資源簡介

(共25張PPT)
第十八章　電功率
第1節(jié)　電能 電功
關鍵能力訓練
素養(yǎng)分層評價
必備知識導學
學習任務清單
序號 學習任務 核心素養(yǎng)
1 了解電能和生產生活的關系,知道電能的單位 物理觀念
2 會讀家用電能表,會通過電能表計算家庭電費,有節(jié)約用電的意識 科學態(tài)度與責任
3 從能的轉化角度認識電能,能結合生活實例分析電能轉化是通過電流做功實現的 科學思維
4 通過實例理解電流做功的多少跟電流大小、電壓高低和通電時間有關,能利用電功公式進行相關計算 科學思維
知識點一　電能
1.生活中常用的電能單位是“度”,學名叫作　　 　　,符號是　　 　　。在物理學中,常用的能量單位是焦耳。千瓦時與焦耳之間的關系是　　　　　　 　　　　　　。
2.供電單位通過　　　　來計量每家消耗的電能。
千瓦時　
kW·h 　
1 kW·h=3.6×106 J 　
電能表　
例1 某同學家的電能表月初的示數為786.9 kW·h,月末的示數如圖所示,這個月他家消耗的電能是　　　　kW·h,若他家所在地區(qū)每度電的費用是0.5元,則這個月應交電費　　　　元。
80　
40　
知識點二　電功
1.電能轉化為其他形式的能的過程也可以說是　　　　　　的過程,有多少電能發(fā)生了轉化就說　　　　做了多少功,即電功是多少。
2.電功的符號是　　　　;常用單位為　　　　、　　　　。
3.電功的計算:當電路兩端的電壓為U,電路中的電流為I,通電時間為t時,電功W(或者說消耗的電能)為　　　　。
電流做功　
電流　
W　
焦耳　
千瓦時　
W=UIt 　
例2 隨著電動汽車的普及,為電動汽車提供電能的充電樁數量迅速增加,當充電樁為電動汽車的電池充電時,電能轉化為　　　　能。若某臺電動汽車電池上標明電壓為100 V,容量為200 A·h(表示可以在200 A電流下工作1 h),則該汽車充滿電時可存儲　　　　　J的電能,合 kW·h。
化學　
7.2×107　
20　
例3 如圖所示的電路中,電源電壓恒為2 V,電阻器甲的電阻R1=10 Ω,電阻器乙的電阻R2=20 Ω。閉合開關S,通電50 s,求整個電路消耗的電能。
30 J 　
知識點一　電能
1.電能表是用來計量家庭　　　　　　的儀表。某同學家月初和月末電能表示數如圖所示。若他家所在地區(qū)每度電的費用是0.5元,則這個月他家應交電費　　　　元。
消耗的電能
30
2.如圖所示,某同學家上個月電費通知單的部分信息被污染,其上次抄表示數應為　　　　kW·h。某座年發(fā)電量可達1.5×109 kW·h的水電站可滿足　　　　戶該同學這樣的家庭一年的用電需求。
7 719
客戶號 ******
抄表日期 9月2日
上次抄表示數/(kW·h)
本次抄表示數/(kW·h) 7 844
本月用電量/(kW·h) 125
1.0×106
知識點二　電功
3.關于電功,下列說法正確的是(　　)。
A.用電器兩端的電壓越大,電流做功一定越多
B.通過用電器的電流越大,電流做功一定越多
C.用電器通電時間越長,電流做功一定越多
D.用電器消耗的電能越多,電流做功一定越多
D
4.如圖所示的帽子,帽檐頂部裝有一個小型電風扇。電風扇工作時的電壓為1.2 V,電流為50 mA。該電風扇正常工作1 h,電流做功　　　　J。
216
5.如圖所示,電源電壓為6 V保持不變,電阻器甲的電阻R1=40 Ω,閉合開關后,電壓表的示數為2 V。
(1)求電阻器乙的電阻R2。
(2)求通電5 min整個電路消耗的電能。
解:(1)由題圖可知,閉合開關后,甲、乙兩電阻器串聯。
I1===0.05 A,
U2=U-U1=6 V-2 V=4 V,
I=I1=I2=0.05 A,
R2===80 Ω。
(2)W=UIt=6 V×0.05 A×5×60 s=90 J。
1.單位是千瓦時的物理量是(　　)。
A.電流　　　　　B.電壓 C.電阻 D.電能
2.關于電功,下列說法正確的是(　　)。
A.電功是表示電流做功多少的物理量
B.電流通過白熾燈做功時,電能全部轉化為光能
C.電流做功的多少可能大于電能轉化為其他形式能量的多少
D.某段時間內用電器消耗的電能就是電能表上計數器的示數
D　
A　
3.下列各組器材,不能直接或間接測量電功的是(　　)。
A.電能表
B.電壓表、電流表、秒表
C.電壓表、電流表、滑動變阻器
D.電流表、定值電阻、秒表
C　
4.太陽能充電寶的上表面貼有太陽能電池板,可利用太陽能為內部鋰電池充電。某款太陽能充電寶內鋰電池容量為0.05 kW·h,合　　　　J。在充足陽光下太陽能電池板產生5 V電壓、0.2 A電流為鋰電池充電,充電時太陽能電池板輸出的電能轉化成鋰電池的化學能的效率為80%,現在將鋰電池從無電狀態(tài)下充滿,太陽能電池板需要輸出　　　　　J的電能。若每天有充足太陽光照射10 h,則需要　　　　天才能將鋰電池充滿。
1.8×105 　
2.25×105 　
6.25　
5.某同學家11月底抄表時,電能表的示數為9 551.6 kW·h,若他家12月份繳電費33元,每度電的費用是0.5元,則12月底電能表的示數應為　　　　　kW·h。
6.電路中某電阻絲兩端電壓為10 V,通過它的電流為1 A,在通電1 min內電流通過該電阻絲所做的功為多少
9 617.6　
解:電流通過該電阻絲所做的功W=UIt=10 V×1 A×60 s=600 J。　
7.某款手機電池的部分參數如下表所示,將該手機放在“無線快充”設備上充電,不到半小時就能把手機電池容量充至一半以上,極大地方便了人們的使用。下列說法不正確的是(　　)。
A.充電過程中,“無線快充”設備相當于電路中的用電器
B.充電過程中的能量轉化是電能轉化為化學能
C.手機充電的過程就是電流做功的過程
D.該手機充滿電后電池能存儲的電能為58 608 J
A　
電池名稱 鋰離子電池
電壓 3.7 V
容量 4 400 mA·h
8.李老師買了一輛電動自行車。早晨上班時,為了節(jié)約時間,李老師開啟的是電動行駛模式,此種工作模式不用腳蹬車也可以快速前行。下午下班回家時,李老師開啟的是自行腳踩模式,此種工作模式不僅能使自行車前行,還能帶動內置的小型發(fā)電機給自行車的蓄電池充電。下列說法正確的是(　　)。
A.電動行駛模式的過程中機械能轉化為電能
B.開啟自行腳踩模式給蓄電池充電是將電能轉化為機械能
C.開啟電動行駛模式的過程中,車運動得越快說明電流做功越多
D.開啟電動行駛模式的過程中,車運動得越快說明消耗電能越快
