廣西中考物理 第17講 電功率課件

第一部分第一部分 考點研考點研究究第十七講第十七講 電功率電功率廣西廣西201120112014中考試題精編中考試題精編知識精講知識精講考點清單考點清單重難點突破重難點突破實驗突破實驗突破2015備考猜押備考猜押考點清單考點清單電能電能 電功電功電功率電功率測量小燈泡的電功率測量小燈泡的電功率焦耳定律焦耳定律電功率電功率電能電能電能的計量電能的計量電功電功電功率電功率“千瓦時千瓦時”的來歷的來歷額定電壓額定電壓 額定功率額定功率在物理學中，常用的能量單位是在物理學中，常用的能量單位是_.生活中也常用生活中也常用“度度”為單位，度的學名叫為單位，度的學名叫做千瓦時，符號是做千瓦時，符號是_.單 位 換 算 ：單 位 換 算 ： 1 度 度 _ _ _ _ k W h _J.電能電能焦耳焦耳kWh13.6106用電器在一段時間內(nèi)消耗的電能，可以通過用電器在一段時間內(nèi)消耗的電能，可以通過_計量出來計量出來.電能表上顯示的數(shù)字是表從開始記數(shù)到讀數(shù)為止電能表上顯示的數(shù)字是表從開始記數(shù)到讀數(shù)為止 用去的電能用去的電能.為了計量一段時間內(nèi)消耗的電為了計量一段時間內(nèi)消耗的電 能，必須記錄這段時間起始和結(jié)束時電能表能，必須記錄這段時間起始和結(jié)束時電能表 上計數(shù)器的示數(shù)上計數(shù)器的示數(shù).前后兩次示數(shù)之差，就是這前后兩次示數(shù)之差，就是這 段時間內(nèi)用電的度數(shù)段時間內(nèi)用電的度數(shù).電能電能的計的計量量電能表（也叫電度表）電能表（也叫電度表）電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程，也可以說是電電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程，也可以說是電 流做功的過程，有多少電能發(fā)生了轉(zhuǎn)化就說流做功的過程，有多少電能發(fā)生了轉(zhuǎn)化就說 電流做了多少電流做了多少_，即電功是多少，用符，即電功是多少，用符 號號_表示表示.電功的公式為電功的公式為_，其中，其中 W表示電功，單位是表示電功，單位是J，U 是電路兩端的電壓，單位是是電路兩端的電壓，單位是 V，I是電路中的電流，單位是電路中的電流，單位 是是A，t是通電時間，單位是是通電時間，單位是s.根據(jù)歐姆定律根據(jù)歐姆定律I 可推導出電功的推導式：可推導出電功的推導式： _, _ .電功電功功功WW=UItW=I2Rt2UWtRRU在物理學中，用電功率表示電流做功的在物理學中，用電功率表示電流做功的 _,用符號用符號 _ 表示表示.它的單位是瓦特，簡稱瓦，符號是它的單位是瓦特，簡稱瓦，符號是 _.其它常用單位還有千瓦（其它常用單位還有千瓦（kW),毫瓦（毫瓦（mW).單位換算：單位換算：1 kW _W，1mW _W.電功率的公式為電功率的公式為P _.其中其中P表示電功率，單位是表示電功率，單位是W，W表示電功，單位是表示電功，單位是J，t表示完成這些電功所用的時間，單表示完成這些電功所用的時間，單位是位是s.結(jié)合結(jié)合WUIt可得：可得：PUI，還可根據(jù)，還可根據(jù) ，推導出：，推導出：P _，P= _.?？嫉碾姽β剩杭矣每照{(diào)的電功率約為常考的電功率：家用空調(diào)的電功率約為1 000 W，電吹風機，電吹風機的電功率約為的電功率約為500 W，洗衣機的電功率約為，洗衣機的電功率約為300 W，液晶電，液晶電視機的電功率約為視機的電功率約為100 W，日光燈的電功率約為，日光燈的電功率約為40 W. 電電功功率率快慢快慢P1111W1414151510310-313131212I2RWt2URUIR161617171818“千瓦時千瓦時”的來歷：如果的來歷：如果P和和t的單位分別用的單位分別用千千 瓦、小時，那么它們相乘瓦、小時，那么它們相乘 之后，就得到電能的另一之后，就得到電能的另一 個單位個單位 _ （度），（度），1千瓦時可以看做千瓦時可以看做 電功率為電功率為1 kW的用電器的用電器 使用使用1 h所消耗的電能所消耗的電能.千瓦時千瓦時1919在不同的電壓下，同一個用電器的電功率不一樣大；在不同的電壓下，同一個用電器的電功率不一樣大； 用電器實際的電功率隨著它兩端的電壓而改變用電器實際的電功率隨著它兩端的電壓而改變.額定電壓是指用電器額定電壓是指用電器 _時的電壓，額定功時的電壓，額定功 率是用電器在率是用電器在 _下下工作時的電功率工作時的電功率.實際電壓是電路中電壓表所測出來的電壓，實際功率實際電壓是電路中電壓表所測出來的電壓，實際功率 是用電器在是用電器在 _下工作的功率下工作的功率.