三新 第十三章 电功和电功率.docx

第十三章 电功和电功率第一节 电功和电能一、学习要求 1理解电功的概念；2知道电流做功的过程是电能转化成其他形式能的过程；3知道电能的单位kWh与J的关系；4会用电能表测量家用电器消耗的电能；5了解一些我国水力发电站的发电能力。二、思维训练想一想1在下述情况发生的过程中，电能都转化成什么形式能？(1)电动机转动；(2)电熨斗熨衣服；(3)发电机发电；(4)蓄电池向外供电。练一练2._所做的功叫电功。电功的国际单位是_，常用单位是_，它们之间的关系是_。3电流在某段电路上做的功，等于这段电路_、_和_的乘积。测得某用电器两端电压为220V，通过用电器的电流为0.5A，电流通过该用电器1min内做的功为_J。4电能表用来测量( )(A)用电器消耗的电能(B)电路中通过实际电流的强弱(C)用电器用电时间(D)用电器两端的电压5在选用电能表时要注意表盘上一些参数的意义。其中“220V”表示这个电能表应该在_电路中使用；“50Hz”表示这个电能表应该在_使用。6某电能表的表盘上标有“10(20)A”字样，则( )(A)电能表的额定电流为20A(B)通过电能表的电流不能超过10A(C)电能表的额定电流为10A20A(D)电能表允许使用的最大电流为20A7电能转化为其他形式能的过程是通过_过程实现的。在日常生活中，我们常说消耗了多少电能，也可以说成是_。8马杰2003年9月10日从家中电能表上看到示数为，2003年10月10日电能表的示数为，若当地电费0.3元/kWh。请你帮马杰估算一下，他家在这一个月内要支付多少电费？试一试9看一看在你家电路的干路上安装的电能表，根据表盘上所标的“xxxxr/kWh”数据，估算一下1kW的微波炉(或其他用电器)工作10min，电能表转盘需要转多少转？实际观察一下，数一数和你的估算有多大差别？三、问题探究10调查一下自己的家庭、学校或附近熟悉的单位有没有浪费电能的情况。如果有，提出节约用电办法的建议。第二节 电功率一、学习要求1理解电功率的概念；2了解用电器上铭牌的含义；3知道用电器的额定功率与实际电功率的区别；4会用电压表、电流表测小灯泡的功率；5了解一些家用电器的功率。二、思维训练想一想1一个灯泡的灯丝断了，把断了的灯丝再搭在一起使用，灯泡会更亮，但寿命却缩短，请你解释这个现象？练一练2在物理学中，用电功率表示_。电功率的计算式P_。3电功和电功率的单位分别是( )(A)千瓦时和焦耳(B)千瓦和瓦特(C)焦耳和瓦特(D)千瓦和焦耳4电流通过甲用电器时，2s消耗电能16J；而电流通过乙用电器时，10s消耗电能20J。下列说法正确的是哪一个？( )(A)甲功率大，消耗电能也多(B)乙消耗电能多，功率也大(C)乙消耗电能多，甲功率大(D)甲消耗电能多，乙功率大5某电炉上的铭牌上标着“220V 100W”字样，这个电炉的额定电压是_；额定功率是_；这个电炉在在额定电压下工作时，通过电炉丝的电流是_；正常工作时电炉丝的电阻是_。6标有“PZ22060”和“36V 60W”的甲、乙两个用电器，都在额定电压下工作1h，消耗的电能( )(A)甲用电器消耗的电能多(B)乙用电器消耗的电能多(C)一样多(D)无法比较7一个电热器所用的电压是220V，电流是0.23A，这个电热器的功率是_W，通电5min，消耗的电能是_J。8一盏电灯25h耗电1kWh，这盏电灯的功率是_W；某条街道两旁共有220V400W”的路灯40盏，平均每天供电10h，则一天共消耗的电能_kWh。9某教室里装着6盏40W的日光灯，由于注意节约用电，平均每盏灯每天少工作0.5h，那么1个月(按30天计算)可节约用电多少千瓦时？试一试10用你家的电能表和手边计时器，测量你家某个用电器的功率。先写出设计方案，再写出操作步骤，最后写出结论。