第六章 电能的获得与转化知识点总结讲义---2024-2025学年华东师大版九年级上册科学

第六章 电能的获得与转化 目录 一丶电动机 2 二、发电机 2 三、三大电磁现象的对比 3 电能与电功 3 电器的电功率 4 版块三 电功率和电功的计算 4 （2） 电路图： 4 （3） 滑动变阻器的作用：①保护电路②控制灯泡两端电压。 5 【知识掌握】 5 多档位计算 7 一丶电动机 1、通电导体在磁场中受到磁力的作用，磁力的方向与磁场方向、电流方向有关。 2、应用：电动机。其能量的转化为：电能转化为机械能。 3、直流电动机为什么需装换向器？ 当线圈转到如图所示位置时，ab边和cd边受的磁场力恰好在同一条直线上，而且大小相等，方向相反，线圈在这个位置上受到相互平衡的两个磁场力的作用，所以不能连续转动下去。如何才能使线圈连续转动下去呢？我们设想线圈由于惯性而通过平衡位置，恰在这时使线圈与电源线的两个接头互换，则线圈中的电流方向改变，它所受的磁场力的方向变成与原来的方向相反，从而可使线圈沿着原来旋转方向继续转动。因此，要使线圈连续转动，应该在它由于惯性刚转过平衡位置时，立刻改变线圈中的电流方向。能够完成这一任务的装置叫做换向器。其实质是两个彼此绝缘铜半环。 二、发电机 1、电磁感应：闭合电路的部分导体在磁场中切割磁感线运动就会产生感应电流的现象。 2、产生感应电流必须同时满足三个条件： （1）电路是闭合的；（2）导体要在磁场做切割磁感线的运动；（3）切割磁感线运动的导体只能是一部分，三者缺一不可。如果不是闭合电路，即使导体做切割磁感线运动，导体中也不会有感应电流产生，只是在导体的两端产生感应电压。 3、感应电流的方向：感应电流的方向跟导体切割磁感线运动方向和磁感线方向有关。因此要改变感应电流的方向，可以从两方面考虑，一是改变导体的运动方向，即与原运动方向相反；二是使磁感线方向反向。但是若导体运动方向和磁感线方向同时改变，则感应电流的方向不发生改变。 4、应用：发电机 发电机的原理是电磁感应，发电机的基本构造是磁场和在磁场中转动的线圈。其能量转换是把机械能转化为电能。 【温馨提示】发电机与电动机对比 【方法归纳】 电动机 发电机 原理 磁场对通电导线有力的作用 电磁感应 能量转化 电能转化为机械能 机械能转化为电能 定子 磁极 磁极，或线圈 转子 线圈 线圈，或磁极 运用对比法识别发电机和电动机原理示意图：示意发电机原理的电路中，原本没有电源，在磁场中做切割磁感线运动的导线实质上就是电源；示意电动机原理的电路中有电源，给线圈通电，线圈才能转动。 模型电动机不能转动的原因及相应检查或解决的办法： 角度 可能的原因 检查或解决的办法 力 电磁 线圈处于平衡位置 拨动一下线圈 电刷与线圈间摩擦力太大 轻弯铜片，减小对换向器压力 磁极对通电线圈作用力太小 ①增大线圈中电流②增强磁极的磁性 电学 电动机的线圈实际上没有电流通过 ①检查外部电路是否接通②看电刷与换向器是否良好接触 三、三大电磁现象的对比 三种磁现象 电流的磁场 磁场对电流的作用 电磁感应 实验装置 现象 导线通电，小磁针发生偏转 闭合开关，导体运动起来 导体切割磁感线，电流表指针发生偏转 因果关系 电流→磁场 磁场、电流→力 磁场、力→电流 能量转化 —— 电能→机械能 机械能→电能 方向 磁场的方向与电流方向有关 通电导体受力方向跟磁场方向和电流方向有关 感应电流的方向跟磁场方向和导体切割磁感线方向有关 主要应用 电磁铁、电磁继电器 电动机、扬声器 发电机、动圈式话筒 电能与电功 1. 电功：电能转化为其他形式能量的过程就是电流做功的过程。电流所做的功叫电功。 2. 电能电功的单位：电能电功的单位是焦。电能的单位还有千瓦时（kW·h），俗称度。1kW·h=3.6J 3. 电能表：（1）作用：电能表的作用是测量电功，或者说是测量用电器在某一段时间内消耗电能的多少。 （2） 读书方法：电能表计数器前后两次读数之差，就是用户在这一段时间内消耗的电能，也就是电流 在这段时间内所做的功。 （3） 电能表参数含义： 电器的电功率 1. 电功率：电流在单位时间内所做的功叫电功率。它是表示电流做功快慢的物理量。 2. 电功率的单位：国际单位制中，电功率的单位是瓦特，简称瓦（W）。