62电功率教科版九年级物理上册学案.docx
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62电功率教科版九年级物理上册学案
6.2电功率
一、知识梳理
(一)认识电功率
1.电能的消耗、电流的做功有______之分,常用的比较电流做功快慢的方法有:
________________________和________________________,若做功多少与做功时间均不相同时,可比较电流在______时间内所做的功.
2.定义:
________________________叫做电功率.
3.物理意义:
电功率是表示电流做功______的物理量.
4.定义式:
P=______.
5.单位:
国际单位是______,简称______,用字母______表示,另外还有常用单位______(______).两单位之间的换算关系为1kW=______W.
(二)电功率的大小
1.实验探究:
电功率与电压、电流的关系
(1)猜想与假设:
①猜想应建立在已有的知识和经验之上,不能凭空猜想.用两节电池给“2.5V0.3A”的小灯泡供电比用一节电池给它供电要亮,可猜想电功率的大小可能与______有关.
②在用滑动变阻器改变灯泡的亮度时,滑动变阻器的电阻越大,通过灯泡的电流越______,灯泡越______,可猜想电功率的大小可能与______有关.
(2)设计实验科学方法:
在探究一个问题与多个因素有关时,常常采用____________法.该实验需要比较小灯泡电功率的大小,实验中可以通过比较__________________来比较电功率的大小,这种方法称为______法.选择实验器材:
保持I相同,探究P与U关系时,两个灯泡两端的电压应______,故应选择两个规格______的小灯泡______联起来进行实验探究.保持U相同,探究P与I关系时,通过两个灯泡的电流应______,故应选择两个规格______的小灯泡______联起来进行实验探究.设计实验电路:
如图所示.
(3)进行实验,并记录现象.
(4)实验结论:
①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______;②用电器两端的电压相同时,通过用电器的电流越大,电功率越______.
2.电功率的计算公式:
电功率等于________________________,即P=______.
3.电功的计算公式:
W=______.
二、易错分析
1.探究电功率与电压电流关系时,不能得出电功率与电压成正比、电功率与电流成正比的结论,只能得出电压越大、电流越大,用电器的电功率越大的结论.
2.计算电功率的方法:
定义式:
;公式
;推导公式:
、
;
(1)在纯电阻电路中“电热功率”等于总的电功率,故四个公式在计算时无差别均能用;
(2)在非纯电阻电路中“电热功率”小于电路总的电功率,利用
与
计算总的电功率,用
计算的则是发热功率;(3)
,常用于并联电路中比较、计算电功率的大小;
常用于串联电路中比较、计算电功率的大小;
3.计算电功的方法:
(1)纯电阻电路中电能全部转化为内能,即Q=W.四个公式:
W=Pt、W=UIt、
、
均适用、无差别;
(2)非纯电阻电路中电能转化为内能和其它形式的能,即Q<W.用W=Pt、W=UIt计算的是电流做的总电功,用
计算的则是电路中的电热;
4.电路消耗的总功率等于每个用电器消耗的功率之和.即:
.电路中电流所做总功等于每个用电器所做电功之和.即:
.
5.对于串联电路:
,即:
串联电路中,电阻越大,其电功率越大.对于并联电路:
,即:
并联电路中,电阻越大,其电功率越小.
