九年级物理全册第十五章电功和电热教学课件(新版)苏科版.ppt

1、第十五章电功和电热知识点知识点1 1电能表电功电能表电功课标要求课标要求结合实例理解电功结合实例理解电功1.1.电能表电能表:(1)(1)作用作用:用来测量电路消耗的用来测量电路消耗的_。(2)(2)计量单位及换算计量单位及换算:1:1度度=_kW=_kWh=_Jh=_J。(3)(3)电能表示数组成电能表示数组成:由几位由几位_和一位和一位_组成。组成。(4)(4)读数方法读数方法:电能表计数器上前后两次读数电能表计数器上前后两次读数_就是用户在就是用户在这一段时间消耗电能的千瓦时数。这一段时间消耗电能的千瓦时数。电能电能1 13.63.610106 6整数整数小数小数之差之差(5)(5)电能

2、表的技术参数含义电能表的技术参数含义:如图所示。如图所示。“220 V220 V”表示电能表适用的表示电能表适用的_。“2.52.5（1010）A A”：2.5 A2.5 A表示表示_电流，电流，10 A10 A是电能表能是电能表能满足测量准确要求且能长期正常运行的满足测量准确要求且能长期正常运行的_电流值。电流值。1 920 r/(kW1 920 r/(kWh)h)表示用电表示用电1 kW1 kWh h电能表转盘转动电能表转盘转动_转。转。图中所示电能表读数为图中所示电能表读数为_kW_kWh h。额定电压额定电压1 9201 9204 374.44 374.4基本基本最大最大2.2.电功电

3、功:(1)(1)实质实质:_:_能转化为其他形式能的过程能转化为其他形式能的过程,电流做功的多少电流做功的多少_(_(选填选填“大于大于”“小于小于”或或“等于等于”)消耗电能的多少。消耗电能的多少。（2 2）大小：电功大小与加在用电器两端的）大小：电功大小与加在用电器两端的_、通过的、通过的_和和_有关。有关。(3)(3)计算公式计算公式:_:_。电电等于等于W=UItW=UIt电压电压电流电流通电时间通电时间1.1.物理意义物理意义:描述电流做功的描述电流做功的_的物理量。的物理量。2.2.单位及换算单位及换算:1 kW=_W,1 W=_mW:1 kW=_W,1 W=_mW。3.3.计算公

4、式计算公式:P=_:P=_。知识点知识点2 2电功率电功率课标要求课标要求结合实例理解电功率结合实例理解电功率;知道用电器的额定功率和知道用电器的额定功率和实际功率实际功率快慢快慢10103 310103 3UIUI4.4.额定功率、额定电压额定功率、额定电压(如图所示如图所示):):(1)(1)额定电压额定电压:用电器用电器_时的电压。此灯泡的额定电压时的电压。此灯泡的额定电压是是_V_V。(2)(2)额定功率额定功率:用电器在用电器在_下正常工作时的电功率。此下正常工作时的电功率。此灯泡的额定功率是灯泡的额定功率是_W_W。(3)(3)实际功率实际功率:用电器用电器_时的电功率。时的电功率

5、。正常工作正常工作220220额定电压额定电压8.58.5实际工作实际工作(4)(4)实际电压、实际功率、灯泡亮度的关系实际电压、实际功率、灯泡亮度的关系电压电压功率功率灯泡亮度灯泡亮度U U实实UU额额P P实实_P_P额额灯泡偏灯泡偏_U U实实U 亮亮 UU额额P P实实PP额额容易损坏容易损坏U U实实UU额额P P实实PQ,PWQ,P电电PP热热【易错警示易错警示】UItUIt是电流所做的功是电流所做的功,I,I2 2RtRt是电热。在纯电阻电路是电热。在纯电阻电路中中,电流所做的功全部用来产生热量电流所做的功全部用来产生热量,有有I I2 2Rt=UIt;Rt=UIt;在非纯电阻在

6、非纯电阻电路中电路中,电热是电流做功的一部分电热是电流做功的一部分,有有I I2 2RtUItRtUIt。因此。因此,在解答在解答相关问题时相关问题时,I,I2 2RtRt、UItUIt不可混用不可混用,要明确二式的含义。要明确二式的含义。【典例典例2 2】(2012(2012杭州中考杭州中考)如图如图,电动机电动机M M的线圈电阻为的线圈电阻为0.500.50。当。当S S断开时断开时,电流表读数为电流表读数为1 A,1 A,当当S S闭合时闭合时,电流表读数电流表读数为为3 A3 A。问。问:(1)(1)电阻电阻R R为多大为多大?(2)(2)电动机的机械功率为多大电动机的机械功率为多大?

