九年级物理 电功率的上课时用的教学案 北师大版.docx
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九年级物理电功率的上课时用的教学案北师大版
电功率
1、定义：
电流通过某段电路所做的功叫电功。
2、实质：
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；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，就消耗了多少电能。
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。
3、规定：
电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压，电路中的电流和通电时间的乘积。
4、计算公式：
W=UIt=UQ=Pt（适用于所有电路）
对于纯电阻电路可推导出：
W=I2Rt=U2t/R
①串联电路中常用公式：
W=I2Rt。
②并联电路中常用公式：
W=U2t/RW1:
W2=R2:
R1
③无论用电器串联或并联。
计算在一定时间所做的总功
常用公式W=W1+W2+…Wn
5、单位：
国际单位是焦耳（J）常用单位：
度（kwh）
1度=1千瓦时=1kwh=3.6×106J
6、测量电功：
⑴电能表：
是测量用户用电器在某一段时间内所做电功（某一段时间内消耗电能）的仪器。
⑵电能表上“220V”“5A”“3000R/kwh”等字样，分别表示：
电电能表额定电压220V；允许通过的最大电流是5A；每消耗一度电电能表转盘转3000转。
⑶读数：
A、测量较大电功时用刻度盘读数。
①最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。
②电能表前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。
3
2
4
6
8
3
2
6
5
4
如：
电能表月初读数月底读数是
这个月用电度合J
B、测量较小电功时，用表盘转数读数。
如：
某用电器单独工作电能表（3000R/kwh）在10分钟内转36转则10分钟内电器消耗的电能是J。
（二）、电功率：
1、定义：
电流单位时间内所做的功。
2、物理意义：
表示电流做功快慢的物理量灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小。
3、电功率计算公式：
P=UI=W/t（适用于所有电路）
对于纯电阻电路可推导出：
P=I2R=U2/R
无论用电器串联或并联。
计算总功率。
常用公式P=P1+P2+…Pn
4、单位：
国际单位瓦特（W）常用单位：
千瓦（kw）
5、额定功率和实际功率：
⑴额定电压：
用电器正常工作时的电压。
额定功率：
用电器在额定电压下的功率。
P额=U额I额=U2额/R
某灯泡上标有“PZ22OV-25”字样分别表示：
普通照明，额定电压220V，额定功率25W的灯泡。
若知该灯“正常发光”可知：
该灯额定电压为220V，额定功率25W，额定电流I=P/U=0.11A灯丝阻值Ｒ＝U2额/Ｐ＝２９３６Ω。
⑵当U实=U额时，P实=P额用电器正常工作（灯正常发光）
当U实＜U额时，P实＜P额用电器不能正常工作（灯光暗淡）
实际功率随电压变化而变化根据P=U2/R得
当U实>U额P实>P额长期使用影响用电器寿命（灯发光强烈）
三、典型例题
例1：
（济宁市2008）物业工作人员来李明家收电费，他观察到李明家电能表的情况如图3所示．然后从记录本上查出上月电能表的示数是811.6kWh．若按0.5元／kWh计费，李明家本月应缴电费______元。
李明家同时使用的用电器总功率不得超过W。
例2：
（广州市海珠区）一个家用电能表的盘面上标有“3000r／kW·h”字样，它表示每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转3000转．若某个电热水器单独使用时，电表转盘在300s内转了210转，则热水器消耗的电能是 ，这个热水器放出的热量能使质量为__________的水温度升高10℃．[假设没有能量损失，已知：
c水=4.2×103J/（kg·℃）]
例3：
（广州市）供电局以每两个月为一个抄表计费周期，小明家收到06年1、2月的电费通知单，通知单上附有他家近几个月的用电量图表，如图15所示．
（l）根据以上图表提供的信息，填写下表中的空格
时间（年/月）
05/3、4
05/11、12
06/1、2
用电量（kW·h）
902.1
（2）与05年11、12月比较，小明家06年l、2月多用了一个额定电压220V、额定功率1100W
的电暖器，其他用电器的使用情况与05年11、12月相同．这台电暖器在额定电压下工作时电流多大？
请你估算小明家06年1、2月使用电暖器共多少小时
四、堂上练习。
1、一个家用电能表的盘面上标有“3000r／kW·h”字样，它表示每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转3000转．若某个电热水器单独使用时，电表转盘在300s内转了210转，则热水器消耗的电能是 ，这个热水器放出的热量能使质量为__________的水温度升高10℃．[假设没有能量损失，已知：
c水=4.2×103J/（kg·℃）]
2、小明家的电能表如图所示，家中用电器的总功率不能超过W.当小明家只有一盏电灯工作时，3min内转盘正好转过5圈，则该灯泡消耗的电能是J，它的电功率为W.
