沪教版上海九年级第二学期第八章第一节电功率 导学案.docx
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沪教版上海九年级第二学期第八章第一节电功率导学案
给我一个支点，可以撬起整个地球。
——阿基米德
第8.1节电功率
学习内容
学习水平
第8.1节电功率
8.1.1电功
B
8.1.2电功率
C
8.1.3学生实验：
测定小灯泡的电功率
C
一、理解电功
（1）知道电功的概念
（2）知道电功的单位：
焦（耳）、千瓦时．并能进行单位间的换算
（3）能用公式W=UIt、W=Pt计算电功
（4）知道电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程，且遵守能量守恒定律
（5）知道电能表是测量消耗电能多少的仪器．会读出电能表的示数
二、掌握电功率
（1）知道电功率的概念
（2）知道电功率的单位：
瓦（特）
（3）能用公式P=UI，P=W/t计算电功率、电流或电压
（4）知道额定电压、额定功率的含义
（5）能联系欧姆定律及串、并联电路的特点解决简单的电路问题
三、设计”测定小灯泡的电功率”的实验
（1）知道实验目的
（2）知道实验原理及测量的物理量
（3）设计实验方案．包括选择器材、画出电路图、设计数据记表等
（4）会连接实验电路．测定并记录小灯泡在不同电压时的电流
（5）能计算小灯泡的功率，并确定小灯泡的额定功率
一、内容结构
定义：
电流所做的功
电功单位：
焦（J）
计算公式：
W=UIt=UQ
电功率物理意义：
表示电流做功的快慢
定义：
单位时间内电流所做的功
电功率单位：
瓦（W）
计算公式：
P=W/t
测量原理：
P=UI
二、实验指要
（1）实验原理：
P=UI；
（2）主要器材：
电源、小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电键、导线等。
；
（3）注意事项：
在测定小灯泡的电功率时．要进行三次测量，但三次分别测量的是不同电压下的电功率．其中一次测量的是额定功率。
说明：
本单元中“测定小灯泡的电功率“实验和上一单元中“用电流表、电压表测电阻”实验，需要测量的物理量相同，所用器材、电路图基本相同，这两个实验的不同之处是：
（1）实验原理不同：
“用电流表、电压表测电阻”的实验依据公式：
R=U/I，“测定小灯泡电功率”的实验依据公式：
P=UI。
（2）滑动变阻器在实验中的作用不同：
“用电流表、电压表测电阻”的实验，利用滑动变阻器改变待测电阻两端的电压和通过它的电流、多次测扯求平均值，以达到减小误差的目的。
“测定小灯泡的电功率”的实验，利用滑动变阻器改变小灯泡两端的电压，使其分别高于、等于或低于额定电压，以测得小灯泡在不同电压下的电功率。
一、电功
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=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/R。
（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
（1）国际单位：
焦耳（J）
（2）常用单位：
千瓦·时（kw·h）
（3）单位换算：
1度=1千瓦·时=1kw·h=3．6×106J
二、电功率
1.定义：
电流在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），根据欧姆定律可推导出：
P=I2R=U2/R。
（1）串联电路中常用公式：
P=I2R。
（2）并联电路中常用公式：
P=U2/R。
（3）无论用电器串联或并联，计算总功率P总=U总I总
4.单位
（1）国际单位：
瓦特（W）
（2）常用单位：
千瓦（kw）
5.额定功率和实际功率
（1）额定电压：
用电器正常工作时的电压。
（2）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。
三、测量电功：
电能表
1.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。
2.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。
四、测定小灯泡电功率实验
1.目的：
测定小灯泡的额定功率和实际功率。
2.实验器材：
小灯泡、电池组、滑动变阻器、电键、电压表、电流表和若干导线。
3.实验原理：
用电压表、电流表测出小灯泡两端的电压及通过的电流，用P=UI算出小灯泡的功率。
（再次强调：
不能用其它变形公式计算！
！
）
4.实验电路图与实物图
5.实验步骤
（1）根据电路图正确连接电路，注意连接电路的时候要断开电键。
（2）移动滑片P，使滑动变阻器的电阻全部接入电路，闭合电键，接通电路，移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡在额定电压下正常发光，记下电流表和电压表的示数。
（3）用P=UI，算出小灯泡的额定功率
