資源簡介

(共55張PPT)
2024浙江省中考科學
復習課件
第23講　電功與電功率
電功（九上教材P110）
1.電流所做的功叫電功。電功的實質：電流做功的過程就是
　電能　 轉化為 　其他形式能　 的過程，電流做了多少功就有多少 　電能　 轉化為其他形式的能。
2.公式：W＝ 　UIt　 ，單位為 　焦耳　 （簡稱焦，符號為J）、千瓦時（kW·h）。
1 kW·h＝ 　3.6×106　 J。
電能
其他形式能
電能
UIt
焦耳
3.6×106
3.對于純電阻性用電器，電功還可用公式 　W＝I2Rt　 計算。
4.影響電功大小的因素有電壓、 　電流　 和通電 　時間　 。
W＝I2Rt
電流
時間
5.測量電功的儀表是 　電能表　 （又稱電度表或千瓦時計），計數器上前后兩次讀數之差就是這段時間內消耗的千瓦時數。
電能表
電功率（九上教材P111）
1.概念：電流在單位時間內所做的功叫 　電功率　 ，是用來表示 　電流做功快慢　 的物理量。
2.單位：瓦特（簡稱瓦，符號為W）、千瓦（kW）。
1 kW＝1000 W。
電功率
電流做功快慢
3．電功率的計算公式：P＝________、P＝________，對于純電阻性用電器，電功率還可用公式P＝______、P＝_______計算。
UI
I2R
4.額定功率
（1）用電器在 　額定電壓　 下正常工作時所消耗的電功率。
（2）用電器只有在額定電壓下工作時，實際功率才等于額定功率。燈泡的亮度取決于燈泡的 　實際　 電功率。
5.識別用電器的額定功率
以燈泡為例：PZ220 V　40 W。
PZ表示 　普通照明燈泡　 ，
220 V表示 　額定電壓為220 V　 ，
40 W表示 　額定功率為40 W　 。
額定電壓
實際
普通照明燈泡
額定電壓為220 V
額定功率為40 W
電流的熱效應（九上教材P117）
1.定義：電流通過導體時， 　電　 能轉化為 　內　 能，這種現象叫做電流的熱效應。
電
內
2.電流熱效應的影響因素——用控制變量法進行研究
（1）在電流相同、通電時間相同的情況下，電阻越大，這個電阻產生的熱量越多。
（2）在電阻相同、通電時間相同的情況下，通過電阻的電流越大，這個電阻產生的熱量越多。
3.焦耳定律
（1）內容：電流通過導體產生的熱量，跟 　電流　 的平方、導體的 　電阻　 和通電時間成正比。
（2）表達式：Q＝ 　I2Rt　 。
電流
電阻
I2Rt
1.電功的計算
　　用電器消耗多少電能，電流就做了多少功。電能表是測量電功的儀表，電路中消耗了多少電功不僅可以從計數窗中讀出，也可根據計數窗中數據結合電能表轉盤轉過的轉數來測定。
例1　如圖所示，是小靜同學觀察到自家電能表的情況，其顯示的示數為 　1919.8　 kW·h。他關掉其他用電器，只讓電飯鍋處于加熱狀態(tài)工作，觀察到電能表的轉盤在8 min內轉動了72轉。則他家的電飯鍋加熱時的電功率為 　900　 W。
1919.8
900
變式1　電冰箱使用時外殼一定要 　接地　 ，以保證安全。夏天，為了節(jié)能，可將冰箱的設置溫度適當調 　高　 （選填“高”或“低”），有一臺冰箱銘牌上標有“220 V　150 W”字樣，測得其一天消耗的電能為1.2 kW·h。假設冰箱在壓縮機停止工作時不消耗電能，估算該冰箱壓縮機在一天內工作的總時間為 　8　 h。
接地
高
8

2.電功率的計算
例2　(2023，杭州)用兩種不同充電樁，對同一輛純電動汽車充滿電的相關數據如表所示，不計充電過程中的能量損失。
充電樁 電池初始狀態(tài) 充電電壓/V 充電電流/A 充滿電的時間/h
普通充電樁 相同 220 30 10
快充充電樁 600 100 __待填__
(1)用普通充電樁充滿電，消耗的電能為多少千瓦時？
(2)用快充充電樁充滿電，需要多少小時？
(3)目前存在普通充電樁充電時間長，充電樁緊缺等問題。為解決此問題，除用快充充電樁充電外，再提出一種設想。
