徐州专版2020中考物理复习方案第四部分电功率安全用电电磁信息和能源第24课时电能电功率电热的理解与计算课件 33页

第 24 课时 电能、电功率、电热的理解与计算 第四部分 　 电功率、安全用电、电磁、信息和能源 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个探究 考点一　电能表 作用 　电能表是测量 　　　　　　　　　　 的仪表   表盘 参数 220V 　这个电能表在 　　　　　 的电路中使用   10(20)A 　 10A 表示基本电流 ,20A 表示电能表能满足测量准确要求 , 且能长期正常运行的最大电流 kW · h 　表示电能表测量电能的单位是 　　　　 , 即“度” ,1kW · h=3.6×10 6 J  50Hz 　这个电能表在 50Hz 的交流电路中使用 600r/(kW · h) 　接在这个电能表上的用电器每消耗 1kW · h 的电能 , 电能表的转盘转过 600 圈 电路消耗电能多少 220 V 千瓦时 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个探究 表盘 参数 3200imp/(kW · h) 　接在这个电能表上的用电器每消耗 1kW · h 的电能 , 电能表上的指示灯闪烁 3200 次 　说明 : 表盘的最后一格是示数的小数部分 , 记录时要注意 计数 方法 　测量较多的电能时用刻度盘读数 　两次示数之差 :W=W2-W1 　 测量 较少的电能时用转盘读数 　圈数计数 :W = × 3.6×10 6 J(n 为电能表在一段时间内转过的实际圈数 ,N 为电能表表盘上标明的圈数 ) 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个探究 考点二　电功 电功 实质 　电流做功的过程实际就是 　　　 能转化为 　　　　　　　 的过程 ; 有多少电能转化为其他形式的能 , 电流就做了多少功   做功 形式 　电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等 影响 因素 　电流做功的多少只与 　 、   ___________________ 和 　　　　 ____________ 有关   电功 计算 　 W= 　　　 = 　　　 ( 适用于所有电路 );  　对于纯电阻电路可推导出 :W= 　　　　 = 　　　　   单位 　国际单位 : 　　　　 , 符号为 　　　　 ;  　常用单位 : 千瓦时 , 符号为 kW · h ; 单位 换算 :1kW · h= 　　　　 J   电 其他形式的能 用电器两端的电压 通过用电器的电流 通电时间 Pt UIt I 2 Rt 焦耳 J 3.6×10 6 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个探究 1. 电功率 考点三　电功率 意义 　描述电流做功 　　　　 的物理量   符号 　 P 单位 　单位 :W 和 kW 　换算关系 :1kW=1000W 大小 　等于用电器在单位时间内消耗的电能 公式 　 P= 　　　 = 　　　 ( 适用于所有电路 );  　对于纯电阻电路可推导出 :P= 　　　　 = 　　　   快慢 UI I 2 R 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个探究 2. 额定电压和额定功率 (1) 额定电压 : 　 ;  额定功率 : 　 。   实际功率 : 用电器 　　　　 工作时的功率。   (2) 当 U 实 =U 额 时 ,P 实 =P 额 , 用电器正常工作 ( 例如 : 灯正常发光 ); 当 U 实 ≠ U 额 时 ,P 实 ≠ P 额 , 用电器不能正常工作 ( 例如 : 灯光暗淡或超常亮 ), 这种情况下有可能会损坏用电器。 【 说明 】 (1) 某灯泡上标有“ PZ220V 　 25W ”字样 , 分别表示 : 普通照明、额定电压 220V 、额定功率 25W 。 (2) 灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率。 用电器正常工作时的电压 用电器在额定电压下正常工作时的功率 实际 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个探究 考点四　电流的热效应 1. 