第十八章 電功率第十八章小結(jié)與復習電功率電能表電能定義公式電功電功率物理意義單位及換算公式實際功率與額定功率焦耳定律電流熱效應公式防止和利用單位及換算1.電能（1）電能的單位：度，度的學名叫做千瓦時，符號是______。能量單位：________。（2）單位換算：1度 ＝ kW·h＝ J2.電能表（1）表盤參數(shù)焦耳(J)13.6×106kW·h2019.9600電能、電功（2）注：一段時間內(nèi)消耗的電能等于這段時間末電能表的示數(shù) 這段時間初電能表的示數(shù)。3.電功（1）定義： 做功的多少。用符號 表示。（2）公式： ，其中 W 表示電功，單位是__；U是電路兩端的電壓，單位是 V；I是電路 中的電流，單位是 A；t是通電時間，單位是s。（3）推導式：W= = _______ (僅適用于純電阻電路 )。電流WW＝UItJI2Rt　減去如圖是小李家的電能表、她家所使用的用電器總功率不能超過______W。將一臺額定功率為880 W 的電暖氣單獨接入電路中，正常工作30 min，通過電暖氣的電流是______A，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了________轉(zhuǎn)。4 400　　41 320例1大夢發(fā)現(xiàn)家中電壓力鍋的銘牌上標有“1 100 W”字樣，他在學習了電能表的相關知識后，想利用家中的電能表來測量電壓力鍋的實際電功率，看看測出的實際電功率和銘牌上的功率是否相符。例2（1）如圖所示是大夢家上月初和上月末的電能表的表盤，他家上月消耗的電能為________度，若按 0.5元/度的標準收費，他家本月應繳納的電費為________元(計算結(jié)果保留一位小數(shù))。（2）測量時，他斷開家里其他用電器，只讓電壓力鍋單獨工作 3 min，觀察到電能表指示燈閃爍了80次，則電壓力鍋在這段時間內(nèi)消耗的電能是__________J，該電壓力鍋的實際電功率是________ W。68.134.11.8×1051 0001.物理意義：電功率是表示電流做功_______的物理量。2.定義：電流在某段時間內(nèi)的_______與_______的比值。用符號_______表示。3.單位：瓦特，簡稱瓦，符號是_______，其他常用電功率單位還有_______ 、_______。4.單位換算：1kW＝_______W，1 mW＝_______ W5.公式：P＝_______，其中P 表示電功率，單位是；W 表示電功，單位是J；t 表示完成這些電功所用的時間， 單位是s?？炻姽r間PWkW10310－3mW電功率額定電壓實際電壓額定電壓額定功率UII2R 圖甲是小燈泡L和電阻R的電流隨電壓變化圖像，將它們按圖乙所示接入電路中，只閉合開關S，小燈泡的實際功率為1 W；再閉合開關S1電流表示數(shù)變化了_______A，此時電路消耗的總功率為______W。0.2　　1.4　　　　例3如圖是電飯鍋工作原理的簡化電路圖，其額定電壓為 220V，電飯鍋有兩擋，分別是高溫燒煮擋和低溫燜飯擋。S2 為擋位自動控制開關，R1 和 R2 均為電熱絲，R1 的阻值為1210Ω，高溫燒煮擋的額定功率為 840W，電飯鍋正常工作時，高溫燒煮10 min消耗的電能為 J，電飯鍋低溫燜飯時的額定功率為 W，電熱絲R2的阻值為 Ω。5.04×105　　　　40　　60.5　　例41.電流的熱效應：電流通過導體時______能轉(zhuǎn)化為______能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應。2.定義：電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟______________成正比，跟導體的______成正比，跟___________成正比，這個規(guī)律叫做焦耳定律。3.公式：_________。其中 Q表示熱量，單位是 J；I表示電流，單位是A；R表示電阻，單位是 Ω；t表示時間，單位是s。電流的二次方　電電阻通電時間內(nèi)Q＝I2Rt　焦耳定律電吹風是現(xiàn)代家庭常用的電器，如右圖是小華家中使用的電吹風，使用過程中，她發(fā)現(xiàn)電吹風既可以吹熱風，又可以吹冷風。根據(jù)這個現(xiàn)象她斷定：在電吹風中有帶有風扇的電動機和可以發(fā)熱的電熱絲。根據(jù)電吹風能夠單獨輸出冷風的現(xiàn)象，她認為電動機和電熱絲是并聯(lián)的。下圖是她根據(jù)現(xiàn)象分析畫出的兩個電路圖。例5（1）你認為上述兩個電路，哪一個更符合實際情況？