第十八章 电功率 课堂笔记与重点实验-【重庆标准卷】2023-2024学年九年级物理全一册（人教版）

第十八章 电功率 课堂笔记 知识点1 电能 电功 1.电能国际单位:焦耳(J);常用单位:千瓦时(kW·h),俗称 度。 换算关系:1kW·h= 3.6×106 J。 2.电能的计量--电能表 kw.h (1)作用:测量用电器在一段时间内消耗的 电能 回③回回回 (2)参数 220V1020)A50Hz 220V:电能表应在220V的电路中使用 2500 r/Okw·h) 10(20)A:标定电流为 10 A,额定最大电流为 20 A 50 Hz:电能表应在频率为50Hz的交流电路中使用; 2500r/(kW·h):接在这个电能表上的用电器每消耗1kW·h的电能,电能表 上的转盘转过 2500 转。 (3)读数:电能表计数器上最右端小方框内的数值表示小数点后的第一位数值 (4)测量电能的方法 较长时间内的电能:记录某段时间起始和结束时电能表的示数为W,和W。 则这段时间内消耗的电能W一W。-W 烁的次数,N为表上的参数)。 3.电功 (1)定义:电魄 通过某段电路所做的功叫做电功。 (2)实质:电流做功的过程,实际就是 电 能转化为其他形式的能(用电器消 电能)的过程。 (3)大小;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一UIt (适用于所有电路)。 1.纯电阻电路,即电能全部转化为内能的电路,如电流通过电炉、白炽灯、电 U2 烙铁等的电路(推导公式:W-IRt 3 形式的能量,如存在电动机的电路,电流通过电动机时,电能转化为内能和机械 能。在进行电路相关计算时,要注意各公式的适用范围。 2.纯电阻串联电路:W-IRt,W :W。-R. :R 4.无论用电器是串联还是并联,计算一定时间内电流所做的总功,对纯电阻电 对而l练 1. 甲、乙两个用电器并联后接在某一电源上,在相等的时间内,电流通过甲所做的 ( 功比乙的多,则 _~ A.通过甲的电流比乙的大 B. 甲两端的电压比乙的高 C.甲的电阻比乙的大 D.乙消耗的电能比甲的多 2.世界自然基金会倡导的于每年3月的最后一个周六举行的“地球一小时”活动,号 召大家用关灯一小时的方式提高节能意识,它是通过减少通电时间来减少消耗的 ,一只20W的节能灯关灯1h可节电 kW.h。 3.小明家5月初电能表示数为9001kW·h,5月底电能表示数如 kW.h 9062回 图所示,则5月份他家用电量是 kW·h;当家中只有一 (__ 盏电灯工作10min时,电能表转盘正好转过25圈,则该电灯这 220V20A50Hz 。。 25 rtkw·h) 段时间消耗的电能是 知识点2 电功率 1.电功率 (1)定义:电功率等于电功与时间之 比。 (2)物理意义:表示电流 做功快慢 的物理量。 (3)公式: (适用于所有电路);推导式:P-I^*R、P- 纯电阻电路)。 (4)单位:国际单位是瓦特(W)。其他常用单位还有:千瓦(kW)、毫瓦(mW); 换算关系:1kW- 103 W,1W= 10 mW 34 2.额定电压和额定功率 (1)额定功率:用电器 正囊 工作时的电压叫额定电压,用电器在 额定电凑 下工作时的功率叫额定功率。 (2)实际功率:用电器 实献 工作时的电压叫实际电压,用电器在 实静电A 下工作时的功率叫实际功率。 (3)实际功率和额定功率的关系 ①当U=U时,P = P,用电器 能 正常工作; ②当UU时,PPw,用电器 不能 正常工作; ③当UU时,P>P,用电器不能正常工作,有可能会烧坏用电器。 根据用电器的铭牌(已知U.和P)可以求解的物理量; (1)求电流:用电器正常工作时的电流I一 (2)求电阻:用电器正常工作时的电阻R一 (3)求电能:用电器正常工作1秒消耗的电能W一P!; (4)求实际功率:当用电器两端的电压为U时,用电器的实际功率P 对ill练 4.甲、乙两只普通白炽灯泡铭牌上分别标着“220V 40W”“110V 40W”字样, ( 正常发光相同时间,它们消耗的电能 二 C.一样多 A.甲灯多 B.