九年级物理《电功和电热》学案学生版Word格式.docx
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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
(2011·
山东临沂)2.某日光灯接在照明电路中正常工作时,其电流是0.13A,若通电10min,有 J的电能转化成了热能和 能。
(2011·
山东济宁)10.电流做的功跟电压、电流和通电时间三个因素都有关。
李明同学要通过实验探究电功跟电压的关系,他选用的器材如图4所示。
其中甲、乙两容器完全相同,电阻丝R1的阻值大于电阻丝R2的阻值。
(1)请你用笔画线代替导线,帮他把实验电路连接完整。
(2)他在该实验中选用两根阻值不同的电阻丝,其目的是。
(3)在这个实验中,李明是通过观察比较来比较电流做功多少的。
电流通过电阻丝做的功多(填R1或R2)。
(4)由这个实验可以得到的结论是:
。
二、电功率
1、电功率的物理意义:
表示电流做功快慢的物理量。
理解:
电流做功快,电功率就大;
电流做功慢,电功率就小.
2、电功率的定义:
在物理学中,我们把电流单位时间内完成的功叫做电功率。
3、电功率的计算
电功率的定义公式为P=W/t(定义式)
电功率的普遍适用公式是P=UI(基本式)
4、电功率的单位:
由P=W/t可知,当W取其国际单位J,t取其国际单位s时,可得,P的国际单位是J/s。
当J/s用作电功率的单位时,物理学中给他一个特定的名称,叫做瓦特。
国际单位:
瓦特简称:
瓦符号:
W
等效单位:
1W=1J/s=1VA
常用单位:
千瓦符号:
kW
换算关系:
1kW=103W
电功率推导式一:
P=U2/R
电功率推导式二:
P=I2R
福州)25.(8分)如图14甲所示电路,电源电压为6V不变,滑动变阻器的滑片P从a端移动到b端,定值电阻R1两端的电压随滑动变阻器R2阻值变化的图像如图14乙所示。
问:
(1)当R2为10Ω时,电压表的示数是多少?
(2)当电压表示数为2V时,R1的阻值是多少?
(3)滑动变阻器的滑片P在b端时,电阻R1的功率是多少?
14、(2011四川广安)在如图8所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S由断开到闭合,电流表两次示数之比是1∶5。
闭合S后,与的阻值之比和电功率之比分别是( )
A、4∶1;
1∶4 B、1∶4;
4∶1 C、1∶5;
5∶1 D、5∶1;
1∶5
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),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根据P=U2/R 如果U减小为原来的1/n
则P′= 如:
U实=12U额P实=14P额
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”
(2011年无锡市)29.(6分)如图是家庭、宾馆常用的电热水壶,袭中列出了其部分技术参数.
型号
FY—TSl010A
额定电压
220V
频率
50Hz
额定功率
1000W
容量
1.OL
(1)电热水壶正常工作时的电流是多少?
(2)电热水壶正常工作时,用6min就能将整壶水烧开,如果水吸收的热量是3.24×
105J,则该电热水壶的效率是多少?
(3)有关电热水壶的安全使用,有下列几种说法,其中不正确的是▲(填序号).
①电热水壶不用时,应拔下电源插头;
②当壶体和基座被弄脏时,放进清水中清洗;
③电热水壶工作时,身体不可靠近壶嘴;
④注入水时,水位不超过电热水壶的最高水位线
6、功率的测量
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
【例9】(xx江苏南通课改实验区)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“20Ω1A”字样,某同学已连接的部分电路如图8-8甲。
图8-8
(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88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8-8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____________________________________________________________________。
江苏南京·
30题·
6分)在“测量小灯泡电功率”的实验中,已知电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时的电阻约为8Ω,实验器材如图甲所示.
(1)在图甲中,请你用笔画线代替导线将电路连接完整(导线不得交叉);
(2)在连接电路时开关应,滑动变阻器的滑片应放在(选填“A”或“B”)端;
(3)某次实验中,电压表读数为l.8V.要测量小灯泡的额定功率,应将滑片向(选填“A”或“B”)端滑动,小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为W.
