1、第六章第六章 电功率电功率 第六章总结提升第六章总结提升 本章知识梳理 第六章第六章 电功率电功率 知识框架知识框架 电功率电功率 电功电功 定义：电流所做的功定义：电流所做的功 测量：电能表（读数：电能表计数器上前测量：电能表（读数：电能表计数器上前 后两次读数之差）后两次读数之差） 国际单位：焦耳（国际单位：焦耳（J） 常用单位：千瓦时（常用单位：千瓦时（kWh）、度）、度 电功率电功率 意义：表示消耗电能快慢的物意义：表示消耗电能快慢的物理量理量 定义：用电器消耗电能与时间之比定义：用电器消耗电能与时间之比 公式：公式：PW t 电功率跟电流、电压的关系：电功率跟电流、电压的关系：PUI
2、 电热电热 焦耳定律（公式：焦耳定律（公式：QI2Rt） 电热的利用与防止电热的利用与防止 灯泡的电功率灯泡的电功率 额定电压与额定功率额定电压与额定功率 测定小灯泡的额定功率测定小灯泡的额定功率 第六章第六章 电功率电功率 重点梳理重点梳理 1电功：电流所做的功。实质：电能转化为电功：电流所做的功。实质：电能转化为_ 的过程。的过程。 2电功计算公式：电功计算公式：_。 3测量电功仪表：电能表。电能表上“测量电功仪表：电能表。电能表上“220 V”“5 A”“3000 r/(kW h)”的含义：的含义：_ _ _。 4电功率：用电器所消耗电能与时间之比。计算公式：电功率：用电器所消耗电能与时
3、间之比。计算公式： _。 其他形式能量其他形式能量 WUIt 电能表接在电压为电能表接在电压为220 V的电路中使用；的电路中使用； 允许通过的最大电流是允许通过的最大电流是5 A；每消耗；每消耗1 kW h的电能，转盘转的电能，转盘转 3000转转 PW t 第六章第六章 电功率电功率 5电功率计电功率计算公式算公式：P W t _(适用于所有电路适用于所有电路)。 对于纯电阻电路可推导出：对于纯电阻电路可推导出：P_ 。无论用电器。无论用电器 串联或并联串联或并联，总功率等于各个用电器的功率之和。计算公式总功率等于各个用电器的功率之和。计算公式 (对于两个用电器对于两个用电器)：_ 。 6
4、焦耳定律焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟：电流通过导体产生的热量跟_ _的的 平方成正比平方成正比，跟导体的跟导体的_ _成正比成正比，跟通电跟通电_ _ 成正比。计算公式：成正比。计算公式：_ _(适用于所有电路适用于所有电路)。焦耳定。焦耳定 律研究的是电能转化为律研究的是电能转化为_ _的现象的现象，就是电流的就是电流的 _ 。 UI I2RU 2 R P总 总P1P2 电流电流 电阻电阻 时间时间 QI2Rt 内能内能 热效应热效应 第六章第六章 电功率电功率 7额定功率：用电器在额定电压下的功率。计算公式：额定功率：用电器在额定电压下的功率。计算公式： _。 8灯泡上标有的“灯泡上
5、标有的“PZ22025”字样分别表示：字样分别表示： _。 9测定小灯泡的额定功率：实验原理测定小灯泡的额定功率：实验原理_。实验电。实验电 路图如图路图如图6T1所示。所示。 普通照明，额定电压普通照明，额定电压220 V，额定功率，额定功率25 W PUI P额 额U额额I额额 整合拓展创新 类型一类型一 动态电路的分析动态电路的分析 第六章第六章 电功率电功率 电路的变化主要是由于滑动变阻器滑片移动或电路中开关电路的变化主要是由于滑动变阻器滑片移动或电路中开关 状态改变引起的状态改变引起的。不管是开关闭还是滑片移不管是开关闭还是滑片移，其实质都是改其实质都是改 变了电路的电阻变了电路的电