燈泡上標有燈泡上標有“220 V25 W”的含義是的含義是 _ .用電器只在額定電壓下才能正常工作用電器只在額定電壓下才能正常工作.實際電壓偏實際電壓偏 低，則用電器的電功率低，不能正常工作，實際低，則用電器的電功率低，不能正常工作，實際 電壓偏高，有可能損壞用電器電壓偏高，有可能損壞用電器.額定額定電壓電壓額定額定功率功率正常工作正常工作額定電壓額定電壓22222323實際電壓實際電壓 額定電壓為額定電壓為220V，額定功率為，額定功率為25W21212020實驗原理：實驗原理： _.實驗原理圖：實驗原理圖：實驗注意事項實驗注意事項變阻器在電路中的作用：變阻器在電路中的作用： _ _、 _.通過實驗，得出小燈泡的亮度與實際功率有關(guān)通過實驗，得出小燈泡的亮度與實際功率有關(guān).測量測量小燈小燈泡的泡的電功電功率率P=UI斷開斷開26262727最大阻值處最大阻值處 改變電路中的電流和改變電路中的電流和電壓電壓252524242828保護電路保護電路a.連接電路時開關(guān)應連接電路時開關(guān)應 _.b.連接電路時變阻器滑片應滑到連接電路時變阻器滑片應滑到阻值阻值 _電流的熱效應：電流通過導體時將電流的熱效應：電流通過導體時將 _能能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為 _能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應應.焦耳定律焦耳定律電熱的利用和防止電熱的利用和防止焦耳焦耳定律定律電電內(nèi)內(nèi)29293030內(nèi)容：電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟內(nèi)容：電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟 _成正比，跟導體的成正比，跟導體的 _成正比，跟成正比，跟 _成正成正 比，這個規(guī)律叫做焦耳定律比，這個規(guī)律叫做焦耳定律.公式：公式：Q _.其中其中Q表示熱量，單位表示熱量，單位 是是J，I表示電流，單位是表示電流，單位是A，R表示表示 電阻，單位是電阻，單位是,t表示時間表示時間.單位是單位是s.焦耳焦耳定律定律電流的平方電流的平方電阻電阻3131通電時間通電時間323233333434I2Rt利用：電熱水器、電飯鍋、電熨斗、利用：電熱水器、電飯鍋、電熨斗、養(yǎng)雞場的電熱孵化器等養(yǎng)雞場的電熱孵化器等.防止：帶有孔的電視機后蓋、電腦防止：帶有孔的電視機后蓋、電腦 的微型風扇等的微型風扇等.電熱的利電熱的利用和防止用和防止重難點突破重難點突破1. 1. 額定功率和實際功率額定功率和實際功率考情總結(jié)：考情總結(jié)：從廣西中考真題來看，對額定功從廣西中考真題來看，對額定功率與實際功率知識點的考查分兩種形式：一率與實際功率知識點的考查分兩種形式：一種是給出用電器銘牌，計算其正常工作時的種是給出用電器銘牌，計算其正常工作時的電流、電阻；另一種直接或間接（通過計算電流、電阻；另一種直接或間接（通過計算或觀察圖像得出）給出實際電流、電壓和功或觀察圖像得出）給出實際電流、電壓和功率中的兩個，求另外一個率中的兩個，求另外一個 （1）燈泡亮度與實際功率的關(guān)系）燈泡亮度與實際功率的關(guān)系 燈泡的亮暗是由它消耗的實際功率決定的，燈泡的亮暗是由它消耗的實際功率決定的，消耗的實際功率越大，燈泡就越亮消耗的實際功率越大，燈泡就越亮. 燈泡正常發(fā)光：額定功率大的燈泡亮燈泡正常發(fā)光：額定功率大的燈泡亮. 燈泡不正常發(fā)光（額定電壓相同）燈泡不正常發(fā)光（額定電壓相同）.A.兩燈泡串聯(lián)兩燈泡串聯(lián)B.兩燈泡并聯(lián)兩燈泡并聯(lián)額定電壓，額定功率都不同的燈泡額定電壓，額定功率都不同的燈泡即：實際功率與額定功率的比值為實際電壓即：實際功率與額定功率的比值為實際電壓與額定電壓的平方比與額定電壓的平方比.（2）額定功率與實際功率的關(guān)系）額定功率與實際功率的關(guān)系用電器兩端的電壓用電器兩端的電壓電功率電功率用電器工作情況用電器工作情況U實實U額額P實實P額額正常工作正常工作U實實U額額P實實P額額容易損壞容易損壞U實實U額額P實實P額額不能正常工作不能正常工作（3）利用額定功率可以求得的物理量）利用額定功率可以求得的物理量求額定電流：由求額定電流：由P額額U額額I額額得得 ；求電阻：由求電阻：由P=UI及及 得得 ， ，或由，或由PI2R得得 ；求用電器的實際電壓、實際電流、實際功求用電器的實際電壓、實際電流、實際功率、電能、電熱：根據(jù)額定功率求出用電器率、電能、電熱：根據(jù)額定功率求出用電器的電阻的電阻R后，運用電功率和歐姆定律、電能后，運用電功率和歐姆定律、電能計算公式可求得相應的物理量計算公式可求得相應的物理量.PIU額額額UIR2UPR2URP額額2PRI額額2. 