三、达标训练
1.下列关于电功率的说法中,正确的是()
A.电功率越大,电流做功越多B.电功率越大,所用的时间越短
C.电功率越大,用电器消耗的电能越多D.电功率越大,用电器消耗电能越快
2.用两只电流表按图示实验电路探究“电功率与电流的关系”,下列说法不正确的是()
A.小灯泡电功率的大小是通过灯泡两端的亮度来判断的
B.将小灯泡并联是为了控制灯泡两端电压相同
C.选用的两只小灯泡规格必须相同
D.将其中一只电流表移接到干路上也可以完成实验
3.研究电功率与电压、电流的关系时,连接了如图所示电路进行实验.下列关于该实验的说法,不合理的是( )
A.该电路所示实验研究电功率与电压的关系B.该实验能得出电流相同时,电功率与电压成正比
C.小灯泡电功率的大小通过灯泡的亮度来比较D.该实验选择的两个小灯泡灯丝的电阻不同
4.下列家用电器正常工作20min消耗电能最多的是()
A.电饭煲B.电热毯C.电视机D.电风扇
5.某型号电吹风,电动机和电热丝串联.电动机带动风叶转动,电热丝给空气加热,得到热风,电动机线圈电阻为R1,电热丝电阻为R2.将电吹风接入电压为U的电源后,通过的电流为I,消耗的电功率为P,同学们得到了四个关系式:
①UI>P②P=I2(R1+R2)③UI=P④P>I2(R1+R2).下列选项中,关系式均正确的是( )
A.①②B.②③C.①④D.③④
6.甲、乙两灯泡铭牌分别是“PZ220﹣25”、“PZ220﹣100”,关于这两个灯泡的描述正确的是()
A.甲灯的灯丝粗,电阻大B.甲灯的灯丝细,电阻大
C.乙灯的灯丝细,电阻小D.乙灯的灯丝粗,电阻大
7.如图所示,将标有“8V8W”的灯泡L1和“8V16W”的灯泡L2接在12V的电路中,闭合开关,不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法中正确的是()
A.灯泡L1、L2都能正常发光B.灯泡L1、L2一样亮
C.灯泡L2比灯泡L1亮D.灯泡L1比灯泡L2亮
8.将两个定值电阻串连接到电压为U的电源两端,R1消耗的功率为P1,R2消耗的功率为3P1.将这两个定值电阻并联接在电压为U的电源两端时,下列说法中正确的是()
A.R1与R2的电阻之比为3:
1B.并联时R2消耗的功率为
P1
C.并联时通过R1与R2的电流之比为1:
1D.并联时两电阻消耗的总功率为
P1
9.一只电阻两端的电压由3V增大到4V时,通过该电阻的电流增加了0.25A,则该电阻消耗的电功率增加了()
A.0.25WB.1.75WC.0.75WD.1W
10.如图所示,电源电压恒定,小灯泡L1、L2均标有“12V6W”字样(设灯丝电阻不变),当S1、S2闭合时,灯L1正常发光,当S1闭合,S2断开时,两盏灯的总功率()
A.3WB.6WC.12WD.1.5W
11.有两只分别标有“6V3W”和“9V3W”的小灯泡L1、L2,不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是()
A.L1和L2正常工作时的电流一样大
B.L1和L2串联在一起同时使用时,两灯一样亮
C.L1和L2并联在一起同时使用时,两灯消耗的功率一样大
D.将L1串联在一个12Ω的电阻,接在电源电压为12V的电路中,L1也能正常发光
12.如图所示,将灯L1、L2按图甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中,在甲图中灯L1的功率为4W,在乙图中灯L1的功率为9W.设灯丝电阻不变.下列说法中不正确的是()
A.甲、乙两图中灯L1两端的电压之比是2:
3
B.L1、L2两灯灯丝电阻之比是2:
1
C.甲图中灯L1、L2的功率之比是2:
1
D.甲、乙两图电路消耗的总功率之比是3:
2
13.某型号电饭锅具有保温与加热两种功能,其简化电路如图所示,R1、R2均为电热丝.下列说法正确的是()
A.S1、S2闭合时,电饭锅处于加热状态B.S1、S2闭合时,电饭锅处于保温状态
C.S1闭合、S2断开时,电饭锅处于加热状态D.S1断开、S2闭合时,电饭锅处于保温状态
14.加在某电动机上的电压是U,电动机消耗的电功率为P,电动机线圈的电阻为r,则电动机线圈上消耗的电热功率为()
A.PB.
C.
D.