6、阻，从而改变电路中的电流从而改变电路中的电流，用电器消耗的电用电器消耗的电 功率也会随之变化功率也会随之变化。 第六章第六章 电功率电功率 例例1 (多选多选)如图如图6T2所示，电源电压保持不变，闭合所示，电源电压保持不变，闭合 开关，将滑动变阻器的滑片向右移动。下列说法正确的是开关，将滑动变阻器的滑片向右移动。下列说法正确的是 ( ) A电压表和电流表示数都变小电压表和电流表示数都变小 B定值电阻定值电阻R1消耗的电功率变小消耗的电功率变小 C当滑片当滑片P移至最右端时，整个电路移至最右端时，整个电路 消耗的电功率最大消耗的电功率最大 D电压表示数变小，电流表示数变大电压表示数变小，电流表
7、示数变大 CD 【针对训练针对训练】 第六章第六章 电功率电功率 1如图如图6T3甲所示是伏安法测定小灯泡电阻甲所示是伏安法测定小灯泡电阻、电功率电功率 的实验电路图的实验电路图。小灯泡正常工作时小灯泡正常工作时，两电表的示数如图乙所示两电表的示数如图乙所示， 则下列说法不正确的是则下列说法不正确的是( ) D 第六章第六章 电功率电功率 A在连接电路时，应将开关断开，并将滑动变阻器阻值调在连接电路时，应将开关断开，并将滑动变阻器阻值调 至最大值至最大值 B小灯泡的额定功率为小灯泡的额定功率为0.72 W，此时的电阻为，此时的电阻为8 C如果将滑片如果将滑片P向向a端滑动，则电压表的示数将变大
8、端滑动，则电压表的示数将变大 D如果将滑片如果将滑片P向向b端滑动，则小灯泡的实际功率将大于额端滑动，则小灯泡的实际功率将大于额 定功率定功率 第六章第六章 电功率电功率 解析解析 在连接电路时在连接电路时，开关应断开开关应断开，是为了防止短路现是为了防止短路现 象。将变阻器连入电路时象。将变阻器连入电路时，滑片应移到使电路中电流最滑片应移到使电路中电流最小的小的 位置位置，即为阻值最大位置，也是为了保护电路，即为阻值最大位置，也是为了保护电路，A正确。由图正确。由图 可知可知，电流表选用的量程为电流表选用的量程为00.6 A，分度值为分度值为0.02 A，故电故电 流为流为0.3 A，电压表
9、选用的量程为电压表选用的量程为03 V，分度值为分度值为0.1 V，故故 小灯泡两端电压为小灯泡两端电压为2.4 V，PUI2.4 V0.3 A0.72 W，R U I 2.4 V 0.3 A 8 ，B正确。如果将滑动变阻器滑片正确。如果将滑动变阻器滑片P向向a端滑端滑 动动，其连入电路的电阻变小其连入电路的电阻变小，小灯泡小灯泡L的电阻不变的电阻不变，故电故电路中路中 电流变大电流变大，小灯泡两端的电压变大，电压表的示数将变大，小灯泡两端的电压变大，电压表的示数将变大，C 正确。如果将滑片正确。如果将滑片P向向b端滑动端滑动，连入电路的电阻变大连入电路的电阻变大，电路电路 中的电流变小中的电
10、流变小，根据公式根据公式PI2R可知可知，P将减小将减小，D错误错误，选选 D。 类型二类型二 灯泡安全使用的问题灯泡安全使用的问题 第六章第六章 电功率电功率 灯泡安全使用问题涉及将来我们在生活中正确使用其他用电灯泡安全使用问题涉及将来我们在生活中正确使用其他用电 器问题器问题。在解决此类问题时在解决此类问题时，应注意其实际电压应注意其实际电压、实际电流的实际电流的 变化以及实际电功率的变化变化以及实际电功率的变化，保证其在安全情况下使用保证其在安全情况下使用。 例例2 一个标有“一个标有“12 V 6 W”的灯泡，接到的灯泡，接到18 V的电源上，要的电源上，要 使灯泡正常发光，应给灯泡串