變式2－1　將兩只額定電壓相同的小燈泡L1、L2串聯在如圖所示的電路中，閉合開關后，發(fā)現燈L1較亮，燈L2較暗，其原因可能是( )
A．燈L1額定功率較大
B．燈L2兩端電壓較大
C．燈L1的電阻較大
D．通過燈L1的電流較大
C
變式2－2　如圖所示，標有“220 V　40 W”的L1和“220 V　60 W”的L2串聯在220 V的電路中。閉合開關，則( )
A．L1較亮
B．L2較亮
C．串聯電流相等，兩燈一樣亮
D．兩燈都不正常發(fā)光，無法比較亮度
A
3.電流的熱效應
　　電流通過導體產熱的多少不易直接比較，實驗時常把它轉換為給一定質量的物體加熱，比較升溫的多少、氣球的膨脹程度、U形管內兩側液面的高低等定性或定量的觀測方法；另外，因電流的大小、電阻的大小、通電時間的長短等多個因素會影響產熱的多少，實驗時需采用控制變量法，常通過串聯滑動變阻器、更換阻值不同的電阻絲來改變電阻大小。
例3　某小組同學猜想電流通過導體產生的熱量跟下列因素有關：
猜想A：與電流大小有關；猜想B：與電阻大小有關；猜想C：與通電時間長短有關。
于是他想用如圖1和圖2所示的實驗裝置進行探究。
(1)圖1實驗燒瓶中裝的煤油是_________(選填“導體”或“絕緣體”)。
(2)小金同學設計并連接了如圖2所示的電路，則他是為了探究猜想_______(填字母即可)。
(3)通過焦耳定律的學習，小金知道：圖1中______(選填“A”“B”或“C”)溫度計液面高度最低；圖2中_____
(選填“甲”“乙”或“丙”)U形管兩邊液面高度差最小。
絕緣體
A
C
乙
變式3　如圖所示是科學實驗小組探究“電流通過導體產生熱的多少與什么因素有關”的實驗裝置。兩個透明容器中封閉著等量的空氣，且都有一段電阻絲。將透明容器與U形管相連，接入電路。
（1）組裝之前，U形管內注入適量紅墨水，U形管 　屬于　 （選填“屬于”或“不屬于”）連通器。
屬于
（2）圖甲是探究在通電時間相同和 　電流　 相同的情況下，導體產生的熱量與 　電阻　 大小是否有關的裝置。
（3）實驗中通過觀察 　U形管液面高度　 的變化反映密閉空氣溫度的變化，在研究許多物理問題時都會用到這種方法，下列研究實例采用的研究方法與此相同的是 　BD　 。
A.探究電流與電壓、電阻的關系
B.用鐵屑顯示磁體周圍磁場分布
C.研究光的傳播時，引入“光線”
D.擴散現象表明分子在不停地做無規(guī)則運動
電流
電阻
U形管液面高度
BD
（4）如圖乙所示，電流表的示數為 　2　 A，在這種情況下，右側容器中定值電阻在10 s內產生的熱量是 　200　 J。
2
200
（5）某實驗小組發(fā)現通電一段時間后，其中一個U形管中的液面高度幾乎不變，發(fā)生此現象的原因可能是 　透明容器密閉性不好　 。
透明容器密閉
性不好
　電功和電功率的計算
1.（2022，寧波）盛夏，室外溫度達36℃，小寧將客廳空調的設定溫度設置為28℃，發(fā)現空調正常工作時的工作周期：工作10min后會停止工作，5min后再重新工作……周而復始。從該空調銘牌上獲悉，空調的制冷額定功率為2000W。
（1）空調正常工作時，一個工作周期內消耗的電能為 　1.2×106　 J。
（2）為了節(jié)能減排，小寧家換上了隔熱保溫性能更好的門窗。在工作電壓、室外溫度、空調的設定溫度等條件均相同的情況下，空調新的一個工作周期內，工作時間會 　小于　 （選填“大于”“等于”或“小于”）10min。
1.2×106
小于
2.（2022，麗水）空氣炸鍋是一種新型家電，如圖甲是某型號空氣炸鍋，其內部電路可簡化為圖乙，部分參數和食品加熱時間如表所示，其工作原理是通過發(fā)熱管迅速加熱鍋內空氣，利用大功率風扇形成循環(huán)的熱流，使盛放籃內的食品均勻受熱，不放油也能達到類似煎炸的效果。
部分參數
風扇額定功率/W 80
發(fā)熱管額定功率/W 1320
額定電壓/V 220
食品加熱時間
薯條/分鐘 12～15
雞翅/分鐘 18～20
（1）正常工作時，求通過發(fā)熱管的電流。