7、(3)(3)电动机工作电动机工作2 2分钟分钟,电动机线圈产电动机线圈产生了多少热量生了多少热量?【思路导引思路导引】【精讲精析精讲精析】本题考查电热的综合计算。本题考查电热的综合计算。(1)(1)当当S S断开时断开时,只有只有R R连入电路中连入电路中,则则(2)(2)当当S S闭合时闭合时,电动机与电阻电动机与电阻R R并联并联,则通过电动机的电流为则通过电动机的电流为I I动动=I=I总总-I-IR R=3A-1 A=2 A=3A-1 A=2 A电动机将电能转化为内能和机械能电动机将电能转化为内能和机械能,因此因此P P机机=P=P总总-P-P热热=UI-I=UI-I2 2r=10Vr

8、=10V2 A-(2 A)2 A-(2 A)2 20.5=18 W0.5=18 W(3)(3)由焦耳定律可得由焦耳定律可得Q=IQ=I2 2Rt=(2A)Rt=(2A)2 20.50.52 260 s=240 J60 s=240 J答案答案:(1)10(1)10(2)18 W(2)18 W(3)240 J(3)240 JRU10 VR10I1 A【方法归纳方法归纳】电热计算时公式的选择电热计算时公式的选择(1)(1)纯电阻电路纯电阻电路:Q=I:Q=I2 2Rt=UIt=Rt=UIt=非纯电阻电路非纯电阻电路:Q=I:Q=I2 2RtRt。(2)(2)在串联电路中在串联电路中:(3)(3)在并

9、联电路中在并联电路中:2UtR；1122QRQR。1221QRQR。【变式训练变式训练】(2012(2012无锡中考无锡中考)某电饭锅设有某电饭锅设有“加热加热”和和“保温保温”两挡两挡,其内部简化电路如图所示其内部简化电路如图所示,当开关当开关S S置于置于“1 1”挡时挡时,电饭锅电饭锅处于处于(选填选填“加热加热”或或“保温保温”)状态状态;若电饭锅保温与加若电饭锅保温与加热时总功率之比为热时总功率之比为150,150,则电阻则电阻R R0 0和和R R1 1的比值为的比值为。【解析解析】本题考查电路的分析和电热的计算。开关本题考查电路的分析和电热的计算。开关S S置于置于“1 1”挡时

10、，挡时，R R0 0与与R R1 1串联，总电阻较大，根据串联，总电阻较大，根据P=P=知知,总功率较总功率较小，为保温状态小，为保温状态;开关开关S S置于置于“2 2”挡时，挡时，R R1 1短路，电路中只有短路，电路中只有R R0，总功率较大，为加热状态，总功率较大，为加热状态;根据根据 P P保温保温P P加热加热=答案答案:保温保温 1 14949 2UR22010UURRR00011RR11,RR50R49得出。高频考点高频考点3 3安全用电安全用电中考题眼中考题眼各用电器间的正确连接各用电器间的正确连接小灯泡、三孔插座的正确连接小灯泡、三孔插座的正确连接家庭电路中存在的安全隐患家

11、庭电路中存在的安全隐患安全用电常识安全用电常识1.1.安全用电在元件连接上的体现安全用电在元件连接上的体现:(1)(1)主要元件连接方法及次序的考查主要元件连接方法及次序的考查:总闸刀开关要装在电能表总闸刀开关要装在电能表之后之后,用户保险装置之前。电能表、总开关、用户保险装置均用户保险装置之前。电能表、总开关、用户保险装置均需串联在电路中。需串联在电路中。(2)(2)支路开关要与被控元件串联且要接在火线一侧。支路开关要与被控元件串联且要接在火线一侧。(3)(3)灯泡尾部金属体接火线灯泡尾部金属体接火线,螺旋套接零线。螺旋套接零线。(4)(4)三线插座接法口诀三线插座接法口诀“左零右火中接地左

12、零右火中接地”。(5)(5)有的大功率的插座有的大功率的插座,只有一根熔丝只有一根熔丝(管管),),这一根熔丝这一根熔丝(管管)要要连接在火线上。连接在火线上。2.2.安全用电常识安全用电常识:(1)(1)家庭电路的安装应符合安全用电的要求。家庭电路的安装应符合安全用电的要求。(2)(2)不用湿手触摸电器不用湿手触摸电器,不弄湿用电器。不弄湿用电器。(3)(3)保护好用电器的绝缘体保护好用电器的绝缘体,不使火线裸露。不使火线裸露。(4)(4)有金属外壳的家用电器有金属外壳的家用电器,外壳一定要接地。外壳一定要接地。(5)(5)在户外不要靠近高压带电体在户外不要靠近高压带电体,在室内不接触低压带

13、电体。在室内不接触低压带电体。(6)(6)注意防雷注意防雷,高大建筑物上要装避雷针。高大建筑物上要装避雷针。(7)(7)防止各种类型的触电事故的发生。防止各种类型的触电事故的发生。【拓展延伸拓展延伸】漏电保护器及其参数的意义漏电保护器及其参数的意义漏电保护器是由漏电检测、信号放大、执行漏电保护器是由漏电检测、信号放大、执行开关三部分组成。正常用电时开关三部分组成。正常用电时,电流从一根导电流从一根导线流入线流入,经过用电器经过用电器,从另一根导线流出。如从另一根导线流出。如果整个线路上没有故障的话果整个线路上没有故障的话,流出的电流应该流出的电流应该完全等于流入的电流。当发生漏电时完全等于流入