11、联一个使灯泡正常发光，应给灯泡串联一个_的电阻，该电的电阻，该电 路工作路工作10 s消耗的电能是消耗的电能是_J。 12 90 【针对训练针对训练】 第六章第六章 电功率电功率 2如图如图6T4所示，电源电压为所示，电源电压为12 V保持不变，小灯泡标保持不变，小灯泡标 有“有“3 V 1.5 W”字样，电流表的量程是字样，电流表的量程是00.6 A，滑动变阻，滑动变阻 器的规格是“器的规格是“50 1 A”，为了保证电路各元件都能安全使，为了保证电路各元件都能安全使 用，则滑动变阻器连入电路的阻值至少是用，则滑动变阻器连入电路的阻值至少是_，整个，整个 电路允许消耗的最大功率是电路允许消耗
12、的最大功率是_W。 6 18 第六章第六章 电功率电功率 解析解析 灯泡的电阻：灯泡的电阻：RL U2 L PL （3 V）2 1.5 W 6 ，灯泡正灯泡正 常工作的电流：常工作的电流：I PL UL 1.5 W 3 V 0.5 A，所以电路中允许通过所以电路中允许通过 的最大电流为的最大电流为0.5 A，此时电路的总电阻最小此时电路的总电阻最小，R U I 12 V 0.5 A 24 ，所以滑动变阻器连入电路的阻值最小是：所以滑动变阻器连入电路的阻值最小是：R滑 滑R RL24 6 18 ，整个电路允许消耗的最大功率整个电路允许消耗的最大功率 是：是：PUI12 V0.5 A6 W。 第六
13、章第六章 电功率电功率 点评点评 本题考查电阻本题考查电阻、电流和电功率的计算电流和电功率的计算，关键是要灵活运关键是要灵活运 用公式及其变形用公式及其变形。本题的难点是判断电路允许通过的最大电流本题的难点是判断电路允许通过的最大电流， 还要知道串联电路电阻的规律还要知道串联电路电阻的规律。 类型三类型三 电功、电热与电功率在生活中的应用电功、电热与电功率在生活中的应用 第六章第六章 电功率电功率 家庭用电器已走进千家万户家庭用电器已走进千家万户，电功和电功率在生活中有广泛电功和电功率在生活中有广泛 的应用的应用，在使用家用电器时怎样选择合适功率的用电器已成为在使用家用电器时怎样选择合适功率的
14、用电器已成为 一个新的问题一个新的问题。 第六章第六章 电功率电功率 例例3 小明购买了如图小明购买了如图6T5所示的干鞋器所示的干鞋器，其电阻为其电阻为2200 ，正常工作电流为正常工作电流为0.1 A。把其放入鞋内把其放入鞋内，通电后就可以起干通电后就可以起干 燥燥、杀菌杀菌、除臭的作用除臭的作用，这是利用电流的这是利用电流的_工作的工作的。 它正常工作它正常工作100 s产生产生_的热量的热量。 热效应热效应 2200 J 第六章第六章 电功率电功率 解析解析 干鞋器通电时能产生热量干鞋器通电时能产生热量，把电能转化为内把电能转化为内 能能，利用的是电流的热效应。干鞋器产生利用的是电流的
15、热效应。干鞋器产生的热量：的热量：QI2Rt (0.1 A)22200 100 s2200 J。 【针对训练针对训练】 第六章第六章 电功率电功率 3如图如图6T6所示是某课外小组的同学设计的电热水壶的所示是某课外小组的同学设计的电热水壶的 电路图，电路图，R0是电热水壶中的电热管，是电热水壶中的电热管，R是与电热水壶的电热是与电热水壶的电热 管串联的电阻，阻值为管串联的电阻，阻值为319 。此电热水壶是在热胆中储水，。此电热水壶是在热胆中储水， 由电热管加热工作。电热管的铭牌上标有“由电热管加热工作。电热管的铭牌上标有“220 V 400 W” 的字样，的字样，S是控制电热水壶处于加热状态和
16、保温状态的开关。是控制电热水壶处于加热状态和保温状态的开关。 问：问： 第六章第六章 电功率电功率 (1)S闭合时，电热水壶处于加热状态还是保温状态？闭合时，电热水壶处于加热状态还是保温状态？ (2)电热水壶处于加热状态时，通过电热管的电流是多少？电热水壶处于加热状态时，通过电热管的电流是多少？ (保留保留1位小数位小数) (3)电热水壶处于保温状态时，通电电热水壶处于保温状态时，通电15 min，电热管产生的热，电热管产生的热 量是多少焦耳？量是多少焦耳？ 答案答案 (1)加热状态加热状态 (2)1.8 A (3)27225 J 第六章第六章 电功率电功率 解析解析 (1)当当S闭合时闭合时
