为爆米花时,求玉米粒需要吸收的热量;(2)电阻r1发热,把100g20的玉米粒加热成为爆米花,需要用时5min,求r1的加热效率;(3)求保温电阻r2的阻值,解:(1)玉米吸收的热量:q吸=c玉米m(t-t0)=1.2103j/(kg)0.1kg(300-20)=3.36104j;(2)由p=w/t可得,加热电阻r1工作5min消耗的电能:w=p加热t加热=200w560s=6104j,r1的加热效率:=q吸/w100%=3.36104j/6104j100%=56%;(3)只闭合开关s2时,只有r2连入电路,处于保温状态,由p=u2/r可得,保温电阻r2的阻值:r2=u2/p保温=(220v)2/22w=2200,样题3如图甲所示是某物理兴趣小组在“伏安法测电阻”实验中分别作出的r1r2的u-i图像小明利用r1r2两个电阻设计了如图乙所示的实验电路,此时,电流表示数为0.6a求:(1)r1的阻值;(2)在图乙的实验电路中r2的阻值;(3)如果小明将r1r2串联,接入电压为6v的电源两端,则通过r2的电流为多少?,解:(1)由图甲知,当通过r1的电流i1=0.6a时,r1两端的电压u1=6v,由i=u/r得,r1的阻值:r1=u1/i1=6v/0.6a=10;(2)由图乙知,r1r2并联,由并联电路电压特点知,此时r2两端的电压:u2=u1=6v,由图甲知,当r2两端的电压u2=6v时,通过r2的电流i2=0.5a,由i=u/r得,r2的阻值:r2=u2/i2=6v/0.5a=12;(3)r1r2串联时,通过它们的电流相等,r1r2两端的电压之和为6v,由图甲知,通过r2的电流为0.4a,4.如图甲所示,额定电压为20v的灯泡l1与滑动变阻器r(r的最大值为75)串联接入电路,电源电压为24v,灯泡l1的i-u图像如图乙所示(1)当灯泡正常发光时,求通过灯泡的电流和灯泡所消耗的电功率;(2)当灯泡正常发光时,求滑动变阻器接入电路的阻值,解:(1)灯泡正常发光时的电压ul=20v,由图乙可知通过灯泡的电流il=0.4a,灯泡所消耗的电功率:pl=ulil=20v0.4a=8w;(2)因串联电路中总电压等于各分电压之和,且灯泡正常发光,故滑动变阻器两端的电压:ur=u-ul=24v-20v=4v,因串联电路中各处的电流相等,所以,由i=u/r可得,滑动变阻器接入电路的阻值:r=ur/ir=ur/il=4v/0.4a=10,素养提升突破重点实验,1.实验原理：p=ui。2.实验电路图：3.实验操作要点及注意事项：（1）根据电路图连接实物电路、连接实物电路或找出故障并连接正确的电路。（2）连接电路时的注意事项：连接电路时，开关应断开；电压表、电流表量程选择；电压表、电流表连接：“+”进“-”出；滑动变阻器连接方式：“一上一下”。,（3）电流表、电压表的使用及读数。（4）滑动变阻器的使用及作用：滑动变阻器的使用：闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处；滑动变阻器的作用：控制小灯泡两端的电压；保护电路。（5）使小灯泡正常发光的操作：移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数等于小灯泡的额定电压。（6）实验中多次测量：测量小灯泡在不同电压下的不同电功率，并进行比较。注意测量小灯泡的额定功率时，不能用多次测量求电功率平均值（因为电压改变，电功率也改变，额定电压下的电功率才是小灯泡的额定功率）。,4.实验数据及实验分析：（1）实际功率与灯泡亮暗的关系：实际功率越大，灯泡越亮。（2）温度对灯泡灯丝电阻的影响：温度越高，灯丝电阻越大。（3）实验表格设计、表格数据分析。（4）电功率的计算。（5）电路故障分析。（6）电表异常偏转的原因：电表反向偏转：正、负接线柱接反了；正向偏转幅度过小：量程选大了；正向偏转幅度过大，到达右边没有刻度处：量程选小了。