D　
9.某用電器的能量流向如圖所示,該用電器可能是(　　)。
A.電飯鍋 B.電烤箱
C.電風扇 D.電熱水器
C　
10.一個電阻器的電阻為R,當它兩端的電壓為U、通電時間為t時,消耗的電能為W,若要使它消耗的電能為,則下面采用的方法正確的是(　　)。
A.電阻R不變,電壓減半,通電時間t減半
B.電阻R不變,電壓不變,通電時間t減半
C.電阻R不變,電壓減半,通電時間t不變
D.電阻為,電壓增大為原來的2倍,通電時間t不變
C　
11.甲、乙兩個電阻器的電阻之比為3∶1,若將它們串聯在電路中,則通過甲、乙的電流之比為　　　　;若將它們并聯在電路中,則相同時間內甲、乙消耗的電能之比為　　　　。
1:1 　
1:3　
12.如圖甲所示電路中,電源電壓恒為5 V,通過小燈泡L和電阻為R的電阻器的電流跟其兩端電壓的關系如圖乙所示。
(1)求電阻器的電阻R。
(2)求閉合開關后,小燈泡L在60 s時間內消耗的電能。
甲 乙
解:(1)由題圖乙可知,電阻器兩端的電壓UR=2 V時,通過它的電流IR=0.2 A,根據歐姆定律可得電阻器的電阻
R===10 Ω。
(2)題圖甲中,小燈泡和電阻器串聯,電源電壓為5 V,由題圖乙可知,開關閉合后,通過的電流 IL=0.4 A,小燈泡兩端電壓UL=1 V,電阻器兩端電壓UR'=4 V時,滿足串聯電路的電壓規(guī)律,則60 s內小燈泡消耗的電能W=ULILt=1 V×0.4 A×60 s=24 J。(共31張PPT)
第十八章　電功率
第4節(jié)　焦耳定律
關鍵能力訓練
素養(yǎng)分層評價
必備知識導學
學習任務清單
序號 學習任務 核心素養(yǎng)
1 能通過生活實例,認識電流的熱效應 物理觀念
2 能在實驗的基礎上引出焦耳定律,會用焦耳定律進行計算 科學思維
3 通過學習電熱的利用和防止,學會辯證地看待問題 科學態(tài)度與責任
知識點一　電流的熱效應
1.電流通過導體時電能轉化成　　　　能,這種現象叫作電流的熱效應。
2.實驗梳理。
內　
實驗 目的 探究電流通過導體時產生熱量的多少跟什么因素有關
實驗 方法 控制變量法、轉換法
實驗 思路 (1)電熱與電阻的關系 (2)電熱與電流的關系
　　　　和通電時間相同,電阻不同 　　　　和通電時間相同,電流不同
實驗 裝置
實驗 結論 在電流相同、通電時間相同的情況下,一段電阻絲的電阻越大,這段電阻絲產生的熱量　　　 在電阻相同、通電時間相同的情況下,通過一段電阻絲的電流越大,這段電阻絲產生的熱量　　　
電流　
越多　
電阻　
越多　
例1 下圖是探究電流通過導體時產生熱量的多少跟什么因素有關的實驗裝置,兩個透明容器中密封著等量的空氣,通電一段時間后,左側U形管中液面高度差比右側的大。下列說法錯誤的是(　　)。
D　
A.U形管中液面高度差的變化反映了電阻絲產生熱量的多少
B.通過左、右兩個容器中電阻絲的電流相同
C.右邊容器中的電阻R2比左邊容器中的電阻R1小
D.通電時間相同,兩個容器中空氣吸收的熱量相同
知識拓展　實驗中加熱空氣相比加熱液體的好處:
①空氣膨脹體積變大,實驗效果明顯。
②加熱空氣,耗電量少,實驗時間短。
知識點二　焦耳定律
1.內容:電流通過導體產生的熱量跟電流的　　　　 成正比,跟導體的　　　　成正比,跟通電時間成　　　　比。
2.公式:　　　　。
3.電流通過導體時,如果電能全部轉化為內能,而沒有同時轉化為其他形式的能量,那么電流產生的熱量Q就　　 　　消耗的電能W,即　　　　　　　(用符號表示)。
二次方
電阻
正
Q=I2Rt
Q=W=UIt
等于
例2 玩具電動車工作時,電動機兩端的電壓為3 V,通過線圈的電流為2 A,線圈的電阻為0.5 Ω,則通電100 s電動機消耗的電能為　　　J,線圈產生的熱量是　　　　J。
例3 電阻R1=6 Ω的電阻器甲與電阻R2=9 Ω的電阻器乙串聯。閉合開關,在相同通電時間內,電流通過甲、乙兩電阻器產生的熱量之比為　　　　。
歸納總結　Q=I2Rt適用于一切電路中用電器產生熱量的計算,而Q=W=UIt僅適用于純電阻電路。對于非純電阻電路,如含電動機的電路,電動機工作時,電能=機械能+內能,即W>Q。
200
600
2 ∶3
知識點三　電熱的利用和防止
1.電熱的利用:生活中和許多產業(yè)中都要用到電熱,如家里的電熱水器、電飯鍋、電熨斗,養(yǎng)雞場的雞苗孵化器等。
2.電熱的防止:過多的電熱如果不能及時散失,會產生許多安全隱患,因此必須通過多種方式進行散熱,如安裝風扇,利用銅片、石墨散熱片、熱管等散熱。
例4 下列事例,屬于防止電流熱效應產生危害的是(　　)。
A.養(yǎng)雞場用雞苗孵化器孵小雞
B.家里使用電熱水器燒水
C.用電熨斗熨衣服
D.電腦安裝風扇散熱
D
知識點一　電流的熱效應
1.下列規(guī)格都是“220 V　120 W”的用電器,它們正常工作時,相同時間內產生熱量最多的是(　　)。
A.洗衣機　　　　　　 B.電吹風
C.電風扇 D.電熨斗
D
2.電爐工作時,電爐絲通電一段時間后熱得發(fā)紅,而連接電爐的導線卻幾乎不發(fā)熱,這主要是因為(　　)。
A.導線絕緣皮的導熱效果好
B.導線散熱比電爐絲快
C.電流通過電爐絲產生的熱量遠大于導線
D.通過導線的電流小于通過電爐絲的電流
C
3.在探究電流通過導體時產生熱量的多少跟什么因素有關時,小天改進了教材實驗裝置,如圖所示。
(1)實驗中通過觀察　　　　　　　　　　　　來比較電流通過導體時產生熱量的多少。
(2)對比甲、乙兩部分裝置可知,導體產生的電熱與　　　　有關。
(3)對比乙、丙兩部分裝置可得到的初步結論為
　 。
(4)此次實驗中,電阻為　　　　(填“R1”“R2”或“R3”)的電熱絲產生的熱量最多。
U形管內的液面高度差
電阻
在電阻和通電時間相同時,電流越大,產生的熱量越多
R2
知識點二　焦耳定律
4.某款電風扇標有“220 V　220 W”字樣,它正常工作時的電流為　　　　A;若正常工作20 s,電流通過電動機產生的熱量為40 J,則電動機的電阻為　　　　Ω。
5.如圖所示,R1=10 Ω,R2=20 Ω,電壓U保持不變,開關S斷開時電流表示數為0.1 A,則開關S閉合時,1 min內電路產生的熱量為　　　　　J。
1
2
27
6.如圖所示電路中,電源電壓恒定,兩電阻器的電阻之比R1∶R2=1∶2。開關S閉合后,通過兩電阻器的電流分別為I1、I2,電功率分別為P1、P2,相同時間內電流通過電阻器所做的功分別為W1、W2,產生的熱量分別為Q1、Q2。下列說法正確的是(　　)。
