《電能電功率》PPT課件

第 19講 電能 電功率 第 19講 電能 電功率 考點 64 電能與電能表 考點自主梳理與熱身反饋 自主梳理 1 電能 ( 1 ) 單位： 主單位是 _ _ ，簡稱 _ ，符號是 _ ； 常用單位是 _ ， 1 kW h _ J 。 ( 2 ) 計算公式： W _ _ _ 。 ( 3 ) 測量工具： _ 。 焦耳 焦 J kWh 3.6 106 Pt UIt 電能表 第 19講 電能 電功率 2 電能表 ( 1 ) 參數(shù)含義： 220 V ：電能表應(yīng)在 _ _ 的電路中 使用； 10 ( 20 ) A ：電能表的標(biāo)定電流為 _ _ ，短時間內(nèi)允許 通過的最大電流為 _ _ ； 3000 r/ ( k W h ) ：接在這個電能表上的用電器，每消耗 1 kW h 的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過 _ 。 ( 2 ) 計數(shù)方法： 測量較大電能時用刻度盤計數(shù)，即 W W 2 W 1 ；測量較小電能時用轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)計數(shù)，即 W n n 0 ( k W h )( n 為電能表在一段時間內(nèi)的實際轉(zhuǎn)數(shù)， n 0 為電能 表表盤上的標(biāo)定轉(zhuǎn)數(shù) ) 。 220 V 10 A 20 A 3000轉(zhuǎn) 第 19講 電能 電功率 考點 65 電功率 1 物理含義： 表示用電器消耗電能 _ 的物理量。 2 定義： 單位時間內(nèi)消耗的電能。 3 單位： 主單位是 _ _ ，簡稱 _ ，符號是 _ _ ；比它大 的單位有 _ _ ， 1 kW _ _ W 。 4 基本公式： P _ _ 。 考點 66 額定功率和實際功率 1 實際功率與額定功率的關(guān)系 U 實 U 額 ， P 實 _ P 額 ，用電器不能正常工作，縮短使用壽命； U 實 U 額 ， P 實 _ P 額 ，用電器 _ _ _ ； U 實 正常工作 U 額 ， P 實 _ P 額 ，燈泡較 _ _ ； U 實 U 額 ， P 實 _ P 額 ，燈泡 _ _ _ _ ； U 實 U 額 ， P 實 _ P 額 ，燈泡較 _ _ 。 (2) 對于不同的燈泡： 若都正常發(fā)光，額定功率大的燈泡 _ ； 串聯(lián)時，燈泡的電阻越大，燈泡的實際功率越 _ ，燈泡越 _( 可記為 “ 串大亮 ” ) ； 并聯(lián)時，燈泡 的電阻越小，燈泡的實際功率越 _ _ ，燈泡越 _( 可記為 “ 并小亮 ” ) 。 實際功率 亮 正常工作 暗 亮 大 亮 大 亮 第 19講 電能 電功率 考點 68 常用方法測功率 1 利用電能表、停表測功率 ( 1 ) 測量原理： _ 。 ( 2 ) 實驗設(shè)計： 使室內(nèi)其他用電器均停止工作，只讓待測用電器 工作，用電能表測量一定時間內(nèi)該用電器消耗的電能 ( 方法 a. 記 下電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過一定轉(zhuǎn)數(shù) n 所用的時間 t ，則用電器消耗的電 能為 W n n 0 kW h ；方法 b . 記下一段時間內(nèi)電能表示數(shù)之差 ， 則用電器消耗的電能為 W W 2 W 1 ) ，計算用電器的實際功率為 P _ 。 P W t W t 第 19講 電能 電功率 2. 伏安法測功率 (1) 測量原理： _ 。 (2) 電路設(shè)計： 如圖 19 1 所示。 (3) 進(jìn)行實驗： 按如圖所示電路圖連接電路，閉合開關(guān)，移動滑片， 使電壓表示數(shù)略小于、等于、略大于小燈泡的額定電壓，記下電 流表示數(shù)和燈泡的亮度并填入下表。故在該實驗中，滑動變阻器 的作用是調(diào)節(jié)小燈泡兩端 _ 、保護(hù)電路。 P UI 電壓 第 19講 電能 電功率 (4) 設(shè)計表格 次數(shù) 電壓 U / V 電流 I / A 電功率 P / W 燈泡 亮度 1 2 3 (5) 得出結(jié)論： 用電器兩端電壓不同，實際功率 _ ；小燈 泡兩端電壓越高，實際功率 _ ，燈泡越 _ 。 不同 越大 亮 第 19講 電能 電功率 (6) 評估交流： 實驗中多次測量是為了觀察實際功率隨實際電 壓變化的規(guī)律，計算功率的平均值沒意義。 (7) 一 圖 多 用 ： 該裝置還能完成的實 驗 是 _ _ 。由于燈絲電阻受溫度影響不是定 值，所以 _ _( 選填 “ 能 ” 或 “ 不能 ” ) 探究 “ 電阻一定時， 電流與電壓的關(guān)系 ” 。 測小燈泡的電阻 不能 第 19講 電能 電功率 熱身反饋 1 從如圖 19 2 所示的電能表中，可以獲得的正確信息是 ( ) A 電能表的讀數(shù)為 3 572 kW h B 電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過 2 500 轉(zhuǎn)消耗電功率 1 kW C 用電器正常工作時的總功率不得超過 2200 W D 用電器正常工作時的總功率不得超過 4400 W C 第 19講 電能 電功率 2 關(guān)于電功率，下列說法正確的是 ( ) A 用電器在相同時間內(nèi)消耗的電能越多，電功率越大 B 串聯(lián)的幾只燈泡工作時，電阻大的消耗的功率小 C 電功率是表示電流做功多少的物理量 D 燈泡兩端所加電壓不等于額定電壓時，消耗功率可 以等于額定功率 A 第 19講 電能 電功率 3 2013 重慶 如圖 19 3 所示是 A 、 B 兩定值電阻的 U I 圖象， 由圖象中信息可知 ( ) A 若將 A 、 B 兩電阻串聯(lián)在某電源兩端，則 B 兩端的電壓大 B 若將 A 、 B 兩電阻串聯(lián)在某電源兩端，則 B 的實際功率大 C 若將 A 、 B 兩電阻并聯(lián)在某電源兩端，則通過 A 的電流大 D 若將 A 、 B 兩電阻并聯(lián)在某電源兩端，則 A 的實際功率小 A 第 19講 電能 電功率 4 用電高峰期，會看到家里的白熾燈泡比正常發(fā)光要暗一 些，這是因為用電高峰期并聯(lián)用電器增多，造成 ( ) A 電路中的總電阻增大 B 電路中的總電流減小 C 白熾燈泡的實際功率減小 D 白熾燈泡的額定功率減小 D 第 19講 電能 電功率 考向互動探究與方法歸納 互動探究 例 題 2012 襄陽 如圖 19 4 所示 是電阻甲和乙的 U I 圖象，若將甲、 乙串聯(lián)在某一電路中，當(dāng)電流為 0. 1 A 時，電源電壓為 _ V ；若將甲、 乙并聯(lián)在電源電壓為 1. 5 V 的電路中， 電路消耗的總功率為 _ _ W 。 2 0.6 第 19講 電能 電功率 解析 從甲和乙的 U I 圖象查找， 當(dāng)通過甲、乙的 電流均為 0. 1 A 時，甲、乙兩端的電壓分別是 0. 5 V 和 1.5 V ， 根據(jù)串聯(lián)電路 U U 1 U 2 0 .5 V 1.5 V 2 V 。再從甲和 乙的 U I 圖象查找，當(dāng)甲、乙兩端的電壓均為 1.5 V 時， 通過甲、乙的電流分別是 0.3 A 和 0.1 A ，根據(jù)并聯(lián)電路總 電流 I I 1 I 2 0.3 A 0.1 A 0.4 A , 電路消耗的總功率 為 P UI 1.5 V 0.4 A 0.6 W 。 