14、的电流。当发生漏电时,流出的电流小于流入的流出的电流小于流入的电流。两根导线上的电流只要达到一定的差异时电流。两根导线上的电流只要达到一定的差异时,便通过漏电便通过漏电保护器内的电子控制电路放大保护器内的电子控制电路放大,推动继电器开关切断电源线上推动继电器开关切断电源线上流入的电流。流入的电流。漏电保护器的主要技术参数有漏电保护器的主要技术参数有:额定漏电动作电流、额定漏电额定漏电动作电流、额定漏电动作时间、额定漏电不动作电流。其他参数还有动作时间、额定漏电不动作电流。其他参数还有:电源频率、电源频率、额定电压、额定电流等。额定电压、额定电流等。(1)(1)额定漏电动作电流额定漏电动作电流:

15、在规定的条件下在规定的条件下,使漏电保护器动作的使漏电保护器动作的电流值。例如电流值。例如,30mA,30mA的保护器的保护器,当通入电流值达到当通入电流值达到30mA30mA时时,保护保护器立即动作断开电源。器立即动作断开电源。(2)(2)额定漏电动作时间额定漏电动作时间:指从突然施加额定漏电动作电流起指从突然施加额定漏电动作电流起,到到保护电路被切断为止的时间。例如保护电路被切断为止的时间。例如,30mA,30mA0.1s0.1s的保护器的保护器,从电从电流值达到流值达到30mA30mA起起,到主触头分离止的时间不超过到主触头分离止的时间不超过0.1s0.1s。(3)(3)额定漏电不动作电

16、流额定漏电不动作电流:在规定的条件下在规定的条件下,漏电保护器不动作漏电保护器不动作的电流值的电流值,一般应选漏电动作电流值的二分之一。例如一般应选漏电动作电流值的二分之一。例如,漏电动漏电动作电流作电流30mA30mA的漏电保护器的漏电保护器,在电流值达在电流值达15mA15mA以下时以下时,保护器不应保护器不应动作动作,否则因灵敏度太高容易误动作否则因灵敏度太高容易误动作,影响用电设备的正常运行。影响用电设备的正常运行。(4)(4)其他参数其他参数,如电源频率、额定电压、额定电流等。如电源频率、额定电压、额定电流等。【典例典例3 3】(2012(2012内江中考内江中考)如图所示如图所示,

17、属于安全用电的是属于安全用电的是()【思路导引思路导引】明确安全用电的常识是解决本题的关键。明确安全用电的常识是解决本题的关键。(1)(1)不用湿手触摸电器不用湿手触摸电器,不弄湿用电器。不弄湿用电器。(2)(2)人体不同时接触火线和零线。人体不同时接触火线和零线。(3)(3)不去高压输电线断头落地的区域不去高压输电线断头落地的区域,以免造成跨步电压触电。以免造成跨步电压触电。【精讲精析精讲精析】选选B B。本题考查安全用电常识。不能用湿抹布擦。本题考查安全用电常识。不能用湿抹布擦没有断开电源的灯泡没有断开电源的灯泡,以免触电以免触电,A,A选项错选项错;带有金属外壳的电水带有金属外壳的电水壶

18、接地壶接地,同时在火线上安装熔断器同时在火线上安装熔断器,符合安全用电原则符合安全用电原则,B,B选项正选项正确确;人分别接触到了火线和零线人分别接触到了火线和零线,此时有电流通过人体此时有电流通过人体,且远远且远远超出安全电流值超出安全电流值,C,C选项错选项错;高压输电线一头落到地上高压输电线一头落到地上,当人走近当人走近时会造成跨步电压触电时会造成跨步电压触电,D,D选项错。选项错。【方法归纳方法归纳】(1)(1)家庭电路中的电线、电能表等通过的电流都家庭电路中的电线、电能表等通过的电流都有一定的限度有一定的限度,电流超过某个限度就会发生危险电流超过某个限度就会发生危险,所以在添加大所以

19、在添加大功率用电器时功率用电器时,要通过计算看供电线路和电能表是否满足需要通过计算看供电线路和电能表是否满足需要。如果电流可能超过允许通过的最大电流值要。如果电流可能超过允许通过的最大电流值,就应该更换导就应该更换导线和电能表。线和电能表。(2)(2)熔丝的选择熔丝的选择:使熔丝的额定电流等于或稍大于电路最大工作使熔丝的额定电流等于或稍大于电路最大工作电流电流(I(I最大最大=)=)。(3)(3)家庭电路中必须安装空气开关家庭电路中必须安装空气开关(熔丝熔丝)。当电路被保险装置。当电路被保险装置自动切断时自动切断时,要先找到故障的原因要先找到故障的原因,排除后再恢复供电。排除后再恢复供电。P2