乙更符合實際情況（2）小華查看說明書得知，該型號電吹風吹熱風時的功率為 460W，吹冷風時的功率為20W，求電吹風正常工作且吹熱風時電熱絲的功率、電阻及1min內(nèi)電流通過電熱絲所產(chǎn)生的熱量。解：吹熱風時，電熱絲與電動機并聯(lián)，所以P電熱絲=P總-P冷=460W-20W=440W。電熱絲產(chǎn)生的熱量為Q=I2Rt=P電熱絲·t=440W×60s=2.64×104J?！驹O計與進行實驗】1. 確定小燈泡正常發(fā)光的操作(移動滑片，觀察電壓表示數(shù)，當電壓表示數(shù)為小燈泡額定電壓時，小燈泡正常發(fā)光)2. 計算小燈泡電功率(P＝UI)3. 小燈泡亮暗與實際功率的關系(實際功率越大，燈泡越亮)測量小燈泡的電功率【交流與反思】4. 小燈泡的U－I圖像不是直線的原因(燈絲電阻隨溫度的升高而增大)5. 不能用多次測量求出電功率的平均值作為小燈泡的額定功率的原因(電壓改變，功率也改變)6. 探究小燈泡亮度與電壓的關系7. 實驗中電壓表示數(shù)太大無法測量小燈泡的額定功率，應采取的措施(減小電源電壓，換阻值更大的滑動變阻器)8. 實驗中電壓表大量程損壞，小量程小于小燈泡額定電壓，應采取的措施(將電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端)9. 實驗評估及改進10. 特殊方法測電功率小明同學在“測量小燈泡的電功率”的實驗中，小燈泡的額定電壓為 2.5 V，電源為兩節(jié)新干電池，滑動變阻器標有“20 Ω　1 A”字樣。(1)實驗電路如圖甲所示，但電路連接不完整，請你用筆畫線代替導線，完成電路。例6(2)小明將電路連好后，閉合開關，發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)光很微弱，電流表、電壓表均有示數(shù)，左右移動滑動變阻器的滑片P，小燈泡亮度和兩表示數(shù)均不變，其原因可能是______________________________。(3)改正電路后，小明同學調(diào)節(jié)滑動變阻器觀察到電壓表示數(shù)為2 V，為使小燈泡兩端電壓達到額定電壓，應將滑動變阻器的滑片P向________(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié)。當小燈泡正常發(fā)光時，電流表示數(shù)如圖乙所示，該小燈泡的額定電功率為________W。接入電路中的是下面兩個接線柱　　右0.6(5)通過計算分析以上數(shù)據(jù)，你還有什么新的發(fā)現(xiàn) _ 。(寫出一條即可)(4)小明依次測出了六組實驗數(shù)據(jù)，如下表所示。請你根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖丙所示的坐標紙上作出小燈泡的I－U圖像。 小燈泡兩端的實際電壓越高，小燈泡的實際電功率越大，小燈泡發(fā)光越亮【設計和進行實驗】1. 被加熱的材料選用煤油或空氣的原因(①煤油比熱容較小，溫度上升快，實驗現(xiàn)象更明顯；②空氣受熱容易膨脹，可使U形管中液柱上升快，實驗現(xiàn)象更明顯；③都是絕緣體) 2. 實物圖的連接與電路設計。探究影響電流熱效應的因素3. 轉(zhuǎn)換法的應用(1)被加熱的材料是煤油(通過溫度計示數(shù)的變化量，來反映電阻絲產(chǎn)生電熱的多少)(2)被加熱的材料是空氣(通過U形管內(nèi)液面高度差，來反映電阻絲產(chǎn)生電熱的多少)4. 控制變量法的應用(1)被加熱物質(zhì)的要求(物質(zhì)種類、質(zhì)量、初溫均相同)(2)探究電熱與電流的關系(控制電熱絲阻值和通電時間相同，改變通過電熱絲的電流)(3)探究電熱與電阻的關系(控制通過電熱絲的電流和通電時間相同，選擇兩個阻值不同的電阻絲)(4)探究電熱與通電時間的關系(控制電熱絲的阻值和通過電熱絲的電流相同，改變通電時間的長短)【分析數(shù)據(jù)和現(xiàn)象，總結(jié)結(jié)論】5. 表格數(shù)據(jù)的分析及相關判斷(為使實驗現(xiàn)象更明顯，應選擇阻值差別大的電阻絲)6. 圖像分析與判斷7. 分析現(xiàn)象，總結(jié)結(jié)論【交流與反思】8. 實驗方案的評估9. 比熱容的相關計算10. 實驗結(jié)論應用【交流與反思】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；在電阻和通過電阻的電流相同的情況下，通電時間越長，產(chǎn)生的熱量越多。小剛在探究“電流通過導體時產(chǎn)生的熱量與什么因素有關”的實驗中，所用的實驗器材如圖甲所示，其中兩個透明容器內(nèi)密封著等質(zhì)量的空氣，U形管中液面最初相平，兩個密閉容器中都有一段電阻絲。