第 19講 電能 電功率 無論計算串聯(lián)還是并聯(lián)電路的總功率，都可以利 用 P 總 U 總 I 總 ，通常情況下都用這種方法，計算量比 較小。當(dāng)然如果先把電路中各個用電器的功率都計算 出來，再將這些功率相加來計算電路的總功率，計算 結(jié)果也是相同的。 第 19講 電能 電功率 真題展示 1 2013 天津 一盞標(biāo)有 “ 220 V 100 W ” 的白熾燈正常 發(fā)光時的電阻為 _ 。 “ 220 V 100 W ” 的白熾 燈與 “ 220 V 20 W ” 的節(jié)能燈均正常工作時亮度相當(dāng)， 若兩燈都正常工作，分別消耗 1 kW h 的電能，節(jié)能燈比 白熾燈多工作 _ h 。 2. 2012 天津 如圖 19 5 所示是某 同學(xué)家中的電能表，現(xiàn)用它測量一 只燈泡的實際功率。他關(guān)掉其他電 器只讓該燈泡工作，電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn) 過 30 轉(zhuǎn)用時 10 min ，這段時間燈泡 消耗的電能是 _ kW h ，燈泡的實際功率是 _ W 。 484 40 0.01 60 第 19講 電能 電功率 解析 電能表參數(shù)的理解、電能的求法與電功率的計算屬 于天津市中考中的重點和難點內(nèi)容。 “ 3000 r/ (k W h) ” 的 意義為：用電器每消耗 1 kW h 的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤就 轉(zhuǎn)過 3000 r ，從而可以計算出電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過 30 r 消耗 的電能： W 30 r 3000 r/ （ kW h ） 0.01 kW h 3.6 10 4 J ； 又知道工作時間： t 1 0 min 600 s ，可利用公式 P W t 計 算出燈泡 的實際功率： P W t 3.6 10 4 J 600 s 60 W 。 第 19講 電能 電功率 3. 2012 天津 現(xiàn)有兩個小燈泡 A 和 B ，分別標(biāo)有 “ 6 V 6 W ” 和 “ 6 V 8 W ” 字樣，先將燈泡 A 與定值電阻 R 0 串聯(lián)接入 電路中，燈泡 A 恰能正常發(fā)光，如圖 19 6 所示。若用燈泡 B 替換燈泡 A 接在電路中，燈泡 B 的實際功率大于還是小于 8 W ？請說明理由 ( 電源電壓保持不變，不考慮溫度對燈絲電 阻的影響 ) 。 第 19講 電能 電功率 答案 R A U 2 A P A （ 6 V ） 2 6 W 6 ， R B U 2 B P B （ 6 V ） 2 8 W 4.5 。由題意可知，燈泡 A 接入電路中時，燈泡 A 正常發(fā) 光，燈泡兩端的電壓為 6 V ；當(dāng)用燈泡 B 替換燈泡 A 時，由于 R B R A ，根據(jù)串聯(lián)電路電壓與電阻的關(guān)系可知， U B U A ，即 燈泡 B 兩端的電壓一定小于 6 V ，根據(jù) P U 2 R 可知，實際功率 小于額定功率 8 W 。 第 19講 電能 電功率 解析 本題考查電功率的計算及串聯(lián)電路的電壓 規(guī)律。根據(jù)銘牌可知兩燈泡的額定電壓和額定功率，根 據(jù) R U 2 P 求出兩燈泡的電阻，再根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特 點判斷燈泡兩端分得的電壓變化，最后利用 P U 2 R 得出 燈泡 B 實際功率的情況。 第 19講 電能 電功率 4. 2007 天津 某電熱水器的簡化電路如圖 19 7 所示。