《电学：电能、电功率和家庭电路》ppt课件

考点聚焦
归类示例
类型三、电功率的测量
例 3 2013•十堰 小明利用如 图20－2甲所示的电路测定小灯泡 的功率。被测小灯泡的额定电压 为2.5 V，电阻约为10 Ω。实验室 有如下器材：电源(电压为6 V)、 电流表(0～0.6 A、0～3 A)、电压 表(0～3 V、0～15 V)、开关各一 个，导线若干，滑动变阻器三只： R1(20 Ω 0.5 A)、R2(50 Ω 0.5 A)、R3(500 Ω 1 A)。
例 1 2012•天津 图20－1是某同学家中的电能表，现用 它测量一只灯泡的实际功率。他关掉其他用电器只让该灯泡工 作，电能表转盘转过30转用时10 min，这段时间灯泡消耗的电 0.01 能是________kW•h ，灯泡的实际功率是________W 。 60
图20－1
考点聚焦 归类示例
n 30 根据 电能表转数 计算电能为 ： W＝ ＝ n0 3000 W 0.01 kW .h kW .h＝0.01 kW .h， 灯泡的实际功率为：P＝ ＝ t 10 h 60 ＝0.06 kW＝60 W。
考点聚焦
归类示例
(3)小明又取了一个规格、型号完全相同的旧灯泡进行实验，发 现在额定电压下工作时，灯泡亮度明显偏暗。小明仔细观察， 发现这只灯泡的玻璃内壁变黑。灯泡亮度偏暗的原因是灯丝发 光时发生________( 升华 填物态变化名称)而变细，消耗的实际功率 变________( 选填“大”或“小”)的缘故。 小 (4)灯泡的功率测量完毕，小明用5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω的定值电阻更换电路中的灯泡，探究电流跟电阻的关系，得 到如图丁所示的电流I随电阻R变化的图像，则小明应选用滑动 变阻器______( R2选填“R1”“R2”或“R3”)。若某次实验中 滑动变阻器连入电路的阻值为14 Ω，则所选定值电阻的阻值为 __________ 。 10 Ω
P额 U额 接线柱流出；根据公式 I 额 ＝ 或 I 额 ＝ 选择量程， R U额
量程要略大于额定电流
考点聚焦
归类示例
进行实验 得出结论 评估交流 一图多用
分别在额定电压、约1.2倍额定电压和低于额定电压 的情况下测出小灯泡的电流，记入表格，计算出小 灯泡在不同电压下的电功率
用电器两端的电压不同，电功率就不同；小灯泡两 端的电压越高，实际功率越大，灯泡越亮
考点聚焦 归类示例
解 析
(1)由图乙可知，电流表指针未指在零点，故需
要进行调零。电压表的示数接近 6 V，说明它测量的是电源电 压，即小灯泡发生了断路，电压表串联在电路中了。(2)在图 丙中找到额定电压 2.5 V 下的电流值为 0.25 A，则小灯泡的 额定功率为 P＝ U 额 I 额 ＝2.5 V×0.25 A＝0.625 W；灯泡的 电阻受温度影响，温度升高，电阻变大，故当电压表示数增 大时，电压表和电流表的示数之比变大。
①电流所做的功跟电压、电流和通电时间成正比。电功 UIt ； 等于电压、电流和通电时间的乘积，即W＝________ U2 ②W＝________ 适用于所有电路)； Pt UIt ＝________( t I2Rt ＝______ ③对于纯电阻电路，可推导出：W＝______ R
电能的计算
电功的单位
考点聚焦 归类示例
图20－3
解 析
U2 （ 9 V）2 额 (1)RL＝ ＝ ＝9 Ω 。 9W P额
U2 （ 6 V）2 实 (2) W 实＝ t＝ × 60 s＝240 J。 RL 9 Ω (3)设滑动变阻器的电阻为 R，电源电压为 U；当 R 的滑片 P 位于中点 c 时，其等效电路如图所示，
第1课时 电能
电功率
第2课时 电流的热效应 第3课时 家庭电路 安全用电
第1课时
电能
电功率
考 点 聚 焦
考点1 电能和电功
用电器消耗电能的过程实际就是电能转化为其他形式的 能的过程，用电器消耗了多少电能就有多少电能转化为 其他形式的能
耗能的实质
耗能的应用
电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等
考点聚焦
归类示例
解 析
根据 P＝UI 可得，两灯泡的额定电流分别为： I1
P1 3 W P2 6 W ＝ ＝ ＝ 0.5 A， I2＝ ＝ ＝ 1 A； U1 6 V U2 6 V 根据欧姆定律可得，两灯泡的电阻分别为： U1 6 V U2 6 V R1＝ ＝ ＝12 Ω ，R2＝ ＝ ＝6 Ω 。 I1 0.5 A I2 1 A 由于两灯泡的额定功率不相等， 两只灯泡不可能同时正常发 光，故 A 不正确；
(2)测量步骤：①关闭室内其他用电器，只让待测用电器工作； ②记下电能表转盘转过一定转数 n 所用的时间 t；③计算用电 W n× 3.6× 106 器的实际功率 P＝ ＝____________(n W 0 为电能表铭牌标着的 t n0t 转盘转数)。
考点聚焦
归类示例
归 类 示 例
类型一、电能及其测量
考点聚焦
归类示例