福建泉州)28.(9分)在测定小灯泡的额定功率的实验中.小灯泡的额定电压为2.5V.小灯泡的电阻大约是10Ω,两个规格分别是“l0Ω,1A”、“50Ω,5A”,的滑动变阻器.电源电压6V。
(1)本次实验中应选择规格为______________的滑动变阻器;
图17(a)已经连接了部分电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整。
在连接电路前,开关要_______。
正确连接电路后,闭合开关前滑动变阻器的滑片应移至_____端(填“A”或“B”)。
(2)闭合开关后发现电流表指针向左偏转如图17(b)所示.产生故障的原因可能是______________________,排除故障后,调节滑片的位置,当电压表的示数2.5V时,电流表的示数如图17(c)所示为________A,小灯泡的额定功率是_______W。
不改变这个电路,还可以完成的实验有:
_______________________(写出一个即可)。
1、电热器电流的热效应
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)对于纯电阻电路可推导出:
Q=UIt=U2t/R=W=Pt
Q=I2Rt。
Q1:
Q2:
Q3:
…Qn=R1:
并联电路中常用公式:
Q=U2t/RQ1:
Q2=R2:
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。
【例3】有一个电压值可任意选取的电源,有若干根电阻值相同的电阻丝。
现把一根电阻丝接在电压值为U的电源上,通电1min,电阻丝产生的热量为Q,要想使电阻丝产生的热量为3Q,应采取哪三种最简单的不同方法。
12.(xx湖北武汉)如果电视机、电烙铁和电风扇上都标有“220V,60W”的字样,它们都在额定电压下工作相同时间,则三个用电器产生的热量是()
A.电烙铁最多B.电视机最多
C.电风扇最多D.一样多
广东湛江)21.一只电烙铁的规格为“220V110W”请回答下列问题:
(1)该电烙铁正常工作的电流为多少?
(2)该电烙铁的电阻为多少?
(3)在额定电压下通电10min产生多少热量?
二、家庭安全用电
家庭电路中,用电器、插座并联,保险丝要串联在火线上,测电笔是区别火线、零线的工具,触电有低压触电和高压触电,发生触电事故时,要先切断电源,短路和用电器总功率过大是家庭电路中干路电流过大的两个主要原因,今后生产和生活中会逐渐用空气开关代替保险丝。
山东菏泽)4.“珍爱生命、注意安全”是同学们日常生活中必须具有的意识,
下列有关安全的说法,错误的是()
A.如果发生触电事故,应立即切断电源,然后施救
B.雷雨天,人不能在高处打伞行走,否则可能会被雷击中
C.使用验电笔时,手必须接触笔尾金属部分
D.洗衣机、电冰箱、电脑等许多家用电器均使用三脚插头与三孔插座连接,如图2所示,在没有三孔插座的情况下,可以把三脚插头上最长的插头去掉,插入二孔插座中使用用电器
11.(2011四川广安)如图6所示,请将下列元件连接成符合安全用电要求的家庭电路。
黑龙江鸡西)10.小艳同学某天在家开灯时,灯不亮,经检查发现保险丝被烧断。
她在爸爸的协助下用一盏标有“220V40W”的灯泡L0(检验灯泡)取代保险丝接入电路,如图所示。
然后进行如下操作,并观察到相应的现象:
当只闭合开关S1时,L0和L1均发光,但都比正常发光暗;
当只闭合开关S2时,L0正常发光,L2不发光。
由此可以判断()
A.L1和L2所在的支路均短路
B.L1所在的支路完好,L2所在的支路短路
C.L1所在的支路完好,L2所在的支路断路
D.L1所在的支路短路,L2所在的支路断路
四、电功电热综合题
黑龙江鸡西)30.某实验小组的同学用“伏安法”测量小灯泡电功率,待测小灯泡额定电压为3.8V,小灯泡的额定功率估计在1W左右。
(1)请用笔画线代替导线,完成图乙中实物电路的连接,连线时导线不能交叉。
(2)检查电路连接无误,闭合开关后,灯泡不亮,电压表有示数且接近电源电压,电流表指针几乎不动,产生这一现象的原因可能是。
(3)故障排除后,移动滑动变阻器的滑片,小灯泡正常发光时,电流表示数如图甲所示,请读出电流表的示数,并填入表格中。