A.I1∶I2=1∶2
B.P1∶P2=1∶4
C.Q1∶Q2=4∶1
D.W1∶W2=2∶1
D
知識點三　電熱的利用和防止
7.電流的熱效應有時對我們有益,我們利用它;有時對我們有害,需要把電熱及時散掉。下列描述屬于利用電熱的是(　　)。
A.計算機的主機內部裝有小風扇
B.電動機外殼有散熱片
C.大型爆破工程,利用電熱裝置引爆炸藥
D.家庭電路中,導線連接處比別處容易發(fā)熱
C
8.下列事例中,屬于防止電熱的是(　　)。
A.用電飯鍋煮米飯
B.用電烙鐵對電線進行焊接
C.用雞苗孵化器孵小雞
D.電視機后蓋上有很多小孔
D
1.下列用電器利用電流熱效應工作的是(　　)。
A.電風扇　　　　　
B.電視機
C.吸塵器
D.電飯鍋
D　
2.將額定電壓與額定功率均相同的電風扇和電烙鐵分別接入家庭電路中,正常工作相同時間。關于兩者消耗的電能和產生的熱量,下列說法正確的是(　　)。
A.消耗的電能和產生的熱量都一樣多
B.消耗的電能一樣多,但產生的熱量不一樣多
C.消耗的電能不一樣多,但產生的熱量一樣多
D.消耗的電能和產生的熱量都不一樣多
B　
3.在相同時間內,電流通過電阻絲甲產生的熱量比通過電阻絲乙產生的熱量多,則下列說法正確的是(　　)。
A.甲的電阻一定大于乙的電阻
B.甲兩端的電壓一定大于乙兩端的電壓
C.甲中的電流一定大于乙中的電流
D.甲的實際功率一定大于乙的實際功率
D
4.在驗證焦耳定律的實驗中,為了比較電流通過兩根不同的電阻絲產生的熱量跟電阻的關系,實驗時應同時保持相同的物理量是(　　)。
A.通過它們的電流和加在其兩端的電壓
B.通過它們的電流和它們的電阻
C.通過它們的電流和通電時間
D.通過它們的電流、加在它們兩端的電壓及通電時間
C
5.用電熱絲燒水,當電壓為U時,時間t內可將水燒開。若電壓降為原來的,則同樣燒開這些水所需的時間為(　　)。
A.　　 B.　　
C.2t　　 D.4t
D
6.關于電流通過導體時產生的熱量,下列說法正確的是(　　)。
A.根據Q=I2Rt可知,電阻越大,相同時間內產生的熱量越多
B.根據Q= t可知,電阻越大,相同時間內產生的熱量越少
C.根據Q=UIt可知,相同時間內,電流產生的熱量與電阻無關
D.根據Q=I2Rt可知,電流一定時,電阻越大,相同時間內產生的熱量越多
D
7.近些年,許多地區(qū)在進行家庭供電線路改造,改造的主要內容是更換更粗的電線。其目的是通過　　　　電線的電阻,來　　　　電流通過電線產生的熱量。(均填“增大”或“減小”)
減小　
減小　
8.下圖是電工師傅常用的導線連接方式,對該連接方式的作用分析錯誤的是(　　)。
A.防止導線松動脫落
B.增大連接處導線的電阻
C.減小連接處導線兩端的電壓
D.減少連接處導線產生的熱量
B　
9.某學校安裝了速熱式水龍頭,其額定電壓為220 V、額定功率為4 kW。同學們洗一次手的平均時間約為5 s。下列說法正確的是(　　)。
A.該速熱式水龍頭工作5 s,消耗2×103 J電能
B.該速熱式水龍頭的電阻為121 Ω
C.該速熱式水龍頭工作時,可將電能全部轉化為水的內能
D.該速熱式水龍頭正常工作時,1 kW·h 電可供約180人用熱水洗手
D　
10.如圖所示,探究電流通過導體時產生熱量的多少跟什么因素有關時,兩個相同透明容器中密封著等量的空氣和電阻為R1、R2的電阻器,其中R1=5 Ω,R2=10 Ω,容器外部電阻器的電阻R3=10 Ω。下列說法不正確的是(　　)。
C　
A.只閉合S1,可以探究電熱與電阻的關系
B.只閉合S1,若電路中的電流為0.2 A,則通
電1 min電阻為R1的電阻器產生的熱量為12 J
C.閉合S1和S2,通過電阻為R1的電阻器的電流
是通過電阻為R2的電阻器的電流的
D.閉合S1和S2后,左側U形管內液柱的高度差和右側的高度差不相同
11.將電能輸送到幾百千米之外的用戶家,會由于輸電線發(fā)熱而產生能量的損耗。某段輸電線路的總電阻為0.5 Ω,輸送電流為100 A,每輸電1 min這段線路便會損耗　　　　J的電能。
12.某同學自制一盞調光小臺燈,其電路原理如圖所示。電源電壓恒定不變,燈泡正常發(fā)光時,變阻器接入的電阻R為10 Ω。燈泡L標有“2.5 V　0.5 W”字樣。忽略溫度對燈泡電阻的影響。
(1)求燈泡L正常發(fā)光時的電阻。
(2)求燈泡L正常發(fā)光時,變阻器工作10 min產生的熱量。
3×105 　
解:(1)燈泡正常發(fā)光時,由P=UI可得,
IL===0.2 A,
由I= 可得,RL===12.5 Ω。
(2)燈泡與變阻器串聯,且燈泡正常發(fā)光,
IR=IL=0.2 A,QR=Rt=(0.2 A)2×10 Ω×10×60 s=240 J。(共18張PPT)
第十八章　電功率
第3節(jié)　跨學科實踐：為家庭節(jié)約用電提建議
素養(yǎng)分層評價
課標知識導學
項目式學習單
一、課標要求
1.從能量轉化的角度認識電源和用電器的作用。
2.結合實例,了解電功和電功率。知道用電器的額定功率和實際功率。
二、學以致用
1.根據圖中給出的信息,計算該用戶一周消耗的電能。