（4）移动滑动变阻器滑片，使小灯泡两端的电压比额定电压稍高和稍低，分别观察小灯泡的发光情况与在额定电压时发光的情况有什么不同，分别记下电压表和电流表的示数。
（5）用P=UI，分别此时算出小灯泡的实际功率。
1.电功率一般以计算题和实验题的形式出现。
1.测量小灯泡电功率适合以实验法的形式呈现。
知识点一：
电路故障
【例1】（2017年上海中考）小华做“测定小灯泡的电功率”的实验，现有电源（电压保持不变），待测小灯泡（标有“0.28A”字样）、电流表、电压表（只有0～3伏档完好）、滑动变阻器、电键及导线若干．小华正确连接电路后进行实验，在移动变阻器滑片至某一位置时，发现电压表、电流表的示数如图（a）、（b）所示，他经过思考重新连接电路进行实验，将新测得的三组数据记录在如表中。
①图（b）中电流表的示数为 安
②请根据相关信息，求出电源电压及小灯泡的额定功率。
（本小题需写出计算过程）
【分析】①根据图（b）中电流表的量程和分度值读出示数；
②小华正确连接电路时，电压表与灯泡并联，电流表与灯泡串联，根据图（a）读出电路中的电流0.24A时灯泡两端的电压；分析表格数据得出重新连接电路时电压表并联在滑动变阻器两端，由表格数据可知电路中的电流为0.24A时变阻器两端的电压，根据串联电路的电压特点求出电源的电压，从表格数据中得出额定电流下滑动变阻器两端的电压，根据串联电路的电压特点求出灯泡的额定电压，根据P=UI求出灯泡的额定功率
。
【答案】解：
（1）由图（b）可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.24A；
（2）小华正确连接电路时，电压表与灯泡并联，电流表与灯泡串联，如下图所示：
由图（a）可得，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，灯泡两端的电压为3V，
即灯泡两端的电压为3V时，电路中的电流为0.24A；
由表格数据可知，电压表的示数减小时，电路中的电流变大，
则重新连接电路时，电压表并联在滑动变阻器两端，如下图所示：
由表中数据可知，当电路中的电流为0.24A时，滑动变阻器两端的电压为3V，
综上可知，当电路中的电流为0.24A时，灯泡两端的电压为3V，滑动变阻器两端的电压为3V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源的电压U=UL+U滑=3V+3V=6V，
由表格数据可知，电路中的电流为0.28A时，滑动变阻器两端的电压U滑′=2.2V，
则灯泡的额定电压U额=U﹣U滑′=6V﹣2.2V=3.8V，
灯泡的额定功率P额=U额I额=3.8V×0.28A=1.064W。
故答案为：
（1）0.24；
（2）电源电压为6V，灯泡的额定功率为1.064W；
计算过程：
小华正确连接电路时，电压表与灯泡并联，电流表与灯泡串联，由图（a）（b）可得，电路中的电流为0.24A时，灯泡两端的电压为3V，
由表格数据可知，电压表的示数减小时，电路中的电流变大，则重新连接电路时，电压表并联在滑动变阻器两端，
当电路中的电流为0.24A时，滑动变阻器两端的电压为3V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源的电压U=UL+U滑=3V+3V=6V，
由表格数据可知，电路中的电流为0.28A时，滑动变阻器两端的电压U滑′=2.2V，
则灯泡的额定电压U额=U﹣U滑′=6V﹣2.2V=3.8V，
灯泡的额定功率P额=U额I额=3.8V×0.28A=1.064W。
【例2】（2017年黄浦区二模）小华同学做“测定小灯泡的电功率”实验，所用器材齐全且完好，电源电压为1.5伏的整数倍且保持不变、待测小灯上标有“0.2A”字样、滑动变阻器上标有“50Ω1A”字样。
实验中，小华正确连接电路且使变阻器连入电路中的电阻最大，闭合电键时，小灯不发光，电表指针所处位置如图14（a）、（b）所示。
（电流表指针在两刻度线之间某位置，电压表指针在刻度线上）
①判断电流表所选量程并说明理由。
②通过计算说明实验所用电源的电压。
③小华移动变阻器的滑片，直至小灯正常发光，发现无法读出小灯的额定电压。
然后他调整了电表接入位置后重新实验，当小灯正常发光时，电压表指针所处位置与图14（b）相同。
请通过计算求出小灯的额定功率。
【答案】①0~0.6安；小灯不发光，I＜I额＝0.2安。
②U滑＝IR滑
0.06安×50欧＜U滑＜0.08安×50欧
3伏＜U滑＜4伏
U灯＝0.7伏或3.5伏，U＝U灯＋U滑
3.7伏＜U＜4.7伏，或6.5伏＜U＜7.5伏
由于电源电压U为1.5伏的整数倍，故U＝4.5伏
③U额＝U－U滑'＝4.5伏－0.7伏＝3.8伏
P额＝U额I额＝3.8伏×0.2安＝0.76瓦
【例3】（2017年普陀区二模）小华同学做“测定小灯泡的电功率”实验，实验器材齐全并完好，电源电压6伏不变，滑动变阻器有A、B两个（A标有“10Ω1A”字样、B标有“20Ω1A”字样），待测小灯上标有“2.5V”字样清晰可见。