2. 電功、電功率、電熱的計算電功、電功率、電熱的計算（1 1）電功、電功率的計算）電功、電功率的計算電功電功電功率電功率適用條件適用條件基本公式基本公式（定義式）（定義式）W=UItP=UI適用于各種適用于各種電路電功、電路電功、電功率的計電功率的計算算電功電功電功率電功率適用條件適用條件推導推導公式公式并聯(lián)并聯(lián)只適用于純電只適用于純電阻電路（電能阻電路（電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能），不適用能），不適用于含電功機、于含電功機、電吹風等電路電吹風等電路的計算的計算串聯(lián)串聯(lián)2UWtR2WI Rt2PI R2UPR電功電功電功率電功率適用條件適用條件解題解題方法方法（1）首先認清電路的連接方式是串聯(lián)）首先認清電路的連接方式是串聯(lián)還是并聯(lián)，找出題中各量之間的關(guān)系還是并聯(lián)，找出題中各量之間的關(guān)系. （2）選擇合適的公式進行計算）選擇合適的公式進行計算.純電阻純電阻電路，串聯(lián)電路一般選擇公式電路，串聯(lián)電路一般選擇公式W=UIt=I2Rt, P=UI=I2R;并聯(lián)電路一般選并聯(lián)電路一般選擇公式擇公式 ,2UWUIttR2UPUIR電功電功電功率電功率適用條件適用條件解題解題注意注意事項事項（1）首先要判斷是否為純電阻電路，）首先要判斷是否為純電阻電路，再選取適用公式再選取適用公式.（2）計算時要注意單）計算時要注意單位的統(tǒng)一位的統(tǒng)一.（3）要注意計算公式里面幾）要注意計算公式里面幾個物理量的同一性和同時性個物理量的同一性和同時性（2）電熱的計算）電熱的計算 對于純電阻而言，也就是將電能全部轉(zhuǎn)對于純電阻而言，也就是將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的電路，電流產(chǎn)生的熱量與電流做化為內(nèi)能的電路，電流產(chǎn)生的熱量與電流做的功是相等的，則的功是相等的，則Q=W=UIt=I2Rt= =Pt.對于非純電阻電路而言，只能利用公式對于非純電阻電路而言，只能利用公式Q=I2Rt進行計算進行計算.2UtR3. 電學物理量的范圍和極值問題電學物理量的范圍和極值問題 （1）引起電路范圍變化的本質(zhì)：滑動）引起電路范圍變化的本質(zhì)：滑動變阻器接入電阻可變；電流表、電壓表量變阻器接入電阻可變；電流表、電壓表量程；用電器規(guī)格（小燈泡的額定電壓、額定程；用電器規(guī)格（小燈泡的額定電壓、額定功率）功率） （2）電路范圍問題的具體表現(xiàn)：）電路范圍問題的具體表現(xiàn)： 滑動變阻器接入電阻的范圍滑動變阻器接入電阻的范圍 A.最大阻值：首先應先進行分析，若隨最大阻值：首先應先進行分析，若隨著變阻器阻值的增大，各電表的示數(shù)在減小，著變阻器阻值的增大，各電表的示數(shù)在減小，則變阻器允許的最大值即為變阻器銘牌中標則變阻器允許的最大值即為變阻器銘牌中標注的最大值；若串聯(lián)電路中，有電壓表并聯(lián)注的最大值；若串聯(lián)電路中，有電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端，則應利用電壓表的量程在滑動變阻器兩端，則應利用電壓表的量程的最大值、電路電流值，求變阻器允許的最的最大值、電路電流值，求變阻器允許的最大阻值，即大阻值，即 ；maxmaxURI B.最小阻值：應先確定電路中允許的電最小阻值：應先確定電路中允許的電流最大值，確定的依據(jù)是：電流表的量程、流最大值，確定的依據(jù)是：電流表的量程、滑動變阻器的銘牌以及并聯(lián)在定值電阻兩端滑動變阻器的銘牌以及并聯(lián)在定值電阻兩端的電壓表量程，利用這三者分別求出每一條的電壓表量程，利用這三者分別求出每一條件限制下允許的最大電流，取三者中最小的，件限制下允許的最大電流，取三者中最小的，作為電路中允許的最大電流作為電路中允許的最大電流.然后再依據(jù)滑動然后再依據(jù)滑動變阻器之外的用電器的額定電壓值、電源電變阻器之外的用電器的額定電壓值、電源電壓 來 計 算 滑 動 變 阻 器 的 最 小 阻 值 ，壓 來 計 算 滑 動 變 阻 器 的 最 小 阻 值 ，即即 .maxmax-URUI額電源 電路中電流、電壓的極值電路中電流、電壓的極值 A.電路電流的極值：電路電流的極值： a.電路最大電流：依據(jù)電路中用電器的電路最大電流：依據(jù)電路中用電器的額定電流、電流表的量程來決定，取兩者中額定電流、電流表的量程來決定，取兩者中的最小值作為電路的最大電流值；的最小值作為電路的最大電流值； b.