2.觀察生活中有哪些浪費電能的現象。
項目主題:調查家中的用電情況,并提出節(jié)約用電的建議。
項目實施:
1.通過家用電能表示數,計算出自己家一天(或一周)的用電量。將電能表示數填入下圖中。(若位數不夠,只需填寫后5位)
　　　　　　　　
時間:　　　　　　　 時間:　　　　
2.觀察用電器銘牌,了解用電器的額定功率,根據實際情況記錄各用電器一天的工作時長,并計算出各用電器一天的用電量。

　　
3.根據調查結果,從用電器的工作時長、使用狀態(tài)等角度,提出一些家庭生活中節(jié)約用電的建議。
展示交流:


1.下圖是小明家安裝的電能表。下列說法正確的是(　　)。
A.該電能表的示數為55 447 kW·h
B.該家庭電路的最大總功率為2 200 W
C.家中消耗電能0.5 kW·h,電能表指示燈
閃爍3 200次
D.電熱水器在保溫狀態(tài)時也會消耗電能,
若長時間不使用,應關閉電源
D　
2.小英家月初和月末電能表的示數如圖所示。她家這個月消耗的電能為(　　)。
A.101.1 kW·h　　　
B.101.1 kW/h
C.1 011 kW·h
D.101.1 J
3.小麗一家外出旅游,出發(fā)前,小麗關閉家中其他用電器,僅讓電冰箱工作。出發(fā)時電能表的示數為1 342.0,回家時電能表的示數為1 356.8。該電冰箱這段時間耗電　　 　　kW·h;若每度電的費用是0.5元,則應交電費　　　　元。
A　
7.4　
14.8　
4.國慶節(jié)放假,小芳去看望奶奶,5天后返回家時,發(fā)現家中電能表的示數由317.4 kW·h 變?yōu)槿鐖D所示的示數。經檢查,家中除電視機和機頂盒處于待機狀態(tài),其他用電器均已關閉,則在這5天內電視機和機頂盒消耗的電能是　 　　　J。若小芳外出的時間剛好5天整,則待機功率是　　W。請說出一種節(jié)約用電的做法　 。
4.32×106 　
10　
空調溫度不要設置太低(合理即可) 　
5.某家用電飯鍋內部電路簡化示意圖如圖甲所示。它有加熱擋和保溫擋。圖乙是電飯鍋工作時電流I隨時間t的變化圖像,求:
(1)電阻R1的阻值。
55 Ω
(2)加熱功率和保溫功率。
加熱功率880 W
保溫功率220 W
(3)30 min內電飯鍋消耗的電能。
7.92×105 J
6.在跨學科實踐課上,某小組同學開展了“節(jié)約一度電”的項目式學習活動。下面是該小組同學實踐的過程,請幫助完成下列內容:
【項目內容】
(1)調查生活中浪費電的現象。
(2)討論該如何節(jié)約用電。
【項目實施】
(1)調查生活中浪費電的現象。
該小組同學了解到,家里和學校教室里的電燈不能及時關閉,是一種很普遍的浪費電的現象。另外,學校和家庭生活中的用電器待機耗電問題也常常被忽視,待機通常是指電器關閉遙控器并不關閉電源開關或是沒有拔掉電器插頭,讓電源指示燈一直亮著。
該小組同學所在城市的家庭約有7×105戶,用電器平均每天待機20 h。根據下表數據,估算每天該城市的家庭因用電器待機而浪費電的總量約為　　　　 kW·h。
3.92×105 　
常用電器 電視機 洗衣機 空調 電腦
數量(臺) 1 1 2 1
待機功 耗(W/臺) 10 2 3 10
(2)討論該如何節(jié)約用電。
該小組同學認為,節(jié)約用電應該從點滴做起,以下措施切實可行。
①隨手關燈:根據公式W=Pt可知,這樣可以節(jié)約用電的理由是:
　　　　　　　　　　　　　　　。
②不讓用電器處于待機狀態(tài)。
③盡量使用節(jié)能燈。根據公式W=Pt可知,這樣可以節(jié)約用電的理由是:　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)該小組同學所在的學校共有電燈300盞,功率都為60 W,如果都改用20 W的節(jié)能燈,按平均每天用電4 h,那么該學校更換節(jié)能燈后一天可節(jié)約用電　　　　kW·h。
減小通電時間　
減小用電器的電功率　
48
7.某小組在跨學科實踐活動中,對電熱水器的類型進行了對比研究。調查發(fā)現,家庭常用電熱水器分為儲水式電熱水器和快熱式電熱水器兩類。某款儲水式電熱水器有一個大容積的水箱,如果水箱中被加熱的水沒用完,那么這些熱水會慢慢冷卻,其銘牌上的部分信息如表1所示;某款快熱式電熱水器沒有水箱,能快速加熱流水,其銘牌上的部分信息如表2所示。
額定升數 50 L
產品尺寸 760×485×455 mm3
額定功率 2 200 W
能效等級 1級
額定功率 7 000 W
額定壓強 0.6 MPa
產品尺寸 266×78×448 mm3
表1 表2
(1)對照兩種電熱水器的銘牌可知:快熱式電熱水器之所以“快”,是因為它的　　　　　　明顯大一些。
(2)該小組還得出了以下結論,你認為不合理的是　　　　(填字母代號)。
A.儲水式電熱水器安裝在承重墻上更安全
B.長期使用過程中,儲水式電熱水器對水電的浪費較大
C.安裝快熱式電熱水器要用更粗的電線
D.用電高峰時段,電熱水器的實際功率大于額定功率
額定功率
D
