九上科学电功和电功率讲义.docx

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九上科学电功和电功率讲义

九上科学—电功和电功率复习讲义

知识梳理

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=I2RtW1:

W2:

W3:

…Wn=R1:

R2:

R3:

…:

Rn

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。

即用刻度盘读数为W＝

（前后两次读数之差）

B、测量较小电功时，用表盘转数读数。

即用刻度盘读数为

（

为电能表铭牌标着的转盘转数）

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）

对于纯电阻电路可推导出：

P=I2R=U2/R

①串联电路中常用公式：

P=I2RP1:

P2:

P3:

…Pn=R1:

R2:

R3:

…:

Rn

②并联电路中常用公式：

P=U2/RP1:

P2=R2:

R1

③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。

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）,有时会损坏用电器

　　①实际功率随电压变化而变化根据P=U2/R得

②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）

　P实=0用电器烧坏（灯丝烧断）

⑶灯L1“220V100W”，灯L2“220V25W”相比较而言，L1灯丝粗短，L2灯丝细长。

判断灯丝电阻口诀：

“大（功率）粗短，小细长”（U额相同）两灯串联时，灯L2亮，两灯并联时，灯L1亮。

判断哪个灯亮的口诀“串小（功率）并大”（U额相同）

⑷“1度”的规定：

1kw的用电器工作１h消耗的电能。

Ｐ＝Ｗ/t可使用两套单位：

“W、J、s”、“kw、kwh、h”

6、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几项：

电源、滑动变阻器、电压表、电流表的使用。

Ⅱ测量家用电器的电功率：

器材：

电能表秒表原理：

P=W/t

三电热

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。

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）对于纯电阻电路可推导出：

Q=UIt=U2t/R=W=Pt

①串联电路中常用公式：

Q=I2Rt。

Q1:

Q2:

Q3:

…Qn=R1:

R2:

R3:

…:

Rn

并联电路中常用公式：

Q=U2t/RQ1:

Q2=R2:

R1

②无论用电器串联或并联。

计算在一定时间所产生的总热量常用公式Q=Q1+Q2+…Qn

③分析电灯、电炉等电热器问题时往往使用：

Q=U2t/R=Pt

4、应用——电热器：

①定义：

利用电流的热效应而制成的发热设备。

②原理：

焦耳定律

③组成：

电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的合金制成。

④优点：

清洁卫生没有污染、热效率高、方便控制和调节温度。

典型例题解析：

【例1】小明家的电冰箱铭牌如下表。

小明在家用电器只有冰箱工作的情况下，观察冰箱从启动到停止工作用了6min，电能表转盘转了18圈。

则冰箱以标定耗电量工作时，一天实际工作h，启动次，每消耗1度电电能表转盘转圈。

解：

由表中数据可知，电冰du箱一天消耗的电能为0.72kW•h，zhi

电冰箱dao的输入功率是120W=0.12kW，

∵P=Wt，

∴电冰箱每天实际工作时间t=WP=0.72kW•h0.12kW=6h；

（2）电冰箱每次启动工作6min=110h，

电冰箱每天启动的次数为6h110h=60次；

（3）∵P=Wt，

∴电冰箱每次启动消耗的电能W1=Pt1=120W×60s×6=43200J，

设消耗1度电，电能表转过的圈数为n，

则W1×n1=Wn，即：

43200J×18圈=3.6×106Jn，

则n=1500圈；

故答案为：

6；60；1500．

【例2】甲、乙两个电阻R1=6OΩ，R2=75Ω，它们允许消耗的最大功率分别是15W和3W．若把它们接入某一并联电路，假设电压一超过它们的额定电压，电阻就会被烧坏，则电源电压最大应为________V，干路中允许通过的最大电流是________A．

解答：

（1）两电阻两端允许的最大电压为：

U1=

=

=30V，U2=

=

=15V；

∵并联电路两端电压相等，

∴为了不损坏电阻，电源电压最大应为15V．

（2）干路中允许通过的最大电流：

I=

+

=

+

=0.45A．

故答案为：

15；0.45．

【例3】在“测量小灯泡电功率”的实验中，需要的有：

额定电压为2.5V的小灯泡一只，新干电池两节，电流表、电压表、滑动变阻器和开关各一只，导线若干．实验电路及实物连接图如下图甲、乙所示．

（1）图乙已连接了部分电路，请用笔画线代替导线，按照电路图将未连接的电路完整．

（2）连接好电路，闭合开关前，应将滑片P放在变阻器的________端．

（3）闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，当电压表示数为________V时，

小灯泡正常发光，此时，电流表的示数如图丙所示，该电流是________A，该灯泡的额定功率是________W．

（4）完成上述实验后，继续测量并描绘出小灯泡的电流随其电压变化的关系图象，如图丁所示，由图象可知，当通过灯泡的电流为0.1A时，滑动变阻器接入电路中的电阻是________欧．

