第6章 电功率+（复习课件）物理教科版2024九年级上册

单元复习九年级物理上册 •教科版2024第六章　电功率从林海雪原到江南水乡，从大漠戈壁到东海之滨，我国的高速铁路横跨江河湖泊、穿越崇山峻岭、通达四面八方，深刻地改变了人们的生活和出行方式。在京沪高铁、京津城际铁路、成渝高铁等线路上，复兴号动车组已达到350 km/h的商业运营速度。牵引供电系统是高速铁路运输的动力来源，复兴号动车组一小时消耗的电可以让一台家用空调工作约一年。我们怎样计算用电器消耗了多少电能？1.结合生产生活实例，从能量转化的角度认识电能和电功，能利用电能、电功知识解决生活中的实际问题；2.通过定性分析电流做功跟电流、电压和通电时间的关系；3.了解电能表的使用，及利用电能表计算电能；4.了解电功率的概念和物理意义，知道电功率的测量方法，能利用电功率的知识解决生活中的实际问题；5.通过小灯泡的电功率随电压变化的演示实验，培养观察、分析、处理信息和得出结论的能力；6.理解额定电压与实际电压、额定功率与实际功率的区别；7.认识电流的热效应，了解焦耳定律，能用焦耳定律说明生产生活中的有关现象分析解决简单的实际问题；8.结合电功的表达式和欧姆定律推导焦耳定律的表达式，培养演绎推理能力。9.经历研究电热与电阻、电流关系的过程，体会实验中控制变量的方法，发展观察、分析、处理信息、得出结论的能力。谢谢聆听电功率物理意义：电功率是表示电流做功快慢的物理量。单位电功率计算公式电功率与电功的区别电功率电功实验：电功率与电压、电流的关系电功率的大小额定功率实验：小灯泡的电功率随电压变化额定电压　额定功率比较电流做功快慢的电功率第1节 电功电能与电功1.电能的获取及能量转化机械机械化学太阳核电2.电能的获取及能量转化内机械内内化学声3.电能的单位①国际单位：　　　，简称　　，符号是　。②常用单位：　　　，符号是　　　。即常说的“　　”。③单位换算：1　　=1　　　=1×103W×3600s=　　　　J焦耳焦J千瓦时kW·h度度kW·h3.6×106①电流做功的过程（用电器消耗电能）的过程，实质上就是电能转化为其他形式能量的过程。②电流做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能。即消耗了多少电能，获得了多少其他形式的能。4. 电功：电流所做的功叫______，用___表示。5. 电能与电功的关系（实质）电功W1.电能表：又称电度表，是测量用电器消耗电能多少的仪表。测量电功800220105010010月用电量：9149.9kW·h-9029.1kW·h＝120.8kW·h＝　　　度2.电能表的读数：电能表可以显示表开始计数到读数时为止用户消耗的电能。计量某段时间内消耗的电能，要记录这段时间起始和结束时电能表的示数，两次示数　　　就是这段时间内的用电量。之差120.83.利用电能表求消耗的电能①电能表计算器上前后两次的示数之差，为这段时间内消耗的电能：即：___________W=W后-W前②利用电能表的转数求电能根据电能表转盘的实际转速n和电能表参数Nrevs/kw·h，可较精确的计算出某段时间内消耗的电能。即　　“地球一小时”是一项全球性活动，号召人们在每年3月最后一个星期六的20：30～21：30熄灯一小时，以此引发人们对地球环境问题的思考。节约用电1. 地球一小时　　为引导节约用电、合理用电，促进社会公平，促进绿色发展，我国自2012年7月1日起全面试行居民阶梯电价制度。2. 居民阶梯电价3.一度电的作用【例题1】下列有关电能的说法错误的是（　　）A.电风扇将电能主要转化为机械能B.1J比1kW•h大得多C.千瓦时也叫“度”D.各种电气设备、电子仪器的使用都离不开电能B解：A、电风扇工作时，扇叶转动，同时电流通过电动机线圈时会产生热量，主要将电能转化为机械能，还有少部分电能转化为内能，故A正确；B、1kW•h=3.6×106J，所以，1J比1kW•h小得多，故B错误；C、千瓦时也叫“度”，故C正确；D、各种电气设备、电子仪器的使用，都需要消耗电能，所以都离不开电能，故D正确。故选：B。【例题2】小明洗完手直接使用干手器吹出的热风把手吹干，下列说法正确的是（　　）A．干手器吹出的风可以使水的蒸发加快B．小明感到手有些热，是因为水蒸发时放出热量C．蒸发可以在液体的内部和表面同时发生D．干手器工作时不需要消耗电能A解：A、干手器吹出的风流速快、温度高、表面积大，可以加快水的蒸发，故A正确；B、小明感到手有些热，是因为干手器吹出的是热风，蒸发需要吸收热量，故B错误；C、蒸发只发生在液体的表面，故C错误；D、干手器工作时需要消耗电能，故D错误。故选：A。 电能的来源与利用1. 电能的来源：由其他形式的能量转化来的。水力发电（机械能→电能）、火力发电（化学能→内能→电能）、风力发电（太阳能→机械能→电能）、核电（核能→内能→电能、磁流体发电（磁能→电能）、太阳能发电（太阳能，即热辐射，可以算作“内能”→电能）。2. 电能的来源利用：利用电能的过程就是消耗电能转化为其他形式能的过程，消耗了都少电能就得到了多少其他形式的能。【例题3】教室内所有电灯和教学一体机同时工作一天，大约会消耗电能3kW•h,合________J（用科学记数法表示）。相当于完全燃烧____kg标准煤释放的热量。（标准煤的热值为3×107J/kg）1.08×107解：消耗的电能W=3kW•h=3×3.6×106J=1.08×107J；由题知，标准煤完全燃烧放出的热量Q放=W=1.08×107J，由Q放=mq得完全燃烧标准煤的质量：故答案为：1.08×107；0.36。0.36【例题4】电功的单位一般用焦耳，有时也可以用（　　）A．安培　　　　　　　　B．伏特C．瓦特　　　　　　 D．