(1)實驗中是通過觀察U形管中液面的________來顯示容器內(nèi)空氣溫度的變化，這里采用的方法是________。高度差　轉(zhuǎn)換法例7(2)圖甲的裝置中，閉合開關后通過兩電熱絲的電流______；該裝置可以探究電流產(chǎn)生的熱量與_____的關系，一段時間后，_____(選填“左”或“右”)容器所接U形管中液面高度差較大，得出的結(jié)論是：____________________________________________________________。 (3)在電流與通電時間相同的條件下，選用表中的長度和橫截面積都相同的兩種材料進行實驗．為了使實驗現(xiàn)象最明顯，可以選用銅與___________進行對比。相同電阻右 在電流和通電時間相同的情況下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多鎳鉻合金(4)讓兩個密閉容器中的電阻一樣大，在其中一個容器的外部將一個相同阻值的電阻和這個容器內(nèi)的電阻并聯(lián)(如圖乙所示)，換接圖乙中的電阻到電路中，重新做這個實驗。①圖乙探究的是電流產(chǎn)生的熱量跟________的關系，電阻絲R3的作用是使通過電阻絲R1和R2的______不同。②在實驗中觀察到左側(cè)U形管中液面很快出現(xiàn)高度差，右側(cè)U形管中液面高度差為零，原因可能是電阻絲_______斷路。電流電流R2③排除故障后繼續(xù)實驗，通電一段時間后，_______(選填“左”或“右”)容器內(nèi)的電阻絲產(chǎn)生的熱量多。得出的結(jié)論是：______ _____________________________________________________。(5)英國物理學家焦耳通過大量實驗，最先精確的確定了電流通過導體時產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的______成正比，跟__________成正比。這個規(guī)律叫做焦耳定律，其表達式為________。左　 在電阻和通電時間相同的條件下，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多　電阻通電時間Q＝I2Rt　(6)小剛發(fā)現(xiàn)電熱水壺在工作時，其內(nèi)部的電熱絲發(fā)熱很多，而與電熱絲連接的導線卻發(fā)熱很少，原因是___________________________________________________________________________________________。(7)實驗過后小剛提出了一個問題：用Q＝I2Rt 可以計算電流通過任何用電器產(chǎn)生的熱量，能用Q＝UIt計算電流通過任何用電器產(chǎn)生的熱量嗎？________。請用實例說明原因______________________________________________________________________________________________________________________。 導線與電熱絲是串聯(lián)的，所以通過的電流相同，而導線的電阻很小，所以導線產(chǎn)生的熱量很少 電動機工作時，電能轉(zhuǎn)化為機械能和內(nèi)能，則W>Q，所以不能用Q＝UIt來計算電流通過任何用電器產(chǎn)生的熱量不能1.如圖所示是現(xiàn)在家庭常用的電子式電能表表盤，表盤上標有3 200 imp/(kW·h)，表示每消耗1 kW·h的電能，指示燈閃爍3 200次。小明將某家用電器單獨接在該電能表上正常工作6 min，電能表指示燈閃爍了320次。該家用電器的額定電功率是______W，則這個家用電器可能是__________(選填“電熱水壺”“臺燈”或“電視機”)。 1 000　　電熱水壺　　　　　2. 下表為某電烤箱銘牌的部分參數(shù)，其簡化電路如圖所示。當開關S閉合時，電烤箱處于_____溫擋。當電烤箱在高溫擋工作時，1 min 消耗的電能是________J。高6.6×104　3.兩個額定電壓為220 V的白熾燈 L1 和 L2 的 U－I 特性曲線如圖所示。求：(1)當L2正常發(fā)光時，通過L2的電流為0.45 A，那么L2的額定功率是多大？(2)L2正常發(fā)光時的電阻是多大？(結(jié)果保留一位小數(shù))(3)現(xiàn)將L1和L2串聯(lián)后接在220 V的電源兩端。此時L1消耗的實際功率為多大？

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