17、，R被短路被短路，电路中电阻最小；则由电路中电阻最小；则由 P U2 R 可得：当电路中电阻最小时可得：当电路中电阻最小时，电路中消耗的功率最大。电路中消耗的功率最大。 故故S闭合时闭合时，电热水壶处于加热状态。电热水壶处于加热状态。 (2)电热水壶处于加热状态时电热水壶处于加热状态时，电热管正常工作电热管正常工作，通过它通过它 的电流为：的电流为：I P额 额 U额 额 400 W 220 V 1.8 A。 第六章第六章 电功率电功率 (3)当当S断开时断开时，R与与R0是串联的是串联的，电热水壶处于保温状电热水壶处于保温状 态态，电热管电阻：电热管电阻：R0 U2 额额 P额 额 （220
18、 V）2 400 W 121 ，电路中总电路中总 电阻：电阻：R串 串RR0319 121 440 ；则电路中的；则电路中的 电流电流I U R串 串 220 V 440 0.5 A，电流通过电热管产生的热量：电流通过电热管产生的热量：Q 温温(I)2R0t(0.5 A)2121 1560 s27225 J。 类型四类型四 小灯泡功率的探究实验小灯泡功率的探究实验 第六章第六章 电功率电功率 小灯泡功率的测量原理为小灯泡功率的测量原理为PUI，在探究过程中注意电路的在探究过程中注意电路的 正确连接正确连接、电表的正确使用和量程的选择电表的正确使用和量程的选择。此类题目还经常考此类题目还经常考
19、查电路故障判断查电路故障判断，实验结果分析等实验结果分析等。 例例4 在在“测定小灯泡电功率测定小灯泡电功率”的实验中的实验中，小灯泡的额定电压小灯泡的额定电压 是是2.5 V，滑动变阻器上标有滑动变阻器上标有“10 2 A”字样字样，小灯泡的电小灯泡的电 阻小于阻小于10 。 第六章第六章 电功率电功率 (1)连接不完整的电路如图连接不完整的电路如图6T7甲所示甲所示，请用笔画线代替请用笔画线代替 导线导线，将实物电路连接完整将实物电路连接完整(要求导线不交叉要求导线不交叉)。 答案答案 (1)图略图略(小灯泡的右接线柱与电压表的“小灯泡的右接线柱与电压表的“3”接线柱相连接线柱相连) 第六
20、章第六章 电功率电功率 (2)连接好电路后，为了保证电路的安全，要将滑动变阻器滑连接好电路后，为了保证电路的安全，要将滑动变阻器滑 片移至片移至_(选填“选填“A”或“或“B”)端，才能闭合开关；闭合端，才能闭合开关；闭合 开关时，发现电流表指针偏向没有刻度的那一边，造成这一故开关时，发现电流表指针偏向没有刻度的那一边，造成这一故 障的原因是障的原因是_。 (3)排除故障，闭合开关，电压表的示数为排除故障，闭合开关，电压表的示数为1.5 V，为了让小，为了让小 灯泡正常发光，应将滑片向灯泡正常发光，应将滑片向_(选填“选填“A”或“或“B”)端移端移 动。动。 (4)当小灯泡正常发光时，电流表
21、示数如图乙所示，通过小灯当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，通过小灯 泡的电流是泡的电流是_A，小灯泡的额定功率是，小灯泡的额定功率是_W。 A 电流表正、负接线柱接反了电流表正、负接线柱接反了 B 0.3 0.75 第六章第六章 电功率电功率 (5)将图甲中的小灯泡更换成定值电阻，且电路连接完好，还将图甲中的小灯泡更换成定值电阻，且电路连接完好，还 可以完成的实验是可以完成的实验是( ) A探究电流与电阻的关系探究电流与电阻的关系 B探究电流与电压的关系探究电流与电压的关系 C探究电流产生的热量与电阻的关系探究电流产生的热量与电阻的关系 D探究电流与电阻的关系探究电流与电阻的关系 B