（5）若实验中，无论怎样移动滑片P，灯泡两端电压表示数始终为3V，电流表示数几乎为零，电表完好，则电路故障可能是________．

【答案】

⑴略⑵右⑶2.5  0.3  0.75  ⑷ 25 ⑸灯丝断路

【解析】

（1）将电压表与小灯泡并联，如图所示；

（2）闭合开关前，应使滑动变阻器置于最大阻值处，因此，滑片P应放在右（或B、D）端；

（3）小灯泡正常发光时，电压应为额定电压，即2.5V．图丙中电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，其示数为0.3A，此时小灯泡的额定功率是P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；

（4）读图丁可知，当电流为0.1A时，灯泡两端的电压为0.5V，所以，滑动变阻器两端的电压为3V-0.5V=2.5V，则滑动变阻器接入电路的阻值为R=U′/I′=2.5V/0.1A=25Ω

；

（5）因为电压表是一个阻值极大的元件，因此，当灯泡断路时，电压表串联在电路中，无论怎样移动滑片，电压表的示数也是3V，且电流表的示数为零．

 【例4】今天夏天，小明家新买了一个大容量电热水壶，其铭牌如图所示．她家的电能表表盘上标有“220V30A”、“3000imp/KW．h”字样，“imp/Kw．h”是电子式电能表的一个重要参数，其数值表示用电器用电1KW．h，表盘上指示灯闪烁3000次．小明利用该电热水壶、电能表、手表、温度计等器材进行了以下观察实验活动：

a、用电热水壶装一壶水，测得水的质量为2Kg，水的初温为20℃

b、关闭家里其它用电器，只将电热水器接入电路烧水，观察电能表在300秒内，指示灯正好闪烁了243次，此时用温度计测得水的温度为50℃．求：

（1）水吸收的热量是多少？

[水的比热为4.2×103J/（Kg•℃）]

（2）300s钟内电热水壶烧水实际消耗的电能是多少？

（3）电热水壶烧水时的热效率是多少？

（百分数结果取整数）

（4）通过计算说明电热水壶所在电路中是否正常工作？

（假设在300s内电压不变）

解：

（1）Q=cm（t-t0）=4.2×103J/（Kg.℃）×2kg×（50℃-20℃）=2.52×105J．

（2）电能表每闪烁1次，电路中消耗

kW.h的电能，

电能表闪烁243次电路中消耗的电能：

W=243×

kW.h=2.916×105J．

（3）η=

=

=86%．

（4）电热水壶实际功率为：

P=

=

=972W＜1000W，

用电器没有正常工作．

答：

（1）水吸收的热量是2.52×105J．

（2）300s钟内电热水壶烧水实际消耗的电能是2.916×105J．

（3）电热水壶烧水时的热效率是86%．

（4）电热水壶所在电路中不能正常工作．

巩固练习

1、下课后王老师去关闭微机房的总电闸时,发现如图所示的电能表转盘在缓慢地转动，他利用手表估测了一下，2min转盘转动了5R;那么2min内消耗了______J电能；经检查发现,原来机房内还有20台型号相同的电脑显示器处于待机状态.则一台电脑显示器的待机功率约为_______W。

答案：

7200；3．

2、如图所示，电源电压恒定，闭合S0。

当S闭合，甲、乙两表为电压表时，两表示数之比U甲∶U乙＝7∶5；当S断开，甲、乙两表为电流表时，两表示数之比I甲∶I乙＝_________，此时R1、R2消耗的功率之比P1∶P2＝_________。

答案：

2：

7；5：

2.

3、关于用电器的额定功率和实际功率，下列说法正确的是（　C　）

A．额定功率大的用电器，其实际功率一定大

B．实际功率大的用电器，其额定功率一定大

C．用电器的实际功率会随所加电压的改变而改变

D．用电器的额定功率会随所加电压的改变而改变

4、灯L1、L2并联在电路中，闭合开关后，观察到灯L1比L2亮，下列判断正确的

是（　B　）

A．L1的电压大B．L1的电流大

C．L2的电阻小D．L2的电功率大

5、灯泡L1、L2分别标有“10V　10W”和“9V　5.4W”的字样，若将它们串联

使用时，电路两端允许加的最大电压值是（　C　）

A．10VB．9V

C．15VD．19V

6、如图是电热靴的结构示意图，电源电压恒定，S2为三挡旋钮开关（金属片M可分别拨至a、b、c处），电阻丝R1、R2规格相同且阻值不变，b为电阻丝R1的中点。

这只电热靴的低温挡为6W，则其中温挡和高温挡分别为（　A　）

A．8W，12WB．8W，24W

C．