,（7）电表量程及滑动变阻器规格的选取：电压表的量程：一般根据题干已知的电源电压、灯泡的额定电压或实物图中电池的节数来判断（一节新干电池的电压为1.5v，一节铅蓄电池的电压为2v）；电流表的量程选择：i=p额/u额或i=u/rmin；滑动变阻器规格的选择：r滑=(u-u额)/i额。,样题1小杰同学在“测量小灯泡的电功率”的实验中：【实验器材】电压恒为6v的电源，额定电压为3.8v、额定功率约为2w的小灯泡，电压表、电流表各一只，标有“201.5a”字样的滑动变阻器甲、标有“301a”字样的滑动变阻器乙各一个，开关一个，导线若干。【实验步骤】,（1）请用笔画线代替导线，帮他将图甲中的实物电路连接完整。（2）正确连接电路后，闭合开关s前，滑动变阻器的滑片p应移至（“a”“b”）,b,（3）开始时小杰由于移动滑片p过快，小灯泡一闪就不发光了，则此时电压表（选填“有”或“没有”）示数。（4）小灯泡正常发光时的电流如图乙所示，则小灯泡的额定功率为w。,有,1.9,【实验分析】（1）小杰调节滑动变阻器的滑片p，进行了几次实验，得到部分u与i的数据如表所示。在第1次实验中，小灯泡不亮的原因是。（2）你认为小杰完成表中实验所使用的滑动变阻器是（选填“甲”或“乙”），理由是。（3）在计算小灯泡灯丝的电阻时，发现电阻随电压、电流增大而增大，其根源是由于灯丝的改变了。,小灯泡的实际功率太小,乙,为完成第1次实验，滑动变阻器接入电路的电阻至少为25,温度,(1)实验中电压表损坏,用一个已知阻值的定值电阻r0,利用如图所示电路也能测出小灯泡的额定功率,请完成下列实验步骤:闭合开关ss1,断开开关s2,移动滑动变阻器的滑片p,使电流表的示数为;,保持滑片p位置不变,读出电流表示数为i;,3.8v/r0,闭合开关ss2,断开开关s1,小灯泡额定功率的表达式:用已知量和测量量符号表示).(2)测量结束后,应先断开开关,拆除两端的导线,再拆除其他导线,最后整理好器材整理器材时,发现滑动变阻器的滑片p左边部分比右边部分的电阻丝热,其理由是,p额=3.8v(i-3.8v/r0),电源,左边部分有电流通过,该部分因电流的热效应而发热,1.实验装置:2.实验方法：（1）控制变量法的应用：探究电热与电阻的关系：控制通过两密闭容器中电阻的电流和通电时间相同，选择两个阻值不同的电阻；,探究电热与电流的关系：控制两个密闭容器中的电阻阻值和通电时间相同，改变通过两容器中电阻的电流；探究电热与通电时间的关系：控制密闭容器中电阻的阻值和通过该电阻的电流相同，改变通电时间的长短。（2）转换法的应用：将电流通过导体产生热量的多少通过煤油温度升高的多少来体现；将电流通过导体产生热量的多少通过u形管两边液面高度的变化来体现。,3.实验操作要点及注意事项：（1）被加热的材料：煤油：比热容较小，使实验现象更明显；空气：利用空气的热胀冷缩原理，使实验现象更明显。（2）被加热物质的选择：种类、质量、初温均相同。4.实验结论：在通过的电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多；在电阻、通电时间相同的情况下，通过的电流越大，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。,样题2小蕾同学在研究“电流通过导体产生热量的多少与电流、电阻是否有关”时，采用了如图甲、乙所示的实验装置，其中a、b、c、d四个相同的容器密闭着等量空气，将1、2和3、4导线分别接到电源两端。,（1）实验中通过观察u形管中左右两侧液面高度差的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少，这种实验方法叫。下列实验也用到这种实验方法的是()（选填字母代号）。a认识电压时，我们用水压来类比b用光线来描述光通过的路径c把敲响的音叉来接触水面，看有没有溅起水花，来判断音叉有没有振动d用斜面和小车来研究阻力对物体的影响,c,转换法,（2）装置中的u形管（选填“是”或“不是”）连通器。