电流的热效应 电流通过导体时会 　　　　 , 将电能转化为内能 , 这种现象叫电流的热效应。 2. 电热器 利用电流做功 , 将 　　　　 能转化为 　　　　 能的装置。 发热 电 内 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个探究 考点五　焦耳定律 1. 内容 2. 公式 电流通过导体产生的热量与电流的平方成 　　　 , 与导体的电阻成 　　　 , 与通电的时间成 　　　 。   (1) 数学表达式 :Q= 　　　　 ( 适用于所有电路 ) 。   (2) 对于纯电阻电路可推导出 : 3. 电热与电功的关系 (1) 在电热器中 , 电流通过电热器放出的热量 　　 电功。   (2) 在其他电路 ( 如含有电动机的电路 ) 中 , 大部分电能转化为其他形式的能 , 仅有少量的电能转化为内能 , 电热 　　　　 电功。   正比 正比 正比 I 2 Rt 等于 小于 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个探究 考点六　电热的利用和防止 1. 电热的利用 —— 电热器 原理 　电流的热效应 组成 　主要组成部分——发热体 , 发热体是由电阻率 　　　　 、熔点 　　　　 的合金丝绕在绝缘体材料上做成的   优点 　 ① 清洁卫生 ;② 热效率高 ;③ 可以方便地控制和调节温度 举例 　电炉、电饭锅、电热毯等 2. 电热的防止 利用散热窗、散热片、风扇等方法加快散热。 大 高 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 探究一　了解电功和电功率 ( 理解 ) 例 1 根据所学知识计算 : (1) 电功率为 800W 的用电器通电 2.5h 耗电 　　　　 度。   (2) 某用电器正常工作 10min, 消耗电能 1.8×10 6 J, 该用电器的电功率为 _________ W 。   (3)1kW · h 电可供“ 220V 　 25W ”的灯泡正常工作 　　　　 h 。 (4) 某次闪电的放电电流约为 1×10 4 A, 电压约为 1.8×10 8 V, 放电时间约为 0.01s, 则这次闪电释放的电能约为 　 　　　 J, 合 　　　　 kW · h 。   2 3000 40 1.8×10 10 5000 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破  (5) 一只灯泡接到 220V 的家庭电路中 ,10min 消耗的电能是 2.4×10 4 J, 则该灯泡此时的电功率是 　　　　 W, 灯泡中通过的电流约为 　　　 A, 灯丝的电阻是 　　　　 Ω 。   (6) 小明家的电子式电能表上标有“ 1200imp/(kW · h) ”字样 , 当他家只开某个用电器时 , 发现 10min 内电能表指示灯闪烁了 120 次 , 该用电器的功率为 _____ 　 W 。若该用电器每天少工作 1h, 则 30 天可以节电 　　　　 kW · h 。   40 0.18 1210 600 18 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 探究二　知道用电器的额定功率和实际功率(了解) 例 2 [2018 · 苏州工业园区一模 ] 额定电压相同的甲、乙两只白炽灯 , 串联后接入某电路 , 甲灯比乙灯亮 , 则下列说法中正确的是 ( 　　 ) A. 甲灯的额定功率和实际功率都比乙灯大 B. 甲灯的额定功率小 , 实际功率大 C. 甲灯的额定功率和实际功率都比乙灯小 D. 甲灯的额定功率大 , 实际功率小 B 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 【 变式 1 】 [2018 · 常州模拟 ] 现有“ 6V 　 3W ”的 L 1 和“ 6V 　 6W ”的 L 2 两只小灯泡串联后接在电路中使用 , 为了保证电路安全 , 电路两端允许加的最大电压为 　　　　 V, 此时 　　　　 ( 选填“ L 1 ”或“ L 2 ” ) 正常发光 ; 若再把这两只小灯泡并联后接到电源电压为 6V 的电路中 , 灯泡 　　　　 ( 选填“ L 1 ”或“ L 2 ” ) 更亮。 ( 忽略温度对灯丝电阻的影响 )  教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 [ 答案 ] 9 　 L 1 　 L 2 [ 解析 ] 两灯泡的额定电流 , 两灯泡的电阻 。因为串联电路中各处的电流相等 , 所以两只小灯泡串联后接在电路中使用时 , 为了保证电路安全 , 电路中的最大电流 I=I 1 =0.5 A, 即灯泡 L 1 正常发光 , 由串联电路特点和欧姆定律可得 , 电路两端允许加的最大电压 U=I(R 1 +R 2 )=0.5 A×(12 Ω+6 Ω)=9 V 。因为并联电路中各支路两端的电压相等 , 把这两只小灯泡并联后接到电源电压为 6 V 的电路中时 ,U 1 =U 2 =U=6 V, 因为额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等 , 且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小 , 所以此时灯泡 L 2 的实际功率较大 , 灯泡较亮。 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 【 变式 2 】 某家庭使用如图 24-1 所示的电能表 , 该家庭允许使用的用电器总功率最大为 　 W,  小郭利用该电能表和手表测量某用电器实际功率 , 将该用电器接入电路并工作 , 电能表的指示灯在 3min 内闪烁 160 次 , 则测得的实际电功率是 　　 W 。 图 24-1 [ 答案 ] 8800 　 2000 [ 解析 ] 由题图电能表的参数可知 , 该电能表允许通过的最大工作电流 I=40A, 则该家庭允许使用的用电器总功率最大为 P=UI=220 V×40 A=8800 W;1600 imp/(kW·h) 表示每消耗 1 kW·h 的电能 , 电能表的指示灯闪烁 1600 次 , 电能表的指示灯闪烁 160 次时该用电器消耗的电能 =0.1 kW·h, 该用电器的实际电功率 。 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 探究三　用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象 ( 了解 ) 例 3 如图 24-2 所示的四种用电器 , 其中主要是利用电流热效应来工作的是 ( 　　 ) 图 24-2 【 变式 】 [2018·苏州高新区模拟] 电动机工作时两端电压为 U, 电流为 I, 电动机线圈的电阻为 R, 则该电动机工作时输出的最大机械功率为 ( 　　 ) A.UI B.I 2 R C.UI+I 2 R D.UI-I 2 R D D 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 探究四　电能与其他形式能的转化 ( 了解 ) 例 4 [2018 · 盐城 ] 在家庭用电的调查探究综合实践活动中 , 小明探究发现空调功率远大于冰箱 , 所以空调插头线比冰箱 　　　 ( 选填“粗”或“细” ), 小明关掉空调后 , 冰箱仍在工作 , 这说明空调与冰箱是 　　　 联的 , 他观察到空调上“能效比” EER 的值为 3.4, 经查阅资料 , 能效比是指空调制冷量与制冷时消耗的电功率之比 , 空调制冷时消耗的电功率为 1000W, 则空调制冷量为 　　　　 W 。   粗 并 3400 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 【 变式 】 [2018 · 泰州 ] 某电吹风工作 6min, 能使如图 24-3 所示的电能表的转盘转过 120 转 , 则该电吹风消耗的电能为 　　 kW · h, 电功率为 ______ 　　　　 W, 这些电能可供一只“ 220V 　 10W ”的 LED 灯正常工作 　　　　 h, 一只这样的 LED 灯与一只“ 220V 　 100W ”的白炽灯正常发光时亮度相当 , 若 LED 灯正常发光时的效率为 80%, 则白炽灯正常发光时的效率为 　　　　 。   图 24-3 0.1 1000 10 8% 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 探究五　电功率的相关计算 例 5 [2018 · 徐州 ] 如图 24-4 所示电路 , 电源电压保持 6V 不变 ,R 1 是定值电阻 ,R 2 是最大阻值为 50Ω 的滑动变阻器。