2019年九年级物理上册15电能与电功率课件新版粤教沪版.ppt

第十五章电能与电功率 本章知识梳理 思维导图 1 电功率和电流 电压之间的关系及其简单计算 理解 2 用电器的额定功率和实际功率 理解 3 电流一定时 导体消耗的电功率与导体的电阻成正比 探究 考纲要求 一 电功和电能1 电能的转化 电能可以转化为其他形式的能量 用电器工作的过程就是把 能转化为 的能的过程 2 电能 1 电能用W表示 常用单位是 国际单位是 2 单位换算 1度 kW h J 知识梳理 电 kW h 其他形式 J 1 3 6 106 3 电能表 也叫电度表 1 作用 计量用电器一段时间内消耗的电能 2 读数方法 电能表表盘上前后两次示数之 就是这段时间内用电的千瓦时数 也就是这段时间内用电的度数 3 如图Z15 1 1 电能表读数是 知识梳理 差 1020 3kW h 220V 表示这个电能表应该在 电压下使用 10 20 A 表示这个电能表的标定电流为 A 额定最大电流为 A 3000revs kW h 表示 4 电功 1 概念 电能转化为其他形式的能的过程就是 的过程 有多少电能发生了转化 就说电流 知识梳理 220V 10 20 用电器每消耗1kW h的电能 该电能表的转盘转动3000转 电流做功 做了多少功 国际单位是焦耳 常用单位是千瓦时 2 影响因素 电流做功的多少跟电流的大小 的高低 通电时间的长短都有关系 加在用电器上的电压越高 通过的电流越 通电时间越长 电流做功越 3 计算公式 W 知识梳理 电压 大 多 UIt 二 电功率1 电功率 表示电流做功 的物理量 用字母 表示 单位是瓦特 简称 符号是 常用单位有kW 2 定义式 P 注意 P 有两套单位 1 W用J t用s P用W 2 W用kW h t用h P用kW 不可混淆 3 导出公式 P P P 知识梳理 快慢 P 瓦 W UI I2R 4 额定电压 用电器 的电压叫做额定电压 额定功率 用电器在 下工作时的功率叫做额定功率 实际电压 用电器实际使用时其两端的电压叫做实际电压 实际功率 用电器在实际电压下工作时的功率叫做实际功率 知识梳理 正常工作时 额定电压 注意 1 灯泡铭牌上字样 220V60W 表示这个灯泡的额定电压为220V 额定功率为60W 2 各种用电器只有在额定电压下才能正常工作 实际电压偏低 用电器的实际电功率偏小 不能正常工作 实际电压偏高 有可能损坏用电器 三 测量小灯泡的电功率1 实验原理 通过测量小灯泡两端的电压和通过的电流 利用公式 计算出小灯泡的电功率 知识梳理 P UI 2 实验器材 小灯泡 开关 导线 电流表 电压表 滑动变阻器 3 实验设计 实验电路如图Z15 1 2所示 与 测量小灯泡的电阻 所采用的电路是 的 知识梳理 电源 相同 4 分析论证 当U实 U额时 P实大于P额 灯泡偏亮 当U实 U额时 P实 P额 灯泡偏暗 当U实 U额时 P实 P额 灯泡正常发光 注意 滑动变阻器在实验中的作用 1 保护电路 2 改变小灯泡两端的电压 知识梳理 小于 等于 四 焦耳定律1 电流的热效应 生活中 许多用电器接通电源后 都伴有 现象产生 电流通过导体时电能转化为 能 2 焦耳定律 电流通过导体产生的热量跟电流的 成正比 跟导体的 成正比 跟通电时间成 比 3 焦耳定律的计算公式 Q 知识梳理 热 内 平方 电阻 正 I2Rt 知识梳理 注意 1 串联电路中常用公式 Q I2Rt Q1 Q2 R1 R2 2 并联电路中常用公式 Q U2t R Q1 Q2 R2 R1 4 利用电流热效应工作的用电器 电热水器 电饭锅 电熨斗 养鸡场的电热孵化器等 5 电热的防止 很多情况下用电器的温度不能过高 为了使这些热快速散去 常装有散热孔或微型风扇等 1 在 测定小灯泡额定功率 的实验中 当手移动滑动变阻器的滑片时 眼睛应观察 A 灯泡的发光情况B 变阻器滑片的位置C 电压表的示数D 电流表的示数 本章重点考点 一 