(3)钨丝在高温下易升华，导致钨丝变细，横截 U2 面积变小，电阻变大，由 P＝ UI＝ 可知，实际功率变小， R 灯泡变暗。(4)探究电流跟电阻的关系时，需保持电阻两端的 电压不变，由图丁可知，电阻两端的电压恒为 2.5 V；当所 用的电阻为 25 Ω 时，由图丁可知，电流 I＝0.1 A，故需滑 U 6 V－2.5 V 动变阻器的阻值为：R 滑＝ ＝ ＝35 Ω ，所以应 I 0.1 A 选择 R2。 若某次实验中滑动变阻器连入电路的阻值为 14 Ω ， U 6 V－2.5 V 此时电路中的电流为： I′＝ ＝ ＝ 0.25 A，所 R 14 Ω U 2.5 V 选定值电阻的电阻为： R′＝ ＝ ＝ 10 Ω 。 I 0.25 A
探究方法
煤油的比热容小，吸收相同的热量，温度升高得快，易 进行实验操作，且它是绝缘体
控制变量法、转换法
考点聚焦 归类示例
实 验 设 计
实验过程分三步完成： ①在电流和电阻相同时，探究电热与通电时间的关系(具体操作 ：把同一只通电烧瓶连入电路中，加热不同的时间，通过观察温 度计示数的变化从而比较产生的电热的多少)； ②在电流和通电时间相同时，探究电热与电阻的关系(电路设计 ：两个阻值不同的电阻串联，目的是控制电流、通电时间相同， 如图甲所示)； ③在电阻与通电时间相同时，探究电热与电流的关系(电路设计 ：将阻值相同的电阻分别放在并联电路的干路和支路上，目的是 控制电阻相同，改变电流大小，如图乙所示)
考点聚焦 归类示例
图20－2
(1)实验前在检查仪器时，发现电流表指针如图乙所示，则接下 来的操作是________________ 。正确连接电路闭合开关后，发 进行调零 现无论怎样移动滑动变阻器滑片，灯泡都不亮，电压表示数接 近6 V，电流表示数几乎为零，则电路的故障可能是 ______________________ 。 小灯泡断路 (2)排除电路故障后，闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，多次 测量，小明画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像， 0.625 如图丙所示，则小灯泡的额定功率为________W 。在多次测量 中，小明还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的 变大 示数之比________( 选填“变大”“变小”或“不变”)。
由于小灯泡两端实际电压不同，实际功率不同，所 以计算平均值无意义
利用该实验装置还能完成的实验是 ________________ 伏安法测电阻 ，由于灯丝电阻不是定值，所以 以上器材不能探究电阻一定时，电流与电压的关系
考点聚焦
归类示例
2.用电能表、停表测量小灯泡的额定功率
W t (1)测量原理：P＝__________ 。
kW•h ；1度＝1 焦耳(J) ，常用单位是________ 国际单位是________ kW· h＝3.6×106 J
考点聚焦 归类示例
测量用电器消耗多少电能的仪表 ①直接根据表盘读数， 最后一位是小数位； 电能表的 ②设实际转数为 n，电能表上标定的参数 计量和计 n n 算 为 n0，则 W＝ (kW· h)＝ × 3.6× 106 J n0 n0
考点聚焦 归类示例
解 析
当 R 的滑片 P 位于中点 c 时， 通过灯泡 L 支路的 U
18 V 电流： I1＝ ＝ ＝ 1 A， R 18 Ω RL＋ 2 9 Ω＋ 2 通过滑动变阻器左部分的电流：I2＝I－I1＝3 A－ 1 A＝2 A， 则滑动变阻器消耗的电功率： P＝P1＋P2＝(1 A)2×9 Ω ＋(2 A)2×9 Ω ＝45 W。
考点聚焦 归类示例
2.额定电压和额定功率
额定电压：用电器正常工作时的电压。 额定功率：用电器在额定电压下的功率。
考点聚焦
归类示例
考点3
测量小灯泡的电功率
1．伏安法测小灯泡的电功率
探究课题：测量小灯泡的电功率 实验原理
UI P＝________
电路图
考点聚焦
归类示例
电源：其电压高于灯泡的额定电压 滑动变阻器：串联接入电路，接入电路时要调到 ______________ 阻值最大处 ；根据能否调到灯泡的额定电压选择滑 动变阻器；作用：改变电路中的电流和灯泡两端的电压 并联在灯泡的两端， 电流从“＋”接线柱流入， 选择仪 电压表： 器和连 “－”接线柱流出；根据额定电压选择电压表量程，量 程要略大于额定电压 (特殊要求除外) 接实物 电流表： 串联在电路中， 电流从“＋”接线柱流入， “－”
甲
考点聚焦
乙
归类示例
结 论
①在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越 ________ 多 ； ②在通电时间一定、电阻相同的情况下， 通过的电流越大，产 生的热量越________ 多
考点聚焦
归类示例
解 析
串联电路中各处的电流相等，故电路中的最大电
流 I 大＝I1＝0.5 A，故 C 不正确； 由于 P＝I2R，且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小 ，故 L1 的电阻大，实际功率大，灯泡较亮，故 B 不正确； 灯泡 L1 正常发6 Ω ＝1.5 W，故 D 正确。