千瓦时D解：安培是电流的单位；伏特是电压的单位，瓦特是功率的单位；在国际单位制中，电功的单位是焦耳，符号J，电功的常用单位千瓦时，符号kW•h,也叫度。故ABC错误，D正确。故选：D。电能的单位及换算电能的单位：国际单位是焦耳（J）；常用单位：千瓦时，符号是kW·h。即常说的“度”。电能的单位及换算：千瓦时表示一件功率为一千瓦的电器在使用一小时之后所消耗的能量，换算关系是1kW•h=1×103W×3600s=3.6×106J【例题5】如图是小英家上月初和上月末电能表的示数。他家上个月消耗的电能为（　　）A．101.1kW•hB．101.1kW/hC．1011kW•hD．101.1JD解：电能表读数时，最后一位是小数，单位kW•h；某月消耗的电能等于月末与月初电能表的示数之差。小英家上个月消耗的电能为：5647.8kW•h-5546.7kW•h=101.1kW•h,故A正确，BCD错误。故选：A。【例题6】观察力是物理学科素养的第一要素。如图所示，是生活中常见的两种型号电能表，关于电能表的认识，下列说法正确的是（　　）A．电能表是用来测量用电器消耗电能快慢的仪器B．图甲中的电能表显示的示数为18246kW•hC．两种电能表工作的额定最大电流均为20A，工作时电流可以超过额定最大电流D．图乙中参数“3200imp/kW•h”表示接该电能表的用电器，每消耗1kW•h的电能，电表脉冲灯闪烁3200次D解：A、电能表是测量电流做功多少的仪器，故A错误；B、图甲中的电能表显示的示数为1824.6kW•h,故B错误；C、由图可知，两种电能表工作的额定最大电流均为20A，即工作时电流不能超过额定最大电流，故C错误；D、3200imp/（kW•h）表示每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁3200次，故D正确。故选：D。【例题7】如图所示是小宁家电子式电能表上个月月初和月末的表盘图片，其中imp表示电能表指示灯闪烁次数。下列说法正确的是（　　）A．电能表是用来测量电功率的仪表B．小宁家上个月消耗的电能为950JC．1600imp/（kW•h）表示指示灯闪烁1次消耗电能1600度D．该电能表指示灯闪烁越快表示接入电路的总功率越大D解：A、电能表是测量用电器消耗电能的仪表，故A错误；B、上月消耗的电能为：12614.6kW•h-12519.6kW•h=95kW•h,故B错误；C、1600imp/kW•h表示每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁1600次，故C错误；D、该电能表指示灯闪烁越快表示电流做功越快，接入电路的总功率越大，故D正确。故选：D。【例题8】小明家3月末和4月末电能表示数如图所示，4月份消耗的电能为_____kW•h,若以当地电价0.5元/度计算，小明家4月份应缴纳电费_____元。小明观察家里只开冰箱20分钟，电能表表盘转150r,消耗的电能是_______J。1.8×105240120解：小明家4月份消耗的电能是：W=6262.3kW•h-6022.3kW•h=240kW•h；小明家4月份应缴纳电费：240kW•h×0.5元/kW•h=120元；电能表表盘转150r,消耗的电能是：故答案为：240；120；1.8×105。电能表的读数及计算电能的求法：①测量较大电能时用刻度盘读数：最后一位是小数位；两次读数之差就是这段时间内消耗的电能，单位是度（千瓦时）；②测量较小电能时用转盘转数读数：通过记录某段时间内电能表转盘转数，结合电能表转盘每转表示的电能计算出该段时间内消耗的电能。【例题9】正确理解物理概念是提升物理核心素养的基础。关于电能和电功，下列说法正确的是（　　）A．电功就是电能B．用电器每消耗1度电，产生的热量就是3.6×106JC．用电器消耗的电能等于电流通过该用电器所做的功D．电流做功的过程实质就是其他形式能转化为电能的过程C解：AC.电流做功的过程就是用电器消耗电能的过程，电流做了多少功，用电器就消耗了多少电能，用电器消耗的电能等于电流通过该用电器所做的功，但电功不是电能，故A错误，C正确；B.1度=1kW•h=3.6×106J，用电器若是纯电阻电路每消耗1度电，产生的热量就是3.6×106J，若是非纯电阻电路，消耗的电能会转化成不同形式的能量，产生热量小于3.6×106J，故B错误；D.电流做功的过程实质就是电能转化为其他形式能的过程，故D错误。故选：C。【例题10】如图所示是一款小型真空包装机，使用时先使抽气机抽出塑料袋内的气体，袋子受到_______作用变瘪；再利用电热丝将电能装化为______，加热塑料袋口进行密封，就可对食物进行真空包装，延长食物保质期。大气压内能解：塑料袋内的空气被抽出一部分后，但袋内的空气减少，从而使袋内的空气压强减小，外界的大气压强要高于袋内的气压，在外界大气压强的作用下，塑料袋被压扁；利用电热丝加热塑料袋口进行密封时，电热丝将电能装化为内能，产生的热量使塑料袋口密封。故答案为：大气压；内能。【例题11】北京的道路上行驶着很多公交电车，这种车的车顶上有两根电缆，被称为集电杆，电车通过集电杆与高压电线相连，给电车供电。关于这种电车，下列说法中错误的是（　　）A．相邻的两辆电车之间是并联关系B．在等红绿灯时，一些电车会放下电缆，此时相当于断开了电路的开关C．高压电线相当于电源D．电车会把电能全部转化为机械能D解：A、并联电路互不影响，相邻的两辆电车互不影响，之间是并联关系，故A正确，不符合题意；B、在等红绿灯时，一些电车会放下电缆，此时相当于断开了电路的开关，电车没有电流经过，故B正确，不符合题意；C、高压电线相当于电源，给电车提供电压，故C正确，不符合题意；D、电流通过电路时会发热，一部分电能转化为内能，所以电车不能把电能全部转化为机械能，故D错误，符合题意。故选：D。电功的概念及实质1. 