三、问题探究11有两个额定电压相同的白炽灯，其中灯L1的铭牌上标有“PZ22025”，灯L2的铭牌字迹模糊不清。想想看，怎样判断灯L2的额定电功率比L1的额定电功率哪个大？说出你的方法和理由。(至少说出两种方法)第三节 探究测量小灯泡的电功率一、学习要求1会设计和连接用电压表、电流表测小灯泡电功率的实验电路；2学会制定解决问题的计划，会收集证据；3会写实验报告并与同学交流。二、思维训练想一想1在“测量小灯泡额定功率”的实验中，某同学在连接滑动变阻器时，由于接线错误使得滑动变阻器滑片移动时不能改变小灯泡的亮、暗程度。现就下面两种情况，请你判断该同学是如何连接的？(1)小灯泡较亮时，他把两导线的端点分别与滑动变阻器的哪两个接线柱相连？(2)小灯泡较暗时，他把两导线的端点分别与滑动变阻器的哪两个接线柱相连？练一练2“测量小灯泡额定功率”的原理是_。该实验所需器材除电源、电压表、电流表、小灯泡外，还需要_、_、_。3在测量一个小灯泡额定功率的实验中，若小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10W，电源是4节干电池串联成的电池组，另配有实验室常用的两个量程电压表、电流表，最大阻值为20W的滑动变阻器，则在这个实验中，电表应选用的量程是( )(A)电流表选00.6A，电压表选015V(B)电流表选00.6A，电压表选03V(C)电流表选03A，电压表选03V(D)电流表选03A，电压表选015V 4测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。(1)用笔画线代表导线，在图131中将所给实物连接成测量电路(电池组和开关已连好)。图131(2)接通电路后，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数U2.5V，电流表的示数如图132所示，小灯泡的额定功率是_W。图1325图113是某同学连接的测量小灯泡额定功率的实物接线图。请你指出图中接线的两处错误。图133一是_；二是_。6在“测量小灯泡额定功率”的实验中，某同学电路连接正确，闭合开关，灯泡发光，但测试中无论怎样调节变阻器，电压表示数都达不到灯泡的额定电压值，原因可能是下列叙述的哪一种？( )(A)变阻器总阻值太大(B)电压表的量程选得太大(C)电源电压太低(D)通过灯泡灯丝的电流太小7某同学在“测量小灯泡的电功率”实验中，所用电源电压为6V，滑动变阻器上标有“20W2A”字样，灯泡上标的字样模糊，但其额定电压可能是2.2V或3.8V，他按图134所示的电路进行实验。实验时，他调节滑动变阻器的滑片观察小灯泡的发光情况。当滑动变阻器的滑片的位置恰好在中点上(即变阻器连入电路的阻值为10W)时小灯泡接近正常发光，观察电压表、电流表示数，如图135所示。该同学经过思考、分析后，重新进行实验，又使小灯泡正常发光。图134图135(1)简述产生图135所示现象的原因；(2)求出小灯泡的额定功率。试一试8家庭电路中有一只标有铭牌的灯泡正在发光，现给的器材有电能表、电流表、电压表、钟表，请你用两种方法判断出这只小灯泡此时的功率，说明理由并写出表达式。三、问题探究9一位同学手边没有电流表，只有如下一些器材：电源、电压表、滑动变阻器、已知阻值为R0的定值电阻、开关及导线若干。他利用这些器材完成了测量小灯泡(额定电压为UL)的额定功率实验。请你想一想，画出它的实验电路，写出实验步骤，需要测量的物理量和计算结果表达式。第四节 电流的热效应一、学习要求1知道电流通过导体时会产生热量；2掌握电热的计算焦耳定律；3体会用控制变量的方法研究电热与通过的电流、电阻的大小、通电时间的关系；4了解电流热效应在家用电器中的应用。