第十八章　电 功 率课件 2024-2025学年物理人教版九年级全一册

第十八章 电 功 率 一、 填空题(每小题2分,共20分) 1. 电能表是直接测量 的仪表。 2. 在生活中,人们用千瓦 时(kW h)作为电功的单位,也被称为 “度”,相当于功率为1kW的家用电器工作1h所消耗的电能。1kW h = J。 3. 一灯泡铭牌标有“6V 3W”字样,若此灯泡接入电源电压为9V 的电路中可以正常发光,则电路中需要串联一个电阻为 的定 值电阻。 电能 3.6 106 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 4. 在某汽车尾部的挡风玻璃上,有一种电加热除雾装置,它由5条阻值 均为12 的电阻丝并联而成,简化结构如图所示。该装置与12V的汽车 电池接通工作1min,产生的总热量为 J。 第4题 3600 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 5. 如图所示为两个电路元件甲和乙的电流与电压的关系图象。现将元件 甲、乙并联接入电路中,当干路中电流为0.3A,通电10min时,甲、乙 元件的电功之比为 。 第5题 1∶2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 6. 如图所示,电源电压不变,开关S闭合,S1由闭合到断开时,电压表 的示数由12V变为8V,此时电路的总功率 (填“变大”“变 小”或“不变”),定值电阻R1与R2的电功率之比为 。 第6题 变小 1∶2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 7. 如图所示,电源电压不变,将阻值为6 的电阻与一个“6V 3W”的 小灯泡甲串联后接到9V的电路中,小灯泡甲恰能正常发光;如果在此电 路中将“6V 3W”的小灯泡甲换成“6V 4.5W”的小灯泡乙,那么小 灯泡乙的实际功率 (填“大于”“小于”或“等于”)4.5W。 (设灯丝电阻不变) 第7题 小于 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 8. 小明用如图所示电路研究调光灯的工作原理,所用电源电压恒为6V, 灯泡L标有“4.8V 0.3A”字样,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,当 观察到 时,可知灯泡正常发光。 第8题 电流表示数为0.3A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 9. 家用LED吸顶灯是采用LED作为光源的一种灯,与一般的日光灯、节 能灯相比,吸顶灯不仅节能环保,而且耗电量较少,同等亮度耗电量比 普通节能灯要节约80%,则12W的LED灯的亮度与 W的节能灯亮 度相当。 10. 某电热水器的电功率为484W,其数值的物理含义是 。若自来水的温度为15 ,该电热水器的 电加热效率为84%,则一度电可使该电热水器将 kg的自来水加热 至45 。[已知c水=4.2 103J/(kg )] 60 电热水器工作 时电流每秒所做的功为484J 24 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 二、 选择题(每小题2分,共14分;每小题给出的四个选项中,只有一 个选项是符合题意的) 11. 历史上第一个成功研究热和功关系以及电流的热效应,为能量守恒 定律的建立奠定坚实实验基础的科学家是( C ) A. 伏特 B. 安培 C. 焦耳 D. 欧姆 12. 下列用电器与电蚊香加热器的工作原理相同的是 ( A ) A. 电饭煲 B. 电扇 C. 电视机 D. 电冰箱 C A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 13. 一名电视台记者在报道某工厂“淘汰落后产能、促进新旧动能转 换”仅上半年就节电15000kW h的时候,手举一只理发用的电吹风说: “这只电吹风是1500W的,也就是1.5kW,这个厂节省的电力可以开动 10000个这样的电吹风。”这名记者的报道中弄混了两个重要的电学概 念。这两个概念是电能和( D ) A. 电流 B. 电阻 C. 电压 D. 电功率 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 14. 如图所示,闭合开关S,两灯泡均正常发光,则两灯泡一定具有相同 的( D ) A. 电阻 B. 实际功率 C. 额定功率 D. 额定电压 第14题 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 15. 小王的手机电池的铭牌上标有“5V 4000mA h”的字样,手机正常 使用时功率为2W。如果他在电池电量剩余30%时,立刻插上30W的充 电器,并持续正常使用,直到电量充满,那么他这次给手机充电的时间 是( B ) A. 0.67h B. 0.5h C. 0.47h D. 0.2h B 16. 甲、乙两灯泡分别标有“6V 3W”和“3V 3W”的字样,若将它 们串联在6V的电路中,则较亮的灯泡是(设灯丝电阻不变)( A ) A. 甲灯泡 B. 乙灯泡 C. 一样亮 D. 无法确定 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 17. 在如图甲所示电路中,电源电压不变,R0为定值电阻。滑动变阻器 的滑片P从a端移到b端的过程中,电压表与电流表的示数变化规律如图 乙所示。下列说法错误的是( C ) 第17题 C A. 定值电阻R0的阻值为10 B. 电源电压为6.0V C. 电路的总功率范围是0~3.6W D. 滑动变阻器的调节范围为0~20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 三、 实验题(第18小题4分,第19小题6分,第20小题6分,共16分) 18. 如图是小明家电能表的表盘,其读数是 kW h。小明将家中 其他用电器关闭,只让干衣机单独工作,观察到6min内电能表指示灯闪 烁了160次,它的实际功率是 kW。 第18题 619.5 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 19. 如图所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实 验的部分装置,两个相同的透明容器中封闭着等量的空气。 第19题 (1) 实验中通过观察 的变化来反映电阻产生 热量的多少。 