（3）图甲所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与的关系，通电一段时间，（选填“a”或“b”）容器中电流产生的热量较多。（4）图乙所示的实验装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与.的关系，通电一段时间，（选填“c”或“d”）容器中电流产生的热量多。,不是,电阻,b,电流,c,考场走进益阳中考,1.(2013益阳)小明观察到自家的电能表如图所示,电能表的读数为.kwh;他家同时工作的用电器的总功率不宜超过w,7325.6,4400,2.(2019益阳)如图所示电路,电源电压不变,r1为发热电阻,阻值为10,r2为定值电阻,阻值为20,r为滑动变阻器(ab为其两个端点)闭合开关s,当滑片p移动到a端时,电流表的示数为0.3a,电源电压u=v当滑片p移到b点时,发热电阻r1在1分钟内产生的热量为j,6,216,3.(2011益阳)如图所示是一种新型炊具电磁炉,它具有加热快效率高节能环保使用方便等优点如图所示是该电磁炉的铭牌(1)该电磁炉正常工作7分钟消耗的电能是多少?(2)若正常工作7分钟消耗的电能有80%被质量为2kg初温为25的水吸收,则水吸收的热量为多少?在标准大气压下,水最终的温度为多少?水的比热容是4.2103j/(kg),解:(1)电磁炉正常工作7分钟消耗的电能:w=pt=2000w760s=8.4105j;(2)q吸=80%w=8.4105j80%=6.72105j,q吸=cmt可得,水升高的温度:t=q吸/cm=6.72105j/(4.2103j/(kg)2kg)=80,水的最终温度:t=t0+t=25+80=105,在标准大气压下,水的沸点为100,故水最终的温度为100,4.(2019益阳)洞庭湖区域盛产水稻,早稻收获期恰逢长江中下游梅雨季节为解决早稻收获后稻谷霉变问题,某科技小组设计了一个稻谷烘干机它的电路图如图甲所示,m为电动鼓风机,r为湿敏电阻,其阻值能根据相对湿度(水蒸气含量)的变化而改变,且能满足实际需要r0为10的定值发热电阻,(1)若鼓风机的额定电压为220v,额定功率为440w,鼓风机正常工作的电流为多大?(2)相对湿度在40%80%范围内时,r的阻值随相对湿度变化的关系如图乙所示当相对湿度为70%时,试求发热电阻r0的电功率为多大?,解:(1)由p=ui可得,鼓风机正常工作的电流:i=p/u=440w/220v=2a;(2)由图甲可知,鼓风机与电阻并联,电阻r与r0串联在同一条支路中,如图乙所示,当相对湿度为70%时,湿敏电阻r的阻值r=1,电阻r与r0支路中的电流:i=u/(r+r0)=220v/(1+10)=20a,发热电阻r0的电功率:p0=i2r0=(20a)210=4103w,5.(2018益阳)如图甲所示电路,电源电压为6v,滑动变阻器r的阻值变化范围为030,灯泡的“u-i”图像如图乙所示,闭合开关s,第一次将滑动变阻器的滑片移到最左端,灯泡正常发光,此时电流表的示数为i1=1.2a;第二次将滑动变阻器的滑片移至某处时,电流表的示数变为i2=0.8a求:(1)灯泡正常发光的电流il;(2)r0的阻值;(3)第二次灯泡消耗的电功率,解:(1)闭合开关s,第一次将滑动变阻器的滑片移到最左端,滑动变阻器连入电路的阻值为零,电阻r0与灯泡l并联,灯泡正常发光,则灯泡l的额定电压:ul=u=6v,由图乙可知,灯泡正常发光的电流:il=0.6a;(2)闭合开关s,第一次将滑动变阻器的滑片移到最左端,电阻r0与灯泡l并联,电流表测并联电路干路电流,根据并联电路电流规律,此时通过电阻r0的电流:i0=i1-il=1.2a-0.6a=0.6a,由i=u/r可得,r0的阻值:r0=u/i0=6v/0.6a=10;,(3)第二次将滑动变阻器的滑片移至某处时,灯泡l与滑动变阻器串联后,再与电阻r0并