二、思维训练想一想1根据PI2R，有人说，“电流通过导体产生的热量的功率，跟导体的电阻成正比。因此，要想使电热器在一定时间里产生的热量增多，就应当增大这个电热器的电阻。”请你想一想，这种说法对吗？为什么？练一练2电流通过导体时电能要转化成热，这个现象叫做_。在电流相同的条件下，电流转化成热时的功率跟_成正比。 3在如图136的实验中，为了比较电流通过两段不同的金属丝产生的热量跟电阻的关系，实验时应保持相同的物理量是( )图136(A)通过它们的电流和加在它们两端的电压(B)通过它们的电流和它们的电阻(C)通过它们的电流和通电时间(D)通过它们的电流、加在它们两端的电压和通电时间4某同学用图137所示的装置研究电流通过导体时产生的热量与导体电阻的关系。实验时，该同学想把两段金属丝串联接入电路。图137(1)请你用笔画线代替导线，帮他完成电路连接；(2)这样连接的目的是_。(3)若实验过程中观察到A瓶中温度计的示数小于B瓶中温度计的示数，这说明_。5某导体的电阻是20W，通过2A的电流时，产生热量的功率是_W，1min产生的热量是_J。6设通过某用电器的电流为2A时，在某一时间内产生的热量为Q。如果电流增大到4A(用电器未烧坏)，在相同的时间内产生的热量为( )(A)2Q(B)4Q(C)8Q(D)16Q7某课外小组的同学自制了一只电烙铁。这只电烙铁正常工作时的电阻是1210W，它的额定电压是220V，它产生热量的功率是多大？通电10min产生多少热量？试一试8观察电热器“热得快”，看一看它的铭牌，记下它的额定电压、额定功率，用它加热2kg水，用温度计测出水的初温，记下水的初温，用温度计测出水沸腾时的温度，记下水的末温。用时钟测定把水加热到沸腾用的时间，算出水加热到沸腾吸收的热量Q。用类比的方法可以知道用煤气把同样质量、同样初、末温的水的水加热到沸腾所需要的热量。三、问题探究9普通电熨斗加热元件可以看成一根电热丝，通电加热即可使用。刘老师把电熨斗串联一只“220V 100W”的灯泡，用来调节电熨斗的温度，方便熨烫不同衣物，如图138所示。电熨斗的额定电压和额定功率分别为220V、100W。图138(1)用物理知识分析开关S的接通、断开对电熨斗温度的影响；(2)计算在开关通、断两种状态下电熨斗的发热功率。第五节 家庭电路一、学习要求1知道家庭电路的结构，了解各种器件的作用；2知道我国家庭电路的电压值；3知道熔丝的作用，了解空气开关的作用；4知道插孔、插座的结构，会正确使用。二、思维训练想一想1家庭电路中为什么不能用铜丝、铁丝代替保险丝？练一练2家庭电路中的电压U_V是一定的，所以，当用电功率越大时，电路中的电流_。3某家庭电路中，已有两盏灯正常发光，如果再使用一个电熨斗，则该电路的( )(A)干路电流变大(B)总电压变大(C)总电阻变大(D)总功率变小4刘明家的电能表标有“220V10A”的字样，他家同时使用的家用电器的总功率不能超过_W。如果他家现有的家用电器同时使用的功率为2.0kW，他想再装电灯照明，至多再装_盏40W的电灯。5某宿舍楼的保险丝经常被烧断，原因可能是( )(A)保险丝的额定电流太大(B)保险丝用的是铜丝代替(C)宿舍中的某根电线开路(D)有几家人经常使用大功率用电器6电路中并联两盏“PZ22025”的灯泡，干路中的电流是_A，若电路中并联10盏这样的电灯，干路的电流是_A。试一试7某家庭有45W的电灯四盏，90W的电视机一台，300W的洗衣机一台，150W的电冰箱一台，请你选用额定电流为多大的保险丝？三、问题探究8观察家中各种用电器的铭牌或说明书，记下它们的额定功率，估算出家里用电器平均每天的用电时间，再了解一下本地每度电的价钱，算出一个月应付的电费。你将发现，算出的电费同按照电能表的计数实际付出的电费相差较大。