9年级上册科学第三章《电能的利用、电热器》讲义Word下载.doc
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功率
用电器工作时实
际消耗的功率叫
做实际功率
P实=U实I实
一个用电器的
实际功率有无数个
当U实=U额时,P实=P额
(用电器正常工作)
当U实<U额时,P实<P额
(用电器不能正常工作)
当U实>U额时,P实>P额
(用电器可能被烧坏)
额定
用电器在额定电
压下的功率叫做
额定功率
P额=U额I额
一个用电器的额
定功率只有一个
例题剖析:
例1:
由于白炽灯除了发光还产生热量,所以逐渐被称之为“冷光源”的各种节能灯代替。
白炽灯的功率越大,亮度
越大,产生的热量是否也越多呢?
为此,小明设计了一个实验方案:
使25W白炽灯正常发光,把温度计放在灯泡附
近任一位置,观察温度计示数的变化;
换上100W白炽灯重复上述步骤。
若100W白炽灯使温度计的温度升得高,
则产生的热量多。
同学们对小明的方案进行了讨论,认为:
(1)在灯泡附近的范围内,灯泡产生的热量越多,空气温度
,利用温度计测温度变化的方案是可行的;
(2)方案还应注意两个问题:
一是
,二是
。
例2:
如下图所示,电源电压不变,开关S由断开到闭合,电流表两次示数之比为2∶7,则电阻R1∶R2=________,
电功率P1∶P2,电功率P1∶P1′=________,电功率P1∶P1=________.
1、某厂新购进一台大功率的电热器,在通电使用时,发现厂房内干路上的铝导线有非常
明显的发热现象,很不安全。
为了解决这个问题,下列措施中既有效又合理的是()
A.给这台电热器串联一个较大的电阻B.将这台电热器的使用时间缩短为原来的一半
C.在干路上安装额定电流较小的保险丝D.将干路的铝导线换成横截面积相同但导电性能更好的铜导线
2、一盏灯标有“36V 40W”字样,将这盏灯接到某电路中,通过它的电流是1A,此时,这盏灯的电功率是__W.
3、将分别标有“6V9W”和“6V3W”的两个灯泡L1、L2串联接在12V电源上,则()
A.两灯都能正常发光 B.灯L2可能被烧毁
C.两灯都比正常发光时暗 D.灯L1比灯L2亮
4、某电动机工作时的功率为60W表示:
电动机每秒钟做功60焦。
5、图上PZ220—25,表示什么符号,又有何意义?
能力提高:
1、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。
求:
(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?
(3)比原来省电还是费电?
(4)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、某导体接到6V电压下,它消耗的功率是6W;
将改接到3V的电压下,这个导体的功率是多少瓦?
3、下列规格的灯泡,正常工作时最亮的是()
A、PZ110-40;
B、PZ110-100;
C、PZ220-25;
D、PZ220-60。
中考在线:
1、现在有一种“手机自生能”技术。
手机上装有特制电池,上下摇晃手机即可产生电能。
这种装置实质是将能
转化为电能。
如果将手机上下摇动一次,相当于将200g的物体举高lOcm。
由此可知,每摇一次可以获得的电能为
_______J。
若每秒摇动两次,则摇动手机的功率为W。
2、随着人民生活水平的不断提高,汽车已经走进我们的家庭.小林的爸爸最近也购买了一辆轿车.
(1)通过查看说明书得知轿车车身质量为1725kg.当车上载有195kg的人和物品时,车轮与地面的总接触
面积为4.0×
10—2m2,试求轿车对地面的压强(g取10N/kg).
(2)请在图甲中用笔画线代替导线将汽车的启动原理图连接完整.
说明:
当钥匙插入仪表板上的钥匙孔并转动(相当于闭合开关),电动机工作,启动轿车;
电磁铁的工
作电压小于电动机的工作电压.
(3)若轿车以90kW的恒定功率启动做直线运动,运动过程中受到的阻力不变,运动的速度v与时间t的关
实验次数
1
2
3
4
5
速度/(km·
h—1)
40
60
80
100
120
制动距离/m
8
18
50
72
系如图乙所示.则在0—5s时间内,轿车发动机做功_____J,轿车运动过程中受到的阻力是____N.
(4)通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离(即从操纵制动刹车到车停下来的距离)数据如下表所
示:
根据表中数据所反映的规律可知,当轿车速度为80km/h时对应的制动距离是_________m.
【第六节电能的利用(第二课时)】
1、电功:
(1)概念:
电流所做的功,叫电功。
(2)电流做功的过程实质是电能转化为其他形式的过程。
电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能
(3)电功的电位:
焦、千瓦时(度)1度=1千瓦时=3.6×
106焦。
(4)电功的计算公式:
W=UIt=U2/Rt=I2Rt=Pt
例1:
电能表是测量________的仪表.1kWh的电能可供标有“220V 40W”的灯泡正常工作________h.