（一）测量：
Ⅰ、伏安法测灯泡的额定功率：
①原理：
P=UI②电路图：
③选择和连接实物时须注意：
电源：
其电压高于灯泡的额定电压
滑动变阻器：
接入电路时要变阻，且调到最大值。
根据能否调到灯泡的额定电压选择滑动变阻器。
电压表：
并联在灯泡的两端“+”接线柱流入，“－”接线柱流出。
根据额定电压选择电压表量程。
电流表：
串联在电路里““+”接线柱流入，“－”接线柱流出。
根据I额=P额/U额或I额=U额/R选择量程。
Ⅱ测量家用电器的电功率：
器材：
电能表秒表原理：
P=W/t
（二）、电热
1、实验：
目的：
研究电流通过导体产生的热量跟那些因素有关？
原理：
根据煤油在玻璃管里上升的高度来判断电流通过电阻丝通电产生电热的多少。
实验采用煤油的目的：
煤油比热容小，在相同条件下吸热温度升高的快：
是绝缘体
2、焦耳定律：
电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
3、计算公式：
Q=I2Rt（适用于所有电路）
二、典型例题
例1：
在“测量小灯泡电功率”的实验中，已知电源为两节铅蓄电池，小灯泡的额定电压为2．5V，电阻约为10Ω，滑动变阻器上标有“20ΩlA'’字样，某同学已连接的部分电路如图甲．
（1）该同学连接的电路中有错误，请用笔在错误处划“×”标明．
（2）错误改正后，请你用笔画线代替导线，在图甲中把电路连接完整．
（3）闭合开关，将变阻器的滑片移到某位置时，电压表示数为2．5V，电流表示数如图乙所示，则此时小灯泡中的电流是______A，小灯泡的额定功率是____________W．
（4）另一同学连好电路闭合开关后，发现小灯泡先很亮后熄灭，你认为他在连接电路时可能出现的问题是______________________________________________________．
例2：
小刚家里有一台电热烘干机，工作原理如图所示。
铭牌已变得模糊不清，只知道额定电压为220V。
小刚为了知道该电热烘干机的额定电功率，把其他用电器关闭，只让电热烘干机在额定电压下工作（烘干物体）。
图甲是电热烘干机工作前电能表的示数，图乙是电热烘干机工作6小时后电能表的示数（电热烘干机工作时电能全部转化为内能）。
求：
（1）电热烘干机工作6小时消耗的电能是千瓦时。
（2）电热烘干机额定电功率是多大?
（3）电热烘干机发热体的电阻是多少?