电功的概念及实质实质：①电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；②电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能。2. 电流做功的形式：电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。电功是一个过程量，电流做功的过程就是消耗电能的过程。【例题12】加在导体两端的电压为6V，经过3min,电流所做的功为2160J，则通过这导体的电流是（　　）A．180AB．120AC．600AD．2A。D解：根据公式W=UIt可知，通过这导体的电流故选：D。【例题13】一种工具由一个小灯泡L和一个定值电阻R串联而成，通过L、R的电流跟其两端电压的关系如图所示。当把这个工具接在电压为5V的电路两端，在6s时间内该工具消耗的电能是____J。解：根据串联电路的电流特点可知，I=IL=IR，根据串联电路的电压特点可知，U=UL+UR，根据题意可知，工具接在电压为5V的电路两端，即5V=UL+UR，由图可知，当IL=IR=0.4A时，则UL+UR=1V+4V=5V，满足要求，则在6s时间内该工具消耗的电能：W=UIt=5V×0.4A×6s=12J。故答案为：12。12【例题14】下列说法中正确的是（　　）A．通电的时间越长，电流所做的功越多B．通过用电器的电流越大，电流所做的功越多C．用电器两端的电压越大，电流所做的功越多D．电流做功越多，消耗的电能就越多解：（1）电流做功的多少与用电器两端的电压U和通过用电器的电流I、通电时间t有关，其中一个因素变大时，不能说明电流所做的功越多，故ABC不正确；（2）电流做功的过程是电能转化为其它形式能的过程，消耗多少电能，电流做功多少，转化为多少其它形式的能，故D正确。故选：D。D1.电功的表达式物理学规定，电功等于电压、电流与通电时间的乘积。W＝UIt2.应用电功公式运算时应注意两个问题：①电路的同一性：W、U、I、t四个物理量必须是同一导体上的四个物理量。②单位的统一性：W、U、I、t的单位分别是J、V、A、s，若有一个单位不符合以上要求，不经换算就代入公式计算就会导致错误。第2节 电功率认识电功率1. 比较电流做功快慢【例题】把一盏电灯接在家庭电路中通电1h，消耗的电能是3.6×105J；把一只电炉接在家庭电路中通电1min，消耗的电能是6×104J。谁消耗的电能较多？谁消耗电能较快?分析：分别求出电灯和电炉在1s（单位时间内）内消耗的电能多少，即可比较二者消耗电能的快慢。解：在1s内，电灯内消耗的电能：在1s内，电炉内消耗的电能：由此可知，在相同时间内电炉消耗电能比电灯泡更快。即，比较电流做功的快慢，可以通过电功率2. 电功率①物理意义：电功率是表示_______________的物理量。②定义：在物理学中，用电器消耗的电能W与通电时间t的比值叫电功率P。用公式表示出来就是电流做功快慢③公式变形：④单位：国际单位：　　　，简称　　，符号是 。常用单位：千瓦（kW），毫瓦（mW）换算关系：1kW = W　　　1W = mW瓦特瓦W103 103 3.电功率和电功的区别多少快慢千瓦千瓦时电功率的大小实验：电功率与电压、电流的关系猜想与假设：1.电功率可能跟电压有关，电压越高，电功率越大。2.电功率可能跟电流有关，电流越大，电功率越大。灯泡电功率的大小可通过灯泡的亮度粗略判断，要准确判断，需测量它两端的电压和通过的电流。根据控制变量法：1.研究电功率跟电流的关系时，应设法控制电压不变。2.研究电功率跟电压的关系时，应设法控制电流不变。实验思路：实验器材2.5 V、3.8 V 灯泡各1只、 电压表和电流表各1只、电池3节、开关1个、滑动变阻器1只、导线若干。①研究电功率跟电压的关系　　根据电路图连接电路，将“2.5 V 0.3 A”和“3.8 V 0.3 A”的灯泡串联。比较两只灯泡的发光情况，并用电压表测量各灯泡两端的电压，分析电功率与电压的关系。实验过程分析论证通过灯泡的电流相同（串联）“2.5 V 0.3 A”灯泡“3.8 V 0.3 A”灯泡1.32.9较暗较亮结论一：通过用电器的电流相同时，用电器两端的电压越大，电功率 ________。越大②研究电功率跟电流的关系　　根据电路图连接电路，将“2.5 V 0.3 A”和“3.8 V 0.3 A”的灯泡并联。比较两只灯泡的发光情况，并用电流表测量通过两只灯泡的电流。分析电功率与电流的关系。分析论证结论二：通过用电器的电压相同时，用电器两端的电流越大，电功率 ________。越大通过灯泡的电压相同（并联）“2.5 V 0.3 A”灯泡“3.8 V 0.3 A”灯泡0.280.20较亮较暗归纳总结通过用电器的电流相同时，用电器两端的电压____，电功率____。通过用电器的电压相同时，用电器两端的电流____，电功率____。越大越大越大越大拓展：①根据进一步的研究，可得：电功率等于电压与电流的 。即②电流在某段电路上所做的功，与这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间成　　 ，即正比乘积额定功率1. 实验：比较灯泡的亮度实验器材：2.5 V、3.8 V 灯泡各1只、 电压表和电流表各1只、电池3节、开关1个、滑动变阻器1只、导线若干。实验过程：取 2.5V的灯泡， 按图连线。 调节滑动变阻器，使灯泡两端电压为2.5V，此时灯泡正常发光。 再分别使灯泡两端电压略大于或小于2.5V，比较不同电压下灯泡的亮度。实验数据在不同的电压下，同一个小灯泡的亮度不同，电功率不一样；小灯泡的电功率随它两端的电压　　　而　　　。实验结论改变改变2. 额定功率①额定电压与额定功率及其相关物理量正常工作额定电压正常工作实际工作实际电压灯泡的亮度由　　　　　决定。