2025年中考物理一轮复习课件14 ：电功律

14电功率 2025物理中考一轮复习课件 第一部分：电能 1 课堂导入 问题：生活中利用的多而且方便的，是哪一种形式的能？ 家里的电饭锅、电热水壶都消耗电能 上学骑电动车也用电能 上课用的投影仪，得依靠电能工作 电能确实是利用方便又广泛的能，我们用的电能来自哪里呢？ 一、电能 1.电能的来源 各种各样的发电厂和电池，把不同形式的能转化为电能，供人们使用。 2 课堂活动 火电厂 化学能转化成电能 三峡水电站 机械能转化成电能 秦山核电站 核能转化成电能 风力发电 机械能转化成电能 太阳能发电 太阳能转化成电能 地热发电 内能转化成电能 干电池 锂电池 蓄电池 大多数电池是把化学能转化成电能 2.电能的利用 各类用电器，在生产生活中把电能转化成其他形式的能 电能转化成内能 电饭锅 电能转化为机械能 电风扇 电灯 电能转化成光能和内能 电脑、电视机 依靠电能工作 太阳能电池板为人造卫星提供电能 高铁动车的强大动力也来自电能 电能已成为应用最广泛和最方便的能量。而且为了保护生态环境，国家大力推行煤改电和油改电政策。 国家大力支持“煤改电”“、”油改电” 3．电能的单位 电能的国际单位：焦耳（J） 生活中的电能单位：千瓦时，符号是 kW·h, 俗称 “度” 他们之间的换算关系是：1kW·h=1×103W ×3600s=3.6 ×106J 你知道家里一个月要交多少电费吗?供电部门怎样来确定用户所用的电量的? 想一想 二、电能的计量 （1）电能表：用来测量用电器在一段时间内消耗电能的仪表 1.认识电能表 IC卡式电能表 电子式电能表 机械式电能表 （2）. 电能表上个参数的含义 ① .220V: 表示该电能表在220 V的电路中使用； ② .5A: 这个电能表的标定电流为5A； ③.(10A): 通过电能表的电流在短时间应用时允许大些，但不能超过10A； ④. 50Hz: 这个电能表在50赫兹的交流电路中使用； ⑤ . 720r/KW.h: 电能表的铝盘转过720转时，接在电路里的用电器消耗的电能是1kW·h ； ⑥ .3200imp/(Kw·h):电能表上的指示灯闪烁3200次，接在电路里的用电器消耗的电能是1kW·h. （3）. 电能表的读数 本周用电： 823.3kw.h-781.5kw.h=41.8kw.h ①.数字表盘有5位数字，最后一位红框里表示小数位。 ②.读数方法：一段时间电能表计数器前后两次读数差，就是这段时间用去的电能。 如：某电能表在一周内的示数变化为： （4）通过电能表求用电器消耗的电能 ①.观察电能表表盘上前后两次的示数，它们的示数差即是所求的电能值. 例如：某电能表的表盘上标有“3000R/KWh”字样，现只让一台40英寸彩电工作，发现一段时间内转盘转了20R，则这段时间内，电视机消耗了多少电能？ ②.测出一定时间内电能表上转盘的转数，再算出电能值. 三、节约用电 “地球一小时”活动是由世界自然基金会向全球发出的倡议.这个活动号召人们在每年3月的最后一个星期六关上灯，并做出一个环保改变，同时动员身边的人也加入环保行列. 讨论交流：1 度电 的作用 电扇运转20小时 生产啤酒15瓶 织布9.5m 电车行驶 0.85 km 电炉炼钢约1.6 kg 电脑工作约5小时 每节约1度电，就相当于节约了0.4 kg标准煤，同时减少排放0.272kg粉尘、0.997 kg二氧化碳、0.03kg二氧化硫、0.015kg氮氧化物。 消耗100度电=78.5公斤碳排放量=1棵树  消耗100公升汽油=270公斤碳排放量=3棵树    为节约每一度电，为保护环境，我们要从点滴做起。随手关灯，电视机不看时，不处于待机状态；夏季空调的温度不要设定的过低等等。 3 课堂小结 本堂重点：电能的各种来源和对应的能量转化，电能表的使用. 本堂难点：电能的单位概念，能利用电能表做简单的计算. 