20、20 V总【变式训练变式训练】(2013(2013咸宁中考咸宁中考)在家庭电路中电灯、插座、电在家庭电路中电灯、插座、电视机的连接方式是视机的连接方式是(选填选填“串联串联”或或“并联并联”)。用电器越。用电器越多电路中的总电流多电路中的总电流(选填选填“越大越大”或或“越小越小”),),为了避免为了避免导线过热而烧坏导线过热而烧坏,在电路中要在电路中要(选填选填“串联串联”或或“并联并联”)熔丝熔丝,实际线路中发生接触不良也是很危险的实际线路中发生接触不良也是很危险的,应尽量避免应尽量避免,如如图是两种硬导线与螺钉压按式接线柱接法图是两种硬导线与螺钉压按式接线柱接法(箭头方向表示拧紧箭头方向

21、表示拧紧螺钉的方向螺钉的方向),),其中不容易造成接触不良的是其中不容易造成接触不良的是(选填选填“甲甲”或或“乙乙”)。【解析解析】本题考查家庭电路及安全用电。家庭电路中各个用电本题考查家庭电路及安全用电。家庭电路中各个用电器之间是并联的器之间是并联的,一方面可以保证独立工作一方面可以保证独立工作,互不影响互不影响,另一方另一方面可以保证实际电压等于额定电压面可以保证实际电压等于额定电压220V;220V;由由P=UIP=UI可知可知,在在U U不变不变时时,P,P越大越大,I,I越大越大;熔丝起保护电路的作用熔丝起保护电路的作用,当电流过大当电流过大,自身发自身发热、熔断而保护电路热、熔断

22、而保护电路,故应串联在电路中故应串联在电路中;甲图中螺丝拧紧的方甲图中螺丝拧紧的方向与导线的绕向一致向与导线的绕向一致(都是顺时针方向都是顺时针方向),),螺母拧紧螺母拧紧,接触性好接触性好,乙图中由于绕向与螺母拧紧方向不一致乙图中由于绕向与螺母拧紧方向不一致,在拧螺母时易将绕线在拧螺母时易将绕线带出带出,接触不良。接触不良。答案答案:并联越大串联甲并联越大串联甲 高频考点高频考点4 4家庭电路的故障分析和判断家庭电路的故障分析和判断中考题眼中考题眼熔丝熔断熔丝熔断(空气开关空气开关“跳闸跳闸”)的原因的原因测电笔的正确使用测电笔的正确使用家庭电路短路的判断家庭电路短路的判断1.1.常见故障：

23、常见故障：(1)(1)熔丝熔断（空气开关熔丝熔断（空气开关“跳闸跳闸”）。）。用电器的实际总功率超过电路所能承受的最大功率；用电器的实际总功率超过电路所能承受的最大功率；短路（火线和零线直接连通）。短路（火线和零线直接连通）。(2)(2)火线断路火线断路:断路前的火线能使测电笔的氖管发光断路前的火线能使测电笔的氖管发光,断路后的断路后的火线不能使测电笔的氖管发光。火线不能使测电笔的氖管发光。(3)(3)进户线零线断路进户线零线断路:所有用电器不工作所有用电器不工作,断点与火线之间能使断点与火线之间能使氖管发光。从现象上看氖管发光。从现象上看,插座中的两孔都能使测电笔的氖管发插座中的两孔都能使测

24、电笔的氖管发光光,实质是实质是:因为零线断了以后因为零线断了以后,电流从火线通过其他用电器的电流从火线通过其他用电器的开关开关(灯丝灯丝),),经过零线孔、测电笔流过人体到达大地经过零线孔、测电笔流过人体到达大地,使氖管发使氖管发光。光。(4)(4)灯长明灯长明:开关起不到控制作用开关起不到控制作用,开关中的两根线接触在一起。开关中的两根线接触在一起。2.2.判断家庭电路故障的两种方法判断家庭电路故障的两种方法:(1)(1)利用利用“检验灯检验灯”检测检测:将干路熔丝部分换装为一盏白炽灯将干路熔丝部分换装为一盏白炽灯(额额定电压为定电压为220V),220V),将各支路开关逐个闭合将各支路开关

25、逐个闭合,若若“检验灯检验灯”能正常发能正常发光光,则可判定该支路发生短路则可判定该支路发生短路;若若“检验灯检验灯”发光较暗发光较暗,则可判断则可判断家庭电路正常。家庭电路正常。(2)(2)利用测电笔检测利用测电笔检测:在检查电路时在检查电路时,能使氖管发光的地方说明能使氖管发光的地方说明此处与火线连接完好此处与火线连接完好,不能使氖管发光的地方说明此处与火线不能使氖管发光的地方说明此处与火线之间有断路。之间有断路。【典例典例4 4】(2012(2012常州中考常州中考)如图所示的家庭照明电路如图所示的家庭照明电路,已知其已知其中一只灯泡的灯头接线处存在故障。电工师傅为查明故障中一只灯泡的灯