测量电功率 C 2 某家庭电能表如图Z15 2 1所示 若该家庭单独让空调工作 测得1min内电能表转盘转了90转 则空调消耗的电能为 kW h 空调的电功率是 W 0 03 1800 本章重点考点 一 测量电功率 3 如图Z15 2 2是茜茜家的电能表 她家同时使用的用电器总功率不超过 W 茜茜打开一台 220V40W 的电风扇 其他用电器均未工作 当电风扇工作半小时 电能表的转盘转 转 4400 64 本章重点考点 一 测量电功率 4 小明在做 测量小灯泡电功率 的实验中 所用器材有额定电压为2 5V的小灯泡 以及符合实验要求的电源 滑动变阻器 电表 开关和导线 实验前电压表和电流表已调零 实验时用导线a b c d e f g按图Z15 2 3所示方式连接电路 本章重点考点 一 测量电功率 1 闭合开关前应把滑动变阻器滑片P调到 填 A 或 B 端 2 闭合开关 调节滑动变阻器 结果出现了下列现象 请分析其原因 a 小灯泡不亮 电压表的示数始终为3V 电流表的示数始终为零 则可能是导线 出现断路 b 小灯泡能发光 电流表有示数 电压表的示数始终为零 则可能是导线 出现断路 A a b 本章重点考点 一 测量电功率 3 小明排除故障后 调节滑动变阻器 测得表中的三组数据 则小灯泡的额定功率为 W 5 按如图Z15 2 4所示的电路图做测量小灯泡额定功率的实验时出现下列两种情况 0 75 本章重点考点 一 测量电功率 1 一位同学连接好电路 在闭合开关时发现小灯泡不亮 电流表无示数 但电压表有示数 出现这种故障的原因是 2 另一位同学连接好电路 在闭合开关时发现小灯泡比正常工作时亮 这说明他在闭合开关前没有 小灯泡断路 把滑动变阻器调到最大值 本章重点考点 一 测量电功率 1 如图Z15 3 1所示的电路中 电源电压保持不变 开关S闭合后 滑片P向右滑动时 A 电流表示数变大 电压表示数变小 灯泡变暗B 电流表示数变小 电压表示数变大 灯泡变亮C 灯泡的实际功率减小D 灯泡的实际功率增大 C 本章重点考点 二 动态电路和图像 2 如图Z15 3 2所示电路中 闭合开关 将滑动变阻器的滑片向上滑动时 观察到的现象是 A 灯泡变暗 电压表示数变大B 灯泡变亮 电压表示数不变C 电路消耗的总功率变小 电压表示数不变D 电路消耗的总功率变大 电压表示数变大 C 本章重点考点 二 动态电路和图像 3 标有 6V6W 6V3W 的灯泡L1 L2 串联接在某电源上 设灯丝的电阻不变 则 A 通过灯L1 L2的电流之比为1 2B 灯L1 L2两端的电压之比为2 1C 电源电压为9V时 只有灯L2能正常发光D 电源电压为9V时 灯L1 L2都恰能正常发光 C 本章重点考点 二 动态电路和图像 4 如图Z15 3 3所示 电源电压不变 当滑动变阻器的滑片向b端移动的过程中 下列说法正确的是 A 电流表的示数变大B 电压表的示数变大C 小灯泡的亮度不变D 电路中的总功率变大 C 本章重点考点 二 动态电路和图像 5 如图Z15 3 4甲所示电路 电源电压保持不变 当闭合开关S 调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小 两个电阻的U I关系图像如图Z15 3 4乙所示 则下列判断正确的是 A 电源电压为10VB 定值电阻R1的阻值为20 C 滑动变阻器R2的阻值变化范围为0 10 D 变阻器滑片在中点时 电路消耗的总功率为1 8W D 本章重点考点 二 动态电路和图像 6 某同学在做 调节灯泡亮度 的电学实验时 电路如图Z15 3 5所示电源电压恒为4 5V 电压表量程选择 0 3V 滑动变阻器规格为 20 1A 灯泡L标有 2 5V1 25W 字样 忽略灯丝电阻变化 在不损坏电路元件的情况下 下列判断正确的是 A 电路中电流变化的范围是0 18 0 5AB 滑动变阻器阻值变化的范围是2 5 10 C 灯泡的最小功率是0 162WD 该电路的最大功率是2 