实际功率②额定功率与实际功率的区别额定电压实际电压3. 一些用电器的额定功率【例题15】商场中，卖微波炉的售货员和顾客就微波炉省电还是费电发生了争论。售货员说：“微波炉很省电，用它加热食物花不了多少电费。”顾客说：“微波炉很费电，他家的微波炉一开，电能表就转得很快。”上述争论中，顾客混淆的两个概念是（　　）A．电流和电功率 B．电功率和电压C．电功和电功率 D．电功和电阻C解：售货员认为微波炉很省电，是说微波炉的电功率大，但加热食物用时很短，消耗的电能并不多，所以“微波炉很省电，用它加热食品花不了多少电费”，即售货员是从电能角度说的；顾客是从电功率角度考虑的，因为微波炉属于大功率用电器，工作时电路中电流很大，相同时间内消耗的电能多，所以认为很“费电”。故选：C。【例题16】如图所示的是某品牌的普通照明用LED灯的外包装盒。盒子上的3.5W指的是这只LED灯的额定功率，7W指的是与这只LED灯正常发光时亮度相同的节能灯的额定功率，32W指的是与这只LED灯正常发光时亮度相同的白炽灯的额定功率。若包装盒上所标注的LED灯、节能灯、白炽灯均正常发光时，下列说法中正确（　　）A．LED灯最亮B．电流通过LED灯做功最快C．三盏灯发光时都是将电能全部转化为热能D．相同时间内白炽灯消耗的电能最多D解：A．由题意知，三种灯的发光亮度相同，故A错误；B．功率是反映做功快慢的物理量，功率越大，做功就越快；因为LED灯的功率最小，电流通过LED灯做功也最慢，故B错误；C．三盏灯发光时，都是将电能转化为内能与光能，故C错误；D．白炽灯的额定功率最大，根据W=Pt得，在相同时间内白炽灯消耗的电能最多，故D正确。故选：D。【例题17】商关于电功和电功率，下列说法中正确的是（　　）A．电流做功的过程就是电能转化为内能的过程B．功率大的用电器总比功率小的用电器做功多C．用电器的额定功率越大，电流做的功一定越多D．用电器消耗电能越多，电流做的功一定越多解：A、电流做功的过程就是电能转化为其它形式能的过程，不是都转化为内能，故A错误；B、做功的多少还与做功的时间有关，故功率大的用电器并不一定比功率小的用电器做功多，故B错误；C、额定功率是用电器正常工作的功率，用电器功率一定时，电流做的功还与工作时间有关，故C错误；D、电能是由电流做功转化来的，所以说电能消耗越多时，电流做功一定多，D正确；故选：D。D【例题18】关于电功和电功率，下列说法正确的是（　　）A．电流通过导体做功越多，电功率越大B．功率大的灯泡一定比功率小的灯泡亮C．通电时间越长电流做功越多D．电功率越大电流做功就越快D解：AD、电功率是表示电流做功快慢的物理量，而电功是用电器中电流所做的功，消耗多少电能就做多少功，若在相同时间内，电流通过导体做功越多（越小），电功率越大（小），故A错误、D正确；B、电灯泡的亮度与实际功率有关，功率大的灯泡不一定比功率小的灯泡亮，故B错误；C、根据W=Pt知，在不确定电功率的情况下，无法确定做功的多少，故C错误。故选：D。1.电功率的定义是1秒内电流做功的多少。电功率的概念2.物理意义：表示电流做功快慢的物理量，用字母P表示。电功和电功率的区别与联系【例题19】“地球一小时”活动，号召人们在每年3月最后一个星期六关灯一小时，以响应节能减排的环保要求，每节约一度电可以减少0.997kg的CO2排放，在日常生活中1度电可以使（　　）A．80W的电视机正常工作50hB．40W的日光灯正常工作60hC．50W的电风扇正常工作20hD．1000W的电吹风机正常工作5h解：A．80W的电视机正常工作50h消耗的电能W=Pt=80×10-3kW×50h=4kW•h,故A错误；B．40W的日光灯正常工作60h消耗的电能W=Pt=40×10-3kW×60h=2.4kW•h,故B错误；C．50W的电风扇正常工作20h消耗的电能W=Pt=50×10-3kW×20h=1kW•h,故C正确；D．1000W的电吹风机正常工作5h消耗的电能W=Pt=1000×10-3kW×5h=5kW•h,故D错误。故选：C。C【例题20】如图所示时通过灯L、定值电阻R的电流与其两端电压的关系。若将灯L、定值R并联后接入4V的电源，通过干路的电流为____A；若将灯L、定值电阻R串联后接入6V的电源，则灯L的电功率为____W。10.8解：（1）由图可知，电压为4V时，通过定值电阻R和灯泡L的电流分别为：IL=0.6A，IR=0.4A，由并联电路的电流特点可知，通过干路的电流：I干=IL+IR=0.6A+0.4A=1A；（2）若将它们串联后接入6V的电源，因为串联电路电流处处相等，且串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和，由图象可知，当电流为0.4A时，灯泡L两端的电压为2V，定值电阻R两端的电压为4V，电源电压：U=2V+4V=6V，符合题意，故此时电路中的电流为0.4A，灯L的电功率是：P=ULI=2V×0.4A=0.8W。故答案为：1；0.8。【例题21】图甲为通过灯泡L和定值电阻R的电流与其两端电压关系的图像。把它们按图乙接入电路，闭合开关S，电流表示数为0.2A，下列选项正确的是（　　）A．电源电压为1.5VB．定值电阻R的阻值为10ΩC．通过灯泡L的电流为0.2AD．灯泡L的实际功率为0.9WD解：A、闭合开关S，此时电阻R与小灯泡L并联在电路中，电流表测量电阻R电流，IR=0.2A，此时电阻R两端的电压为UR=3V，电源电压U=UR=3V，故A错误；B、由图甲根据欧姆定律可得，定值电阻R的阻值 ，故B错误；C、由图甲可知，电阻R与小灯泡L并联在电路中，小灯泡电压3V时，小灯泡电流是0.3A，故C错误；D、灯泡L的实际功率为：PL=ULIL=3V×0.3A=0.9W，故D正确。故选：D。1.