26、头接线处存在故障。电工师傅为查明故障,在在熔丝处接入一只熔丝处接入一只“220V220V40W40W”的灯泡的灯泡L L0 0。当只闭合开关。当只闭合开关S S、S S1 1时时,灯泡灯泡L L0 0和和L L1 1都呈现暗红色都呈现暗红色(比正常发光状态暗得多比正常发光状态暗得多););当只闭合开当只闭合开关关S S、S S2 2时时,灯泡灯泡L L0 0正常发光正常发光,L,L2 2不发光。由此可以确定不发光。由此可以确定()A.LA.L1 1灯头接线处断路灯头接线处断路B.LB.L1 1灯头接线处短路灯头接线处短路C.LC.L2 2灯头接线处断路灯头接线处断路D.LD.L2 2灯头接线处

27、短路灯头接线处短路【思路导引思路导引】判断故障的依据是题中描述的现象判断故障的依据是题中描述的现象,关键点关键点:(1)(1)只闭合只闭合S S、S S1 1时时,灯灯L L0 0与与L L1 1串联串联,总电压为总电压为220V,L220V,L0 0和和L L1 1都呈现都呈现暗红色暗红色(比正常发光状态暗得多比正常发光状态暗得多),),说明无故障说明无故障;(2)(2)只闭合开关只闭合开关S S、S S2 2时时,灯灯L L0 0与与L L2 2串联串联,总电压为总电压为220V,L220V,L0 0正常发正常发光光,说明说明L L2 2没有分压没有分压,则则L L2 2短路。短路。【精讲

28、精析精讲精析】选选D D。本题考查家庭电路故障的分析与判断。分。本题考查家庭电路故障的分析与判断。分析电路图知析电路图知,仅闭合开关仅闭合开关S S、S S1 1时时,灯泡灯泡L L0 0与与L L1 1串联串联,两灯的实际两灯的实际电压都小于额定电压电压都小于额定电压,故灯泡都暗红故灯泡都暗红,说明灯泡说明灯泡L L1 1正常正常;仅闭合仅闭合开关开关S S、S S2 2时时,灯泡灯泡L L0 0与与L L2 2串联串联,灯泡灯泡L L0 0发光正常发光正常,说明灯泡说明灯泡L L2 2处相处相当于导线当于导线,故故L L2 2出现短路。出现短路。【失误档案失误档案】用测电笔判断电路故障时用

29、测电笔判断电路故障时,易出现以下误区易出现以下误区:(1)(1)测电笔的氖管发光测电笔的氖管发光,接触的就一定是火线接触的就一定是火线;(2)(2)氖管不发光氖管不发光,接触的一定是零线。接触的一定是零线。【变式训练变式训练】(2012(2012烟台中考烟台中考)小明同学想在家里安装一盏照小明同学想在家里安装一盏照明灯明灯,如图所示是他设计的电路。图中虚线框如图所示是他设计的电路。图中虚线框1 1和和2 2应连入开关应连入开关和电灯和电灯,则开关应装在则开关应装在方框中。安装完毕后方框中。安装完毕后,闭合开关闭合开关,电灯不亮电灯不亮,用测电笔分别测试用测电笔分别测试a a、b b、c c点时

30、点时,测电笔的氖管都发测电笔的氖管都发光光,则电路的故障为则电路的故障为 。【解析解析】本题考查家庭电路的安装及常见故障的判断。家庭电本题考查家庭电路的安装及常见故障的判断。家庭电路的装配原则是开关控制火线后进入灯泡路的装配原则是开关控制火线后进入灯泡,故开关应装在故开关应装在“2 2”方框中方框中;用测电笔测试用测电笔测试a a、b b、c c三点三点,氖管都发光氖管都发光,说明都与火线说明都与火线连通连通,即即a a、b b、c c间无断路间无断路;而闭合开关灯泡不亮而闭合开关灯泡不亮,说明电路中无说明电路中无电流电流,只能是进户零线断路。只能是进户零线断路。答案答案:2 2进户零线断路进

31、户零线断路(2011(2011黄冈中考黄冈中考)小阳闭合开关后小阳闭合开关后,发现电灯不亮发现电灯不亮,他用测电笔他用测电笔测试图中的测试图中的a a、b b、c c、d d四点四点,只有只有d d点发光点发光,那么可能发生的故那么可能发生的故障是障是()A.A.电灯灯丝断了电灯灯丝断了B.cdB.cd之间某处断路之间某处断路C.abC.ab之间某处断路之间某处断路D.D.开关处短路开关处短路【精讲精析精讲精析】选选B B。本题考查家庭电路故障的判断。用测电笔。本题考查家庭电路故障的判断。用测电笔测试图中的测试图中的a a、b b、c c、d d四点四点,只有只有d d点发光点发光,说明说明a