电阻R和灯泡L串联接到电压为10V的电路中,R=10Ω,电路接通后,100s内电阻R上电流做的功为10J,
已知灯L的额定功率为10W,灯的电阻不变.求:
灯的额定电压.
基础过关:
1、我们知道对于同种灯泡的亮度取决于实际功率的大小。
现有两个同种灯泡,其额定值是甲灯“220V100W”、
乙灯“220V40W"
;
将甲、乙两灯并联或串联后接在照明电路中,比较甲、乙两灯的亮度,对此下列解释正
确的是()
A.串联时,因为通过甲、乙两灯的电流一样大,实际功率一样大,所以一样亮
B.并联时,因为甲、乙两灯的电压一样大,实际功率一样大,所以一样亮
C.串联时,两灯电流相等,乙灯的电阻大,根据P=I2R,实际功率大,所以乙灯较亮
D.并联时,两灯电压相等,甲灯的电阻大,根据P=U2/R,实际功率小,所以甲灯较暗
2、某同学家的电能表在九月底的示数为33625,十月底的示数为34230,那么这位同学家10月份共用电度,
相当于焦。
3、小明家的电能表上标有600r/kW.h的字样。
如果他家只有一件用电器正在工作,而转盘在6min内转了30
转。
则这个用电器在这段时间内消耗的电能____是,该用电器的功率是
1、小明和同学们在参观某水库时,对水库的水位自动报警器(如下图所示)很感兴趣,进行了热烈的讨论。
请你参与他
们的讨论,回答下列问题:
(1)当水位较低时,绿灯发光,此时绿灯两端的电压是220伏,通过
的电流是0.2安,求绿灯消耗的电功率是多少瓦?
(2)图中A是碳棒,当水位由图示位置升高时,碳棒A受到水的浮力
将怎样变化?
(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)当水位上升到一定位置时,电磁铁B通电,产生了性.吸下衔铁C,此时红灯发光,发出警示。
2、将一台“220V、IOOW”的电风扇、一个“220V、IOOW”的充电器、一把“220V、IOOW”的电烙铁分别接到220V
的电源上,在相同的时间内,电流通过它们产生的热量最多的是()
A.电烙铁B.充电器C.电风扇D.一样多
3、下表所示为国产某型全自动洗衣机说明书所列的主要数据,由此表可知:
额定电压220V
额定洗衣、脱水容量3kg
额定频率50Hz
整机质量33kg
额定洗衣、脱水功率440W/220W
外形尺543mm×
550mm×
320mm
(1)这台洗衣机在额定电压下脱水时,通过洗衣机的电流是A;
(2)如洗衣60min、脱水的时间30min,这台洗衣机共耗电kWh。
1、2008年2月,我市莲都机械化定点屠宰场试车成功。
投入运行后,每天最多可以屠宰生猪1500头,处理综合污水
300吨、农畜等废弃物250吨;
可以利用屠宰场污水与废弃物产生沼气(沼气的主要成分是甲烷,化学式为CH4),生
产有机肥,并利用沼气发电。
专家介绍,每吨污水或废弃物可产生5.5米3沼气,1米3沼气可转化为1.25度电能。
(1)若按日处理综合污水和废弃物共400吨,每户家庭一天用电5度计算,日发电量可供户家庭使用;
(2)甲烷完全燃烧的产物是二氧化碳和水,写出反应的化学方程式。
2、为改善休闲广场的照明,电力部门要在广场安装一盏规格为“220V1000W”的碘钨灯,己知电控室的输出电压恒
为220V,所需电线总长为400m,所选用电线的电阻为每米1.65×
10-2Ω。
(1)电路中电线的电阻为Ω;
(2)实际电路中,相当于碘钨灯与电阻R串联(如图),则碘钨灯工作时,它的实际功率是多少?
220V
(3)要减少电路中电线的功率消耗,可采取的措施是(写出一点)。
【第七节电热器】
1、电流的热效应:
电流通过各种导体时,会使导体的温度升高,这种现象叫电流的热效应。
2、电流通过导体发热的过程实质上是电能转化为内能的过程。
3、电热器:
(1)电热器是利用电流的热效应制成的加热设备。
(2)电热器的主要组成部分是发热体,发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上制成的。
4、焦耳定律:
(1)文字叙述:
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,跟通电的时间成
正比,这个规律叫做焦耳定律。
(2)数学表达式:
Q=I2Rt。
(3)电流产生热量的计算方法:
①Q=I2Rt是焦耳通过实验总结出来的。
任何导体有电流通过时,产生的热量都可
以由此公式来计算。
②对于纯电阻电路,即电能全部转化为内能的用电器,像电炉、电烙铁、电饭锅等。
电流
产生的热量还可以由Q=U2/Rt,Q=UIt推导公式来结算。
电压力锅CYKB50-2A
额定电压:
220V 额定容量:
5.0L
额定频率:
50Hz 额定功率:
900W
有一种新型的炊具叫电压力锅,它用电加热,又具有压力锅的优点。
如右图所示,问:
该电压力锅正常工作15分钟能够产生多少热量?