U形管中液面高度差 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 (2) 连接好电路后闭合开关,通电一段时间,观察到右侧液面高于左 侧液面,如图甲所示,表明在电流和通电时间相同的情况下, 越大,产生的热量越多。 (3) 图乙中R3与R2并联,目的是使通过R1与R2的 不同。 电阻 电流 第19题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 20. 小海同学做“测定小灯泡的电功率”实验,现有电源(电压为2V的 整数倍)、分别标有“10 2A”“20 2A”字样的A、B两个滑动变 阻器、待测小灯泡(标有“2.5V”字样)、电流表、电压表、开关及导 线若干。他选取一个变阻器进行实验,将电流表串联在电路中,将电压 表并联在电路中。移动滑片,又进行实验,记录数据如表,并用其中一 组数据成功计算出小灯泡的额定电功率。 实验序号 电压U/V 电流I/A / 1 3.0 0.18 2 2.5 0.26 3 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 (1) 测定小灯泡电功率的实验原理是 。 (2) 请通过以上信息判断小海同学所选滑动变阻器为 。 (3) 请根据相关信息计算出小灯泡的额定功率P额。(需写出主要推理 和计算过程) P=UI B 解:根据表格中的数据分析可知:电路中的电流越大,电压表的示数越 小,所以电压表并联在滑动变阻器两端,电源电压为2V的整数倍,小 灯泡的额定电压是2.5V,第1、2次实验,若小灯泡正常发光,则U源1= 3V+2.5V=5.5V、U源2=2.5V+2.5V=5V,均不符合题意,所以第3次 灯泡正常发光,此时变阻器阻值为5 ,电压应该低于2.5V,根据串联 电路的电压特点,此时变阻器两端电压只能为1.5V,即电源电压为4V。当小灯泡正常发光时,电路中的电流I===0.3A;此时灯泡两端的电压为额定电压2.5V,对应的电流为0.3A,所以小灯泡的额定功率P额=U额I=2.5V 0.3A=0.75W 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 四、 计算与推导题(第21小题6分,第22小题6分,第23小题8分,共20 分;解答要有必要的公式和过程) 21. 电动机是现代生活和生产中一种重要的动力装置,它工作时主要把 电能转化为机械能,还有一部分电能在线圈中转化为内能散失掉。 (1) 电动机输出的机械功率和消耗的电功率之比叫做电动机的效率。 若电动机的额定电压为U,额定电流为I,线圈电阻为R,请推证:电动 机正常工作时的效率 = 100%。 解:(1) 电动机消耗的电功率P电=UI,电动机发热功率P热=I2R,电 动机输出的机械功率P机械=P电-P热=UI-I2R,电动机工作时的效率 = 100%= 100%= 100% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 (2) 若一台额定电压为3V的小直流电动机正常工作时,通过线圈的电 流为0.3A,线圈的电阻为2 ,求电动机正常工作10s时获取的机械能。 解:(2) 10s内电动机消耗的电能W=UIt=3V 0.3A 10s=9J,10s 内线圈产生的热量Q=I2Rt=(0.3A)2 2 10s=1.8J,获取的机械能 W机=W-Q=9J-1.8J=7.2J 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 22. 如图,电源电压为12V且保持不变,灯泡L标有“6V 6W”的字 样。滑动变阻器R2的最大阻值为40 。求:(不考虑温度对灯泡电阻的 影响) (1) 灯泡的电阻。 解:(1) 灯泡的电阻R灯===6 第22题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 (2) 当开关S闭合,S1、S2断开,滑动变阻器R2接入电路的电阻为18 时,灯泡两端的电压。 解:(2) 当开关S闭合,S1、S2断开时,R2和小灯泡 串联,电路中的总电阻R总=R灯+R2=6 +18 = 24 ;电路中的总电流I===0.5A;灯泡两端的 电压U灯=IR灯=0.5A 6 =3V 第22题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 (3) 当开关S、S1、S2都闭合,将滑动变阻器的滑片P移到最右端时, 电流表示数为1.5A,此时R1消耗的电功率。 解:(3) 当开关S、S1、S2都闭合,将滑动变阻器的 滑片P移到最右端时,R1和R2并联,I2=== 0.3A,通过R1的电流I1=I总-I2=1.5A-0.3A=1.2A; 此时R1消耗的电功率P1=UI1=12V 1.2A=14.4W 第22题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 23. 图甲是某品牌电热饮水机,图乙是其内部加热部分的简化电路图, 其中S为手动开关,S0为自动温控开关,图丙为其铭牌上的部分参数, 求:[c水=4.2 103J/(kg ), 水=1.0 103kg/m3] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 (1) 正常保温状态时,电路中的电流。 解:(1) 正常保温状态时,电路中的电流I===0.2A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 (2) 电阻R1和R2的阻值。 解:(2) 两开关均闭合时,电路为R1的简单电路,R1== =60.5 ;只闭合开关S时,两电阻串联,R串== =1100 ;R2=R串-R1=1100 -60.5 =1039.5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 (3) 容器中装满水时,将水从20 加热至100 所需要的时间。(不 计热量损失) 解:(3) 装满水时水的体积V=1L=1dm3=1 10-3m3,水的质量m = 水V=1.0 103kg/m3 1 10-3m3=1kg;水吸收的热量Q吸=c水m(t -t0)=4.2 103J/(kg ) 1kg (100 -20 )=3.36 105J, 不计热量损失,消耗的电能W=Q吸=3.36 105J,需要的加热时间t时= ==420s 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 $$