32、 a、b b、c c三点没三点没有与火线相通。若电灯灯丝断了有与火线相通。若电灯灯丝断了,则则c c点会发光点会发光,a,a、b b两点不会两点不会发光发光;若若abab之间某处断路之间某处断路,b,b、c c、d d点都会发光点都会发光,a,a点不发光点不发光;若开若开关处短路关处短路,则灯会一直发光则灯会一直发光;故只有故只有cdcd之间某处断路之间某处断路,才会只有才会只有d d点发光。所以选点发光。所以选B B。高频考点高频考点电能和电功电能和电功中考题眼中考题眼电能和电功的关系电功的计算电能和电功的关系电功的计算电能表的读数电能表的读数1.1.电能和电功的关系电能和电功的关系:电功是

33、用电器消耗电能的多少。电流做电功是用电器消耗电能的多少。电流做功的过程功的过程,就是消耗电能的过程。就是消耗电能的过程。电流做了多少功电流做了多少功,就消耗多少电能。即消耗了多少电能就消耗多少电能。即消耗了多少电能,电流就电流就做多少功。做多少功。2.2.电功的计算电功的计算:(1)(1)公式公式:W=Pt=UIt,:W=Pt=UIt,是普遍适用的。是普遍适用的。(2)(2)结合欧姆定律结合欧姆定律I=I=可得可得W=IW=I2 2Rt,Rt,这些公式只适用于纯这些公式只适用于纯电阻电路中。电阻电路中。(3)(3)利用电能表计算电能利用电能表计算电能:W=W:W=W2 2-W-W1 1(W(W

34、1 1、W W2 2是前后两次电能表的是前后两次电能表的示数示数);W=kW);W=kWh(nh(n是实际的转数是实际的转数,m,m是电能表标定转数是电能表标定转数)。UR2UtRnm【拓展延伸拓展延伸】白炽灯的工作原理白炽灯的工作原理电流通过灯丝时产生热量电流通过灯丝时产生热量,螺旋状的灯丝不断将热量聚集螺旋状的灯丝不断将热量聚集,使得使得灯丝处于温度达灯丝处于温度达2 0002 000以上的白炽状态以上的白炽状态(灯丝一般采用钨丝灯丝一般采用钨丝,熔点约为熔点约为3 000),3 000),这时候组成灯丝的原子核外电子会被激发这时候组成灯丝的原子核外电子会被激发,从而使得其向较高能量的外层

35、跃迁从而使得其向较高能量的外层跃迁,当电子再次向低能量的电当电子再次向低能量的电子层跃迁时子层跃迁时,多余的能量便以光的形式释放出来多余的能量便以光的形式释放出来,并同时产生热并同时产生热量量,故称之为白炽灯。故称之为白炽灯。灯丝处于白炽状态时灯丝处于白炽状态时,就像烧红了的铁一样发出光来。为防止就像烧红了的铁一样发出光来。为防止极高温度的灯丝被氧化烧断极高温度的灯丝被氧化烧断,一般将灯泡里面抽成真空或充入一般将灯泡里面抽成真空或充入其他惰性气体。理论上灯丝的温度越高其他惰性气体。理论上灯丝的温度越高,发出的光就越亮。发出的光就越亮。【典例典例】(2012(2012广州中考广州中考)小明把两电

36、热棒小明把两电热棒R R1 1、R R2 2分别通过规分别通过规格完全相同的两个电能表接到电压恒为格完全相同的两个电能表接到电压恒为220 V220 V的照明电路。电的照明电路。电能表转盘每转一圈表明消耗电能能表转盘每转一圈表明消耗电能5 000 J5 000 J。如图所示。如图所示,R,R1 1、R R2 2分分别把放在相同规格烧杯中初温、质量相同的水加热到别把放在相同规格烧杯中初温、质量相同的水加热到80,80,记记录数据如表。录数据如表。(1)R(1)R1 1通电通电100 s100 s消耗多少电能消耗多少电能?(2)R(2)R1 1的电功率多大的电功率多大?(3)R(3)R1 1的电阻

37、多大的电阻多大?(4)(4)两杯水用于升温所需消耗电能应相同两杯水用于升温所需消耗电能应相同,而根据表中实验数据而根据表中实验数据知道知道R R1 1与与R R2 2消耗的电能不同。请分析是什么原因导致消耗的电能不同。请分析是什么原因导致R R2 2消耗的消耗的电能比电能比R R1 1的大。的大。R R1 1R R2 2电能表转盘转过的圈数电能表转盘转过的圈数/圈圈20203030加热水所用时间加热水所用时间/s/s100100200200【思路导引思路导引】解答本题应明确以下三点解答本题应明确以下三点:(1)(1)用电器消耗的电能是电能表的实际转数乘以一圈消耗的电用电器消耗的电能是电能表的实