第二部分：电功 1 课堂导入 我们用力推动一个物体，使这个物体在里的方向上移动一段距离，我们就说这个力做了共。那么电流可不可以做功呢？ 一、电功 1．概念：电流通过用电器所做的功叫电功 2．电功的实质：电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程。根据能量守恒定律，电流做了多少功，就消耗了多少电能，就产生了相应数量的其它形式的能。 3．电功的单位 和电能的单位一样：焦耳（J）、千瓦时（度） 1kW·h=1度=3.6 ×106J 2 课堂活动 电流通过电灯时,灯丝灼热发光,电能转化为内能和光能。 电吹风利用电流做功，把电能转化为机械能和内能。 洗衣机利用电能,把衣物洗净，电能转化为机械能。 电热水瓶，利用电能把水烧开，电能转化为内能。 二、影响电流做功多少的因素 探究方法： ①.控制变量法； ②.转换法： 把比较电流做功的多少，转换为小灯泡亮度的比较 （1）探究电功跟电压的关系 保持电流和通电时间不变，改变电压。 把甲乙两个 规格的灯泡串联，保证 相等，闭合开关，观察两个电灯的 和两个电压表的示数。 不同 电流 亮度 实验结论：在电流、通电时间相同的情况下，电压越大，电流做的功越多。 （2）探究电功跟电流的关系 保持电压和通电时间不变，改变电流。 把甲乙两个 规格的灯泡并联，保证 相等，闭合开关，观察两个电灯的 和两个电流表的示数。 不同 电压 亮度 结论：在电压、通电时间相同的情况下，电流越大，电流做的功越多。 根据实际，不难想出：同一个灯泡，工作时间越长，消耗电能越多，电流做功越多。 结论：在电压、电流相同的情况下，通电时间越长，电流做的功越多。 （3）探究电功跟时间的关系 研究表明： 电流所做的功跟电路两端的电压、电路中的电流和通电时间成正比。 即：电功等于电压、电流和通电时间的乘积。 （4）.公式表示： W=UIt ①.电路的同一性:W、U、I、t 四个物理量必须是同一个导体上的四个物理量 ②单位的统一性:W、U、I、t 的单位必须分别是J、V、A、s， 1J＝1V×1A×1S (5)串、并联电路中电功的特点。 串联电路 并联电路 相同点 电流所做的总功等于各部分用电器中电流所做功之和，即： W＝W1＋W2＋… 电流所做的总功等于各部分用电器中电流所做功之和，即： W＝W1＋W2＋… 不同点 相等时间内电流通过各用电器所做的功与其电阻成正比，即：W1∶W2＝R1∶R2 相等时间内电流通过各用电器所做的功与其电阻成反比，即：W1∶W2＝R2∶R1 3 课堂小结 本堂重点：电功的计算公式. 本堂难点：电功的计算. 第三部分：电功率 1 课堂导入 1.电功的物理意义？ 2.电动车行驶过程中，电能转化为什么能？ 复习 表示用电器消耗电能的多少。电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能。 电流通过电动机做功，把电能转化为机械能。 问题 一辆电动自行车行驶了0.5h，消耗了6.3×105J的 电能，一辆电动汽车行驶10min,消耗了3.6×105J的电能，电流通过哪个电机做功多？ 物理量 用电器 时间/s 消耗的电能/J 电动自行车电机 1800 6.3×105 电动汽车的电机 600 3.6×105 可以看出，电流通过电动自行车的电机做功多。 那么，电流通过哪个电机做功快呢？。 如何表示用电器消耗电能快慢或者是电流做功快慢呢？ 电流做功的时间和做功多少都不同，是不是可以比较相同时间内做功多少？ 对。可以类似于力学中比较做功快慢的方法。引入“电功率” 物理量 用电器 时间/s 消耗的电能/J 每秒消耗的电能 电动自行车电机 1800 6.3×105 350 电动汽车的电机 600 3.6×105 600 2 课堂活动 2.