想一想，这是什么原因？第六节 安全用电一、学习要求1知道对人体的安全电压数值范围；2会正确使用测电笔检查电路和用电器是否带电；3掌握安全用电常识。二、思维训练想一想1一个家庭电路中安装有“220V5A”字样的电能表。若家中有6盏25W的电灯、一台耗电70W的电视机和耗电100W的电冰箱都在工作。现在又要用功率为900W的电饭锅煮饭，为了正常安全用电，他应该停止使用哪些用电器？练一练2经验证明，只有不高于_V的电压才是安全的。某人的身体电阻约在30004000W之间，为了安全，要求通过人体的电流不超过5mA，那么，此人身体两端的电压不能超过_V。3如果通过人体电流超过8mA时，人手就很难摆脱带电体，致使电流长时间通过人体，引发严重的触电事故。若人体接触36V安全电压，不会引发严重触电事故，试估算人体的电阻至少应为_W。4下列几种做法，不符合安全用电要求的是( )(A)不准用没有绝缘手柄的剪刀剪断电线(B)不准在电线上晒衣服(C)不准走近落在地面上的高压线头(D)发现有人触电，应立即用手把他拉开带电体5发现用电器着火，正确的处理方法是( )(A)泼水灭火(B)用剪刀迅速将电线剪断(C)断开总开关(D)关闭所有用电器6更换或检修用电设备时，最佳的操作是( )(A)站在木凳上操作(B)断开总开关操作(C)等上级停电时再操作(D)带绝缘手套操作7下列做法中，符合安全用电原则的是( )(A)用铜丝代替保险丝(B)在有绝缘皮的电线上晒衣服(C)家用电器的外壳接地(D)居民小区突然停电，利用这个机会抢修用电设备8如图139所示，在安装插座时，顶上的插空应接_，左边的插空应接_，右边的插空应接_。图1399照明电路中，开关必须接到_线上，螺丝口灯泡的螺丝套只允许接与_线相连接。试一试10请你到物理实验室找一根测电笔，在老师的指导下，检查一下墙壁上的插孔，哪个是火线，哪个是零线？检查一下自己家里其他用电器哪些部位带电？哪些部位不带电？三、问题探究11保险丝的规格常用额定电流来表示，选用保险丝时，应使它的额定电流等于或略大于电路中的最大工作电流。下表所列是常用的铅锑合金保险丝的规格。直径/mm额定电流/A熔断电流/A直径/mm额定电流/A熔断电流/A0.28120.71360.321.12.20.813.757.50.351.252.50.985100.361.352.71.026120.401.531.257.5150.461.853.71.5110200.52241.6711220.542.254.51.7512.5250.602.551.981530(1)由表中的数据你能得到哪些有关保险丝的知识。(写出两条)(2)小华的家庭电路中有“PZ22040”的电灯4盏，功率为60W的电风扇一台，1000W的电热水器一个，请你帮他正确选择一种规格的保险丝。参考答案第十三章 电功 电功率第一节 电功和电能思维训练1(1)电能转成机械能 (2)电能转化成内能 (3)机械能转化成电能 (4)化学能转化成电能 2电流通过用电器，焦尔(J)，千瓦时(也叫度)(kWh)，1kWh3.6106J 3电压、电流，通电时间，6600 4A 5220V，交流电频率为50Hz的电源上 6D 7电流做功，电流作了多少功 815.3元 9略问题探究10略第二节 电功率思维训练1灯丝变短，电阻减小，电流增大，灯泡小功率增大，产生的热量增多，灯丝就被烧断了。另外还有在灯丝搭接处电阻变大，产生的热量多，也是烧断的一方面原因。 2电流做功快慢，UI 3C 4C 5220V，100W，0.45A，484W 6C 750.6，15180 840，160 93.6kWh 10略问题探究11方法1：观察比较灯丝粗细，若灯L2的灯丝比灯L1的灯丝粗，则灯L2的额定功率比灯L1的额定功率大。