請你設(shè) 計虛線框內(nèi)的指示燈電路。供選擇的器材有： “ 220 V 10 W ” 的燈泡一只、 “ 2.5 V 0.75 W ” 的燈泡一只、 “ 2 V 10 mA ” 的發(fā)光 二極管一只、各種阻值的電阻、導(dǎo)線若干。 ( 1 ) 在指示燈能正常工作的情況下，請你通過計算說明選用器 材的最佳方案及器材的具體規(guī)格。 ( 2 ) 將電路圖中的虛線框部分補(bǔ)充完整。 第 19講 電能 電功率 答案 (1) 若選 “ 220 V 10 W ” 的燈泡，指示燈電路消耗的 功率 P 1 1 0 W ； 若選 “ 2.5 V 0.75 W ” 的燈泡，指示燈電路消耗的功率 P 2 P 燈 U 燈 U 源 0.75 W 2.5 V 2 20 V 66 W ； 若選 “ 2 V 10 mA ” 的發(fā)光二極管，指示燈電路消耗的功率 P 3 I 額 U 源 10 2 A 2 20 V 2.2 W 。 根據(jù)計算結(jié)果，應(yīng)選用發(fā)光二極管，再串聯(lián)一個阻值 R U 源 U 管 I 額 218 V 10 2 A 2.18 10 4 的電阻。 第 19講 電能 電功率 ( 2 ) 如圖所示 第 19講 電能 電功率 考題自主訓(xùn)練與名師預(yù)測 一、選擇題 1 2013 牡丹江 在如圖 19 8 所示的電路中，當(dāng)閉合開關(guān) S 時， 下列說法正確的是 ( ) A. 電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)變大 B. 電流表示數(shù)變 小，電壓表示數(shù)不變 C. L 1 燈變亮， L 2 燈變亮 D. L 1 燈變暗， L 2 燈變亮 A 第 19講 電能 電功率 2 2013 棗莊 一個標(biāo)有 “ 6 V 3 W ” 的小燈泡，通過它的 電流與電壓的關(guān)系如圖 19 9 所示，若把它與一只阻值為 8 的電阻并 連接在電壓為 4 V 的電路中，則整個電路消 耗的功率為 ( ) A 3 W B 3.3 W C 3.6 W D 5 W C 第 19講 電能 電功率 3 2013 福州 如圖 19 10 所示電路，電源電壓保持不變， 只閉合開關(guān) S ，電流表的示數(shù)為 0.2 A ，再閉合開關(guān) S 1 ，電 流表的示數(shù)變化了 0.3 A 。那么閉合 S 、 S 1 后， R 1 與 R 2 的 電功率之比是 ( ) A 2 : 3 B 3 : 2 C 5 : 2 D 1 : 2 第 19講 電能 電功率 4 2013 南京 如圖 19 11 所示，電源 電壓保持 6 V 不變，電流表的量程為 0 0.6 A ，電壓表的量程為 0 3 V ， 定值電阻的規(guī)格為 “ 10 0.5 A ” ， 滑動變阻器的規(guī)格為 “ 20 1 A ” 。 閉合開關(guān)，為了保證電路安全，在變 阻 器滑片移動過程中，下列說法正確 的是 ( ) A 電阻 R 1 消耗功率允許的變化范圍為 0.4 W 0.9 W B 電流表示數(shù)允許的變化范圍為 0.2 A 0.5 A C 變阻器 R 2 接入電路的阻值允許變化范圍為 2 20 D 電路消耗總功率允許的變化范圍為 1.2 W 3 W 第 19講 電能 電功率 5 2013 和平區(qū)一模 ( 多選 ) 如圖 19 12 所示，燈泡 L 標(biāo)有 “ 12 V 6 W ” 的字樣， R 1 是定值電阻， R 2 上標(biāo)有 “ 24 1 A ” ，電源電壓為 12 V 。 則下列說法正確的是 ( 燈泡 L 的電阻 不變 ) ( ) A. 燈泡 L 的阻值為 24 B. 