25W D 本章重点考点 二 动态电路和图像 7 如图Z15 3 6所示的电路中 电源电压保持8V不变 灯泡L标有 3W 字样 滑动变阻器最大阻值为20 开关S闭合后 调节滑动变阻器滑片P的位置使灯泡L恰好正常发光 此时电压表示数为6V 不考虑灯丝的电阻受温度的影响 则下列关于该电路的判断正确的是 D 本章重点考点 二 动态电路和图像 A 此时滑动变阻器连入电路的阻值为12 B 若滑片P再向右移动 灯泡亮度会变亮C 若滑片P再向右移动 电流表示数将减小 电压表示数将增大D 整个电路消耗的最小功率为2W 本章重点考点 二 动态电路和图像 8 如图Z15 3 7所示 电源电压不变 当滑动变阻器的滑片P由a端向b端移动时 C 本章重点考点 二 动态电路和图像 A 电压表的示数变小 电流表的示数变大 灯泡和滑动变阻器的总电功率变小B 电压表的示数变小 电流表的示数变大 灯泡和滑动变阻器的总电功率变大C 电压表的示数变大 电流表的示数变小 灯泡和滑动变阻器的总电功率变小D 电压表的示数变大 电流表的示数变小 灯泡和滑动变阻器的总电功率变大 本章重点考点 二 动态电路和图像 9 图Z15 3 8甲是小灯泡的I U电流图像 将此灯泡L与滑动变阻器R串联在电压为4 5V的电路中 如图Z15 3 8乙 闭合开关 移动滑片P 当小灯泡的功率为0 75W时 C 本章重点考点 二 动态电路和图像 A 电流表的示数为0 2AB 滑动变阻器R接入电路中的电阻为15 C 电路消耗的总功率为1 35WD 10s内滑动变阻器R产生的热量为13 5J 本章重点考点 二 动态电路和图像 10 在图Z15 3 9所示的电路中 电源电压为9V保持不变 AB为滑动变阻器 最大阻值RAB 30 小灯泡的额定电压为6V 额定功率为1 8W 闭合开关S 滑动变阻器滑片从B端向A端缓慢移动 当到达某一位置C处时 小灯泡刚好正常发光 则CB之间的电阻应为 A 5 B 10 C 15 D 20 D 本章重点考点 二 动态电路和图像 11 如图Z15 3 10所示的电路中 电源电压为30V 定值电阻为60 滑动变阻器标有 30 1 5A 字样 在该电路正常使用的情况下 则 A 滑动变阻器消耗的最小功率为45WB 电流表的最大示数为1 5AC 电路消耗的最大功率为60WD 当滑片P滑到最右端时 定值电阻R消耗的功率为75W C 本章重点考点 二 动态电路和图像 12 如图Z15 3 11所示电路 电源电压不变 闭合开关后 当滑动变阻器的滑片向左移动时 电压表的示数将 小灯泡的电功率将 前两空均填 变大 变小 或 不变 小灯泡的亮度将 填 不变 变亮 或 变暗 变大 变小 变暗 本章重点考点 二 动态电路和图像 13 甲灯标有 220V60W 乙灯标有 220V100W 字样 如果两灯泡钨丝长短一样 则钨丝较粗的是 灯 如果将两灯并联在220V的电源上 使用相同时间 甲 乙两灯消耗的电能之比是 14 把两只标有甲 220V40W 乙 220V100W 的灯泡并联后接到电源上 闭合开关 发现 灯亮 若把它们串联后接到电源上 闭合开关 发现 亮 上述两盏灯相比较 在灯丝材料和长度均相同的情况下 灯丝较粗的是 灯 乙 3 5 乙 甲 乙 本章重点考点 二 动态电路和图像 15 甲灯标有 36V7 2W 乙灯标有 12V1 2W 将它们串联后接在电源上 其中一个灯泡能正常发光 正常发光的灯泡是 另一盏灯的实际功率是 假设灯泡电阻不随温度而改变 乙 1 8W 本章重点考点 二 动态电路和图像 16 如图Z15 3 12甲所示 电源电压保持不变 小灯泡的额定电压为12V 闭合开关S后 当滑片P从最右端滑到最左端的过程中 小灯泡的I U图像如图Z15 3 12乙所示 则小灯泡的额定功率为 W 滑动变阻器的最大阻值为 24 18 本章重点考点 二 动态电路和图像 17 如图Z15 3 13甲所示电路 电源两端电压U不变 R1是定值电阻 R2是滑动变阻器 