定义： 电流在单位时间里所做的功叫电功率。 主要单位：瓦特，简称瓦，符号是W. 4.单位： 1.物理意义： 3.定义公式： 表示电流做功快慢，用符号P表示. 一、电功率 常用单位：1 kW = 103 W；　1 W = 103 mW 4.电功率的一般公式： 公式中各物理量的单位： I——电流-——安培（A） U——电压——伏特（V） P——功率——瓦特（W） P=UI 注意：使用这个公式时，只有电流、电压的单位是安培、伏特时，所的功率的单位才是瓦特 　 各种不同的用电器，电功率一般是不同的，翻看用电器的说明书，我们常常可以看到“电功率”这样的参数。下面是一些用电器的电功率。 4.推导公式： （1）由P= U.I 可得：P = U2 R I = U R 根据欧姆定律： P = I2R （2）把 U= I.R 代入P= U.I 可得： P = I2R P = U2 R 这两个公式只能在纯电阻电路中使用 小资料 　　农田灌溉时用来带动水泵的电动机，功率大约在几千瓦到几十千瓦之间；大型发电站的发电功率可达一百万千瓦以上。发光二极管的功率约为50mW。 电动机 大型发电机组 发光二极管 天河一号巨型计算机 4.04×106W 液晶电视机 约100W 家用空调 约1000W 排风扇 约20W 吸尘器 约800W 手电筒 约0.5W 电吹风机 约500W 计算器 约0.5mW 台式计算机 约200W 电子表 约0.01mW 小资料 用电器的电功率 概念 特点 电功 电功率 概念 意义 公式 单位 测量方法 联系 电流在单位时间内所做的功 电流做功多少 电流做功快慢 W=UIt P=UI 焦耳 千瓦时 瓦特 千瓦 用电能表直接测量 用伏安法间接测量 W=P t 电流所做的功 5.电功和电功率的区别和联系 二、“千瓦时”的来历 利用公式W=P.t计算时，可有两套单位 单位 物理量 电功率（P） 时间(t) 电能(W) 国际单位 W s J 常用单位 kW h kW · h 由 P = W t 得： 1千瓦时是功率为1KW的用电器，使用1h所消耗的电能。 W＝P.t＝１KW×1h＝1kW·h＝1000W×3600S＝3.6×106J 3 课堂小结 本堂重点：电功率的概念的理解及其公式的应用 本堂难点：电功率公式的理解与应用 2 课堂活动 一、额定电压、额定功率 取一个标有“2.5 V 0.5 W”的电灯泡。把它接在电路中。利用滑动变阻器改变它两端的电压，（分别为1.5 V、2.5V、3 V），观察并比较它们的亮度。 演示实验 电路图 实物图 实验现象：在电压为 1.5 V 时，灯泡发光稍暗；在电压为 2.5 V 时，灯泡发光更亮；在电压为3V时，灯泡强烈发光。 U=2.5V U=1.5V U=3V 同时记录电压表和电流表的示数，计算出小灯泡在不同电压下的电功率。 用电器的电功率随着它两端电压的改变而改变。我们说一个用电器的电功率是多大时，一定要指明电压。 实验次数 灯两端电压U/V 通过灯的电流I/A 灯的发光情况 灯的电功率P/W 1 1.5 0.28 稍暗 0.42 2 2.5 0.36 亮 0.9 3 3 0.38 很亮 1.14 实验结论：小灯泡的电功率，随着它两端电压的改变而改变。 实验记录 1.额定电压(U额) :用电器正常工作时的电压。 我国家庭电路电压为 220V,所以照明电路中用电器额定电压都为220V。 2.额定功率(P额) :用电器额定电压下工作的功率。 用电器在实际工作时的电压，往往和额外电压不相等. 3．实际电压(U实):实际加在用电器两端的电压。 4. 实际功率(P实):用电器在实际电压下的功率 一个用电器额定功率只有一个，实际功率可以有无数个 5.用电器的铭牌 各种用电器的铭牌上都会标有额定电压和额定功率 室内加热器 液晶电视 洗衣机 节能灯 空调室外机 电饭煲 6.