電路最小電流：由滑動變阻器接入電電路最小電流：由滑動變阻器接入電路的最大阻值決定，此時電路中的總電阻值路的最大阻值決定，此時電路中的總電阻值最大，則電路最小電流為最大，則電路最小電流為 ）；）；minUIR電源總最大 B.用電器兩端電壓的極值：用電器兩端電壓的極值： a.最大電壓：依據(jù)用電器的額定電壓、最大電壓：依據(jù)用電器的額定電壓、電壓表的量程來決定，取兩者中的最小值作電壓表的量程來決定，取兩者中的最小值作為用電器兩端的最大電壓值；為用電器兩端的最大電壓值； b.最小電壓：一般是求滑動變阻器的最最小電壓：一般是求滑動變阻器的最小電壓，此時要根據(jù)滑動變阻器之外的用電小電壓，此時要根據(jù)滑動變阻器之外的用電器的額定電壓或電壓表的量程來決定，此時器的額定電壓或電壓表的量程來決定，此時要注意電路安全問題，即要注意在變阻器之要注意電路安全問題，即要注意在變阻器之外的用電器在不超過其額定值的情況下來取外的用電器在不超過其額定值的情況下來取最小電壓最小電壓 電路、用電器消耗電功率的極值：電路、用電器消耗電功率的極值： 這只要根據(jù)電路、用電器中各自最大這只要根據(jù)電路、用電器中各自最大（?。┪锢砹恐导纯汕蟮茫ㄐ。┪锢砹恐导纯汕蟮? A.最大（?。╇妷褐?、電流值，則有最大（小）電壓值、電流值，則有Pmax/min=UI； B.最大（?。╇妷褐?、電阻值，則有最大（小）電壓值、電阻值，則有Pmax/min= ； C.最大（小）電流值、電阻值，則有最大（?。╇娏髦怠㈦娮柚?，則有Pmax/min=I2R.2UR4. 4. 計算中多擋位問題的理解計算中多擋位問題的理解 （1 1）電熱器是家庭中的重要用電器，）電熱器是家庭中的重要用電器，它在生活中有著廣泛的應用它在生活中有著廣泛的應用. .根據(jù)實際需要根據(jù)實際需要往往需要設(shè)計不同的擋位，切換電熱器的開往往需要設(shè)計不同的擋位，切換電熱器的開關(guān)，就能改變電熱器的擋位，其實質(zhì)是改變關(guān)，就能改變電熱器的擋位，其實質(zhì)是改變電熱器的電功率電熱器的電功率. . （2 2）用電器的擋位改變電功率的原理：）用電器的擋位改變電功率的原理：電路中的電壓一定，然后根據(jù)公式電路中的電壓一定，然后根據(jù)公式 , ,可以得可以得出電功率與總電阻成反比，所以要改變電熱出電功率與總電阻成反比，所以要改變電熱器的電功率，只需適當改變電熱器電路中的器的電功率，只需適當改變電熱器電路中的電阻即可電阻即可. .（3）一般可以通過以下三種方式改變擋位：）一般可以通過以下三種方式改變擋位： 用短路的方法改變電路中的電阻：如用短路的方法改變電路中的電阻：如圖甲所示，開關(guān)圖甲所示，開關(guān)S1閉合，電阻閉合，電阻R1短路，開關(guān)短路，開關(guān)S1斷開，電阻斷開，電阻R1、R2串聯(lián)串聯(lián). 用并聯(lián)的方法改變電路的電阻：如圖用并聯(lián)的方法改變電路的電阻：如圖乙所示，只閉合開關(guān)乙所示，只閉合開關(guān)S2，電阻，電阻R2工作，開關(guān)工作，開關(guān)S1、S2都閉合時，電阻都閉合時，電阻R1、R2并聯(lián)并聯(lián). 如圖丙所示，利用單刀雙擲開關(guān)或多如圖丙所示，利用單刀雙擲開關(guān)或多開關(guān)改變電路結(jié)構(gòu)也可以改變電路中的電阻開關(guān)改變電路結(jié)構(gòu)也可以改變電路中的電阻.例例2 兩定值電阻兩定值電阻RA和和RB中的電流與其兩端電壓中的電流與其兩端電壓的關(guān)系如圖所示，若將兩電阻串聯(lián)在電壓為的關(guān)系如圖所示，若將兩電阻串聯(lián)在電壓為3V的電源兩端，電路的總功率為的電源兩端，電路的總功率為 W，通，通電一段時間后，電一段時間后，RA和和RB產(chǎn)生的熱量之比產(chǎn)生的熱量之比是是 .0.61 ：2【解析解析】由圖象知，由圖象知，U=3A時，時，IA=0.6A,IB=0.3A,因為因為所以電阻所以電阻兩電阻串聯(lián)時兩電阻串聯(lián)時,電路總電阻電路總電阻R=RA+RB=5+10=15電路總功率電路總功率A、B兩電阻串聯(lián)流過它們的電流兩電阻串聯(lián)流過它們的電流I相等，相等，,UIR ,5A6 . 0V3IRAAU,10A3 . 0V3IRBBU.W6 . 