当开关S闭合后 改变滑动变阻器接入电路的电阻 其电流与电压的关系如图Z15 3 13乙所示 求 本章重点考点 二 动态电路和图像 1 滑动变阻器R2接入电路的最大阻值为 电源两端电压为 V 2 定值电阻R1的电阻值 3 电路消耗电功率的最大值 60 7 答案 2 10 3 4 9W 本章重点考点 二 动态电路和图像 1 家用饮水机其工作原理可简化为如图Z15 4 1所示的电路 其中S是一个温控开关 当饮水机处于加热状态时 水被迅速加热 达到预定温度时 开关S自动切换到另一挡 饮水机便处于保温状态 R1 100 R2 300 试判断温控开关S接a或b时 饮水机分别对应的工作状态 画出等效电路图 并写出判断的依据 本章重点考点 三 电热的计算 答案 S接a是保温 接b是加热 等效电路图如答图Z15 4 1所示 依据 电源电压相同时 总电阻越大 电流越小 总功率越小 本章重点考点 三 电热的计算 2 有一种电水壶的铭牌如图Z15 4 2甲 图Z15 4 2乙是电水壶的电路图 R为加热器 温控器S是一个双金属片温控开关 当温度较低时 其处于闭合状态 加热器加热 当水沸腾后 会自动断开进入保温状态 从而实现了自动温度开关控制 若加热器电阻阻值随温度改变而发生的变化可忽略不计 则 本章重点考点 三 电热的计算 1 电水壶正常工作时 其加热电阻的阻值是多大 2 当电水壶处于保温状态时 通过加热器的电流是0 2A 此时电阻R0的电功率是多少 答案 1 44 2 42 24W 本章重点考点 三 电热的计算 3 2016重庆 小亮家新装了一台智能电热马桶盖 如图Z15 4 3甲所示 他查阅使用说明书发现便座加热电路有高 中 低三挡并可手动调节 其额定电压为220V 低温挡 中温挡的额定功率为22W和44W 利用所学的电学知识他设计了一个等效电路图 如图Z15 4 3乙所示 用两定值电阻R1和R2表示两电热丝 单刀双掷开关S2可接a或b 当它接入家庭电路中正常工作时 本章重点考点 三 电热的计算 1 低温挡加热的电流多大 2 中温挡加热5h 消耗多少度电 3 高温挡加热的额定功率是多少瓦 本章重点考点 三 电热的计算 解 1 由P UI可得 低温挡加热的电流I 0 1A 2 由P 可得 中温挡加热5h消耗的电能W P中温t 44 10 3kW 5h 0 22kW h 0 22度 3 当开关S1闭合 S2接b时 电路为R1的简单电路 马桶盖处于中温挡 由P 可得 R1的阻值R1 1100 本章重点考点 三 电热的计算 当开关S1断开 S2接b时 R1与R2串联 马桶盖处于低温挡 则电路中的总电阻R 2200 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和 所以R2的阻值R2 R R1 2200 1100 1100 当开关S1闭合 S2接a时 R1与R2并联 电热马桶盖处于高温挡 本章重点考点 三 电热的计算 此时电路中的总电阻R 550 高温挡加热的额定功率P高温 88W 本章重点考点 三 电热的计算 4 图Z15 4 4是电饭锅工作原理的简化电路图 电饭锅有两挡 分别是高温烧煮和低温焖饭 S1为挡位自动控制开关 R0和R为电热丝 R0的阻值为1210 该电饭锅铭牌技术参数如下表所示 低温焖饭挡额定功率模糊不清 求 本章重点考点 三 电热的计算 1 电饭锅高温烧煮0 5h消耗的电能 2 电饭锅低温焖饭时的额定功率 3 电阻丝R的阻值 答案 1 0 42kW h 2 40W 3 60 5 本章重点考点 三 电热的计算 5 图Z15 4 5是某校师生自制一电烘箱的简化电路图 R1和R2均为电热丝且电阻值恒定 其部分技术参数如下表 本章重点考点 三 电热的计算 根据师生们的设计 求 1 电烘箱在高温挡正常工作时每分钟可产生的热量 2 电热丝R1的阻值 3 电烘箱在低温挡正常工作时 R2的功率 答案 1 66000J 2 44 3 264W 本章重点考点 三 电热的计算