一只灯标有“PZ220~100”，根据标识的信息，可以求得哪些量？ ①灯的额定电压：220V ② 灯的额定功率：100W ④灯泡的额定电流： P额=U额I额 ③灯泡正常发光时的电阻： R U额2 P额 = = R P额 U额2 = （220V）2 100W =484Ω I额= U额 P额 = 100W 220V =0.45A 测量电功率可以使用专用的功率表，但是在非专业的实验中，常常通过电流和电压的测量来间接得知用电器的电功率。 二、电功率的测量 测量方法一： 1.实验原理： P=UI 2.实验方法：伏安法 3.实验步骤： 用电压表测出用电器两端的电压U，用电流表测出通过用电器的电流I，由公式P = UI计算出用电器的电功率。 测量方法二： 1.实验原理： P = W t 2.实验方法：用电能表计量W 和秒表测量t. 3.实验步骤：让被测用电器单独工作，记录工作一段时间t内铝盘转动的圈数n。 用电器的电功率为： （式中N为电路中消耗1kW·h电能电能表转动的次数） 3 课堂小结 本堂难点：用电功率的公式进行计算。 本堂重点： 区分实际功率和额定功率。 第四部分：测量电功率 1 课堂导入 1.什么决定灯泡的亮度? 想想议议 2.一个小灯泡,铭牌上只有额定电压2.5V，没有电功率，你能想办法测量小灯泡的电功率吗?怎样测量? 选择哪一种方法进行实验呢？ P = W t P =UI ？ 我觉得利用P=U.I在实验室操作起来方便。 我觉得类似于“伏安法”测小灯泡的电阻一样来测电功率。 很好。我们就用“伏安法”来测量小灯泡的电功率。 2 课堂活动 一、测量小灯泡的电功率 测量小灯泡在不同电压下的的电功率 1.实验目的： 【测量要求】（1）使小灯泡两端的电压等于额定电压，观察小灯泡的 亮度，测量它的电功率，这是它的额定功率。 （2）. 使小灯泡两端的电压低于额定电压，观察小灯泡 的亮度，测量它实际的电功率。 （3）. 使小灯泡两端的电压为额定电压的1.2倍，观察小 灯泡的亮度，测量它实际的电功率。 2.实验原理：P=UI 用_______表测出小灯泡两端的_______；用_______表测出通过小灯泡的_____，就可以根据公式P=____求出小灯泡的电功率。这种测量方法叫做 。 电压 电流 UI 电压 电流 伏安法 3.实验电路图： A V （1）改变灯泡两端的电压，以便测量小灯泡在不同电压下的实际功率。 滑动变阻器的作用： （2）限制电流，保护电路。 4.实验器材：额定电压为2.5V的小灯泡一个，电压表，开关，滑动变阻器，电流表，电源，导线若干． 规格 器材 2.5V 0.3A 3.8V 0.3A 电源 3V（三节电池） 4.5V（三节以上电池） 电压表 0~3V 0~15V 电流表 0~0.6A 0~0.6A 滑动变阻器 允许通过的最大电流大于灯泡的额定电流； 最大电阻与灯丝电阻差不多大，以使调节效果明显。 器材规格的选择： 5.实验步骤： （1）将电压表和电流表指针调零，断开开关，按照电路图连接电路，将滑动变阻器滑片放在阻值最大处。 （2）闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数依次为2 V、2.5 V和3 V，依次记下电压表示数U和对应的电流表示数I，分别将U、I 记录在表格中； （3）观察并比较三次小灯泡的发光情况，将现象记录在表格中。 （4）整理好实验器材． 连接实物图 注意事项 1.电流表、电压表、变阻器的接线柱要正确。 2.变阻器的滑片移动要有规律(使灯泡两端的电压渐渐变小或增大),记录的电压 和电流值要一一对应。 3.灯泡两端的电压不能超过额定电压太多,否则会将灯泡烧坏。 次数 电压U/V 电流I/A 发光情况 电功率P/W 1 2 0.28 较暗 2 2.5 0.30 正常 3 3 0.34 很亮 　　小灯泡的额定电压是_______V。 