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第十五章电能与电功率一、电能和电能表1．电功(W)(1)概念：______转化为______________的过程，我们就说电流做了功．电能其他形式的能千瓦时kW·h(2)常用单位：_______，符号：_______，俗称“度”．国际单位：_______，简称焦，符号：J.单位换算：1度＝1kW·h＝_____________.3.6×106J(3)计算式：W＝________，推导式：W＝I2Rt，W＝(只适用于纯电阻电路)．UIt＝Pt焦耳U2Rt2．电能表(电度表)(1)作用：测量______(电能)．电功(2)读数方法：电能表表盘上_________________就是这段时间内消耗的电能．先后两次示数之差(3)铭牌上参数的意义图15－1二、电功率1．电功率(P)单位时间电能(1)物理意义：表示电流做功快慢的物理量．(2)定义：用电器在__________内消耗的______．(4)单位：瓦特，简称瓦，符号是W.常用单位：千瓦，符号：kW.1kW＝1000W.(3)公式：P＝Wt，P＝UI.(适用于所有电路)推导公式：P＝U2R，P＝I2R.(适用于纯电阻电路)2．额定功率和实际功率额定电压实际电压(1)额定功率：用电器在__________下工作时的功率．(2)实际功率：用电器在__________下工作时的功率．3．实际电功率跟实际电压的关系(1)当_________时，则___________，用电器正常工作；(2)当_________时，则___________，用电器容易烧坏；(3)当_________时，则___________，用电器不能正常工作．U实＞U额P实＞P额U实＝U额P实＝P额U实＜U额P实＜P额①当实际电压不等于额定电压时，实际电流不等于额定电流，电阻不变是计算实际功率的突破口，一般利用公式P实＝计算实际功率比较简单．②使用W＝Pt时，要注意单位的统一，两套单位不能混用．U2实R注意三、测量小灯泡的额定电功率1．原理：P＝UI.2．电路图和实物图电路图实物图图15－23．实验步骤(1)根据电路图连接实物．(2)检查电路无误后，闭合开关S，调节滑动变阻器使电压表的示数等于小灯泡的额定电压，同时，读出电流表的示数，并填入表格，并观察小灯泡的亮度，断开S.(3)闭合开关S，调节滑动变阻器使电压表的示数略高于小灯泡的额定电压，同时，读出电流表的示数，并填入表格，并观察小灯泡的亮度，断开S.(4)闭合开关S，调节滑动变阻器使电压表的示数稍小于小灯泡的额定电压，同时，读出电流表的示数，并填入表格，并观察小灯泡的亮度，断开S.①灯泡的亮度决定于它的实际功率，灯泡的实际功率越大，灯泡越亮．②根据灯泡的额定电压选择电压表的量程，根据I＝UR或I＝PU选择电流表的量程．注意四、电与热1．电热(1)电流的热效应：电流通过导体时会使导体发热的现象．(2)应用：电热器，主要组成部分是_________，发热体是由__________、_______的导体做成的．发热体电阻率大如：电烙铁、电热毯、电饭锅、电热水壶等．熔点高(3)危害和防止：为了防止用电器过热烧坏用电器，一般装__________和________．散热风扇散热窗2．焦耳定律电流的二次方电阻(1)内容：电流在导体上产生的热量跟_____________成正比，跟______成正比，跟__________成正比．通电时间(2)公式：Q＝I2Rt.电流电阻通电时间(3)电流产生的热量跟_______、______和__________有关．纯电阻电路中，电热器产生的热量一般利用公式Q＝W＝Pt计算．注意考点1电能表【例1】小明同学在家中拍到一张电能表照片，如图15－3所示，他仔细观察照片后，得到下列四个结论，你认为正确的是()图15－3A．电能表的额定功率为2500WB．电能表的标定电流为5AC．拍照片时，小明家已消耗的电能为9316kW·hD．拍照片时，小明家已消耗的电能为931.6J思维点拨：利用公式P＝UI可以计算出电能表的额定功率；“5(10)A”是指这个电能表的标定电流为5A，在短时间内最大电流不超过10A；读电能表时要注意最后一位是小数，其单位为千瓦时，不是焦耳．我的答案：B考点2电功率【例2】有一只标有“220V110W”字样的灯泡L1.求：(1)、1.1度的电可供该灯泡正常工作多少小时？(2)、该灯泡L1的电阻阻值大小？(不考虑温度对灯泡电阻的影响)(3)、若把L1与标有“220V1A”的另一只灯泡L2串联接到220V的电路中，求L1实际消耗的电功率是多少瓦？(结果保留整数)我的答案：解：(1)由W＝Pt得t＝思维点拨：利用用电器的额定电压和额定功率，可以求出额定电流和用电器的电阻；当实际电压或实际电流变化时，用电器的电阻不变是求用电器的实际功率的突破口．(2)由P＝得灯泡L1的电阻WP＝1.1kW·h0.11kW＝10hU2RR1＝U2P1＝220V×220V110W＝440Ω(3)灯泡L2的电阻R2＝UI2＝220V1A＝220ΩL1与L2串联后，电路中的总电阻R总＝R1＋R2＝440Ω＋220Ω＝660Ω电路中的电流I＝U总R总＝220V660Ω＝13AL1实际消耗的电功率P＝I2R＝13A×13A×440Ω≈49W.考点3测量小灯泡的额定功率【例3】在测定“小灯泡电功率”的实验中，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω.图15－4(1)连接电路时开关应________，图15－4中的电流表尚未接入电路，连接时电流表应选0～______A的量程．(2)连好电路后，闭合开关，发现电流表、电压表的指针反偏(即逆时针偏转)，原因是_________________(写出一种即可)．(3)聪聪同学闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数为2.2V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图中滑片P向________(选填“A”或“B”)端移动，使电压表的示数为________V.(4)聪聪移动滑片P，使小灯泡正常发光，此时电流表的读数为0.27A，小灯泡正常发光的电阻是________Ω(结果保留1位小数)，小灯泡的额定功率是________W.思维点拨：小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω，可电压表的指针反偏(即逆时针偏转)即电流反了；当电压表示数为2.2V，即说明还没达到小灯泡的额定电压，要增大小灯泡的电压，可以减小滑动变阻器的阻值；因为小灯泡正常发光时的和额定电功率．我的答案：(1)断开0.6(2)电流表和电压表的正、负接线柱接反(或电源正、负极接反)(3)A2.5(4)9.30.675根据I＝UR求出小灯泡额定电流，确定电流表的量程；电流表、电流为0.27A，可以根据R＝UI和P额＝U额I额求出灯泡的电阻小华做测量灯泡电功率的实验，所用小灯泡额定电压为2.5V.(1)如图15－5甲所示，用笔画线代替导线，将实验电路连接完整．图15－5触类旁通答案：如图19所示．图19(2)当电压表的读数为_____V时，小灯泡达到额定功率，此时电流表的示数如图15－5乙所示，其值为_____A，小灯泡的额定功率为______W.2.50.260.65(3)实验时闭合开关，两表均有示数，然后将灯泡从灯座中取走，电流表________(选填“有”或“没有”)示数，电压表____(选填“有”或“没有”)示数．没有有考点4电热的利用和危害【例4】将规格都是“220V100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路中，通)电时间相同，下列有关说法中，错误的是(A．三个电器产生的热量一样多B．电流通过三个电器做功一样多C．三个电器消耗的电能一样多D．电烙铁产生的热量最多思维点拨：三个用电器的电功率相同，相同的时间内电流做功相同，即消耗的电能相同；电烙铁属于电热器，它工作时，将电能几乎全部转化为内能，其他用电器，如果产生的热量过多，可能烧坏用电器．我的答案：A考点5焦耳定律【例5】CFXB型“220V1100W”电饭煲的原理图如图15－6所示，它有高温烧煮和焖饭、保温两挡，通过单刀双掷开关S进行调节，R0为电热丝．当开关S接高温烧煮挡时，电路的功率为1100W，当开关S接焖饭、保温挡时，电路的总功率为22W.(1)电饭煲在高温烧煮挡时，开关S应与哪个触点连接？(2)电热丝R0的阻值多大？图15－6(3)当电饭煲在正常焖饭、保温时电路中的电流多大？焖饭、保温10min，电热丝R0产生的热量为多少？思维点拨：开关S接在触点1时，R0和R串联接入电路中，电路中电流小，R0的发热功率小，处在保温状态；开关S接在触点2时，R被短路，只有R0接入电路中，电路中电流大，R0的发热功率大，处在加热状态．我的答案：解：(1)S接触点2(2)高温烧煮挡的功率P＝1100W，则电流I＝PU＝5A，有：R0＝UI＝220V5A＝44Ω(3)S接1时，两个电阻串联，总功率P＝22W此时的电流I＝PU＝0.1AR0上产生的热量Q＝I2R0t＝264J.金属铅铜铁钨0.2060.0170.0960.053在标准大气压下的熔点/℃3281083153534101．根据表中所提供的数据，可以确定适宜制作保险丝的是()AA.铅B．铜C．铁D．钨长1m、横截面积1mm2的导线在20℃时的电阻/Ω练习2．甲、乙两个灯泡的铭牌分别是“PZ220—25”、“PZ220—100”，关于这两个灯泡的描述正确的是()CA．甲灯的灯丝粗、电阻大B．乙灯的灯丝细、电阻小C．甲灯的灯丝细、电阻大D．乙灯的灯丝粗、电阻大3．小鹏同学家的电能表如图15－7所示，则小鹏家已消耗的电能为____kW·h，转盘已转过________转；他发现家里只使用一只电水壶(其他用电器都关闭)时，观察到电能表转盘3分钟转过100转，电水壶工作时的实际电功率为_______W.306×10410004．如图15－8所示，在探究电流做功与哪些因素有关的实验中，小电动机通过细线将砝码吊起．图15－8图15－9(1)请将滑动变阻器接入电路中(要求连线不得交叉)；图20答案：如图20所示．(2)若不计摩擦及损耗，则电流通过小电动机所做的功，与小电动机对______做的功相等；砝码(3)电流表和电压表的读数如图15－9甲、乙所示，则小电动机两端的电压是____V，电功率P电＝_____W；4.50.9(4)若砝码的重力是10N，小电动机在5s内将砝码匀速提升0.4m，则它的机械功率P＝____W；0.8(5)P电与P的大小关系是P电______(选填“＞”、“＝”或“＜”)P；造成这种情况的原因可能是__________________________________________________________(写出一条理由即可)．有摩擦力存在(或小电动机消耗的电能一部分要发热转换成内能)