15.(多选)利用如图所示装置研究电功,电动机工作时两端电压为6V,通过的电流为1A,在5s内将质量为4kg的重物匀速提升0.6m.下列说法正确的是()
A.重物上升过程中动能转化为重力势能
B.重物增加的机械能是由电能转化来的
C.此过程中电动机消耗的电能为30J
D.此过程中电动机对重物做的功等于电流做的功
16.如图所示,电源电压U为10V并保持不变,滑动变阻器规格为“20Ω1A”.闭合开关S,当滑片P移至最左端时,灯泡正常发光,电流表示数为0.5A;当滑片P移至中点时,电流表示数为0.4A.则()
A.电路消耗的最小功率为2.5W
B.滑片P在中点时,灯泡消耗的功率为2.4W
C.滑片P在中点时,灯泡消耗的功率为3.2W
D.滑片P在最左端时,2min内电流通过灯泡所做的功为10J
17.如图甲所示,已知电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,滑动变阻器R2的规格为“20Ω0.5A”.闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片P,得到电流表与电压表的示数关系如图乙所示.在保证电路安全的前提下,下列说法中正确的是()
A.电源电压为9V
B.R1的阻值为20Ω
C.滑动变阻器的取值范围是2Ω~20Ω
D.电路总功率的变化范围是2W~3W
18.如图所示的电路,电源电压不变,灯L标有“6V3W”字样,不考虑灯丝电阻的变化.当甲、乙都是电流表,S1闭合、S2断开,此时I甲=0.5A,电路消耗的总功率为P1;当甲、乙都是电压表,S1、S2都闭合,此时U乙=2.4V,电路消耗的总功率为P2.下列说法正确的是()
A.电阻R的阻值为36Ω
B.电路的总功率之比P1:
P2=5:
2
C.当甲、乙都是电压表,S1、S2闭合时,灯L的实际功率为0.48W
D.当甲、乙都是电流表,S1闭合、S2断开时,两表示数之比I甲:
I乙=2:
3
19.已知一台直流电动机两端的电压为6V,通过电动机的电流为2A,线圈的电阻为0.5Ω.则在1min内电动机消耗的电能及产生的热量分别为()
A.720J,120JB.720J,720JC.720J,600JD.600J,120J
20.小明一家外出旅游,出门时电能表示数为
,回来时为
,这期间消耗了______度电.这些电能可使标有“220V25W”的灯泡正常工作______h.
21.电阻R1=12Ω,R2=4Ω并联在同一电路中,则它们两端的电压之比为U1:
U2=______,电流之比I1:
I2=______大,功率之比P1:
P2=______.
22.图中R1=4Ω,R2=6Ω,把它们并联在U=3V的电路中,则R1和R2并联后的总电阻为______Ω;通电30s,电阻R1消耗的电能为______J.
23.如图所示是分别测量两个电阻时得到的电流随电压变化的图像,将这两个电阻串联后接入电路中,R1两端的电压U1与R2两端的电压U2的关系是U1______U2;将这两个电阻井联后接入电路中,R1消耗的电功率P1与R2消耗的电功率P2的关系是P1______P2(填“>”“=”或“<”)
24.电阻R1=12Ω,R2=4Ω并联在同一电路中,则它们两端的电压之比为U1:
U2=______,电流之比I1:
I2=______大,R1和R2并联后的总电阻为______Ω,功率之比P1:
P2=______,若电源电压U=3V,则通电30s,电阻R1消耗的电能为______J.
×××牌电饭煲
额定电压
220V
额定功率
加热档
1210W
保温档
22W
频率
50Hz
甲
乙
25.有一块手机用的锂电池,上面标明电压为3.7V,容量为1800mA·h,它充满电后,大约储存了______J的电能;某同学观察到家中电能表上标有600revs/(kW·h)的字样,他断开家中其他用电器仅使电水壶工作,测得1min内该电能表的转盘转了9圈,则该电水壶的电功率是______W.
26.某品牌电饭煲的工作原理如图甲所示,图乙为它的部分参数:
如将开关S闭合,则电饭煲处于_____(选填“加热”或“保温”)状态,其中电阻R1:
R2=______.
27.小明家买了一台电烤箱,有低、中、高三个档位的发热功率,如图是其内部简化电路图,开关S1可分别与接血点a、b接触.(已知;R1=48.4Ω,R2=96.8Ω,且电源电压保持不变)
(1)当开关S1置于b端、S2断开时,电路的连接方式是______联.
(2)当开关S1置于b端、S2闭合时,此电路消耗的电功率是______W.
(3)电烤箱在高档位正常工作100s消耗的电能是______J.