例3：
某校学生宿舍走廊的路灯，原来用一盏“220V40W”的白炽灯，
每晚亮10小时。
同学们发现灯泡容易损坏，需要经常更换。
后来，
学校电工用两盏“220V40W”的灯泡串联后代替原路灯。
结果，
两盏灯的亮度比改装前要暗，但灯泡使用寿命明显延长。
（1）改装前，一盏路灯每晚需要消耗多少电能？
（2）改装后两灯的总功率是多少？
比原来省电还是费电？
（3）小明是一位爱动脑筋的同学，他想：
路灯改装还有没有更好的方法呢？
通过查资料知道有一种“光控开关”——天黑时自动闭合，天亮时自动断开；还有一种“声控开关”——有声音时自动闭合，一分钟后，若再无声音就自动断开。
小明利用这两种开关设计了一个“聪明”的电路：
白天路灯不亮，晚上有人走动发出声音时，路灯自动亮起来。
请判断小明设计的电路图是。
，
2、测定小灯泡额定功率的实验器材如图8所示，其中小灯泡上标有“3．8V”的字样，它的电阻约10Ω。
（1）请你用笔画线代替导线，把图8中的器材连接成实验电路（导线不要交叉）。
（2）小刚合理地连接好电路，闭合开关，无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮。
于是小刚提出以下猜想：
A．可能是灯丝断了
B．可能是小灯泡短路
C．可能是变阻器开路
究竟哪个猜想正确，可根据电流表和电压表的示数进行判断（电流表、电压表均无故障）。
下表给出了电流表、电压表可能出现的几种情况，请判断每种情况下哪个猜想是正确的，并把其序号填写在对应的空格里。
电流表
电压表
判断结果
示数不为零
示数为零
示数为零
示数不为零
示数为零
示数为零
（3）小刚排除故障后，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图9所示，则通过小灯泡的电流为________________A，小灯泡的额定功率为________________W。
3、小明做“测定小灯泡的额定功率”实验时，已知灯泡的额定电压是3.8V，其中电源是三节新的干电池，灯丝电阻大于10Ω，滑动变阻器上标有“10Ω 1A”字样.图甲是测定灯泡的额定功率的电路。
（1）小明按图甲连接电路并闭合开关后，发现灯泡不亮，但电压表有示数，则故障的原因可能是灯泡 。
（选填“短路”或“开路”）
（2）小明排除故障后，灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则灯泡的额定功率是_______W.
（3）若电压表0～15V的量程损坏，换用0～3V的量程后，应将电压表中“－”接线柱连入图甲中的点，“3”接线柱连入图甲中的点，也可测出灯泡的额定功率，实验过程中，当电压表的读数
为 V时，灯泡正常发光。
例1：
甲、乙两同学分别做“测定小灯泡的功率”实验，除了小灯外他们所使用的器材规格均相同,小灯的额定电压可能是“2.2V”、“2.5V”或“3.8V”，小灯功率相差不大。
甲同学正确连接好电路，闭合电键时记录了第1组数据，当小灯正常发光时记录了第2组数据，把滑片移到端点时小灯闪亮一下，后熄灭，并记录了第3组数据，如下表所示。
则他们所用电源的电压为_______伏,甲同学所用小灯的额定功率为______瓦。
当乙同学所选用的小灯正常发光时，电压表的示数如图14所示，而滑片恰好在滑动变阻器的中点上，此时滑动变阻器连入电路的电阻值为_______欧，乙同学所选用小灯正常发光时的电流为______安。
物理量
实验序号
电压表
示数
电流表
示数
小灯
亮暗程度
1
1.3V
0.16A
暗
2
2.5V
0.26A
正常发光
3
4.5V
0A
不发光
图14
例2：
妈妈新买一台电磁沪，好奇的小明立即翻开说明书
（1）为什么要单独使用10A以上的插座？
请通过计算说明。
（2）小明想通过实验比较不同材料的电磁炉锅具的使用效果．家里现有四种锅具．
小明计划选用其中的两个锅具烧水，你认为较合理的选择是________（填字母）
（3）在1标准大气压下，小明用该电磁炉将一壶2.2千克的水从20℃烧至沸腾，需要多长时间？
〔假定电磁炉消耗的电能全部转化为热能被水吸收。
水的比热C=4.2×103焦/（千克.℃）]
（4）当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图16乙所示，则小灯泡的额定功率是W。
额定电压
110V
额定功率
550W
容积
1L
例3：
莱芜市2006年小明的爸爸从国外带回一只旅行电热壶，右表是其译
成中文的说明书。
（1）小明说这个壶在中国家庭电路中不能直接使用，请你
解释其原因。
（2）小明说可以将此壶与一只电阻串联后使用，请你帮他
计算出该电阻的阻值是多少？
（3）此壶正常工作时，在标准大气压下，将一壶20℃的水烧开至少需要多长时间？
（不计热损失）
例4.王磊同学学习了电学知识后，对客厅里的照明电路进行了改装，将原来由一只开关控制的五个灯泡组成的照明电路，分成两组，分别由两只开关控制，需要较强的亮度时全部灯泡都亮，不需要很亮时只有两个灯泡亮，白天或厅内无人时则全部关闭。
王磊同学经过较长时间的统计，得到下列一组数据：
平均每天开灯时间
需较强亮度时间
不需很亮时间
每个灯泡的功率
6h
2h
4h
60W
请你根据王磊同学统计的数据，通过计算回答以下问题：
（1）改装后每月（按30天计算）可以节约多少度电?