比瓦大的常用单位有千瓦（kW）。1kW=1000W 3. 额定电压：用电器正常工作时的电压。用电器上标明的正常工作的电压值就是额定电压。常用于额表示。 4. 额定功率：用电器在额定电压下正常工作时的电功率，用电器上标明的正常工作的功率值就是其额定功率。 5. 实际电压：用电器实际工作时的电压，它可能与额定电压相等，也可能比额定电压大或者小。 6. 实际功率：用电器在实际电压下工作时的电功率，它可能与额定功率相等，也可能比额定功率大或小。 7. 关系：一般情况下它们有这样的关系： 8. 灯泡亮度跟电功率的关系：（1）当=时，=，用电器正常工作，灯泡正常发光。 （2） 当＜时，＜，用电器不能正常工作，灯光偏暗。 （3） 当＞时，＞，用电器不能正常工作，灯光偏亮，而且容易损坏。 （4） 灯泡亮度取决于灯泡的实际功率。 9. 判断灯丝电阻口诀：大（功率）粗短，小细长。（相同） 10. 判断哪个灯亮的口诀：串小（功率）并大。（相同） 版块三 电功率和电功的计算 1. 电功率的计算：（1）定义式： （2）导出式：（适用于纯电阻电路） 2. 伏安法测灯泡的功率：（1）原理： （2） 电路图： （3） 滑动变阻器的作用：①保护电路②控制灯泡两端电压。 3. 电功的计算：（1） （2）导出式：（适用于纯电阻电路） 4. 注意单位：（1）电功： （2）电功率： 拓展 特殊方法测电功率 【知识掌握】 电功率的测量分为专业的功率表测量，也可以根据电能表消耗的电能（转过的圈数）和时间t进行测量。测量原理：。还可以根据，通过测量电压和电流来间接测量电功率，也是教材重点讲述的方法。在测量电功率实验中，又分为测量用电器的实际功率和额定功率，测量额定功率属于测量电功率中的一种特殊情况，也是中考常考的题型，常常出现在实验探究题中，作为拓展延伸内容出现，属于电学内容的难点。电功率的表达式给出了一种测量额定功率的方法，叫伏安法。但是缺少电流表或电压表的情况下就需要通过特殊方法来进行测量，大致将测量方法分为伏阻法、安阻法、替代法等。 在中考中，常常出现的是已知额定电压的题型，所以本讲只是针对额定电压情况，对于已知额定电流情况不作讨论。 缺电流表设计思路： 缺电压表设计思路 多档位计算 1.档位识别：加热电阻的功率越大，对应的档温度越高。 2.电热器有多个加热电阻参与，总电压不变，接入电路中的总电阻变化。分为三种： （1）串联电路中，从电功率的公式P总入手，逐渐使电阻短路，总电阻越小，总功率越大，实现低、中、高档位的变化。 S R1 1 R2 220V 2 如果R1 和R2 都是加热电阻，根据公式P总， ①开关接1时，R1被短路，总电阻小，总功率大，是高温档； ②开关接2时，R1和R2串联，总电阻大，总功率小，是低温档。 （2）并联电路中，从电功率的公式P总入手，每闭合一条支路，相当于并联接入一个电阻，则总电阻越小，总功率越大，实现低、中、高档位的变化。 R1 R2 S2 S1 220V 三档：R1 和R2 都是加热电阻（R1 < R2），如果R1 和R2 所在支路均有开关，根据公式P总， ①开关S1、S2 均闭合时，R1和R2并联，因为R并联< R1 < R2，所以是高温档； ②开关S1 闭合，S2 断开时，只有R1 接入电路，因为R1 < R2，所以是中温档； ③开关S2 闭合，S1 断开时，只有R2 接入电路，因为R1 < R2，所以是低温档。 （3）通过开关的变化，两个电阻可以串联、可以并联，又可以单独接。这一类题的解题突破口在于分析电路中电阻的变化。 根据公式P总 ①开关S1断开，S2接A，R1和R2串联，因为R串联>R并联，所以是低温档； ②开关S1闭合，S2接B，R1和R2并联，因为R并联<R串联，所以是高温档。 3.只有一个加热电阻，串联电阻分压，使加热管的电压改变从而引起功率的变化。 （此类题目中要特别注意区别加热电阻和分压电阻，分压电阻的电热是不能用来加热的） 滑动变阻器R0，加热的电阻丝R1（定值电阻） ①滑动变阻器R0减小时，R1两端电压增大，根据P1，R1加热功率增大； ②滑动变阻器R0增大时，R1两端电压减小，根据P1，R1加热功率减小。 学科网（北京）股份有限公司 $$