當(dāng)燈泡 L 正常發(fā)光時電流表的示數(shù)為 0.9 A C. 變阻器滑片在 b 端時，同時閉合開關(guān) S 、 S 1 ，則燈泡 L 正常發(fā)光 D . 當(dāng)開關(guān) S 閉合、 S 1 斷開時，燈泡 L 消耗的最小功率是 1.5 W 第 19講 電能 電功率 6 2013 河西區(qū)一模 ( 多選 ) 圖 19 13 是某供電線路的電路 圖， R 代表輸電線的總電阻，電源電壓始終是 220 V ?，F(xiàn) 在先閉合 S 1 ，后閉合 S 2 。則下列關(guān)于開關(guān) S 2 閉合后與 S 2 閉合前相比較的說法正確的是 ( 設(shè)燈泡電阻不變 ) ( ) A. ab 間的總電阻變大 B. R 消耗的功率變大 C. L 1 燈兩端的電壓變小 D. 通過 L 1 燈的電流變大 第 19講 電能 電功率 7 2013 南開區(qū)一模 ( 多選 ) 如圖 19 14 所示電路中燈泡 L 標(biāo)有 “ 6 V 6 W ” 字樣 ( 小燈泡燈絲電阻不變 ) ，當(dāng)移 動 變阻器滑片 P 使其電阻減小 2 ，此時電流表示數(shù)改變 了 0.15 A ，電路總功率改變了 1.35 W ，在此過程中電壓 表示數(shù)改變量和電源電壓分別是 ( ) A. 電源電壓為 9 V B. 電源電壓為 6 V C. 電壓表示數(shù)減少 0. 3 V D. 電壓表示數(shù)減少 0.9 V AD 第 19講 電能 電功率 二、填空題 8 2013 柳州 如圖 19 15 所示，電源 電壓不變，燈泡 L 標(biāo)有 “ 6 V 3 W ” ( 燈泡電阻不變 ) ，開關(guān) S 閉合。當(dāng) S 1 、 S 2 斷開，滑片 P 從 b 端滑到某一位置 時，變阻器的電阻減小 6 ，電流表 示數(shù)變化 0. 1 A ，燈泡恰好正常發(fā)光， 此時電路的電流為 _ _ A ；保持 滑片 P 的位置不變，閉合 S 1 、 S 2 ，電流表的示數(shù)又 變化了 1.5 A 。當(dāng) S 1 、 S 2 都閉合時，調(diào)節(jié)滑 片 P ，電路消耗的最小 功率為 _ _ W 。 0.5 24 第 19講 電能 電功率 9. 2013 河南 小明家的電能表月初的數(shù)字是 ， 月 末表盤 的示數(shù)如圖 19 16 所示。若按 0.5 元 / kW h 的標(biāo)準(zhǔn) 收費，他家本月應(yīng)繳納電費 _ 元。若電能表的轉(zhuǎn)盤在 10 min 內(nèi)轉(zhuǎn)過 400 r ，則接在該電能表上的用電器總功率為 _ W 。 42 1200 第 19講 電能 電功率 10 2013 安徽 如圖 19 17 所示，小燈泡 L 1 與 L 2 均標(biāo)有 “ 1.5 V 0.3 A ” 字樣， AB 兩端的電壓 U 1.5 V 。開關(guān) S 斷開時，通過 L 2 的電流為 _ _ A 。閉合開關(guān) S ， 兩只小燈泡消耗的總電功率為 _ _ W 。 0.3 0.9 第 19講 電能 電功率 1 1. 2013 安順 某個小燈泡上標(biāo)有 “ 6 V 6 W ” 字樣，其 電流隨兩端電壓變化關(guān)系的 I U 曲線如圖 19 18 所示， 那么當(dāng)小燈泡兩端的電壓為 2 V 時，小燈泡的電功率為 _ W ，此時小燈泡的電阻為 _ 。 1 4 第 19講 電能 電功率 三、實驗探究題 12 在 “ 測定額定電壓為 2.5 V 小燈泡的電功率 ” 的實驗中 ， 陽陽同學(xué)已連接好如圖 19 19 甲所示的部分電路。 第 19講 電能 電功率 ( 1 ) 在陽陽所連接的電路中，有兩根導(dǎo)線還沒連好，請你幫他完 成電路的連接 ( 其他的導(dǎo)線不要變動 ) 。 