（2）某次用該空氣炸鍋炸一鍋薯條耗時15分鐘，求所消耗的電能。
（3）根據空氣炸鍋的工作原理，發(fā)熱管、風扇、盛放籃三者的位置從上到下依次是 　風扇、發(fā)熱管、盛放籃　 。
風扇、發(fā)熱管、盛放籃
3.（2022，臺州）某興趣小組想要利用風扇、發(fā)熱電阻等元件，制作一個有低溫擋和高溫擋的暖風機，設計了發(fā)熱部分的兩種電路，如圖甲、乙所示。
（1）圖甲中，當開關S閉合、S1斷開時，R1和R2的連接方式是 　串聯　 ，此時處于 　低溫　 擋工作狀態(tài)。
（2）若選用圖乙所示電路，電源電壓為24伏，想要實現發(fā)熱電阻R3的電功率為120瓦，則選用R3的阻值應為多少？
串聯
低溫
（3）按圖乙電路制作的暖風機高溫擋的總功率為200瓦，在高溫擋工作600秒，暖風機所消耗的電能是多少？
（3）暖風機消耗的電能：W＝Pt＝200瓦×600秒＝1.2×105焦。
答：暖風機消耗的電能是1.2×105焦。
4.（2022，金華）圖甲為市面上的某款電熱毛巾架，額定電壓220V，簡化的工作電路如圖乙，該毛巾架通過智能系統(tǒng)實現加熱、保溫擋自動切換，圖丙為該毛巾架在正常工作30分鐘內功率的變化情況。
回答下列問題：
（1）加熱狀態(tài)下，毛巾架正常工作時的電流為多大？
（2）圖乙電路中定值電阻R0、R1的阻值各為多少歐？
（3）毛巾架正常工作30分鐘總共消耗多少電能？
　 測量電功率
5．(2023，寧波)圖甲是小寧的哥哥測定小燈泡額定功率的電
路，小燈泡上標有“3.8 V”字樣。
(1)測小燈泡電壓的電壓表有“0～3 V”“0～15 V”兩個量程，小寧的哥哥正確選用了“____________”量程。
0～15 V
(2)閉合開關，移動滑動變阻器滑片，使電壓表的示數為3.8 V，此時，電流表的示數如圖乙所示。實驗測得的該小燈泡的額定功率為_______W。
(3)小寧發(fā)現，與我們教材中測小燈泡電功率的電路相比，哥哥的實驗電路多了一根導線。這根導線是______。(用圖甲中導線旁的字母表示)
1.14
b
6．(2023，金華)在“測量小燈泡額定功率”實驗中，同學們進行如下研究。
【實驗器材】干電池3節(jié)，小燈泡(額定電壓為3.8 V、電阻約為15 Ω)，滑動變阻器(4 Ω　1 A)，電流表，電壓表，開關，導線若干(所有器材均完好)。
【實驗方案】將量程為0～15 V的電壓表并聯到小燈泡兩端，閉合開關，移動滑動變阻器滑片使小燈泡正常發(fā)光，讀出并記錄電流表的示數。
(1)實驗時若閉合開關，發(fā)現燈泡不亮，接下來最合理的操作是____。
A．更換小燈泡
B．檢查電路是否短路
C．觀察電流表和電壓表的示數
(2)當電壓表讀數為3.8 V時，電流表示數如圖乙所示，該小燈泡的額定功率為________W。
【實驗反思】小金認為，電壓表選用0～15 V量程進行實驗，因該量程下每一小格為0.5 V，3.8 V讀數不夠精確，導致計算得到的額定功率誤差較大。若電壓表換用0～3 V的量程，將其并聯到滑動變阻器兩端，調節(jié)滑片使電壓表示數為0.7 V，即可減小誤差。
C
1.064
【實驗改進】于是小金設計了如圖丙所示電路圖，電壓表V1選用0～15 V量程，電壓表V2選用0～3 V量程。進行實驗，移動滑動變阻器滑片，得到三次實驗數據記錄如下表。
實驗次數 小燈泡兩端電壓/V 變阻器兩端電壓/V 電流/A
1 3.0 1.1 0.24
2 3.4 0.7 0.26
3 3.8 0.3 0.28
(3)小金按反思后的思路，利用滑動變阻器兩端電壓為0.7 V時所測的數據，計算得到的小燈泡“額定功率”比真實的小燈泡額定功率__________(選填“偏大“偏小”或“相等”)。
【反思交流】小金發(fā)現測得的小燈泡兩端電壓與滑動變阻器兩端的電壓之和小于電源電壓。帶著這一疑問，繼續(xù)探究……
偏小
　電流的熱效應