（2）如果用电热水器给水加热，每月节约的电能可以将多少20℃的水加热到60℃用来洗澡?
[水的比热容4.2×103J／（Kg℃）]
（一）、家庭电路：
1、家庭电路的组成部分：
低压供电线、电能表、闸刀开关、保险丝、用电器、插座、灯座、开关。
2、家庭电路的连接：
各种用电器是并联接入电路的，插座与灯座是并联的，控制各用电器工作的开关与电器是串联的。
3、家庭电路的各部分的作用：
⑴低压供电线：
①给用户提供家庭电压的线路，分为火线和零线。
火线和零线之间有220V的电压，火线和地线之间也有220V的电压，正常情况下，零线和地线之间电压为0V
②测电笔：
用途：
用来辨别火线和零线
种类：
钢笔式，螺丝刀式。
使用方法：
手接触笔尾金属体，笔尖金属体接触火线，观察氖管是否发光。
⑵电能表：
①用途：
测量用户消耗的电能（电功）的仪表。
②安装：
安装在家庭电路的干路上，原因：
这样才能测出全部家用电器消耗的电能。
③铭牌：
所标的电压U是：
额定电压所标的电流I是：
允许通过的最大电流UI是：
电能表后能接用电器的最大功率，如果同时使用的家用电器的总瓦数超过这个数值，电能表的计数会不准确甚至烧坏
⑶闸刀（空气开关）：
①作用：
控制整个电路的通断，以便检测电路更换设备。
②安装：
家庭电路的干路上，空气开关的静触点接电源线
⑷保险盒：
1材料：
保险丝是由电阻率大、熔点较低的铅锑合金制成
②保险原理：
当过大的电流通过时，保险丝产生较多的热量使它的温度达到熔点，于是保险丝熔断，自动切断电路，起到保险作用
③电路符号：
④连接：
与所保护的电路串联，且一般只接在火线上
⑤选择：
保险丝的额定电流等于或稍大于家庭电路的最大工作电流。
⑥规格：
越粗额定电流越大。
注意：
不能用较粗的保险丝或铁丝、铜丝、铝丝等代替。
因为铜丝的电阻小，产生的热量少，铜的熔点高，不易熔断。
应用举例：
☆某家庭需要使用10A保险丝，可只有5A和15A保险丝。
如何分别来代替使用：
①可用两根5A保险丝并起来代用；②可将15A保险丝用刀轻切一小口使剩余部分截面积和10A保险丝截面积相同。
⑸插座：
①作用：
连接家用电器，给可移动家用电器供电。
②种类：
固定插座、可移动插座
二孔插座、三孔插座
③安装：
并联在家庭电路中，具体接线情况：
1接火线2接零线3接地线4接用电器的金属外壳5接用电部分的线路
把三脚插头插在三孔插座里，在把用电部分连入电路的同时，也把用电器的金属外壳与大地连接起来，防止了外壳带电引起的触电事故。
⑹用电器（电灯）、开关：
①白炽灯是利用电流的热效应进行工作的，小功率的灯泡灯丝细而长，里面抽成真空。
大功率的灯泡灯丝粗而短，里面抽成真空后，还要充入氮气、氩气等惰性气体，且气压为0.1Pa，目的是平衡大气压对玻璃壳的压力。
灯泡长期使用会变暗，原因是：
灯丝升华变细电阻变小，实际功率变小；升华后的金属钨凝华在玻璃内壁上降低了灯泡的透明度。
②灯泡的种类：
螺丝口卡口。