015V)3(22RPU通電一段時間產(chǎn)生的熱量之比通電一段時間產(chǎn)生的熱量之比有答案為：有答案為：0.6；1：22251102AAABBBQI R tRQI R tR 例例3 如圖甲所示，電源電壓恒定，如圖甲所示，電源電壓恒定，R1是一個是一個定值電阻，定值電阻，R2是滑動變阻器，小燈泡是滑動變阻器，小燈泡L的額定的額定電壓為電壓為6V，圖乙是通過小燈泡，圖乙是通過小燈泡L的電流隨兩端的電流隨兩端電壓變化的曲線當開關(guān)電壓變化的曲線當開關(guān)S1閉合，閉合，S2斷開，滑斷開，滑動變阻器的滑片動變阻器的滑片P滑至最左端時，小燈泡滑至最左端時，小燈泡L恰恰好正常發(fā)光；滑動變阻器的滑片好正常發(fā)光；滑動變阻器的滑片P滑至最右端滑至最右端時，電壓表的示數(shù)為時，電壓表的示數(shù)為5V當開關(guān)當開關(guān)S1、S2都閉都閉合，滑動變阻器的滑片合，滑動變阻器的滑片P滑至最左端時，電流滑至最左端時，電流表的示數(shù)為表的示數(shù)為0.8A，R1消耗的功率為消耗的功率為P1；求：；求：（1）小燈泡的額定功率）小燈泡的額定功率PL；（2）滑動變阻器的最大阻值）滑動變阻器的最大阻值R2；（3）定值電阻）定值電阻R1，消耗的功率，消耗的功率P1【解析解析】 （1）由圖象知，燈泡正常發(fā)光時通過）由圖象知，燈泡正常發(fā)光時通過的電流為的電流為I=0.5A，所以燈泡的額定功率為，所以燈泡的額定功率為P額額=U額額I=6V0.5A=3W（2）燈泡兩端電壓為）燈泡兩端電壓為UL=U-U2=6V-5V=1V由圖象知，此時通過電路的電流為由圖象知，此時通過電路的電流為I=0.2A因為因為 所以滑動變阻器最大阻值為所以滑動變阻器最大阻值為UIR 25A2 . 0V522IUR（3）由圖象知，通過燈泡的電流為）由圖象知，通過燈泡的電流為IL=0.5A電阻電阻R1的電流為的電流為I1=I-IL=0.8A-0.5A=0.3A定值電阻定值電阻R1消耗的功率為消耗的功率為P1=UI1=6V0.3A=1.8W 1.測量小燈泡的電功率原理（測量小燈泡的電功率原理（P=UI）（2012年年1次，次，2011年年2次次） 2.根據(jù)實物圖畫電路圖，或連接實物圖根據(jù)實物圖畫電路圖，或連接實物圖（2014年年3次，次，2013年年4次，次，2012年年1次，次，2011年年4次）次）實驗突破實驗突破實驗一：測量小燈泡的電功率（實驗一：測量小燈泡的電功率（2014年年3次，次，2013年年8次，次，2012年年4次，次，2011年年5次）次） 3. 測量小燈泡的額定功率測量小燈泡的額定功率（調(diào)節(jié)滑動變阻（調(diào)節(jié)滑動變阻器使實際電壓等于額定電壓）（器使實際電壓等于額定電壓）（2013年年4次，次，2012年年4次，次，2011年年3次）次） 4. 實驗操作過程中滑動變阻器的位置和開實驗操作過程中滑動變阻器的位置和開關(guān)的狀態(tài)關(guān)的狀態(tài)（2014年年3次，次，2013年年7次，次，2012年年3次，次，2011年年5次）次） 5.電壓表、電流表量程的選擇及讀數(shù)電壓表、電流表量程的選擇及讀數(shù)（2014年年3次，次，2013年年5次，次，2012年年4次，次，2011年年4次）次） 6. 實際電壓、實際功率與燈泡亮暗的關(guān)系實際電壓、實際功率與燈泡亮暗的關(guān)系 7. 溫度對燈泡電阻的影響溫度對燈泡電阻的影響 8.電路故障分析電路故障分析（2014年年2次，次，2013年年1次，次，2012年年1次，次，2011年年2次）次） 9. 不能用多次測量求出的電功率的平均值不能用多次測量求出的電功率的平均值作為小燈泡的額定功率作為小燈泡的額定功率（多次測量的目的是為（多次測量的目的是為了分析實際電壓與實際功率的關(guān)系，及亮度與了分析實際電壓與實際功率的關(guān)系，及亮度與實際功率的關(guān)系）（實際功率的關(guān)系）（2014年年2次，次，2013年年1次，次，2012年年1次，次，2011年年2次）次） 10.電功率的計算及分析電功率的計算及分析（2014年年2次，次，2013年年1次，次，2012年年3次）次）例例1 1（2014重慶重慶B卷卷）某校兩個實驗小組在測）某校兩個實驗小組在測定小燈泡功率的實驗中，被測小燈泡的額定定小燈泡功率的實驗中，被測小燈泡的額定電壓為電壓為2.5 V. 實驗桌上提供有如下器材：電實驗桌上提供有如下器材：電源（電壓源（電壓6 V且恒定不變）、電流表、電壓且恒定不變）、電流表、電壓表、開關(guān)、滑動變阻器（表、開關(guān)、滑動變阻器（50 1 A）各一只，）各一只，導線若干導線若干. （1）曉松同學所在實驗小組利用如圖）曉松同學所在實驗小組利用如圖甲所示的電路進行實驗甲所示的電路進行實驗. 用筆畫線代替導線，將如圖甲所示的用筆畫線代替導線，將如圖甲所示的實物電路連接完整實物電路連接完整. 連接電路時，開關(guān)應該連接電路時，開關(guān)應該_. 