电动机状态
U/V
I/A
停止转动
2
0.5
正常运转
2.4
2
28.如图所示,电源电压恒为12V,闭合开关S,当滑动变阻器的阻值为10Ω时,电压表的示数为10V,此时电动机正常工作,则滑动变阻器消耗的功率是______W;若电动机内部线圈的电阻为2Ω,则通电5min电流通过电动机内部线圈产生的热量是______J.
29.在研究微型电动机的性能时,小希用如图所示的实验电路进行试验,通过调节滑动变阻器R使电动机实现停止转动和正常运转,并将测量数据记录在下表中,则这台电动机的电阻为______Ω,在正常运转时因发热而损失的功率为______W.
30.如图的电路中,电源电压恒定,灯泡L标有“3V1.5W”.开关S1闭合,S2断开,灯泡L正常发光;开关S1、S2均闭合时,电流表的示数为1.5A,求:
(1)灯泡L正常发光时的电流;
(2)电阻R的阻值;(3)开关S1、S2均闭合时电路的总功率.
31.妈妈为了给小丽增加营养,买了一款煲汤用的电热锅,额定电压是220V,加热时的额定功率是1100W,加热效率为84%,简化电路如图所示.S1为温控开关,发热电阻R1与R2的阻值恒定,电阻R2在保温状态与加热状态时的功率之比为4:
25.请解答:
(1)当同时闭合开关S、S1时,电热锅处于______(选填“加热”或“保温”)状态;
(2)若正常工作时,电热锅将4L水从40℃加热到65℃水吸收的热量是多少?
(3)电阻R1的阻值是多少?
(4)在用电高峰期,家中只有电热锅和液晶电视机工作时,电热锅将4L水从40℃加热到65℃,实际用550s.若此过程中共消耗6.1×105J的电能,计算这时通过液晶电视机的电流是多少?
(假设加热过程中电热锅的加热效率不变,ρ水=1.0×103kg/m3)
四、能力提升
32.如图,电源电压恒为4.5V,
的量程为“0~0.6A”,
的量程为“0~3V”,灯泡上标有“2.5V1.25W”(不考虑灯丝电阻变化),滑动变阻器R的规格为“20Ω1A”.闭合开关,在保证电路安全的情况下,移动滑片P的过程中()
A.
的示数最大为0.6AB.灯泡消耗的最小功率为0.12W
C.电路消耗的最大总功率为2.7WD.滑动变阻器接入电路的最小电阻为4Ω
33.“西电东送”是将我国西部发电车发出的电输送到我国东部,由发电厂输出的电功率是一定的,它决定于发电机组的发电能力.根据P=UI中发电机的功率不变效应,若提高输电线路中的电压U,那么线路中的电流I一定会减小,反之亦然.输电线路的电能损耗主要是输电线电流热效应,输电线损失的热功率P=I2R,所以采用输电线的电阻要尽量小.如果线路中电流降低到原来的1/2,那么线路中损失的热功率就减少为原来的1/4,因此提高电压可以很有效地降低输电线路中的热功率损失.设发电厂的输出电功率P0=1.1×108W,输电线路的总电阻为10Ω.
(1)若采用110kV的超高压输送电能,输电线路的电流I1=_____,输电线路损失的热功率P1=______W,其与发电厂输出电功率P0之比P1:
P0=_______.
(2)若采用1100kV超高压输送电能,输电线路损失的热功率P2=______W,其与高压输送电能损失的热功率P1之比P2:
P1=_______.所以采用超高压远距离输电可以大大降低输电线路的________的损失.
(3)若想使输电线路中的热功率损耗为零,还可以采用________做为输电线材料.
6.2
1.D2.C3.B4.A5.D6.B7.D8.B9.B10.A
11.D12.D13.A14.C15.BC16.B17.C18.C19.A
20.3、120;
21.1:
1、1:
3、1:
3;
22.2.4、67.5;
23.>、<;
24.1:
1、1:
3、3、1:
3、22.5;
25.23976、900;
26.加热、1:
54;
27.串联、1000、1.5×105;
28.0.4、24;
29.4、16;
30.
(1)0.5A;
(2)3Ω;(3)4.5W;
31.
(1)加热;
(2)4.2×105J;(3)66Ω;(4)1A;
32.D;
33.
(1)1000A、1×107W、1:
11;
(2)1×105W、1:
100、热功率;(3)超导体;