答案 如圖所示 第 19講 電能 電功率 (2) 開關(guān)試觸時，若發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)， 電壓表示數(shù)較大，其故 障原因可能是 _ _ _ _ _ 。 (3) 陽陽實驗時，發(fā)現(xiàn) 電壓表示數(shù)如圖乙所示，為了測出小燈泡 的額定功率，他應(yīng)該把滑片向 _ _( 選填 “ A ” 或 “ B ”) 移動。 (4) 實驗中陽陽測出了三組數(shù)據(jù)，記錄在下表中。若第一次實驗 時電流表的示數(shù)如圖丙所示，請將此示數(shù)讀出并填入下表中。 (5) 他測出小燈泡的額定功率是 _ _ W 。 次數(shù) 1 2 3 U / V 2 2. 5 3 I /A 0. 4 0. 42 亮度 暗 亮 燈絲斷了或小燈泡接觸不良 B 0.36 1 第 19講 電能 電功率 四、計算題 13 2013 和平區(qū)一模 對于 L 1 、 L 2 ( 額定電壓相同，電阻 R 1 R 2 ) 兩個小燈泡連接到電路中誰更 亮的問題，兩位同學(xué)產(chǎn)生 了爭議： 甲 認(rèn)為：電功率與電阻成正比，因為 R 1 較大 ，所以，燈泡 L 1 更亮； 乙認(rèn)為：電功率與電阻成反比，因為 R 2 較小，所以，燈泡 L 2 更亮。 ( 1 ) 你認(rèn)為甲、乙兩位同學(xué)的觀點各自成立的條件是什么？ ( 2 ) 請你畫出電路圖，分別對兩位同學(xué)的觀點做出正確的解 釋。要求寫出必要的文字說明、公式推導(dǎo)過程。 第 19講 電能 電功率 答案 (1) 甲同學(xué)觀點成立的條件是： I 1 I 2 ( 流過 小燈泡的電流相同 ) 乙同學(xué)觀點成立的條件是： U 1 U 2 ( 加在小燈泡兩端的電壓相等 ) (2) 略 第 19講 電能 電功率 14 2013 河?xùn)|區(qū)一模 一個燈泡印著 “ PZ 2 20 V 25 W ” ， 它正常工作時的電阻有多大？如果把它接入一個 1 10 V 電壓的電路中，它實際消耗的電功率是多少？ 答案 1 936 6.2 5 W 第 19講 電能 電功率 1 ( 多選 ) 如圖 19 20 所示電路，兩只燈泡 L 1 和 L 2 上分別標(biāo) 有 “ 8 V 4 W ” 和 “ 4 V 1 W ” ，將它們與滑動變阻器 串聯(lián)后加在 8 V 的電源上，閉合開關(guān) S ，當(dāng)滑動變阻器的 滑片 P 從 b 端向 a 端滑動時，假設(shè)兩燈的燈絲電阻不隨溫 度變化，電源電壓保持不變，則下列說法不正確的是 ( ) ABD 第 19講 電能 電功率 A . 滑動變阻器的滑片 P 向 a 端滑動時，通過燈 L 1 的電流 大于通過燈 L 2 的電流 B. 因為燈 L 1 的額定功率大，所以燈 L 1 始終比燈 L 2 亮 C. 當(dāng)滑動變阻器的滑片 P 在向 a 端移動過程中，兩燈的功 率始終相同 D. 當(dāng)滑動變阻器的滑片 P 移動到 a 端 時，兩燈都能正常發(fā) 光 第 19講 電能 電功率 2 如圖 19 21 所示電路，電源電壓不變， R 1 12 ，小燈 泡標(biāo)有 “ 6 V 12 W ” ( 電阻不變 ) 。求： ( 畫出下列每小題 的等效電路圖 ) (1) 只閉合 S 1 時，電流表的示數(shù)為 0.8 A ，則電源電壓為多 大？ (2) 當(dāng) S 1 、 S 2 、 S 3 都閉合時，將滑片 P 移動到 b 端，電流表 的示數(shù)為 1. 2 A ，則滑動變阻器的最大阻值是多少？ 答案 ( 1 ) 12 V ( 2 ) 60 第 19講 電能 電功率