閉合開關(guān)，移動變阻器的滑片閉合開關(guān)，移動變阻器的滑片P的過的過程中，觀察到電流表示數(shù)幾乎接近最大值時，程中，觀察到電流表示數(shù)幾乎接近最大值時，小燈泡仍然不亮，且電壓表無示數(shù)，其原因小燈泡仍然不亮，且電壓表無示數(shù)，其原因可能是可能是_. 排除故障后，閉合開關(guān)，移動滑片排除故障后，閉合開關(guān)，移動滑片P至電壓表的示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)為至電壓表的示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)為_V. 要使小燈泡正常發(fā)光，滑片要使小燈泡正常發(fā)光，滑片P應向應向_（選填（選填“A”或或“B”）端移動）端移動.斷開斷開小燈泡短路小燈泡短路1.1A 多次改變滑片多次改變滑片P的位置，獲得多組對的位置，獲得多組對應的電壓、電流值，并繪制出如圖丙所示的應的電壓、電流值，并繪制出如圖丙所示的圖像圖像.由圖像可知，小燈泡的額定功率是由圖像可知，小燈泡的額定功率是_W. (2)曉松同學所在的實驗小組的滑動變阻曉松同學所在的實驗小組的滑動變阻器已損壞（其他器材和規(guī)格不變），老師提器已損壞（其他器材和規(guī)格不變），老師提供了另一只滑動變阻器（供了另一只滑動變阻器（10 A）, 小組小組同學討論后發(fā)現(xiàn)，若要繼續(xù)用已連接完整的同學討論后發(fā)現(xiàn)，若要繼續(xù)用已連接完整的圖甲所示電路來測出小燈泡的額定功率，至圖甲所示電路來測出小燈泡的額定功率，至少還要在原電路中少還要在原電路中_（選填（選填“串串”或或“并并”）聯(lián)一個）聯(lián)一個_的電阻的電阻.0.5串串7.5【解析解析】（1）電壓表應測小燈泡兩端的電）電壓表應測小燈泡兩端的電壓，故與小燈泡并聯(lián)，還要注意電流應壓，故與小燈泡并聯(lián)，還要注意電流應“+進進-出出”.為保護電路，在連接電路時開關(guān)應斷為保護電路，在連接電路時開關(guān)應斷開開.由于電流表有示數(shù)，則說明電路是通路；由于電流表有示數(shù)，則說明電路是通路；電壓表無示數(shù)，說明與電壓表并聯(lián)的那部分電電壓表無示數(shù)，說明與電壓表并聯(lián)的那部分電路發(fā)生了短路，故原因可能是小燈泡短路路發(fā)生了短路，故原因可能是小燈泡短路.由乙圖可知，電壓表所選量程為由乙圖可知，電壓表所選量程為03 V，分度，分度值為值為0.1 V，故其示數(shù)為，故其示數(shù)為1.1 V.已知小燈泡的額定電壓為已知小燈泡的額定電壓為2.5 V；由圖丙可；由圖丙可知，當小燈泡兩端的電壓知，當小燈泡兩端的電壓U=2.5 V時，通過小時，通過小燈泡的電流燈泡的電流I=0.2 A；故小燈泡的額定功率；故小燈泡的額定功率P=UI=2.5 V0.2 A=0.5 W.（2）由第（）由第（1）題第小問可知，小燈泡的額）題第小問可知，小燈泡的額定電壓為定電壓為2.5 V，額定電流為，額定電流為0.2 A；要使小燈；要使小燈泡正常發(fā)光，滑動變阻器接入電路的電阻為泡正常發(fā)光，滑動變阻器接入電路的電阻為 =17.5 ；由于本題所提供的；由于本題所提供的滑動變阻器的最大阻值只有滑動變阻器的最大阻值只有10 ，故應在原電，故應在原電路中串聯(lián)一個電阻，其阻值為路中串聯(lián)一個電阻，其阻值為17.5 -10 =7.5 .6V-2.5V0.2APPPURI （1）利用所測數(shù)據(jù)也能計算出小燈泡正）利用所測數(shù)據(jù)也能計算出小燈泡正常發(fā)光時燈絲的電阻為常發(fā)光時燈絲的電阻為_. （2）由圖像可知，小燈泡的實際功率隨）由圖像可知，小燈泡的實際功率隨實際電壓的增大而實際電壓的增大而_（“增大增大”、“變小變小”或或“不變不變”）；這是因為）；這是因為_. （3）該實驗需要進行多次測量，其目的）該實驗需要進行多次測量，其目的是有以下兩種：是有以下兩種： A. 是為了從不同情況中找到普遍規(guī)律；是為了從不同情況中找到普遍規(guī)律；12.5減小減小 小燈泡電阻隨溫度的增小燈泡電阻隨溫度的增大而增大大而增大 B. 是為了求平均值減小實驗誤差；是為了求平均值減小實驗誤差； 你認為在本實驗中測量多組數(shù)據(jù)的目的你認為在本實驗中測量多組數(shù)據(jù)的目的是是_.