38、际转数乘以一圈消耗的电能。能。(2)(2)用电器的电功率是消耗的电能与所对应时间的比值。用电器的电功率是消耗的电能与所对应时间的比值。(3)R(3)R1 1、R R2 2消耗电能转化为有用的能量相等消耗电能转化为有用的能量相等,但在转化过程中但在转化过程中,能能量的损失不同。量的损失不同。【精讲精析精讲精析】本题考查电能、电功率的相关计算。本题考查电能、电功率的相关计算。(1)(1)由于电由于电能表转盘每转一圈表明消耗电能能表转盘每转一圈表明消耗电能5 000 J,5 000 J,而而R R1 1通电通电100 s100 s时电时电能表的转盘转能表的转盘转2020圈圈,则电阻则电阻R R1 1

39、消耗的电能消耗的电能W=5 000 JW=5 000 J20=20=100 000 J;(2)R100 000 J;(2)R1 1的电功率的电功率P=1 000 W;(3)RP=1 000 W;(3)R1 1的的电阻电阻R=48.4;(4)RR=48.4;(4)R2 2功率较小功率较小,加热较慢加热较慢,由于由于加热过程中水会同时汽化吸热加热过程中水会同时汽化吸热,所以加热时间越长所以加热时间越长,汽化带走的汽化带走的热量越多热量越多,所以所需的总能量所以所需的总能量(电能电能)就越多。就越多。W100 000 Jt100 s22U(220 V)P1 000 W答案答案:(1)100 000

40、J(1)100 000 J(2)1 000 W(2)1 000 W(3)48.4(3)48.4(4)R(4)R2 2功率较功率较小小,加热较慢加热较慢,由于加热过程中水会同时汽化吸热由于加热过程中水会同时汽化吸热,所以加热时所以加热时间越长间越长,汽化带走的热量越多汽化带走的热量越多,所以所需的总能量所以所需的总能量(电能电能)就越多。就越多。【方法归纳方法归纳】计算电功的其他推导公式计算电功的其他推导公式(1)(1)电路中的总电功电路中的总电功:W:W总总=W=W1 1+W+W2 2+W+Wn n。(2)(2)在串联电路中在串联电路中:(3)(3)在并联电路中在并联电路中:1122WRWR。

41、1221WRWR。【变式训练变式训练】(2012(2012南宁中考南宁中考)标有标有“6 V6 V6 W6 W”的灯泡的灯泡L L1 1和和“6 V6 V3 W3 W”的灯泡的灯泡L L2 2串联接入电路中。串联接入电路中。L L1 1灯丝的阻值是灯丝的阻值是,通过两灯的电流之比为通过两灯的电流之比为,两灯在相同时间内两灯在相同时间内消耗电能之比为消耗电能之比为。【解析解析】本题考查电阻、电流、电功的相关计算。灯本题考查电阻、电流、电功的相关计算。灯L L1 1的灯丝的灯丝电阻电阻:R:R1 1=6,=6,灯灯L L2 2的灯丝电阻的灯丝电阻:R:R2 2=12,=12,由于串联电路中通过各处

42、的电流都相等由于串联电路中通过各处的电流都相等,故通过两灯的故通过两灯的电流之比是电流之比是11,11,又因为电功又因为电功:W=UIt=I:W=UIt=I2 2Rt,Rt,所以两灯在相同时所以两灯在相同时间内消耗电能之比为间内消耗电能之比为:W:W1 1WW2 2=I=I2 2R R1 1tItI2 2R R2 2t=Rt=R1 1RR2 2=612=612=12=12。答案答案:6 611111212221U(6 V)P6 W额222U(6 V)P3 W额【备选例题备选例题】(2012(2012泉州中考泉州中考)汽车照明大灯的灯泡汽车照明大灯的灯泡内内,装有两根灯丝装有两根灯丝,一根是功率

43、大一些的一根是功率大一些的远光灯丝远光灯丝,主要照亮车前较远的路面主要照亮车前较远的路面,另另一根是功率较小一些的近光灯丝一根是功率较小一些的近光灯丝,主要主要照亮车前较近的路面。你认为远光灯丝照亮车前较近的路面。你认为远光灯丝和近光灯丝的连接是和近光灯丝的连接是联。小亮家汽车照明大灯上标有联。小亮家汽车照明大灯上标有“12 V12 V60 W/55 W60 W/55 W”的字样的字样,在一段回家的路上在一段回家的路上,一个照明大灯一个照明大灯消耗的功率和时间的关系如图所示消耗的功率和时间的关系如图所示,则在则在1010分钟内该大灯消耗分钟内该大灯消耗的电能是的电能是J J。【解析解析】本题考

44、查电能的计算。由题意可知本题考查电能的计算。由题意可知:两根灯丝工作时两根灯丝工作时互不影响互不影响,所以远光灯丝和近光灯丝是并联的所以远光灯丝和近光灯丝是并联的;t;t1 1=4 min=4 min=240 s,t240 s,t2 2=6 min=360 s;=6 min=360 s;由题图可知由题图可知:W=W:W=W1 1+W+W2 2=P=P1 1t t1 1+P+P2 2t t2 2=60 W60 W240 s+55 W240 s+55 W360 s=3.42360 s=3.4210104 4J J。答案答案:并并3.423.4210104 41.1.实验方法实验方法:_:_和和_。