电功率P=W/t的简单计算电功率的简单计算表示电功率等于电功与时间之比。P表示电流做功的功率，单位是W；W表示电流做的功，单位是J；t表示电流做功所用的时间，单位是s。注意：电能单位用千瓦时（kW•h ），电功率用千瓦（kW），时间用小时（h）2.电功率P=UI的简单计算推导：将W=UIt代入公式P=W/t中，可得P=UI。I表示电流，单位是A；U表示电压，单位是V；P表示电功率，单位是W。【例题22】将“2.5V 0.3A”和“3.8V 0.3A”的小灯泡接入不同的电路中，使它们都能够正常发光。则正常发光时，它们具有相同的（　　）A．电功率B．电压C．电阻D．电流解：两个小灯泡都能够正常发光，说明是在额定电压下工作，由两个小灯泡的规格可知它们具有相同的电流。故选：D。D【例题23】如图甲所示电路中，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片从最右端滑至灯正常发光的位置，电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙所示，则下列选项错误的是（　　）A．电源电压为9VB．开始时灯泡两端电压为1VC．灯泡的额定功率是4.2WD．曲线a是表示V2的示数与电流的关系D解：图甲中灯与变阻器串联，电压表V1测灯两端的电压，V2测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。D、调节滑动变阻器的滑片从最右端滑至灯正常发光的位置，变阻器连入电路的电阻变小，电路的电流变大，根据U=IR可知，灯的电压变大，故图象中曲线a为电流随V1的示数的变化关系，曲线b为电流随V2的示数变化关系，故D错误；A、当电路电流最小为0.2A时，由图中两电压表示数，根据串联电路电压的规律，两电压表示数之和为电源电压：U=1V+8V=9V，故A正确；B、变阻器连入电路的电阻最大时，电路电流最小，由图乙知，最小电流为0.2A，此时灯泡两端的电压为1V，即开始时灯泡两端电压为1V，故B正确；C、由图乙知灯正常发光时，电路的电流为0.6A，变阻器两端电压为2V，因此灯泡的额定功率是P=UI=（9V-2V）×0.6A=4.2W，故C正确。故选：D。【例题24】分别标有“220V 40W”的灯L1和“110V 40W”的灯L2均正常发光时，两灯亮度_____（填“相同”或“不同”），如果工作相同时间，灯L1消耗的电能______L2灯消耗的电能（填“大于”、“小于”或“等于”）。相同等于解：已知两只灯泡的额定电压虽然不同，但额定功率相同，并且灯泡都是正常发光，也就是实际功率等于额定功率，即实际功率相同，所以亮度相同；在工作时间相同时，由W=Pt知：由于灯泡消耗的功率相同，所以消耗的电能相同。故答案为：相同；等于。【例题25】下列白炽电灯正常发光时，亮度最亮的是（　　）A．“PZ 220V 15W”B．“PZ 220V 25W”C．“PZ 220V 40W”D．“PZ 220V 60W”D解：当灯正常发光时，其实际功率等于额定功率，而灯的亮度取决于灯的实际功率。∵白炽电灯正常发光时，其实际功率等于额定功率，∴D选项中灯泡的实际功率最大，∵灯的亮度取决于灯的实际功率，∴D选项中灯泡最亮。故选：D。1.额定电压与额定功率及其相关物理量额定电压　额定功率2.额定功率与实际功率之间的关系 一个用电器只有一个额定电压和一个额定功率，是确定的，与实际电压无关。用电器的实际功率是不确定的，随着它两端电压的改变而改变。第3节 焦耳定律1.电流的热效应生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象产生。电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫作 。电流的热效应电流的热效应2. 实验：电功率与电压、电流的关系猜想与假设①有电流导体时，导体才会发热。则可能与通过导体的电流有关。②电烤炉工作时，烤炉温度高，导线几乎不发热。则可能与导体的电阻有关③电热水壶刚通电时，水并不能立即沸腾，而需要一定的时间。则可能与通电时间有关。实验思路　　选取阻值不一样的电阻丝，如5Ω和10Ω的电阻丝，装入实验装置中，两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。实验过程①电热与电阻的关系　　如图两个容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过两段电阻丝的电流相同。通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度的变化。你看到的现象说明了什么？结论一：在电流相同、通电时间相同的情况下，一段电阻丝的电阻　　　，电阻丝产生的热量　　　。越大越多②电热与电流的关系　　　　选取阻值相同的两个5Ω电阻丝，装入两个透明容器中，并在其中一个容器的外部，并联一个阻值为5Ω电阻丝，则通过两个容器中电阻丝的电流不同。　　　　闭合开关，在通电时间相同的情况下，观察两个U形管中液面高度的变化。你看到的现象说明了什么？结论二：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一段电阻丝的电流　　　，电阻丝产生的热量　　　。越大越多③电热与通电时间的关系　　　　将一阻值为5Ω电阻丝，装入一个透明容器中。闭合开关，在通电时间相同的情况下，观察U形管中液面高度的变化。你看到的现象说明了什么？结论三：电流通过导体产生的热量跟通电时间有关。通电时间　　　，电阻丝产生的热量　　　。越长越多归纳总结①在电流相同和通电时间一定时，电阻 ，这个电阻产生的热量 ；②在电阻和通电时间相同时，通过电阻电流 ，电阻产生的热量 ；③在电流相同、电阻相同时，通电时间 ，这个电阻产生的热量 。