1、电吹风机和电熨斗通电时都会发热,哪种电器可以认为将电能全部转化成内(热)能?
2、在家庭电路中,若同时接入如图所示的用电器,会造成电路过大,从而
引起干路中的_电流过大,根据_焦耳定律,可知导线中将产生大量的,
使导线发热,甚至燃烧引起火灾.
3、电热器是利用来加热的设备,它的主要组成部分是;
组成这部分材料的要求是大,
高。
1、小明利用如图所示的装置探究电流产生的热量与哪些因素有关:
有两
个相同的烧瓶中装满煤油,瓶中各放置一根电阻丝,且R甲大于R乙,
通电一段时间后,甲瓶玻璃管中的煤油上升得比乙高。
该现象能够说
明电流产生的热量与下列哪些因素有关()
A.电压 B.电流 C.电阻 D.通电时间
2、电熨斗通电后温度很高,而连接电熨斗的电线却不怎么热,这是因为()
A.电线有绝缘层保护,能隔热B.导线的电阻小,产生的热量也很小。
C.电线散热快,所以温度低D.通过电线的电流小于通过电熨斗的电流。
3、下面列出的几种常见的家用电器:
①电炉;
②电饭锅;
③电冰箱;
④微波炉;
⑤电视机;
⑥电烙铁。
其中属于电热器的是()
A、①②⑥B、①②④⑥C、①②⑤⑥D、①②③④⑥
4、某电热饮水器上有A、B两根电热丝,将两根电热丝串联接在电源上,20min可将饮水器中的水加热至沸腾;
若将A单独接到同一电源上,同样使初温和质量相同的水加热至沸腾,需要8min;
若将B单独接在同样电源
上,使初温和质量相同的水加热至沸腾,需要多长时间?
(不计热损失)
1、小明家的电热水壶的铭牌如图所示,在一个标准大气压下,该水壶正常工作时,用l0min能将2kg、10℃的水
大山牌电热水壶型号:
NH-520
电源:
220V50Hz额定功率:
1500W
烧开。
水的比热容c=4.2×
103J/(kg.℃)
(1)计算水吸收的热量;
(2)计算消耗的电能;
(3)水增加的内能比消耗的电能小多少?
请结合物理知识,从节能的角度提一个合理化的建议。
2、右图是一个加热、保温电路的一部分。
电热丝R1规格为“220V1100W”,限流电
阻R2=506Ω。
电路的工作原理是:
当温控开关S接a时,电热丝R1接入电路,电
路处于加热状态;
当达到一定温度时,温控开关S自动从a切换到b,电路处于保
温状态。
正常工作时,加热功率1100W,保温功率88W。
(电源电压保持不变,电
阻不随温度变化。
)
(1)请你按照上述原理,对右图进行连线,使它成为完整的电路图;
(2)某天在使用
(1)中已经连接完整的电路时,R1烧毁了。
有人想使电路恢复正常工作,设计了下面方案。
请通过计算、分析,对两个方案作出评价:
方案一:
用“220V220W”电热丝R3、“220V880W”电热丝R4串联替代R1;
方案二:
用两根都是“220V550W”的电热丝R5并联替代Rl。
(3)请你选用下表所提供的电热丝,再设计一个方案,使
(2)中损坏的电路恢复正常工作,并说明设计理由。
符号
R6
R7
R8
R9
规格
220V500W
220V600W
220V2200W
110V550W
数量
电热丝:
3、冬天,王同学使用电热毯时发现电热毯有高温档和低温档,于是他设计了电热毯的模拟电路图甲和乙(电热丝相当
于电热毯内部发热电阻)。
(1)图甲中有定值电阻R2(置于电热毯外部),电热丝R:
,请说明要使电热毯处于低温档时,开关S1、S2应处于什
么状态?
并写出低温档时电热毯发热电功率的表达式。
(2)图乙中有两根电热丝R2、R3,请说明要使电热毯处于高温档时,开关S1、S2应处于什么状态?
并写出高温档时
甲乙
电热毯发热电功率的表达式。
(3)请指出你认为其中较好的电路,并说明理由。
第6节电能的利用
(09浙丽)36.小明家住农村,他家的厕所离房子有一段距离,家人上厕所前都要带上手电筒,很不方便,若灯整夜开着又很浪费电。
他想利用所学的知识对厕所的照明电路进行适当改装,将“220V40W”的灯泡、阻值为990Ω的电阻和开关S、S1连成如图所示的电路。
天黒后,S处于闭合状态,当无人入厕时,开关S1断开,此时灯较暗,但能起到指示作用;
当有人入厕时,闭合开关S1,灯泡正常发光,起到照明作用。
(1)当S、S1都闭合时,电阻R处于▲状态(填“短路”、“断路”或“通路”);
(2)当灯起指示作用时,通过电阻R的电流是多少安?