螺丝口灯泡的螺旋接灯头的螺旋套，进而接零线；灯泡尾部的金属柱接灯头的弹簧片，再通过开关接火线：
原因：
防止维修触电
③开关和用电器串联，控制用电器，如果开关短路用电器会一直工作开关不能控制，但不会烧干路上的保险丝。
④根据安全用电原则连接电路，每个开关都可以单独控制灯
（二）、家庭电路电流过大的原因：
1、原因：
发生短路、用电器总功率过大。
2、家庭电路保险丝烧断的原因：
发生短路、用电器功率过大、选择了额定电流过小的保险丝
（三）、安全用电：
1、触电事故：
①定义：
一定强度的电流通过人体所引起的伤害
②危险性：
与电流的大小、通电时间的长短等因素有关。
③安全电压：
不高于36V，动力电路电压380V，家庭电路电压220V都超出了安全电压。
2、触电形式：
家庭电路（低压触电）单线触电
双线触电
家庭电路触电的事故：
都是由于人体直接或间接跟火线接触造成的并与地线或零线构成通路。
要分清零线和地线，虽然地线和零线正常情况下之间没有电压，但绝不能将地线和零线接通，否则易造成触电事故。
高压触电高压电弧触电
跨步电压触电
3、安全用电原则：
不接触低压带电体不靠近高压带电体
二、堂上练习
1.（江西省南昌市2008）小亮在开着空调的书房里复习功课，妈妈在厨房忙着做晚饭，当她把电饭煲的插头插入插座时，家里的空气开关就“跳闸”了，原因可能是电饭煲插头内部发生了，导致电路中过大，引起“跳闸”．
2.（济宁市2008）在图1所示的甲、乙两种使用测电笔的方法中，
正确的是___。
3.2006年杭州市某班同学在学了有关家庭电路的知识后安装了四盏电灯，
你认为其中正确的是
ABCD
4．2008年南通市下列图示现象中，符合用电安全的是
电器失火时先切断电源湿衣服晾在电线上用湿布擦抹电器家用电器未加接地保护
ABCD
5．请用笔画线代替导线，将图12中的连有开关的电灯和三孔插座接人家庭电路中．
6．2008年山西临沂市电能的利用给人们的生产、生活带来了很多方便，但如果使用不当也会给人们带来危害，下列做法中可能给人们带来危害的是
A．更换灯泡或维修电路时要先断开电源
B．开关要接在火线上
C．三孔插座接地线要保证良好接地
D．暂时没有合适的保险丝．短时间内可以用细钢丝代替
7、.江苏省镇江市二○○六年小明晚上做功课，把台灯插头插在书桌边的插座上，闭合台灯开关，发现台灯不亮．为了找出故障原因，小明把台灯插头插入其他插座，发现台灯能正常发光，用测电笔插人书桌边的插座孔进行检查，发现其中一个孔能使测电笔的氖管发光．故障原因可能是（）
A．进户线火线上的熔丝烧断B．进户线零线断了
C．书桌边的插座与零线断开D．书桌边的插座与火线断开
8.2008年山西省太原市下列行为符合安全用电常识的是
A.在高压线旁放风筝B.家里保险丝熔断时用铜导线代替
C.发生火灾时，不带电泼水救火D.发现有人触电，立即用手将触电人拉开
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