越大越多越长越大越多越多理论探究两个定值电阻（R1＞R2）串联起来，接在电源上，通过它们的电流应该是相等的。通电一段时间后，假设电能全部转化为内能，对这两个电阻产生的热量，应用电功计算式和欧姆定律进行分析，我们能得出什么推论？W=UItU=IRW1=U1I1t=I1R1×I1t=I2R1tI=I1=I2W2=U2I2t=I2R2×I2t=I2R2tW2＞W1结论：在电流和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量跟导体电阻成　　　。正比焦耳定律1.定义：电流通过导体产生的热量跟电流二次方成　　　，跟导体的电阻成　　　，跟通电时间成　　　，这个规律叫作　　　　。2. 表达式：用I表示电流，R表示电阻，t表示时间，只表示热量，焦耳定律可以表示为　　　　　　　　　　　　　　Q＝I2Rt3. 单位：I的单位用安(A)，R的单位用欧(Ω)，t的单位用秒(s)，Q的单位用焦(J)。　　　　　　　　　　　　　1J＝1A2·Ω·s正比正比正比焦耳定律4. 焦耳定律的理解①焦耳定律定义式Q=I2Rt，只适用于计算电流通过导体时产生的热量。②电功的计算式W=UIt，适用于计算将电能转化为各种形式的能的过程中电流做的功。电热的利用与危害电流的热效应在生产生活中有着广泛的应用。常见的家用电热器、孵化器、电烤箱、烘干机等也利用了电流的热效应。1.电热的利用它们的发热体都由电阻较大的电阻丝制成，工作时消耗的电能几乎全部用来产生热量，有较高的效能。2. 电热的危害电流的热效应也可能产生危害。例如，计算机、电视机工作时电流的热效应，导致温度过高，会影响其正常工作和使用寿命。故计算机、电视机的后盖都留有小孔，计算机还装有风扇。【例题26】如图，芯片体积小，元件密集。当芯片中有电流通过时，由于芯片元件有电阻，不可避免地会产生热量，这种现象称为电流的____效应。为了不影响芯片的性能，通常让散热部件与芯片紧密结合，来降低芯片的温度，这是通过______的方式改变芯片内能。解：由于芯片元件有电阻，不可避免地会产生热量，这种现象称为电流的热效应。为了不影响芯片的性能，通常让散热部件与芯片紧密结合，来降低芯片的温度，这是通过热传递的方式改变芯片内能。故答案为：热；热传递。热传递热【例题27】下列家用电器，利用电流的热效应工作的是（　　）A．电冰箱B．洗衣机C．电脑D．电饭煲解：电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应；家用电器利用电流的热效应工作的是电饭煲，故选项A、B、C错误，选项D正确。故选：D。D1. 概念：电流的热效应 2.理解：电流的热效应是一种普遍现象，只要用电器对电流有阻碍作用，电流流过用电器时就会发热，就会有电能转化为内能。电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫作电流的热效应。【例题28】如图是探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关的实验装置，下列分析正确的是（　　）A．必须把甲、乙两图的实验装置接在电压相同的电源两端进行实验B．U形管中液面高度的变化是因为U形管中液体的热胀冷缩造成的C．通电后，乙图左右两个容器中的电阻产生的热量之比为4：1D．“电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不怎么热”，这一现象应该用乙图的实验结论来解释C解：A、实验中没有必要控制两装置的电源电压相同，故A错误；B、容器内的空气吸收热量，体积会变大，所以U形管中液面高度发生变化是因为透明容器中密封着等量的空气的热胀冷缩造成的，故B错误；C、由于乙图左右容器中的电阻丝的电流之比是2：1，电阻和通电时间都相等，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，乙图左右容器中的电阻丝产生的热量之比是4：1，故C正确；D、由焦耳定律可知，电流和通电时间相同时，电阻越大，电流通过导体产生的热量越多，电炉丝和导线串联接入电路，根据串联电路电流特点可知通过它们的电流相等，且通电时间也相等，但电炉丝的电阻远大于导线的电阻，所以电炉丝热得发红，而导线不怎么发热，故D错误。故选：C。【例题29】在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，某同学采用了如图甲、乙所示的实验装置（两个透明容器中封闭着等量的空气）。下列说法正确的是（　　）A．U形管中液面高度变化主要是由管中液体的热胀冷缩引起B．图甲装置可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系C．图乙实验过程中右边透明容器中电阻丝的阻值应该为10ΩD．图乙装置不能探究电流通过导体产生的热量与通电时间的关系B解：A、U形管内液面高度变化是由容器内气体受热膨胀引起的，故A错误；B、由图甲可知，两阻值不同的电阻丝串联，通过两电阻丝的电流相同，探究的电流通过导体产生热量跟导体电阻的关系，故B正确；C、乙实验是研究电流产生的热量与电流的关系，通过它们的电流不同、通电时间都相同和电阻要相同，右边容器中的电阻要等于左边容器中的电阻5Ω，故C错误；D、探究电流通过导体产生的热量与通电时间的关系，要控制电阻、电流不变，改变通电时间，图乙中闭合开关后，左侧或右侧容器中电阻和电流保持不变，可用开关控制通电时长，故可以探究电流通过导体产生的热量与通电时间的关系，故D错误。故选：B。1.知识点的认识探究影响电流通过导体时产生热量的因素①探究电流通过导体产生热量的多少与电阻的关系实验设计：保持电流和通电时间不变，改变电阻。