2.5 6.数据记录 0.56 0.75 1.02 (1).在不同的实际功率下,灯泡的亮度一样吗? (2).你认为小灯泡的亮暗是由什么决定的？ 7.分析论证 9.伏安法测小灯泡的电阻和测电功率的比较 （1）相同点 ① .实验电路相同 ②.实验器材相同 ③.测量的物理量相同 ④. 滑动变阻器的作用相同 （2）不同点 ① .实验目的不同 ②.实验原理不同 ③.电压表量程的选择不同。 ④. 对数据处理不同。 U实 = U额 P实 =P额 灯正常发光 U实＜U额 P实 ＜ P额 灯比正常发光暗 U实＞U额 P实 ＞P额 灯比正常发光亮， 灯有可能被烧毁 8.实验结论 （1）.灯泡的实际电功率随两端的电压增大而增大. （3）.实际功率和额定功率的关系： （2）.灯泡的亮度起决于灯泡的实际电功率 常见故障 原因分析 闭合开关，电灯不亮，电压表、电流表无示数 (1)电路断路， (2)电源不提供电压。 闭合开关，电灯不亮，电流表无示数，电压表明显偏转。 (1)灯泡断路， (2)电流表、电压表位置接反。 电流表、电压表的指针偏转角度很小 (1)电流表、电压表的量程选择过大； (2)电源电压过低。 电路连接正确，调不到额定电压 电源电压过低 电灯变量时，电压表的示数变小 电压表接在了滑动变阻器两端 10.故障分析 二、用“伏安法”测量发光二极管的电功率 选择亮度与小灯泡亮度相当的发光二极管，测量它的电功率并与小灯泡相比，在亮度相当的情况下，谁的电功率较小？ 1.实验目的： 2.实验原理：P=UI 3.实验电路图： S P R' a b V mA RLED 4.实验器材：发白光的二极管一个，电压表，开关， 滑动变阻器，毫安表，电源，导线若干． 5.实验步骤： （1）根据电路连接实物图。 （2）检查无误后，闭合开关。调节滑片，使发光二极管的亮度与灯泡发光相当，记下电压表和电流表的示数，计算发光二极管的电功率。 6．处理数据： 计算出电功率，和小灯泡的电功率对比。 物理量 次数 电压U/V 电流I/A 二极管发光 情况 实际功率P/W 1 1.2 0.004 较暗 0.004 2 1.6 0.006 正常发光 0.010 3 2.0 0.009 偏亮 0.018 7．实验结论： 在亮度相当的情况下，发光二极管的电功率小。 3 课堂小结 本堂重点：1．会利用伏安法测定小灯泡的电功率 2．加深对实际功率和额定功率的理解 本堂难点：电流表、电压表及滑动变阻器的正确使用 第五部分：焦耳定律 1 课堂导入 现在的智能手机，已成为人们生活中必备的工具。同学们用手机最多的是来做什么？ 生活中的物理 用手机玩游戏 用手机看视频学习 工作时间长了，手机什么感觉？ 手机发热、甚至烫手 在生活中，许多用电器接通电源工作时，都会有发热现象产生。下面这些用电器有什么共同点？ 这些用电器目的都是利用电来获得热 2 课堂活动 一、电流的热效应 1.概念：电流通过导体时，导体发热的现象，叫电流的热效应。 2.实质：电能转化为内能。 3.一切导体中有电流通过时，都会发生电流的热效应 电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热? 观察思考 电流通过导体时产生热量跟什么因素有关? 提出问题： 二、焦耳定律 猜想： 导体的电阻 导体中电流 通电的时间 有关 电热的大小可能跟 设计实验： （1）实验方法 ①一个物理量可能与多个因素有关时，采用控制变量法。 把电热传递给气体（或液体），把比较电热的多少转化为比较气体（或液体）受热膨胀程度. ②对不易测量或观察的物理量，采用转化法。 （2）实验方案 方案一 方案一：电阻丝加热密封容器中的空气， U形管中液面形成高度差；液面差越大，产生的热量越多。 方案二 方案二：烧瓶内装有煤油，电阻丝产生热量使其温度升高，温度越高，产生热量的越多。 