(3)通过计算说明无人入厕时和有人入厕时,电路消耗的功率哪个大?
36.
(1)短路(2分)
(2)当灯起指示作用时,R与L串联
RL=UL2/PL=(220V)2/40W=1210Ω………………………1分
R总=R+RL=990Ω+1210Ω=2200Ω…………………………1分
通过R的电流I=U/R总=220V/2200Ω=0.1A…………………………1分
(3)无人入厕时,R与L串联,电路中消耗的总功率为P1=UI=0.1A×
220V=22W……1分
有人入厕时,L正常发光,电路中消耗的总功率为P2=PL=40W………………1分
∵P1<P2∴有人入厕时,电路中消耗的功率大………………………………………1分
(09浙宁)36.发光二极管(LED)具有高亮度、低能耗等优点,将在我市推广使用。
如图甲所示是LED的实物图和元件符号。
把一个额定电压为3V的LED接人电源电压恒为4.5V的电路,如图乙所示。
(1)闭合开关S,LED发光;
断开S,改变电源的正负极后闭合S,LED却不发光,可见,LED具有
(填“单向”或“双向”)导电性;
(2)移动滑片P,测得电流表与电压表的示数变化关系如图丙所示。
当该LED正常工作时,消耗的电功率多大?
此时变阻器R’接人电路的阻值多大?
(09浙台)38.半导体和金属的导电能力随温度的变化特点是不同的,因此,利用它们制成的元件在生活中也各有各的用途。
(1)一个由某半导体材料制成的加热器,通电后,加热器在发热的同时,也在向外界放热。
图甲为发热功率P发热和散热功率P散热与温度t之间关系的图像。
由图像可知,加热器工作时的稳定温度为▲℃。
当温度稍高于稳定温度时,P发热▲P散热(填“>”、“=”或“<”);
此时发热功率继续减小,可推知,元件的电阻在继续▲。
70<增大
(2)如图乙是由某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图像,若用该电阻R与电源(电压为3伏)、电流表(量程为0~5毫安)、电阻R′串联起来,连接成如图丙所示的电路。
用该电阻R做测温探头,把电流表的刻度改为相应的温度刻度,得到一个简单的“金属电阻温度计”。
电流刻度较大处对应的温度刻度较▲;
请通过计算说明,若R′=450Ω,则图丁中指针所指处对应的温度数值为多少?
(2)小………………………………………………………………………………(1分)
电流I=5mA=0.005A
总电阻R总=U/I=3V/0.005A=600Ω
金属电阻阻值R=R总-R′=600Ω-450Ω=150Ω……………………………(1分)
80℃
180Ω-100Ω
温度t=(150Ω-100Ω)×
=50℃……………………………(1分)
第38题图丁
第38题图乙
第38题图丙
P散热
P发热
第38题图甲
(2010.浙江衢州)38.在渔船上安装“风光互补发电”装置,利用太阳能电池板和风力发电机发电,以节省燃油,在舟山渔区成为现实。
舟山市将在1000艘渔船上安装“风光互补发电”装置。
“风光互补发电”装置由风力发电机、太阳能电池板、充电器、蓄电池等组成,太阳能电池板、风力发电机的设计寿命为20年,蓄电池约4年更换一次,项目价格如下表:
项目
风力发电机
太阳能电池板
充电器
蓄电池
安装费
价格(约)
5000元
4000元
1000元
2000元
(1)“风光互补发电”装置中的风力发电机是根据▲的原理来工作的;
(2)渔船通讯、导航及照明用电原来是通过燃烧柴油发电提供的,如果柴油中碳元素的质量占柴油质量的84%,且完全燃烧时全部碳元素均转化为二氧化碳,则完全燃烧1千克柴油将释放▲千克二氧化碳;
(3)“风光互补发电”装置的发电功率为500瓦,正常工作1小时可产生多少电能?
如图是不同发电方式的
CO2排放量,若在1000艘渔船上安装这套“风光互补发电”装置,则与燃油发电相比,一天(正常发电8小时)至少减少CO2排放多少千克?
(4)某同学想在自己家的屋顶上安装这套“风光互补发电”装置,若该装置平均每天正常工作8小时,目前电费价格约为0.54元/千瓦时,请你帮他通过计算决定是否安装这套装置。
38.
(1)电磁感应(2分)
(2)3.08(2分)
(3)W=Pt=0.5千瓦×
1小时=0.5千瓦时(2分)
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- 电能的利用、电热器 年级 上册 科学 第三 电能 利用 电热器 讲义