理由是：灯丝较粗的电阻小，而在相同的额定电压下，电阻小的灯泡通过的电流大(根据欧姆定律)，因此它的额定功率大(根据电功率公式) 方法2：观察比较灯泡亮度，把灯L1、L2并联在220V(额定电压)的电路中，若灯L2比L1发光亮，则灯L2的额定功率比灯L1的额定功率大。理由是：灯L2和L1在额定电压下都能正常发光，而发光较亮的，其额定功率较大。第三节 探究测量小灯泡的电功率思维训练1(1)金属杆两端接线柱，(2)滑动变阻器电阻丝两端接线柱 2PUI，滑动变阻器，开关，导线 3B 4(1)略 (2)3.75 5一是滑动变阻器接错，二是电流表接线柱接错 6C 7(1)电流表指针反向偏转，原因是电流表正、负接线柱接反；电压表指针虽然是正方向偏转，但指针偏转超过电压表量程，原因是电压表量程错选03V。(2)小灯泡的额定电压为3.8V，通过变阻器的电流IU变/R变(6V3.8V)/10W0.22A，灯泡额定电功率为PLIUL0.22A3.8V0.836W 8方法1：关闭家中其他用电器，用电能表和钟表测一定时间内该灯泡消耗的电能，根据PW/t可知其功率；方法2：用电流表和电压表测通过灯泡的电流和灯泡两端的电压，根据PUI可知其功率。问题探究9(1)实验电路图如图答6所示，电压表并连在L两端，滑动变阻器滑片放在阻值最大位置上。(2)闭合开关S，调节画片的位置，使电压表的示数为UL。(3)不改变滑片的位置，将电压表并联接在定值电阻R0的两端，记下电压表的示数U0。(4)计算小灯泡的额定功率为PU0UL/R0。图答6第四节 电流的热效应思维训练1这种说法不对。因为P与R成正比是有条件的，电热器应在额定电压下工作，如果电热器的电阻增加，再根据PU2/R电功率减小，在一定的时间内，产生的热量就减小。 2电流的热效应，电阻 3C 4(1)略 (2)通过两金属丝的电流相等 (3)在相同的时间内，A瓶中金属丝产生的热量小于B瓶中金属丝产生的热量 580，4800W 6B 740W，2.4104J 8略问题探究9(1)开关S断开时，灯泡和电熨斗串联接在220V电路中，这时R总较大，I较小，电熨斗产热量的功率较小，电熨斗温度较低；开关S闭合时，灯泡被短路，这时R总较小，I较大，电熨斗产热量的功率较大，电熨斗温度较高。(2)开关闭合时，电熨斗正常工作它产生热量的功率为100W，开关断开时，灯泡与电熨斗串联，电熨斗产生热量的功率为25W。第五节 家庭电路思维训练1选作保险丝的材料必须具备电阻率较大和熔点较低这两个条件。而铜丝、铁丝这两种材料，不但电阻率较小而且熔点过高，不适合作保险丝。如果电路中用铜丝、铁丝代替保险丝，就埋下了事故的隐患，因为当电路中电流过大时，铜丝、铁丝熔不断，不能起到有效的保险作用。据消防人员讲，用铜丝、铁丝代替保险丝是引起用电事故，甚至引起火灾的一个重要原因。 2220V，越大 3A 42200，5 5D 6，0.23，1.15 73.27A问题探究8家里用电器每天工作时间很难估计准确；另外家庭电路实际电压有时不是220V(额定电压)，使用电器的实际功率不等于额定功率。第六节 安全用电思维训练1标有“220V5A”的电能表，可以用在最大功率是5A220V1100W的家用电器上，如果同时使用的家用电器的总功率超过这个数值，电能表的计数会不准甚至烧坏电表。为了正常安全用电，他应该停开电视机和两盏电灯，或者熄灭5盏电灯。 236，20 34500 4D 5C 6B 7C 8地线，零线，火线 9火，零 10略问题探究11(1)保险丝的直径越大，额定电流就越大；保险丝的熔断电流是熔断电流的2倍。(2)R总40W460W1000W1220W，通过保险丝的电流为IP总/U1220W/220V5.55A，选取直径为1.02mm，额定电流为6A的保险丝。 12 / 12