如图甲，把两个不同的电阻串联在电路中。②探究电流通过导体产生热量的多少与电流的关系实验设计：保持电阻和通电时间不变，改变电流。如图乙，将两个相同电阻先联，再与另一个电阻串联。③探究电流通过导体产生热量多少与通电时间的关系实验设计：保持电阻和电流不变，改变通电时间。①在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多；②在电阻和通电时间相同的情况下，通过电阻电流越大，产生的热量越多；③在电阻和通过电阻电流相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越多。2.注意事项①U形管内液面高度差越大，产生的热量越多。②使用中，无论条件如何，U形管内液面高度都相同，可能是：装置气密性不好，重新安装，检查气密性是否良好。③实验中加热空气相比加热液体的好处：a. 空气膨胀体积变大，实验效果明显；b. 加热空气，耗电量少，实验时间短。【例题30】小明在使用电炉子的时候发现，电炉丝已经热得发红了，与之相连的导线却不怎么热，对这个现象描述正确的是（　　）A．电炉丝和导线两端的电压相等，而导线的电阻小，所以导线没有电炉丝热B．通过电炉丝和导线的电流是一样的，而导线的电阻小，所以导线没有电炉丝热C．电炉丝和导线的电阻相同，而电炉丝的热效应大，所以导线没有电炉丝热D．电炉丝和导线消耗的电能是一样的，只是电炉丝转化的内能多，所以电炉丝热B解：电炉在使用时，电炉丝和导线串联，I电炉丝=I导线，通电时间t相同，因Q=I2Rt，R电炉丝＞R导线，所以电流产生的热量Q电炉丝＞Q导线，从而出现电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却不怎么发热的现象，故B正确、ACD错误。故选：B。【例题31】某电热器有两根电阻丝，只给一根通电，煮沸一壶水用的时间为t1；只给另一根通电，煮沸同样一壶水用的时间为t2。若两根电阻丝并联接到原来的电源上，煮沸同样一壶水需用的时间为t，则t为（　　）A解：只给一根电阻丝通电，电阻消耗的电功率为P1，煮沸一壶水用的时间为 t1，产生的热量为：Q=W=P1t1同理，另一根电阻丝产生的热量为：Q=W=P2t2则　　　　两根电阻丝并联接到原来的电源上，产生的热量为Q=（P1+P2）t采用不同的电路连接方式，烧开同样的一壶水需要吸收的热量相等，则有：解得：故A符合题意，BCD不符合题意。故选：A。【例题32】小邦家的电热取暖器的电源线坏了，他在淘宝网上新买了一根，使用时闻到橡胶的焦糊味，他立即拔下电源插头，发现这根电源线很热，其他用电器仍然正常工作，你认为引起电源线过热的原因可能是（　　）A．新买的电源线太短B．新买的电源线太粗C．新买的电源线太细D．电路的电压不稳定C解：A、跟电源线串联，通过它们的电流大小和通电时间相等，如果电源线短，电源线的电阻将会很小，产热将会很少，不会烧焦，故A不符合题意。B、电热取暖器跟电源线串联，通过它们的电流大小和通电时间相等，如果电源线太粗，电源线的电阻将会很小，产热将会很少，不会烧焦，故B不符合题意。C、电热取暖器跟电源线串联，通过它们的电流大小和通电时间相等，电源线烧焦说明电源线的电阻过大（电源线过细），故C符合题意。D、电路中各用电器之间属于并联，其它用电器仍正常工作，说明电路电压正常，故D不符合题意。故选：C。【例题33】一个玩具汽车上的电动机正常工作时，两端的电压为6V，此时通过它的电流为0.4A，其线圈电阻为1Ω，则（　　）A．电动机的额定功率为2WB．电动机正常工作10分钟消耗电能1440JC．电动机正常工作10分钟产生的热量为1200JD．电动机工作时将电能全部转化为机械能B解：A、电动机的额定功率为：P=UI=6V×0.4A=2.4W，故A错误；B、电动机正常工作10分钟消耗电能为：W=UIt=6V×0.4A×10×60s=1440J，故B正确；C、电动机正常工作10分钟产生的热量为：Q=I2Rt=（0.4A）2×1Ω×10×60s=96J，故C错误；D、电动机工作时把电能转化成机械能和内能，故D错误。故选：B。【例题34】甲、乙为两段材料、长度均相同，但横截面积不同的电阻丝。将它们如图所示串联在电路中，则通电一段时间后（　　）A．甲导体温度升高得多B．乙导体放出的热量多C．甲导体通过的电流大D．乙导体消耗的电能多A解：甲、乙为两段电阻丝是串联的，电流相同。故C错误。甲、乙为两段材料、长度均相同，甲的横截面积小于乙的横截面积，所以甲的电阻大于乙的电阻。由Q=I2Rt,在相同时间里，甲产生的热比乙多，所以甲的温度升高的多。故A正确，B错误。电流通过两电阻丝，电能全部转化为热。既然在相同时间里，甲产生的热比乙多，所以在相同时间里甲导体消耗的电能比乙多。故D错误。故选：A。焦耳定律及其推导公式1. 公式：Q=I2Rt①公式Q=I2Rt是电流产生热效应的公式，与W=UIt不能通用。W=UIt是电流做功的计算公式，如果电流做功时，只有热效应，则两公式是等效的；②如果电流做功时，同时有其他能量转化，像电动机工作时，电能既转化为热能，也转化为动能，则Q=I2Rt只是转化为电热的部分，W=UIt则是总的电功。③只有对纯电阻电路才有W=Q，对非纯电阻电路Q＜W。理 解第4节 跨学科实践　半导体与光伏发电1. 半导体①定义：半导体是导电性能介于导体和　　　　之间的一些材料，如锗、硅、砷化镓等。②特性：温度、光照、杂质等外界因素对半导体的导电性能有很大影响。绝缘体2. 常见半导体①二极管和三极管将N型半导体和P型半导体，两种类型的半导体以不同的方式结合，能制成二极管、三极管等各种半导体元器件。发光二极管较常用，正负极易区分：长引脚为　　　，短引脚为　　　。正极负极②二极管的导电性发光二极管具有　　　　　　。