小华选用其中一个滑动变阻器与电源、小灯泡、电流表、电键正确连接电路后，再将电压表并联在电路中。
闭合电键前使滑动变阻器接入电路电阻最大，然后闭合电键，通过移动变阻器的滑片测得小灯在不同电压下的电流，并将数据记录在下表中。
①请画出小华同学的实验电路图。
②判断小灯泡正常发光的方法是：
__________________________________________。
③小华在实验中选用的滑动变阻器是_______________（选填“A”或“B”）。
④小灯泡的额定功率为_______________瓦。
（请写出计算过程）
【答案】①略。
②电压表示数为3.5伏时小灯正常发光。
③B④0.55Pe＝UeIe＝（6伏―3.5伏）×0.22安＝0.55瓦
【例4】（2017年杨浦区二模）小王同学做“测定小灯泡的电功率”实验，所用实验器材齐全并完好，电源电压为1.5伏的整数倍（若干节新干电池组成），滑动变阻器上标有“25Ω2A”字样，小灯泡上的字迹模糊不清，但只可能是“1.5V”、“2.2V”或“3.0V”中的一个。
（1）小王先正确串联实验器材如图18（a）所示，将滑片移到变阻器的一端，然后将电压表并联在电路中。
闭合电键后，电流表示数如图18（b）所示，小灯泡发光较暗，接着移动变阻器的滑片，观察到小灯泡逐渐变亮，电压表示数逐渐变小。
（2）经过思考，小王发现了问题，并重新进行实验。
他正确连接电路，操作步骤正确，闭合电键，移动滑动变阻器的滑片，并观察电压表示数和小灯泡亮度的变化情况，发现滑片在差不多滑到变阻器中间位置时小灯泡正常发光，此时电流表的示数刚好变化了0.1安。
（3）小王在第一次实验时出现的问题是___________________________________。
请根据相关信息判断出小王所选小灯泡的额定电压是___________伏，电源的电压是_______伏，并计算出小灯的额定功率为________瓦。
（需写出计算过程）
【答案】连接电路时将电压表并联在滑动变阻器两端（或bc之间）；2.2；6；0.66
【例5】（2017年虹口区二模）小华做“测定小灯泡的电功率”实验，现有电源两个（电压分别为4伏、6伏）、待测小灯（标有“2.5V”字样）、电流表、电压表、滑动变阻器（标有“10Ω2A”字样）、电键及导线若干。
实验中，他连接电路后，移动滑片使变阻器连入电路的电阻最大，闭合电键时，发现小灯发光很亮，电压表、电流表的示数分别如图13（a）、（b）所示。
①小华连接的电路中电压表并联在________两端（选填“小灯”、“滑动变阻器”），他选用电源的电压为________伏；
②小华仅更换了电源，闭合电键前使变阻器连入电路的电阻最大。
闭合电键后，他移动滑片，发现电压表示数变小。
（a）小华应移动滑片直至电压表示数为________伏时，小灯正常发光。
（b）若此时电流表的示数为0.3安，则小灯的额定功率为________瓦，变阻器连入电路的阻值____欧。
【答案】滑动变阻器；6；1.5；0.75；5。
知识点一：
电功率测量类实验题
【例1】（2017年闵行区二模）甲、乙两同学用相同的器材进行“测定小灯泡额定功率”的实验。
实验器材有：
4.5伏的电源、标有“3.8伏”字样的小灯泡、标有“5欧3安”的滑动变阻器、表盘如图16所示的电压表和电流表、电键及导线若干。
甲同学正确连接电路，实验步骤正确，移动滑片发现无法精确测出额定电压。
于是他对电路进行了适当的调整，并将滑片置于变阻器的一端，闭合电键，电压表示数为1.4伏。
乙同学按照甲同学调整后的电路连接，然后将滑片置于变阻器的一端，闭合电键，电流表示数为0.32安。
接着，他们均将变阻器的滑片移动至小灯正常发光，经对比后发现两个电流表示数变化量的大小恰好相等。
①画出甲同学调整后的实验电路图；
②求小灯正常发光时的电流及额定功率。
（保留计算过程）。
【答案】
①略
②I=（1.4安/5欧+0.32安）/2=0.3安
P=UI=3.8伏×0.3安=1.14瓦
知识点二：
电功率类计算题
【例2】（2017年杨浦区二模）在图13（a）所示的电路中，定值电阻R1的阻值为10欧，滑动变阻器R2上标有“50Ω1A”字样，所用电流表如图13（b）所示。
①若电源电压为6伏，则闭合电键，求通过电阻R1的电流I1。
②若电源电压为6伏，通过变阻器R2的电流为0.5安，求10秒内电流通过R2所做功W2。
③若电源电压可变，范围在6伏~12伏之间，在不损坏电路元件的情况下，求该电路消耗的最大功率和最小功率。
【答案】①I1=U1/R1=6伏/10欧=0.6安
②W=UIt=6伏×0.5安×10秒＝30焦
③P大=UI=12伏×2.2安＝26.4瓦
P小=UI=6伏×0.72安＝4.32瓦
牛顿在格兰瑟姆中学读书时，曾寄住在格兰瑟姆镇克拉克药店，这里更培养了他的科学实验习惯，因为当时的药店就是一所化学实验室。
牛顿在自己的笔记中，将自然现象分类整理，包括颜色调配、时钟、天文、几何问题等等。
这些灵活的学习方法，都为他后来的创造打下了良好基础。
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