(4)实验中,同学们记录了多组小灯泡两端的电压及对应通过小灯泡的电流值,但表格中仍有不完整的地方,请将所缺内容填写完整。
电压U/V
1.5
2.0
2.5
3.0
3.8
4.0
电流I/A
0.2
0.22
0.25
0.28
0.34
电功率P/W
0.3
0.44
0.625
0.84
1.36
灯泡发光情况
很暗暗正常发光很亮
(5)小组同学们分析实验数据得出:
小灯泡的发光亮度是由灯泡的
决定的,且灯泡的,灯泡发光越亮。
(6)用图乙电路还可测量灯泡的,当小灯泡正常发光时的电阻是
Ω(取整数)。
22.(xx湖北黄冈)一个电热水壶,铭牌部分参数如下:
额定电压220V,额定功率模糊不清,热效率为90%。
正常工作情况下烧开满壶水需要5min,水吸收的热量为118800J,此时热水壶消耗的电能为________J,其额定功率为________W,电阻是________Ω。
若实际电压为198V,通过电热水壶的电流是________A,1min内电热水壶产生的热量是________J。
(假设电阻不随温度改变)
39.(xx浙江舟山)妈妈新买一台电磁炉(如图8-41),好奇的小明立即翻开说明书
电磁炉使用说明书
额定电压:
220V额定功率:
2200W
适用容器:
底部平坦且底部直径12—28厘米的生铁锅、不锈铁锅、搪瓷锅…
安全须知:
请单独使用10A以上的插座
图8-41
(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,如图8-42所示。
图8-42
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2.2kg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×
103J/(kg·
℃)〕
【例12】(xx福建)现代家庭电器化程度越来越高,用电安全是一个十分突出的问题。
下表提供了一组人体电阻数据。
测量项目
完全干燥时
出汗或潮湿时
手与手之间电阻
200kΩ
5kΩ
手与脚之间电阻
300kΩ
8.8kΩ
手与塑料鞋底之间电阻
8000kΩ
10kΩ
如图8-14所示,用电器R接在电压为220V的电源上时,消耗电功率是1100W,电路中还有额定电流为10A的熔断丝(俗称保险丝)。
则:
图8-14
(1)只有用电器R接入电路时,通过熔断丝的电流为多少?
(2)一个潮湿的人,赤脚站在地上,由于不小心,手接触火线,发生触电事故,则通过人体的电流是多少(上表电阻数据适用此人)?
并分析为什么熔断丝不会断(即熔断丝不能救人命)。
2019-2020年九年级物理《电功率》教案苏科版
课时建议2课时
【学习目标】
1.理解电功率的概念,理解额定功率,能区别额定功率与实际功率。
2.理解电功率的单位和换算,会根据用电器的电压和电流测定和计算电功率。
3.能通过实验探究电功率的大小跟哪些因素有关。
4.能正确选用器材设计电路和记录表格,熟练地使用电流表、电压表和滑动变阻器测量小灯泡的电功率。
5.经历科学探究和物理实验的过程,能发现问题和解决问题,参与实验中合作交流,体会合作学习的愉悦。
【重点难点】
重点:
电功率的概念,公式的运用以及电功率的测量
难点:
额定功率与实际功率的区别
【课前预习】
1.电功率是表示什么的物理量?
2.什么是用电器的额定功率?
【新知导学】
第一课时
通过前面的学习,我们知道,不同的用电器在相同的时间内消耗的电能是不相等的,思考一下,你们能提出什么问题吗?
学生提问:
电流做功有快慢之分吗?
怎样表示电流做功的快慢?
那么我们类比力学中的方法,用电功率来表示电流做功的快慢。
请大家回忆一下,机械功率可以如何表示?
学生回答:
功率等于功除以所花费的时间即P=W/t
类比前面所学的机械功率可知,电功率的大小也可写为:
P=W/t
电功率的国际单位是瓦特,简称瓦,符号是“W”。
常用的电功率单位还有千瓦(KW)和毫瓦(mW),换算关系为:
1KW=1000W1W=1000mW
根据上一节课学习的电功的知识,请你来猜想一下,电功率可能与哪些因素有关?
可能与电压、电流有关。
探究活动:
电流做功快慢与哪些因素有关?