45、实验探究实验探究1 1比较两个灯泡的亮暗比较两个灯泡的亮暗考查角度考查角度实验原理实验的设计实验方法实验原理实验的设计实验方法控制变量法控制变量法转换法转换法2.2.实验电路图实验电路图:3.3.实验设计实验设计:(1)(1)电流做功的多少电流做功的多少:通过比较通过比较_来判断。来判断。(2)(2)探究电流做功与电压的关系探究电流做功与电压的关系:思路思路:控制控制_不变不变,改变改变_,_,故将两灯泡故将两灯泡_连接连接,如图如图(a)(a)。(3)(3)探究电流做功与电流的关系探究电流做功与电流的关系:思路思路:控制控制_不变不变,改变改变_,_,故将两灯泡故将两灯泡_连接连接,如图如图

46、(b)(b)。小灯泡的亮度小灯泡的亮度电流电流电压电压串联串联电压电压电流电流并联并联4.4.问题探究问题探究:(1)(1)实验中怎样探究电流做功与通电时间的关系实验中怎样探究电流做功与通电时间的关系?参考答案参考答案:可以选其中任一小灯泡为研究对象可以选其中任一小灯泡为研究对象:通电时间越长通电时间越长,转化的光能越多转化的光能越多,说明电流做功越多说明电流做功越多,从而说明电流做功的多少从而说明电流做功的多少与通电时间有关。与通电时间有关。(2)(2)实验中实验中,滑动变阻器的作用是滑动变阻器的作用是。提示提示:实验中实验中,滑动变阻器总是串联接入电路中滑动变阻器总是串联接入电路中,因此其

47、作用应因此其作用应是保护电路。是保护电路。参考答案参考答案:保护电路保护电路【典例典例1 1】(2012(2012泰州中考泰州中考)在做在做“探究影响电流做功多少的因探究影响电流做功多少的因素素”实验时实验时,可以根据灯泡的亮暗程度比较相同时间内电流做功可以根据灯泡的亮暗程度比较相同时间内电流做功的多少。如图是进行该探究的电路之一。的多少。如图是进行该探究的电路之一。(1)(1)提供提供“2.5 V2.5 V”和和“3.8 V3.8 V”两种规格的灯泡若干两种规格的灯泡若干,则你所选用则你所选用的灯泡是的灯泡是 。(2)(2)由如图所示电路由如图所示电路,可探究电流做功多少与可探究电流做功多少

48、与的关系。的关系。(3)(3)对于对于“电流做功多少与通电时间的关系电流做功多少与通电时间的关系”,是否必须通过实验是否必须通过实验探究来发现探究来发现?简要说明你的观点简要说明你的观点 。【解析解析】本题考查电功的有关知识。在探究电流做功的影响因本题考查电功的有关知识。在探究电流做功的影响因素时素时,考虑到可能有电流、电压、通电时间等因素考虑到可能有电流、电压、通电时间等因素,那么选择小那么选择小灯泡时选择规格不一样的便于比较灯泡时选择规格不一样的便于比较,故选故选2.5 V2.5 V和和3.8 V3.8 V的灯泡的灯泡各一只。图中电路为两灯泡串联各一只。图中电路为两灯泡串联,则通过小灯泡的

49、电流相等则通过小灯泡的电流相等,由由于两灯泡的规格不同于两灯泡的规格不同,那么加在灯泡两端的电压不同。电流做那么加在灯泡两端的电压不同。电流做功的多少可由生活经验判断。功的多少可由生活经验判断。答案答案:(1)2.5 V(1)2.5 V和和3.8 V3.8 V的灯泡各一只的灯泡各一只(2)(2)电压电压(3)(3)不是。根据我们的生活经验可知不是。根据我们的生活经验可知,通电时间越长通电时间越长,家用电器家用电器消耗的电能越多消耗的电能越多【延伸探究延伸探究】结合典例探究以下问题结合典例探究以下问题:(1)(1)实验中实验中,要探究电流做功多少与电流的关系要探究电流做功多少与电流的关系,应把两

50、灯泡应把两灯泡联接入电路中。联接入电路中。(2)(2)在电流做功的过程中在电流做功的过程中,把把 能转化为能转化为能能,因此因此,实验中是通过观察实验中是通过观察判定判定电流做功多少的。电流做功多少的。【解析解析】(1)(1)要探究电流做功多少与电流关系应控制电压和通要探究电流做功多少与电流关系应控制电压和通电时间相同电时间相同,因此因此,两灯泡应并联接入电路中。两灯泡应并联接入电路中。(2)(2)灯泡工作过程灯泡工作过程,把电能转化成了光能把电能转化成了光能,因此可通过观察灯泡因此可通过观察灯泡亮暗判定电流做功的多少。亮暗判定电流做功的多少。答案答案:(1)(1)并并(2)(2)电光灯泡亮暗