7.某科學小組對電流通過導體產生熱量的多少與哪些因素有關進行了研究。裝置如圖，2只燒瓶內裝滿煤油，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶內各裝1根阻值不同的電阻絲R甲和R乙。
猜想一：電熱跟電流的大小有關，電流越大，電熱越多。
猜想二：電熱跟導體的電阻大小有關，電阻越大，電熱越多。
為驗證猜想一，設計以下方案：
①將電阻絲R甲和R乙串聯在電路中，標出2根玻璃管內液面的位置，閉合開關記下電流表的讀數I1，經過一段時間后標出2根玻璃管內液面的位置。
②斷開開關，當2根玻璃管中的液面降到原來的高度后，減小滑動變阻器的阻值，閉合開關記下電流表的讀數I2，經過相同時間后標出2根玻璃管內液面的位置。
（1）為使實驗現象明顯，經常會采用轉換或放大的思想，為比較電阻絲產生熱量的多少，實驗中體現這些思想的設計有
　通過玻璃管內液面上升的高度來反映電阻絲產生熱量的多少　（寫出一條即可）。
通過玻璃管內液面上升的高度來反映電阻絲產生熱量的多少
請回答下列問題：
（2）為驗證猜想一，必須比較同一個燒瓶中前后兩次實驗玻璃管內液面上升的高度，原因是 　保持前后兩次電阻的大小相同　 。
（3）科學研究倡導有依據的猜想，請說出生活中支持猜想二的一個實例： 　相同時間內電水壺中的發(fā)熱體放熱比連接電水壺的導線放熱多　 。
保持前后兩次電阻的
大小相同
相同時間內電水壺中的發(fā)熱體放熱比連接電水
壺的導線放熱多
8．(2023，溫州)用圖甲電路研究電熱與電流的關系，若要比較不同設定電流值時的電熱多少，調節(jié)電流大小過程中，電熱絲已經開始加熱，因而會影響實驗的準確性。為解決這一問題，小明設計圖乙電路進行研究。
圖中電路包括調試電路和實驗電路，R1和R2是阻值都為20歐的電熱絲，R2放置在裝有煤油的保溫容器中。實驗中通過調試電路，使電熱絲R2在調試過程中不發(fā)熱。實驗步驟如下。
①用數字溫度計測量并記錄裝有R2的保溫容器內煤油的溫度。
②將開關S與“1”連接，調節(jié)滑動變阻器，直至電流表示數為0.2安。
③將開關S撥至“2”，使R2工作50秒，斷開開關S，測量并記錄________________。
④再將電流值分別設定為0.3安、0.4安、0.5安、0.6安，重復上述步驟。記錄相關數據，并計算每次升高的溫度Δt(Δt可反映電熱的多少)，整理Δt、I2的數據如圖丙。
(1)將步驟③補充完整。
(2)在圖丙中畫出Δt與I2的關系圖像。
煤油的溫度
(3)小明想改變電熱絲阻值，用上述實驗中設定的電流值，繼續(xù)研究電熱與電流的關系：保持R1不變，將R2更換為30歐的電熱絲，重復上述步驟。他的做法是否合理，說明理由：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
不合理；由于調試電路的電流為設定值時，開關S由“1”撥至
“2”，根據歐姆定律可知，通過30歐電熱絲的電流不是設定值，電流發(fā)生變化，對實驗結果產生影響
9.（2022，臺州）某興趣小組在研究“電阻絲產生的熱量與電阻、電流及通電時間的定量關系”時，制作了如圖甲所示的實驗裝置。有機玻璃盒內裝有電阻絲、水和電子溫度計，盒外采用優(yōu)質保溫材料包裹。
（1）采用優(yōu)質保溫材料的目的是減少實驗過程中 　熱量　 的散失。
熱量
（2）保持水的質量和電流不變，換用不同阻值的電阻絲R，記錄水溫變化ΔT和通電時間t的數據，整理部分數據并繪制圖像如圖乙。根據上述實驗，可以得出結論： 　當電流和通電時間一定時，電阻絲產生的熱量與電阻成正比　 。
（3）保持水的質量、電阻和通電時間不變，改變電流大小，相關數據整理如下表。
電流I/A 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
升高的溫度ΔT/℃ 0.4 0.9 　1.6 2.5 3.6
請分析表中數據，并將表中所缺的數據補充完整。
當電流和通電時間
一定時，電阻絲產生的熱量與電阻成正比
1.6　
測量小燈泡的功率
一、實驗原理與器材
1.實驗原理： 　P＝UI　 。