闭合开关 , 当 R 2 的滑片位于最左端时 , 电路中的电流为 0.6A 。 (1) 求电阻 R 1 的阻值。 (2) 滑片从最左端移动到最右端的过程中 , 求滑动变阻器的最大功率。 图 24-4 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 例 5 [2018 · 徐州 ] 如图 24-4 所示电路 , 电源电压保持 6V 不变 ,R 1 是定值电阻 ,R 2 是最大阻值为 50Ω 的滑动变阻器。闭合开关 , 当 R 2 的滑片位于最左端时 , 电路中的电流为 0.6A 。 (2) 滑片从最左端移动到最右端的过程中 , 求滑动变阻器的最大功率。 图 24-4 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 例 6 [2017 · 徐州 ] 如图 24-5 所示电路 , 电源电压保持不变。灯泡额定电压为 6V, 额定电流为 0.8A, 电阻 R 2 阻值为 R 1 的 2 倍。当开关接 a 时 ,R 1 消耗的功率为 3W; 当开关接 b 时 ,R 1 消耗的功率为 0.75W 。求 : (1) 灯泡的额定功率。 (2) 当开关接 b 时 , 灯泡的实际功率。 图 24-5 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 例 6 [2017 · 徐州 ] 如图 24-5 所示电路 , 电源电压保持不变。灯泡额定电压为 6V, 额定电流为 0.8A, 电阻 R 2 阻值为 R 1 的 2 倍。当开关接 a 时 ,R 1 消耗的功率为 3W; 当开关接 b 时 ,R 1 消耗的功率为 0.75W 。求 : (2) 当开关接 b 时 , 灯泡的实际功率。 图 24-5 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 当堂检测 及时反馈 1. 如图 24-6 所示各用电器中 , 不是利用电流热效应工作的是 ( 　　 ) 图 24-6 C 当堂检测 及时反馈 2. 一只标有“ 220V 　 100W ”字样的照明灯泡 , 把它用导线接到远处工地上。电源电压 220V 。由于导线电阻较大 , 所以在导线上消耗了 6W 的电功率 , 那么此时小灯泡的实际功率 ( 灯丝电阻不随温度的变化而变化 ) ( 　　 ) A. 大于 94W B. 等于 94W C. 小于 94W D. 仍为 100W C 当堂检测 及时反馈 3. [2018 · 无锡滨湖区一模 ] 如图 24-7 所示的电路中 , 电源电压保持不变 ,R 为定值电阻 , 当开关闭合时 , 接在 a 、 b 间标有“ 6V 　 2W ”的小灯泡 L 1 恰好正常发光 ; 若保持 R 不变 , 将 L 1 换成另一只标有“ 6V 　 3W ”的小灯泡 L 2 , 闭合开关后 , 小灯泡 L 2 工作时消耗的实际功率 ( 　　 ) A. 一定大于 3W B. 一定等于 3W C. 一定小于 3W D. 一定等于 2W 图 24-7 C 当堂检测 及时反馈 [ 答案 ] C [ 解析 ] 将甲、乙两灯串联在电路中 , 当甲灯两端的电压为 2 V 时 , 由图像可知 , 通过甲灯的电流为 I 甲 =0.4 A, 因串联电路中各处的电流相等 , 所以通过乙灯的电流 I 乙 =I=I 甲 =0.4 A, 此时乙灯两端的电压 U 乙 =3 V, 因串联电路中总电压等于各分电压之和 , 所以 , 电源电压 U=U 甲 +U 乙 =2 V+3 V=5 V, 两灯消耗的总功率 P=UI=5 V×0.4 A=2 W 。 4. [2018 · 南京秦淮区一模 ] 甲、乙两只灯泡 , 其 I-U 图像如图 24-8 所示 , 现将甲、乙两灯串联在电路中 , 当甲灯两端电压为 2V 时 , 两灯消耗的总功率是 ( 　　 ) A.0.8W B.1.2W C.2W D.3W 图 24-8 当堂检测 及时反馈 5. [2018 · 无锡一模 ] 如图 24-9 所示 , 烧杯中盛有质量相等的纯水和煤油 , 通电一段时间后 ( 液体均不沸腾 ), 发现两只温度计示数上升的大小相同。不考虑热损失 , 则电阻 R 1 、 R 2 的大小关系是 ( 　　 ) A.R 1 >R 2 B.R 1