（選填（選填“A”或或“B”） （4）小葉同學按同一電路連接好最后一）小葉同學按同一電路連接好最后一根導線，燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光，并很根導線，燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光，并很快熄滅，檢查后發(fā)現(xiàn)連線正確，請你找出他快熄滅，檢查后發(fā)現(xiàn)連線正確，請你找出他在實驗中兩個操作不當之處是：在實驗中兩個操作不當之處是： _；_.A時開關(guān)未斷開時開關(guān)未斷開閉合開關(guān)前滑動變阻器未閉合開關(guān)前滑動變阻器未連接電路連接電路調(diào)至阻值最大處調(diào)至阻值最大處.【解析解析】（1）已知小燈泡的額定電壓為）已知小燈泡的額定電壓為2.5 V；由圖丙可知，當小燈泡兩端的電壓由圖丙可知，當小燈泡兩端的電壓U=2.5 V時，時，通過小燈泡的電流通過小燈泡的電流I=0.2 A；則小燈泡正常發(fā)；則小燈泡正常發(fā)光時的電阻光時的電阻 =12.5 ；（2）由圖像可知，隨著電壓的增大，通過小）由圖像可知，隨著電壓的增大，通過小燈泡的電流逐漸減小，根據(jù)燈泡的電流逐漸減小，根據(jù)P=UI可知電功率可知電功率逐漸減??；因為小燈泡的電阻隨溫度的增大而逐漸減?。灰驗樾襞莸碾娮桦S溫度的增大而增大，故電流會減小；（增大，故電流會減??；（3）多次測量不是為）多次測量不是為了減小誤差，是為了找電功率與電壓了減小誤差，是為了找電功率與電壓2.5V0.2AURI的關(guān)系及亮度規(guī)律，因為電壓改變后小燈泡的關(guān)系及亮度規(guī)律，因為電壓改變后小燈泡的功率也改變，不能將平均值作為小燈泡的的功率也改變，不能將平均值作為小燈泡的額定功率；（額定功率；（4）燈泡連好線后直接發(fā)光，說）燈泡連好線后直接發(fā)光，說明連接電路時開關(guān)未斷開；發(fā)出耀眼的光，明連接電路時開關(guān)未斷開；發(fā)出耀眼的光，說明電路中電流過大，閉合開關(guān)前滑動變阻說明電路中電流過大，閉合開關(guān)前滑動變阻器未調(diào)至最大阻值處器未調(diào)至最大阻值處實驗二實驗二 探究影響電流熱效應的因素探究影響電流熱效應的因素1. 被加熱的材料選用煤油或空氣被加熱的材料選用煤油或空氣（利用其比熱利用其比熱容小，效果明顯且安全容小，效果明顯且安全）2. 選擇加熱物質(zhì)的要求選擇加熱物質(zhì)的要求（物質(zhì)相同、質(zhì)量相同、物質(zhì)相同、質(zhì)量相同、初溫相同初溫相同）3. 轉(zhuǎn)化法的應用轉(zhuǎn)化法的應用（通過溫度計的示數(shù)或通過溫度計的示數(shù)或U形管形管液面高度的變化反映產(chǎn)生電熱的多少液面高度的變化反映產(chǎn)生電熱的多少）4. 控制變量法的應用控制變量法的應用 探究電熱與通電電流的關(guān)系，控制電熱探究電熱與通電電流的關(guān)系，控制電熱絲阻值和通電時間相同，改變通過兩電熱絲的絲阻值和通電時間相同，改變通過兩電熱絲的電流大小電流大小. . 探究電熱與電阻的關(guān)系，控制通過電熱探究電熱與電阻的關(guān)系，控制通過電熱絲的電流和通電時間相同，選擇兩個電阻不同絲的電流和通電時間相同，選擇兩個電阻不同的電阻絲的電阻絲. . 探究電熱與通電時間的關(guān)系，控制電熱探究電熱與通電時間的關(guān)系，控制電熱絲的阻值和通過的電流相同，改變通電時間的絲的阻值和通過的電流相同，改變通電時間的長短長短. . 5. 焦耳定律在生活中的應用焦耳定律在生活中的應用. 實驗結(jié)論：實驗結(jié)論：導體產(chǎn)生的電熱與電流、電阻導體產(chǎn)生的電熱與電流、電阻和通電時間有關(guān)：在電阻和通電時間相同的和通電時間有關(guān)：在電阻和通電時間相同的情況下，通過電阻的電流越大，產(chǎn)生的熱量越情況下，通過電阻的電流越大，產(chǎn)生的熱量越多；在電流和通電時間相同的情況下，電阻多；在電流和通電時間相同的情況下，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多；在電阻和通過電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多；在電阻和通過電阻的電流相同的情況下，通電時間越長，產(chǎn)生的的電流相同的情況下，通電時間越長，產(chǎn)生的熱量越多熱量越多. .例例2 2 （2014郴州郴州）用如圖所示的實驗裝置探究）用如圖所示的實驗裝置探究“電流相同時，通過導體產(chǎn)生的熱量與電阻電流相同時，通過導體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系大小的關(guān)系”(圖中甲、乙是完全相同的密閉圖中甲、乙是完全相同的密閉容器，實驗前，容器，實驗前，A、B兩兩“U”形管內(nèi)液面是相形管內(nèi)液面是相平的平的).