(3)“碳達峰”和“碳中和”對常用家電產品的研發(fā)提出了更高要求。已知每節(jié)約1度電相當于減少排放1.1 kg的二氧化碳。小利家將儲水式電熱水器更換為快熱式電熱水器后,發(fā)現一個月僅此一項就比原來節(jié)省電能8 kW·h,相當于減排二氧化碳約　　　　kg。
(4)若題中這款快熱式電熱水器的加熱效率是90%,洗澡時每秒的出水量是50 mL,進入熱水器的水溫為12 ℃,則出水溫度可達到　　　℃。已知ρ水=1.0×103 kg/m3,c水=4.2×103 J/(kg·℃)。
8.8
42
8.閱讀短文,回答問題。
電能的利用率是選取燈泡的重要指標,電能的利用率等于輸出有效能量與輸入能量的比值,即燈泡的電能利用率指燈泡轉化的光能占消耗的電能的百分比。20 W的高效節(jié)能燈的亮度大約相當于100 W的白熾燈。
(1)求一盞“220 V　100 W”的白熾燈正常工作時的電阻。
484 Ω
(2)①假設每戶用兩只這樣的節(jié)能燈,以每天使用5個小時計,每年(360天)可節(jié)電多少千瓦時
288 kW·h
②若每度電的費用是0.5元,則可節(jié)省電費約多少元
144元
(3)結合生活中的經歷,請列舉一例實際生活中節(jié)約用電的做法。
及時關閉冰箱門(合理即可)(共32張PPT)
第十八章　電功率
第2節(jié)　電功率
關鍵能力訓練
素養(yǎng)分層評價
必備知識導學
學習任務清單
序號 學習任務 核心素養(yǎng)
1 能說出電功率的物理意義、定義和單位,能利用電功率的公式進行相關計算 科學思維
2 能結合實際,說出用電器銘牌上額定電壓、額定功率所表示的含義,并能區(qū)別額定電壓和實際電壓、額定功率和實際功率 科學思維
3 會利用電流表和電壓表測量用電器的電功率 科學探究
知識點一　電功率
1.物理意義:電功率是表示　 　　　　　的物理量。
2.定義:電功率等于　　　　與完成這些電功所用的　　　　之比。
3.單位:電功率的國際單位是　　　,簡稱　　　,符號是　　　　。工農業(yè)中使用的用電器的電功率往往很大,這時就要用更大的單位
——　　　　來表示,它的符號是　　　　。
4.公式:如果電功用W表示,完成這些電功所用的時間用t表示,電功率用P表示,則有　　　　;將電功W=UIt代入上式得　　　　。
電流做功快慢　
電功　
時間　
瓦特　
瓦　
W　
kW　
千瓦　
P=　
P=UI　
例1 關于電功率,下列說法正確的是(　　)。
A.做功多的用電器電功率一定大
B.電功率大的用電器消耗電能一定多
C.電流做功快的用電器電功率不一定大
D.相同時間內,電流通過導體做功越多,電功率越大
知識拓展　將公式P=變形后,可得到W=Pt,故電功率為1 kW 的用電器工作1 h所消耗的電能就是1 kW·h。
D　
知識點二　額定電壓　額定功率
1.用電器正常工作時的電壓叫作　　　　　,用電器在額定電壓下工作時的電功率叫作　　　　　。實際電壓偏低,用電器的電功率　　　,不能正常工作。實際電壓偏高,有可能損壞用電器。
2.小燈泡的亮度由　 　　　 決定,　　　 　 越大,燈越亮。
額定電壓
額定功率　
實際功率　
低　
實際功率　
例2 將標有“6 V　6 W”和“3 V　6 W” 的L1、L2兩盞燈并聯接在電源電壓為3 V 的電路中,下列說法正確的是(　　)。
A.燈L1兩端的電壓大于燈L2
B.兩盞燈的實際功率相等
C.兩盞燈都能正常發(fā)光
D.燈L2比燈L1亮
D　
規(guī)律總結　(1)燈泡的亮度由實際功率決定,而實際功率隨實際電壓的增大而增大,即:
①U實>U額,P實>P額,燈泡發(fā)光較亮或燒壞。
②U實=U額,P實=P額,燈泡正常發(fā)光。
③U實(2)無論額定電壓如何,額定功率如何,在燈泡沒有損壞的前提下,實際功率相等,燈泡發(fā)光的亮度就相同。
①當燈泡都正常發(fā)光時,額定功率大的燈泡亮。
②當燈泡不是正常發(fā)光時,若燈泡串聯,則由P=I2R知電阻大的燈泡亮;若燈泡并聯,則由P=知電阻小的燈泡亮。
知識點三　電功率的測量
1.直接測量:電功率可以使用電力監(jiān)測儀直接測量。
2.間接測量:測量用電器兩端的電壓和通過用電器的電流,由電功率公式　　　　計算得出。
例3 為測量標有“2.5 V”字樣的小燈泡的額定功率,某同學設計了如圖甲所示的電路圖。
P=UI 　
甲 乙
(1)按照如圖甲所示電路圖連接好實物元器件后,該同學將滑動變阻器的滑片移至　　　　端。
(2)試觸開關時,他發(fā)現電壓表無示數,電流表有示數,小燈泡發(fā)光,則電路故障可能是電壓表　　　　。
(3)排除故障后,移動滑動變阻器的滑片,直至　　　 　　　　　　,電流表的示數如圖乙所示,為　　　A,則該小燈泡的額定功率為　　W。
方法技巧　鑒別電路故障時,如果電流表有示數,說明電路是通路;電壓表無示數說明電壓表斷路或被短路;小燈泡發(fā)光,說明電壓表沒有被短路。
B　
0.40　
斷路　
1　
電壓表的示數為2.5 V 　
知識點一　電功率
1.關于電功和電功率,下列說法正確的是(　　)。
A.用電器消耗的電能越多,電功率越大
B.電功率是表示電流做功快慢的物理量