电路图如图所示:
实验器材:
天平、低压直流电源、开关、烧瓶、煤油、电阻丝、温度计、电压表、电流表、导线若干
进行实验与收集证据
在实验探究的过程中,首先测出瓶中煤油的质量m(由于时间关系,可给出煤油的质量),在闭合电路开关之前要读出插入煤油中的温度计示数t1,在闭合电路开关的同时按下秒表开始计时,并读出电流表和电压表的示数。
约两分钟左右断开开关,按表停止计时,观察温度计,待温度计内的液柱不再上升时,记下温度计的示数t2,然后多次改变电源电压,重复以上实验过程,并收集数据。
实验次数
煤油的比热容
c/J·
kg-1·
℃-1
煤油质量
m/kg
温度变化值
t2-t1/℃
通电时间
t/s
电压
U/V
电流
I/A
1
2.1x103
教师巡视,指导实验。
学生完成实验,收集数据,进行分析论证。
分析与论证
根据记录的实验数据,进行分析与论证。
1、煤油在t(s)吸收的热量Q=_________J
2、煤油吸收热量的过程中,内能增加了。
从能量转化的观点看,煤油增加的内能是从电能转化来的。
因而电流通过电阻丝所作的功W=Q=_______J。
3、根据电功率的定义,电流通过电阻丝的功率为P=W/t=_______W。
4、比较记录的实验数据,看电功率P跟电阻丝两端的电压U、通过电阻丝的电流I之间有何关系?
将学生的实验学案在实物站台上展示,请学生根据实验报告自主分析。
得出结论:
学生讨论后得出结论:
电功率跟_______、_______成正比。
根据功率公式P=W/t和电功公式W=UIt可得电功率:
P=UI
当用电器两端的电压为1V,通过用电器的电流为1A时,此用电器的电功率为1W。
物理知识都是用来解决实际问题的,那么我们就用所学的电功率的知识来解决具体的问题。
例题1:
小明家有一只电熨斗,接入220V的电路中工作时,通过的电流为4.5A。
这只电熨斗的电功率多大?
熨烫一件衣服需10min,电流作了多少功?
合多少kW·
h?
学生自主解答,后在实物投影上展示。
解电熨斗的电功率为:
P=UI=220V·
4.5A=990W
熨烫一件衣服电流做的功为:
W=Pt=990W·
10·
60s=5.94·
105J=0.165kW·
h
图15-8
用电器的额定功率
在电器设备的铭牌和使用说明书上,均标有该电器设备正常工作时的额定电压和额定功率,请大家看“WP700型微波炉”的铭牌。
用电器在额定电压下正常工作时的功率为额定功率。
请大家观察“WP700型微波炉”的铭牌,说出它的额定电压、额定功率。
学生观察后回答:
额定电压为220V,额定输入功率为1180W,微波输出功率为700W。
不同的用电器的额定功率一般不同,即使是同一种用电器,由于规格、型号不同,额定功率也不同。
请大家观察下面的常见用电器的铭牌,比较它们电功率的大小。
学生从生活经验出发,判断图15-19中用电器电功率的大小。
观察用电器的铭牌,具体比较用电器额定功率的大小。
功率大说明单位时间做功多,电功率表示了电流通过用电器做功的快慢程度,大家能不能举例说出生活中的用电器在相同时间内的做功本领谁大谁小。
学生举例说明1500W的电炉比500W的发热快,100W的电灯比40W的发光强
用电器只有在额定电压下工作,其功率才是额定功率,只有在这种情况下使用,用电器工作才是正常的。
例如电灯在额定电压下正常发光,若电压低于额定电压,就发光暗淡,高于额定电压就发光强烈,时间长了就容易烧坏,若远高于额定电压,就立即烧毁;
因此,使用用电器时,一定不要使电压高于额定电压。
学到了什么
这节课我们理解了电功率的概念,通过实验探究了电功率的大小跟哪些因素有关,学习了电功率的单位和换算,知道什么是用电器的额定功率,并会根据用电器的电压和电流计算电功率。
第二课时
测量小灯泡的功率
实验目的
测量小灯泡的额定功率和实际功率
实验原理
根据
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- 关 键 词:
- 电功和电热 九年级 物理 电热 学生