以上两种方案中，加热空气快？还是加热煤油速度快？ 哪种方案效果更明显？ 所以，选择方案一 演示实验： 实验1：探究产生热量Q与电阻R的关系 ①控制不变的量是：______ _________。 电流 通电时间 ②实验记录 电流I/A 相等 电阻丝  R1 R2 电阻/Ω 5 10 液柱高度差 小 大 产生热量（多/少） 少 多 ③实验结论：在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流通过电阻产生的热量越多。 实验2：探究产生热量Q与电流I的关系 ①控制不变的量是：_______ ___________。 电阻 通电时间 电阻相同R1=R2=5Ω 电阻R/Ω R1 R2 电流I/A 2I1 I1 液柱高度差 大 小 产生热量（多/少） 多 少 ②实验记录 ③实验结论：在电阻和 通电时间相同时，电流越大，电流通过电阻产生的热量越多。 实验3：探究产生热量Q与通电时间的关系 ①给同一个电阻通电的时间越长，液柱上升较高。 ②在电流、电阻相同的情况下，通电的时间越长，这个电阻产生的热量越多。 焦 耳 定 律 1.内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。 2.公式：Q =I²Rt 3.单位：I—安，R —欧，t —秒，Q —焦. 4. 理论推导: 如果消耗的电能全部转化为内能， 则有：Q= W 又因：W＝UIt， U＝IR 所以：Q=W=UIt=IR · It =I2Rt 5.电功与电热: （1）电流流过纯电阻用电器（如白炽灯、电炉、电烙铁、电熨斗等）时，电能全部转化为内能，则： （2)电流流过纯电阻用电器（如电风扇、电动自行车空调等，消耗的电能一部分转化成内能，所以W＞Q。消耗的电能：W =Pt=UIt ，产生的热量：Q=I2Rt。 纯电阻 非纯电阻 电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热? 观察思考 因导线电阻很小（0.01~0.001Ω），而电炉电阻很大（几十、几百欧姆），而且导线与电炉丝是串联关系，电流和通电时间相等，根据Q=I2Rt，导线生热很微小，故感觉不热。 Q = I2Rt=(0.6 A)2×60 W×300 s = 6480 J 　　一根 60 Ω 的电阻丝接在 36 V的电源两端，在 5 min内共产生多少热量? 答: 在 5 min 内共产生 6 480 J 热量。 解: 例题 I =　 =　　　 = 0.6 A U R 36 V 60 Ω 额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多。可是按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产生的热量越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事? 想想议议 答：前者说电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多，前提条件是电压相同；而后者说，电阻越大，单位时间内产生的热量越多，前提条件是电流相同，两者并不矛盾。所以我们在应用公式时应该特别注意条件。 三、电热的利用和防止 （1）电热器: 把电能转换为内能的装置。 1．电热的利用 （2）电热器的原理: 利用电流的热效应 电饭锅 电热水壶 电热取暖器 电热孵化器 (1)电热的危害:轻则用电器烧坏；重则引发火灾。 2.电热的防止 (2)防止措施有： ① ．设法减少产生的热量。 ② ．可以设法散热。 投影仪的散热窗 电脑CPU的 散热片和风扇.　 主板上的散热片 3 课堂小结 本堂难点：焦耳定律的实验探究过程。 本堂重点：焦耳定律的理解及应用。 $$