C.單位時間內電流做功越多,電功率越小
D.千瓦時是電功率的單位,千瓦是電功的單位
B
2.電阻器甲、乙并聯在電路中,通過它們的電流I隨其兩端電壓U變化的關系圖像如圖所示。閉合開關S,則電阻器甲、乙的電功率之比為(　　)。
A.1:2　　　　　　 B.2:1
C.1:4 D.4:1
B
3.某臺電功率為140 W的電視機正常工作2 h,消耗的電能為　 　 kW·h。
4.某電阻器的電阻為10 Ω,將其接在電壓為2 V 的電路中,通過它的電流為　　　　A,該電阻器的電功率為　　　　W。
0.28
0.2
0.4
知識點二　額定電壓　額定功率
5.燈泡L1、L2分別標有“220 V　60 W”和“220 V　25 W”字樣,將它們串聯在電路中, 下列說法正確的是(　　)。
A.燈泡L1較亮
B.燈泡L2較亮
C.額定功率大的燈泡較亮
D.兩燈泡亮度相同
B
6.一只電烙鐵的銘牌上標有“220 V　110 W” 字樣,將這只電烙鐵接在110 V的電源兩端。
(1)求該電烙鐵的電阻。
(2)求該電烙鐵的實際功率。
解:(1)電烙鐵正常工作時,
通過的電流I===0.5 A,R===440 Ω。
(2)電烙鐵接在110 V的電源兩端,通過的電流I'===0.25 A,實際功率P'=U'I'=110 V×0.25 A=27.5 W。
知識點三　電功率的測量
7.校園板報上有一篇題為《電器待機“偷電”多少,你知道嗎 》的文章,文章旁邊配有如圖所示的一幅插圖。圖中正在使用一種叫“電力監(jiān)測儀”的測量工具對計算機顯示器進行測量。小文注意到插圖邊的文字說明存在科學性錯誤,這個錯誤混淆的兩個概念是(　　)。
A.電壓和電流
B.電流和電功率
C.電能和電功率
D.電能和電功
C
8.為測量標有“2.5 V”字樣的小燈泡的額定功率,某實驗小組設計并連接了如圖甲所示的電路。
甲 乙
(1)請用筆畫線表示導線,將圖甲所示的電路連接完整。
(2)連接完整后,閉合開關S,移動滑片P,同時眼睛要觀察　　　　表的示數,直到小燈泡兩端電壓為　　　　V時,小燈泡正常發(fā)光,此時電流表示數如圖乙所示,則小燈泡的額定功率為　　　　W。
如圖所示
電壓　
2.5　
0.75　
1.關于電功、電功率,下列說法正確的是(　　)。
A.電流做功越快,電功越大
B.電流做功時間越長,電功率越小
C.用電器消耗電能越多,電功越大
D.用電器消耗電能越多,電功率越大
C　
2.如圖所示,閉合開關S,兩燈泡均正常發(fā)光,則兩燈泡一定具有相同的(　　)。
A.實際功率 B.額定電壓
C.額定功率 D.電阻
B　
3.如圖所示電路中,電源電壓及燈泡電阻均不變,閉合開關,向右移動滑動變阻器的滑片,下列說法正確的是(　　)。
A.電流表示數變大 B.電壓表示數不變
C.電路的總功率變小 D.燈泡變亮
C
4.如圖所示,甲、乙兩電阻器的電阻分別為R甲=10 Ω、R乙=5 Ω,開關閉合后,甲和乙消耗的電能之比為　　　　;電功率之比為　　　　。
5.一個標有“220 V　40 W”的燈泡接入某電路,測得通過它的電流是0.15 A,則燈泡的實際功率　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)40 W。
2 : 1
2 : 1
小于
6.在如圖所示的電路中,兩電阻器的連接方式為　　　　聯。電源電壓為3 V,電流表A示數為0.5 A,A1示數為0.3 A,則流過電阻為R2的電阻器的電流為　　　　A。此時電路中的總功率為　　　　W。
并　
0.3　
1.5　
7.將標有“220 V　40 W”的燈泡L1和標有“220 V　100 W”的燈泡L2并聯后接到220 V的電路中。
(1)求燈泡L1的實際功率。
(2)求電路消耗的總功率。
解:(1)燈泡L1和燈泡L2的額定電壓都為220 V,兩燈泡并聯后接到 220 V 的電路中,根據并聯電路各支路兩端的電壓相等可知,燈泡L1兩端的實際電壓為220 V,與燈泡L1的額定電壓相等,燈泡L1正常工作,燈泡L1的實際功率P1==40 W。
(2)燈泡L2兩端的實際電壓為220 V,與燈泡L2的額定電壓相等,燈泡L2正常工作,燈泡L2的實際功率P2==100 W,
所以,電路消耗的總功率P=P1+P2=40 W+100 W=140 W。
8.標有“6 V　3 W”“6 V　6 W”字樣的兩個小燈泡L1和L2分別串聯和并聯接入電源電壓恒為6 V的電路中,假設小燈泡的電阻不隨溫度變化,下列說法正確的是(　　)。
A.串聯接入電路,兩燈都能正常發(fā)光
B.并聯接入電路,消耗的總電功率為9 W
C.無論串聯還是并聯,都是L1較亮
D.串聯接入電路消耗的總電功率大于并聯接入電路消耗的總電功率
B　
9.如圖所示電路中,電源電壓保持不變,閉合開關S,調節(jié)滑動變阻器,發(fā)現電流表示數從0.1 A變?yōu)?.2 A,電壓表示數改變了2 V,由此可判斷這一過程中滑動變阻器連入電路的電阻　　　　,電壓表示數　　　　,定值電阻的電功率變化了　　　　W。(前兩空均填“變大”或“變小”)
變小　
變小　
0.6　
10.某同學進行了如下實驗。