2.測量器材：電壓表（測電壓）、電流表（測電流）。
3.實驗電路圖如圖所示。
P＝UI
二、實驗設計與實施
1.把電壓表并聯在小燈泡兩端，把電流表串聯在電路中。
2.移動滑動變阻器的滑片，分別使電壓表的示數小于、等于和略大于（約為額定電壓的1.2倍）小燈泡的 　額定電壓　 ，觀察 　小燈泡的亮度　 ，讀出每次 　電流表　 和 　電壓表　 的示數，并將觀察到的現象和對應的測量數據記錄在表格中。
3.測定小燈泡的額定功率和實際功率，收集和整理實驗數據得出實驗結論。調節(jié)滑動變阻器，當電壓表讀數不等于額定電壓時，可測實際功率；當電壓表讀數 　等于　 額定電壓時，可測額定功率。
額定電壓
小燈泡的亮度
電流表
電壓表
等于
三、分析數據和現象
1.額定功率計算（P＝UI）。
2.繪制U- I圖像以及對U- I圖像的理解。
（1）根據U- I圖像計算小燈泡的額定功率。
（2）U -I圖像不符合實際的理由： 　實際電壓大于小燈泡的額定電壓，小燈泡會燒壞　 。
（3）根據U -I圖像比較電阻變化量的大小并給出理由。
3.根據實驗數據總結規(guī)律。
實際電壓大于小燈泡的
額定電壓，小燈泡會燒壞
四、交流與反思
1.小燈泡的額定功率不能求平均值的原因。
2.過了用電高峰期，家中的電燈功率變大，亮度增加，其原因： 　實際電壓接近額定電壓　 。
3.在輸電線路中，為了減少電能的損耗，應盡量選擇短而粗的導線。
4.實驗結束后，是否可以利用本實驗裝置探究電流與電壓的關系？ 　不能，因為小燈泡電阻隨溫度的升高而增大　 。
5.用定值電阻替換小燈泡，根據I R圖像計算滑動變阻器的最大阻值。
實際電壓接近額定電壓
不能，因為小燈泡電阻隨溫度的升高而增大
6.注意事項
（1）電源電壓應高于小燈泡的額定電壓，例如，測定額定電壓為2.5 V的小燈泡的電功率時至少要選兩節(jié)干電池串聯作電源。
（2）電壓表的量程應大于小燈泡的額定電壓，電流表的量程要大于小燈泡正常工作電流。
（3）滑動變阻器允許通過的最大電流要大于燈泡的正常工作電流，而滑動變阻器的最大電阻值應與小燈泡的電阻差不多，以使調節(jié)效果明顯。
（4）根據串聯分壓原理進行判斷，準確熟練地調節(jié)滑動變阻器，使小燈泡在等于額定電壓、略高于額定電壓和低于額定電壓三種條件下發(fā)光。尤其在做第二次實驗時，需小心調節(jié)滑動變阻器，以免因實驗電壓超過額定電壓太多而燒壞燈泡。
（5）開始連接電路時，要使開關斷開，閉合開關前，要把滑動變阻器滑片置于最大阻值處。
（6）開始實驗前，要檢查電路并試觸，實驗結束，要先斷開開關，再整理電路。
【例】　在“測量小燈泡的額定功率”實驗中，所用小燈泡上標有“2.5 V”字樣，滑動變阻器標有“20 Ω　1 A”字樣。
(1)請用筆畫線代替導線，完成圖甲實物電路的連接。(要求：滑動變阻器的滑片P向右滑動時，小燈泡變亮；連線不得交叉)
(2)閉合開關，通過移動滑片P記錄了多組數據如下表，請在圖乙中，描點作出I U的關系圖線，則小燈泡的額定功率為______W，旋轉學生電源旋鈕，使電源電壓為3 V；閉合開關，調節(jié)滑片P使滑動變阻器的阻值為10 Ω，此時小燈泡的實際功率是________W。
0.75
序號 1 2 3 4 5
電壓U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
電流I/A 0.12 0.20 0.24 0.28 0.30
0.2
(3)若實驗中電流表壞了，為了測量小燈泡的額定功率，小虎選用一個定值電阻R0接在原電路電流表的位置，設計了圖丙所示的電路，實驗方案如下：旋轉學生電源旋鈕，使電源電壓為7 V；調節(jié)滑動變阻器滑片P使電壓表的示數為小燈泡額定電壓U額；保持滑片P位置不變，將電壓表正確接在bc之間，測量R0兩端的電壓U0。則小燈泡的額定功率可表示為：P額＝____________(用R0和所測量的符號表示)。
U額U0/R0

展開更多......

收起↑