22、【针对训练针对训练】 第六章第六章 电功率电功率 4图图6T8甲是小红同学在“测量小灯泡的电功率”实验中甲是小红同学在“测量小灯泡的电功率”实验中 连接的实验电路，小灯泡的额定电压为连接的实验电路，小灯泡的额定电压为3.8 V，电源电压为，电源电压为6 V。 第六章第六章 电功率电功率 (1)当开关闭合，滑动变阻器的滑片向左滑动时，电流表示数当开关闭合，滑动变阻器的滑片向左滑动时，电流表示数 _，电压表示数，电压表示数_(选填“变大”“变小”或选填“变大”“变小”或 “不变”“不变”)。 变大变大 不变不变 (2)同组的小刚同学发现接线中有一处错误，所以才出现上述同组的小刚同学发现接线中有一处
23、错误，所以才出现上述 现象，而且只需改动一根导线的连接，就会符合实验要求。请现象，而且只需改动一根导线的连接，就会符合实验要求。请 你在需要改动的导线上打上“你在需要改动的导线上打上“”，并用笔画线代替导线画出，并用笔画线代替导线画出 正确的接线。正确的接线。 第六章第六章 电功率电功率 答案答案 如图如图6T9甲所示甲所示 第六章第六章 电功率电功率 (3)电路连接正确后电路连接正确后，他们正常进行实验并将实验数据记录在下他们正常进行实验并将实验数据记录在下 表中表中。若第二次测量时电流表的示数如图乙所示若第二次测量时电流表的示数如图乙所示，则此时电流则此时电流 为为_A，小灯泡的额定功率为
24、小灯泡的额定功率为_W。 实验次数实验次数 1 2 3 电压电压U/V 3.0 3.8 4.5 电流电流I/A 0.34 0.42 0.38 1.444 第六章第六章 电功率电功率 (4)假设电压表的假设电压表的015 V量程已损坏，只有量程已损坏，只有03 V量程能正量程能正 常使用，若利用现有器材测出小灯泡的额定功率，请在虚线框常使用，若利用现有器材测出小灯泡的额定功率，请在虚线框 中画出你设计的电路图。中画出你设计的电路图。 第六章第六章 电功率电功率 答案答案 如图乙所示如图乙所示 第六章第六章 电功率电功率 解析解析 (1)由电路图可知由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联灯泡与滑动变阻
25、器串联，电压表与灯电压表与灯 泡和滑动变阻器串联电路并联泡和滑动变阻器串联电路并联，测量的是电源电压测量的是电源电压，向左移动向左移动 滑动变阻器滑片时滑动变阻器滑片时，电源电压不变电源电压不变，电压表示数不变；滑动变电压表示数不变；滑动变 阻器接入电路的阻值变小阻器接入电路的阻值变小，电源电压不变电源电压不变，由欧姆定律可知由欧姆定律可知， 电路电流变大电路电流变大，电流表示数变大电流表示数变大。(2)电压表应与灯泡并联电压表应与灯泡并联，如如 图图6T9甲所示甲所示。(3)由电流表可知由电流表可知，电流表量程是电流表量程是00.6 A， 分度值是分度值是0.02 A，电流表示数是电流表示数
26、是0.38 A。由表中实验数据可知由表中实验数据可知， 此时电压表示数是此时电压表示数是3.8 V，灯泡功率为额定功率灯泡功率为额定功率，灯泡额定功率：灯泡额定功率： PUI3.8 V0.38 A1.444 W。 第六章第六章 电功率电功率 点评点评 本题考查了电路图错误的查找并改正本题考查了电路图错误的查找并改正、电流表读数电流表读数、设设 计实验电路图等计实验电路图等，是实验的常考问题是实验的常考问题，要求必须掌握要求必须掌握。对电表对电表 读数时应先确定电表的量程与分度值读数时应先确定电表的量程与分度值，然后再读数然后再读数，读数时视读数时视 线要与电表刻度线垂直线要与电表刻度线垂直。