(1)用如圖甲所示的電路測量額定電壓為2.5 V的小燈泡L1的額定功率,電源兩端電壓保持不變。
甲 乙
①閉合開關前,滑動變阻器的滑片P應放置在　　　　端。
②閉合開關后,應 　 , 以使小燈泡L1正常發(fā)光,此時電流表示數如圖乙所示,則L1的額定功率P1=　　　　W。
(2)該同學想比較另一個額定電壓為2.5 V 的小燈泡L2的額定功率P2與P1的大小關系,他斷開開關,保持滑動變阻器滑片位置不變,將L1替換為L2,閉合開關后,發(fā)現電壓表示數為2.3 V。依據上述現象,可推斷出P1　　　　(填“>”“<”或“=”)P2,他繼續(xù)完成了額定功率P2的測量后,驗證了推斷。
A　
調節(jié)滑動變阻器的滑片,使電壓表示數為2.5 V　
0.75　
＜　
11.如圖所示電路中,燈泡L標有“6 V　1.2 W”字樣,不考慮燈絲電阻的變化,閉合開關S,燈泡L恰好正常發(fā)光,電流表的示數為0.8 A。
(1)求通過燈泡L的電流。
(2)求電阻器的電功率。
解:(1)燈泡正常發(fā)光時,由P=UI得IL===0.2 A。
(2)閉合開關S,小燈泡與電阻器并聯,且小燈泡正常發(fā)光。U=UR=UL=6 V,IR=I-IL=0.8 A-0.2 A=0.6 A,PR=URIR=6 V×0.6 A=3.6 W。
12.一只標有“220 V　40 W”的燈泡接在電路中,測得通過它的電流是 0.2 A,不考慮燈絲電阻的變化,這個燈泡的實際功率是多少 假設燈泡不被損壞。
解:由P=UI=知,燈泡的電阻RL===1 210 Ω,該燈泡的實際功率P'=I'2RL=(0.2 A)2×1 210 Ω=48.4 W。(共26張PPT)
章末總結
知識整合
專題歸納
專題訓練
第十八章 電功率
電功率
電功率
電功率
專題1　用電器高、低溫擋的判斷
例1 一種家用電烤箱內部結構電路簡圖如圖所示,它有高、中、低三個擋位,已知R1=120 Ω,R2=240 Ω。
(1)閉合開關S1、S3,斷開S2時,電烤箱處于什么擋位 電路中的電流是多大
高溫擋　2.75 A
(2)閉合開關S3,斷開S1、S2時,通電1 min電路中電流產生的熱量是多少
24 200 J
(3)電烤箱處于低溫擋時的電功率是多大 (結果保留一位小數)
134.4 W
有的用電器分高溫擋與低溫擋,不同的擋位用電器的功率不同。當電源電壓不變時,由P=可知:當電路的總電阻小時,電路的總功率大,相同時間內電流做的功多,為用電器的高溫擋;當電路的總電阻大時,電路的總功率小,相同時間內電流做的功少,為用電器的低溫擋。
1.一款有高、低溫兩擋的電熨斗的電路原理圖如圖所示,R1、R2為兩電熱絲的電阻,其額定電壓均為 220 V。電路的工作原理是:當開關S1閉合、S2斷開時,電熨斗處于低溫擋;當開關S1、S2都閉合時,電熨斗處于高溫擋。正常工作時高溫擋的電功率為 1 980 W。電源電壓保持不變,電熱絲電阻不隨溫度變化。
(1)電熨斗正常工作時,在高溫擋狀態(tài)下
電路中的總電流是多大
(2)若R2=44 Ω,則電阻R1為多少
解：(1)當S1、S2都閉合時,兩電熱絲并聯,電熨斗處于高溫擋。
由P=UI可得,在高溫擋狀態(tài)下電路中的總電流I===9 A。
(2)因為并聯電路中各支路兩端的電壓相等,所以,通過電阻為R2的電熱絲的電流I2===5 A,
因為并聯電路中干路電流等于各支路電流之和,所以,通過電阻為R1的電熱絲的電流I1=I-I2=9 A-5 A=4 A,
則R1===55 Ω。
2.某電吹風的簡化電路圖如圖所示,R1、R2是兩發(fā)熱電阻絲的電阻, 是電動機。開關S1閉合后,S2接1、2時吹冷風,通過電動機的電流為0.1 A;S2接2、3時吹溫風,R1=110 Ω;S2接3、4時吹熱風,電吹風的總功率為1 100 W,電源電壓為220 V。
(1)吹冷風時,電動機的功率是多少
(2)吹溫風時,通過電阻為R1的發(fā)熱電阻
絲的電流是多少
(3)電阻R2是多少 (結果保留兩位小數)

解:(1)吹冷風時,開關S1閉合,S2接1、2,此時電路為電動機的簡單電路,則電動機的功率PM=UIM=220 V×0.1 A=22 W。
(2)吹溫風時,開關S1閉合,S2接2、3,電動機M和電阻為R1的發(fā)熱電阻絲并聯。
因為并聯電路中各支路兩端的電壓相等,所以,通過電阻為R1的發(fā)熱電阻絲的電流
I1===2 A。
(3)吹熱風時,開關S1閉合,S2接3、4,電動機M和兩發(fā)熱電阻絲并聯,此時電路中的總電流I===5 A,
因為并聯電路中各支路獨立工作、互不影響,所以,通過電動機M和通過電阻為R1的發(fā)熱電阻絲的電流不變,
而并聯電路中干路電流等于各支路電流之和,
所以,通過電阻為R2的發(fā)熱電阻絲的電流I2=I-I1-IM=5 A-2 A-0.1 A=2.9 A,則R2===75.86 Ω。
專題2　串、并聯電路中電功率的分配
例2 將分別標有“6 V　9 W”和“6 V　3 W”的兩個燈泡L1、L2串聯接在8 V的電源上,下列關系式正確的是(　　)。
A.P1∶P2=3∶1
B.P1∶P2=1∶3
C.P1∶P2=1∶1
