搜索
第24课时电能、电功率、电热的理解与计算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)A10A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=3.6×106J50Hz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220V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=×3.6×106J(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)nN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PtUItI2Rt𝐔𝟐𝐑t焦耳J3.6×106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UII2R𝐔𝟐𝐑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“PZ220V25W”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:Q=UIt=U2Rt=W=Pt。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I2Rt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1.8×106J,该用电器的电功率为_________W。(3)1kW·h电可供“220V25W”的灯泡正常工作h。(4)某次闪电的放电电流约为1×104A,电压约为1.8×108V,放电时间约为0.01s,则这次闪电释放的电能约为J,合kW·h。23000401.8×10105000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2.4×104J,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。400.18121060018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“6V3W”的L1和“6V6W”的L2两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“L1”或“L2”)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“L1”或“L2”)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]9L1L2[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=I1=0.5A,即灯泡L1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(R1+R2)=0.5A×(12Ω+6Ω)=9V。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6V的电路中时,U1=U2=U=6V,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L2的实际功率较大,灯泡较亮。I1=P1U1=3W6V=0.5A,I2=P2U2=6W6V=1AR1=U1I1=6V0.5A=12Ω,R2=U2I2=6V1A=6Ω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]88002000[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=220V×40A=8800W;1600imp/(kW·h)表示每消耗1kW·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=0.1kW·h,该用电器的实际电功率。P实=Wt=0.1kW·h360h=2kW=2000WW=160imp1600imp/(kW·h)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.UIB.I2RC.UI+I2RD.UI-I2RDD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“220V10W”的LED灯正常工作h,一只这样的LED灯与一只“220V100W”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24-30.11000108%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,R1是定值电阻,R2是最大阻值为50Ω的滑动变阻器。闭合开关,当R2的滑片位于最左端时,电路中的电流为0.6A。(1)求电阻R1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解:(1)电阻R1的阻值R1=𝐔=.=10Ω。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,R1是定值电阻,R2是最大阻值为50Ω的滑动变阻器。闭合开关,当R2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解:(2)滑动变阻器的电功率可表示为P2=𝐔𝐑𝐑𝟐𝟐R2=𝐔𝟐𝐑𝟐(𝐑𝐑𝟐)𝟐=𝐔𝟐𝐑𝟐(𝐑-𝐑𝟐)𝟐𝐑𝐑𝟐=𝐔𝟐(𝐑-𝐑𝟐)𝟐𝐑𝟐𝐑可知,当R1=R2=10Ω时,P2最大,即P2大=𝐔𝟐𝐑=()𝟐=0.9W。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R2阻值为R1的2倍。当开关接a时,R1消耗的功率为3W;当开关接b时,R1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解:(1)灯泡额定功率P额=U额I额=6V×0.8A=4.8W。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R2阻值为R1的2倍。当开关接a时,R1消耗的功率为3W;当开关接b时,R1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解：(2)开关接a时,R1与R2串联,R1的功率P1=3W,总功率为Pa,此时电流为Ia;开关接b时,R1与灯L串联,R1的功率P1'=0.75W,总功率为Pb,此时电流为Ib;则有'=𝟐𝐑𝟐𝐑=.=,可解得=𝟐,则两次总功率之比=𝐔𝐔=𝟐,又由P=I2R且R2=2R1,则P2=2P1=6W,开关接a时,Pa=9W,开关接b时,Pb=4.5W,所以开关接b时,灯泡实际功率PL=Pb-P1'=4.5W-0.75W=3.75W。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24-6C当堂检测及时反馈2.一只标有“220V100W”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94WB.等于94WC.小于94WD.仍为100WC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“6V2W”的小灯泡L1恰好正常发光;若保持R不变,将L1换成另一只标有“6V3W”的小灯泡L2,闭合开关后,小灯泡L2工作时消耗的实际功率()A.一定大于3WB