单向导电性半导体的应用　　半导体广泛应用于多个重要技术领域。某些半导体材料的导电性能受温度、光照、压力等影响而显著变化，某些半导体有特殊的光电特性，能在一定条件下释放光能。　　人们利用半导体的这些特性，制成了热敏电阻、光敏电阻、力敏电阻等传感元件，以及二极管、三极管、整流器等电子元件，还发明了半导体激光器、LED 光源、太阳能电池、芯片等器件。活动背景1.认识光伏发电①光伏发电的基本原理通过半导体材料将太阳能直接转换为电能的技术，其核心器件为太阳能电池。②光伏发电系统的构成由太阳能电池方阵，蓄电池组，充放电控制器，逆变器，交流配电柜，太阳跟踪控制系统等组成。 2.光伏发电的前景在我国的电源结构中，火电依然占据主导地位；而水电，作为常规能源中唯一的清洁能源，稳居第二位。风电发电量为9940.4亿千瓦时，占比9.88%;太阳能(光伏)发电则贡献了8390.4亿千瓦时，同比增长率高达43.6%占比达到8.32%。 活动方案设计校园光伏发电项目方案，我们需要通过探究解决三个问题：①影响太阳能电池输出功率的因素有哪些？②校园的地理、环境特征是怎样的？③学校的用电需求是多少？实验：探究影响太阳能电池的输出功率的因素【实验器材】太阳能电池板2片、卤素光源1个、 滑动变阻器1只、电压表1只、电流表1只、开关1只、挡光板1片、导线若干。【实验方案】在不同条件下，测量太阳能电池的电压和电流，计算太阳能电池的输出功率，进一步确定影响太阳能电池的输出功率的因素。【实验过程】①改变光照强度，测量太阳能电池的电压和电流；②改变光源入射角度，测量太阳能电池的电压和电流；③改变2片太阳能电池板的连接方式，测量太阳能电池的电压和电流。【实验结论】①光照强度越大，太阳能电池的输出功率　　　；②当光源　　　入射时，太阳能电池的输出功率最大；③ 连接时电流是　　　连接时的　　　，电压是并联连接时的2倍，两种连接方式的输出功率　　　。串联并联一半垂直越大相同【活动实施】①测算学校屋顶光伏理论发电量及学校用电量　　请各小组通过实地调查、网络查询和图书查阅，估算学校日常用电量，研究测算学校屋顶太阳能电池板的理论日发电量。实际发电量估算方法　可通过公式计算：日发电量=组件标称功率×　　　　　　　×　　　　（通常0.7-0.8）峰值日照小时数系统效率②确定太阳能电池板安装方式　　查阅电子地图，记录学校所在位置及当日太阳高度角，模拟并测算出太阳能电池板最佳方位角及当日太阳能电池板倾角度数。位置选择：a. 屋顶（混凝土或彩钢瓦）是常见选择，需确保承重能力（如100平方米屋顶可安装15-20千瓦系统），并检查防水性。b. 地面安装适用于大型系统，但需更多空间；墙面安装效率较低，不推荐。c. 避免树木、建筑物遮挡，确保光照充足。角度与方向设计：a.北半球朝南安装，南半球朝北，以最大化接收阳光。b. 倾斜角度根据当地纬度调整:纬度0°-25°设为25°，纬度26°-40°增加5°-10°(如北纬30°地区建议40°-45°)。③撰写学校屋顶光伏发电项目方案　　搜集本地区自然环境特征资料，分析实际发电量少于理论发电量的原因，分析影响学校发电量的有利条件和不利条件，思考如何提高太阳能电池板的发电量，撰写项目方案。④交流展示　　举办报告会，尝试从能源结构、环境保护角度讨论能源利用对环境的影响，并与其他同学分享和交流自己设计的校园光伏发电项目方案。【例题35】如图所示，小王将A、B两种不同的金属片分别插入土豆，制成“土豆电池”，闭合开关S，发光二极管发光，电压表有示数，则图中发光二极管的____（选填“左”或“右”）侧是正极；发光二极管是由________（选填“超导体”、“绝缘体”或“半导体”）制成的；若将发光二极管的两极对调，闭合开关时电压表 ____（选填“有”或“没有”）示数。解：二极管正常发光，二极管正极相连的一端为电源的正极，即与电压表正极相连二极管的右端为正极；（2）发光二极管是由半导体材料制成的；（3）若二极管断路，则电压表串联到电源的两端，测量的是电源电压，有示数。故答案为：右；半导体；有。右半导体有【例题36】在我们家乡的公路上有时能看到这样的照明灯。如图，它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池。下列解释合理的是（　　）A．光电池板将电能转化为光能B．蓄电池夜晚放电，将电能转化为化学能C．照明灯将内能转化为电能D．小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能D解：A、光电池板工作时，消耗了太阳能，获得了电能，是将光能转化为电能，故A错误；B、蓄电池在夜晚放电，是将化学能转化为电能，故B错误；C、照明灯工作时，消耗了电能，获得了光能，此过程将电能转化为光能，故C错误；D、小风扇利用风力发电，消耗了机械能，获得了电能，此过程将机械能转化为电能，故D正确。故选：D。【例题37】小容受穿戴式“智能体温计”（如图甲所示）的启发，设计了一个如图乙所示的体温计电路图，用电表示数大小反映温度高低，热敏电阻R1的阻值随温度的升高而增大，定值电阻R2起保护电路的作用。下列分析正确的是（　　）D半导体二极管（1）概念：导电性能介于导体和绝缘体之间的材料称作半导体。（2）特点：a.电阻比导体大的多，比绝缘体小的多。b.半导体的导电性能受温度、压力、光照等因素影响较大。（3）应用：光敏电阻、力敏电阻、热敏电阻、二极管、三极管等。（1）概念：二极管是一种用半导体材料制成的电子器件。‌具有两个电极：‌正极（‌阳极）‌和负极（‌阴极）‌。‌（2）特点：二极管具有单向导电性能。复习思路总结认识电能和电功电功率的概念额定电压、额定功率焦耳定律的概念认识·电功电热的区别联系·额定功率与实际功率的区别·焦耳定律的理解理解运用电功公式W=UIt的运用电功率公式P=W/t的运用焦耳定律公式Q=I2Rt的运用