D.P1∶P2=2∶3
B　
無論用電器串聯還是并聯,電路消耗的總功率都等于各用電器消耗的功率之和,即P=P1+P2。當用電器串聯時,通過用電器的電流相同,由P=I2R可得,P1∶P2=R1∶R2;當用電器并聯時,用電器兩端的電壓相同,由P=可得,P1∶P2=R2∶R1。
3.兩個定值電阻的電阻分別為R1、R2,將它們并聯在某電路中,它們的功率之比P1∶P2=1∶3;將它們串聯在同一電路中,它們的功率之比為(　　)。
A.1∶3　　　　B.3∶1 C.3∶4 D.4∶3
4.三個相同的定值電阻都標有“10 W　10 Ω”字樣,它們的連接情況如圖所示。將它們接入電路,在保證三個電阻都安全的前提下,A、B兩端的電壓最高不能超過(　　)。
A.20 V B.15 V
C.10 V D.5 V
B
B
專題1　用電器高、低溫擋的判斷
1.某型號的電飯鍋有加熱和保溫兩擋,其原理如圖所示,下列說法正確的是(　　)。
A.開關S斷開時,電路為電阻為R2的電阻器的簡單電路
B.開關S斷開時,兩電阻器并聯
C.開關S閉合時為加熱狀態(tài)
D.開關S閉合時為保溫狀態(tài)
C　
2.某同學家中有一個標有“220 V　1 100 W”的即熱式水龍頭,其電阻為R0。他發(fā)現冬天水溫較低,春秋兩季水溫較高,于是他改裝了電路,增加了兩個相同的發(fā)熱電阻、兩個指示燈(指示燈電阻不計)和單刀雙擲開關S2。其中,開關S2可以同時與a、b相連,或只與c相連,使其有高溫和低溫兩擋,如圖所示。正常工作時高溫擋和低溫擋工作的總電流之比為4∶1,下列說法正確的是(　　)。
A.改裝前,正常加熱1 min產生的熱量是6.6×103 J
B.改裝后,高溫擋工作時綠燈發(fā)光
C.發(fā)熱電阻的阻值為44 Ω
D.改裝后,低溫擋的電功率為275 W
C　
3.智能多功能熱菜板有“高溫擋”“中溫擋”“低溫擋”三種擋位,其電路原理如圖所示,加熱電阻的阻值恒為R1、R2。已知“高溫擋”的功率為440 W,“中溫擋”的功率為220 W。當開關S1閉合、S2接b時,熱菜板處于“　　　　擋”;熱菜板在“低溫擋”正常工作時的功率是　　　W。
中溫　
110　
4.某款飲水機具有加熱和保溫兩擋,額定電壓為220 V。圖甲是其電路原理圖。S0為溫控開關,兩電熱絲的電阻分別為R1、R2,該飲水機在額定電壓下工作的電功率P與時間t的關系圖像如圖乙所示。
(1)求飲水機處于加熱擋階段消耗的電能。
(2)求飲水機處于保溫擋時,通過電阻為R1
的電熱絲的電流。
(3)求電阻R2。
解:(1)由題圖乙可得,加熱功率P加熱=484 W,加熱時間t加熱=5 min=300 s,
加熱擋階段消耗的電能W加熱=P加熱t(yī)加熱=484 W×300 s=1.452×105 J。
(2)只閉合S時,飲水機處于保溫擋,由題圖乙可知,保溫功率為P保溫=44 W,根據P=UI得流過阻值為R1的電熱絲的電流I1===0.2 A。
(3)處于加熱擋時,阻值為R2的電熱絲的功率P2=P加熱-P保溫=484 W-44 W=440 W,根據P=得R2===110 Ω。
專題2　串、并聯電路中電功率的分配
5.如圖所示,電源電壓保持不變,開關S閉合后,燈泡L1、L2都能正常發(fā)光,甲、乙兩只電表的示數之比為3∶5,則L1、L2的額定功率之比是(　　)。
A.2∶3　　　　　B.3∶2 C.5∶3 D.3∶5
A　
6.如圖所示,電源電壓為12 V保持不變,小燈泡標有“4 V　1.6 W”字樣(燈絲電阻不受溫度影響),滑動變阻器標有“50 Ω　1 A”字樣,電流表測量范圍為0~0.6 A,電壓表測量范圍為0~3 V。閉合開關,保證各元器件不損壞,下列說法正確的是(　　)。
A.移動滑動變阻器滑片,小燈泡可能正常發(fā)光
B.電路中消耗的最大功率為4.8 W
C.滑動變阻器兩端電壓變化范圍為9~10 V
D.當滑動變阻器滑片P置于b端時,滑動變阻器
通電1 min產生的熱量為140 J
C　
7.如圖所示的電路,電源電壓恒為6 V。閉合開關S,滑動變阻器接入電路的阻值為10 Ω時,電流表的示數為1.8 A。下列說法不正確的是(　　)。
A.通過定值電阻的電流是1.2 A
B.定值電阻的阻值是5 Ω
C.當R為20 Ω時,其電功率是7.2 W
D.當R為30 Ω時,電路總功率是8.4 W
C
8.如圖所示電路,電源電壓保持不變,燈泡L標有“6 V　6 W”的字樣。閉合開關S,燈泡正常發(fā)光,定值電阻兩端的電壓是12 V。
(1)求燈絲的電阻RL。
(2)求電路中的電流I。
(3)求電路消耗的總功率P。
解:(1)由P=可知,燈泡正常發(fā)光時燈絲的電阻RL===6 Ω。
(2)由P=UI可知,燈泡正常發(fā)光時通過的電流IL===1 A,
根據串聯電路的電流特點可知,電路中的電流I=IL=1 A。
(3)根據串聯電路的電壓特點可知,電源電壓
U=UL+UR=6 V+12 V=18 V,
電路消耗的總功率P=UI=18 V×1 A=18 W。

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