例例2題圖題圖(1)請你用筆畫線代替導線，將電路連接完整請你用筆畫線代替導線，將電路連接完整. (2)電流產(chǎn)生的熱量不易直接測量，因此，電流產(chǎn)生的熱量不易直接測量，因此，在這個實驗中是通過觀察在這個實驗中是通過觀察“U”形管中液面的形管中液面的_來顯示甲、乙容器內(nèi)空氣溫度的變化來顯示甲、乙容器內(nèi)空氣溫度的變化.通過對比觀察，你認為通過對比觀察，你認為_(選填選填“甲甲”或或“乙乙”)容器中的電阻產(chǎn)生的熱量多容器中的電阻產(chǎn)生的熱量多.由此可知由此可知:在電流相同、通電時間相同的情況下，在電流相同、通電時間相同的情況下，_越大，電流產(chǎn)生的熱量越多越大，電流產(chǎn)生的熱量越多. (3)當密閉容器中的空氣溫度升高時，空當密閉容器中的空氣溫度升高時，空氣的內(nèi)能將會氣的內(nèi)能將會_(選填選填“變大變大”或或“變小變小”或或“不變不變”).乙乙高度差高度差電阻電阻變大變大 (4)根據(jù)你得出的結(jié)論，簡要解釋根據(jù)你得出的結(jié)論，簡要解釋:電爐工電爐工作時，電爐絲熱得發(fā)紅，而與電爐絲連接的作時，電爐絲熱得發(fā)紅，而與電爐絲連接的導線卻幾乎不發(fā)熱導線卻幾乎不發(fā)熱.這是為什么這是為什么?電爐絲和導線串聯(lián)，它們通過的電流相等，電爐絲和導線串聯(lián)，它們通過的電流相等，電爐絲的電阻比導線的電阻大的多，在其它電爐絲的電阻比導線的電阻大的多，在其它條件相同時，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多條件相同時，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多.【解析解析】（1）研究導體產(chǎn)生的熱量與電阻的）研究導體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，必須控制它們的電流和通電時間相同，關(guān)系，必須控制它們的電流和通電時間相同，所以根據(jù)串聯(lián)電路各處的電流相等，可以將所以根據(jù)串聯(lián)電路各處的電流相等，可以將兩個電阻串聯(lián)兩個電阻串聯(lián).（2）這里采用轉(zhuǎn)化法，空氣）這里采用轉(zhuǎn)化法，空氣受熱膨脹，使受熱膨脹，使U形管內(nèi)的液柱發(fā)生變化，形管內(nèi)的液柱發(fā)生變化，U形形管內(nèi)的液柱發(fā)生變化越大，表示空氣吸收的管內(nèi)的液柱發(fā)生變化越大，表示空氣吸收的熱量越多，受熱膨脹越厲害熱量越多，受熱膨脹越厲害.從題圖可以看出，從題圖可以看出，乙容器產(chǎn)生的熱量多，由此知電阻越大，電乙容器產(chǎn)生的熱量多，由此知電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多流產(chǎn)生的熱量越多.（3）物體）物體的內(nèi)能隨著溫度的升高而增大的內(nèi)能隨著溫度的升高而增大.（4）電爐絲）電爐絲和導線串聯(lián)，它們通過的電流相等；電阻與和導線串聯(lián)，它們通過的電流相等；電阻與導體的材料有關(guān)，電爐絲是用鎳鉻合金等材導體的材料有關(guān)，電爐絲是用鎳鉻合金等材料制成，它的電阻比導線的電阻大的多；在料制成，它的電阻比導線的電阻大的多；在其它條件相同時，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越其它條件相同時，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多多. （1）若將圖中所示裝置改裝成如下裝置，）若將圖中所示裝置改裝成如下裝置，通電時間相同發(fā)現(xiàn)通電時間相同發(fā)現(xiàn)A管液面上升較高，這表管液面上升較高，這表明在電阻和通電時間相同的條件下，通過導明在電阻和通電時間相同的條件下，通過導體的體的_越大，越大，產(chǎn)生的熱量越多產(chǎn)生的熱量越多.（2）生活中有很多家）生活中有很多家用電器是根據(jù)這一原用電器是根據(jù)這一原理制成的，請舉一例：理制成的，請舉一例：_.電流電流電飯鍋、電熱毯電飯鍋、電熱毯【解析解析】（1）如題圖所示裝置，在右邊并聯(lián)）如題圖所示裝置，在右邊并聯(lián)一個一個5 的電阻，通過右邊容器中的電流變小，的電阻，通過右邊容器中的電流變小，小于左邊容器，由于小于左邊容器，由于A管液面上升較高，這管液面上升較高，這表明在電阻和通電時間相同的條件下，通過表明在電阻和通電時間相同的條件下，通過導體的電流越大，產(chǎn)生的熱量越多；（導體的電流越大，產(chǎn)生的熱量越多；（2）生）生活中應用電流熱效應的有：電飯鍋、電熱毯、活中應用電流熱效應的有：電飯鍋、電熱毯、電熨斗等電熨斗等.