乙灯多 D.不能确定 5.如图甲所示,两只灯泡串联在电路中,电源电压恒为6V,灯泡L.的额定电压为 3V,灯泡L。的额定电压为2V。通过两只灯泡的电流与其两端电压的关系如 图乙所示,闭合开关后,当滑动变阻器的滑片P滑至中点时,其中一只灯泡正常 ( 发光,另一只灯泡不损坏,下列说法错误的是 _ V ☆ 0.10.20.30.4 乙 35 A.灯泡L正常发光时的电阻为20Q B.正常发光的灯泡是L。,其额定功率为0.3W C.当灯泡L。两端的电压为1.5V时,通过它的电流为0.15A D.此时滑动变阻器两端的电压为1.5V 6.小峰家的电能表上标有“220V 10A”字样,那么他家电路所有用电器的总功 率不能超过 W;若该电路只接入“220V 40W”的白炽灯,则最多可接 盏。 7.如图所示,灯L.标有“6V 3W”字样,灯L标有“6V 2W”字样,电源电压 恒为6V。闭合开关S,忽略温度对灯丝电阻的影响,则甲、乙两电路中通过灯L 的电流之比I:I一 P”。 ,灯L。消耗的实际功率P。 # 甲 第7题图 第8题图 8.如图所示,电源电压U及电阻R。均保持不变,当与R。串联的可变电阻R先后被 调为8O和2Q时,可变电阴R的电功率都是2W,则R。的阴值为 0,电 源电压为 V,电路先后两次消耗的总功率之比是 9.如图所示是某电器设备内的一部分电路,电源电压恒为12V,R 为定值电阻 R:为标有“100O 0.5A”字样的滑动变阻器,R。为标有“3V 0.9W”字样的 定值电阻,电流表A选用的是0~0.6A的量程。 (1)当闭合开关S、S、S时,电流表A.的示数为0.3A,求R;的阻值及这种情 况下整个电路消耗的最小和最大电功率 36 (2)当闭合开关S,断开S、S。时,为保证整个电路安全,求滑动变阴器接入电路 的阻值范围。 知识点3焦耳定律 1.电流的热效应:电流通过导体时电能转化为 能的现象。 2.焦耳定律 (1)内容:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成 正 比,跟导体的电阻 成 正 比,跟通电时间成 正 比 (2)公式:Q-Rt 3.电热的利用和防止 (1)电热的利用:电饭堡、电烙铁、电烤箱等 (2)电热的防止:安装散热风扇、散热片、散热窗等 1. 电功和电热的关系:在纯电阻电路中,电功等于电热,即W一Q;而在非纯电 阻电路中,电功大于电热,即WQ。在非纯电阻电路中,计算电功只能用公式W -UIt,计算电热只能用Q-PRt。 2. 电动机是非纯电阻用电器,因此,电动机所做的机械功W.一W一Q一UI -12Rt。 对应l练 10.一个额定电压为12V的小型电动机正常工作时,测得通过电动机的电流为 0.5A,工作10min,电流做的功为 1;若在这10min内该电动机线圈 产生的热量是3601,则电动机线圈的电阻为 O。 37 11.如图所示是一款可折叠电热壶的电路简图,该壶有“加热”和 “保温”两挡,电源电压为220V,电阻丝R、R。的阻值分别为 44Q、356Q。该壶在“加热”挡工作时,电功率为 W。 12.如图所示是某家用电热水器的简化电路图,温控开关S可根据水温自动切换 加热和保温两种状态,R、R。是发热电阻并且阻值相等,电热水器主要参数如 表所示。[c-4.2×10J/(kg·C),=1.0×10kg/m] 额定电压 220V 容 积10L 加热功率 1000W 保温功率 (1)保温功率是多少? (2)水箱中装满初温为25C的水,加热使温度升高到75C,水需要吸收多少 热量? (3)在上述加热状态下,电热水器正常工作了40min,则其需消耗多少电能?加 热效率是多少? 38 13.如图甲所示是超超老师抽奖抽到的多功能养生壶,图乙是该品牌养生壶简化 电路图,下表是该电器的相关参数。 项目 将行 电源电压/V 低温挡功率W 中温挡功率W 高温挡功率W -a220V。- 1100 7 乙 容积/L (1)养生壶处于低温挡工作时,电路中的电流为多大? (2)R的阻值为多大? (3)超超老师家的电能表上标有“3600revs/(kW·h)”的字样,他将家中的其 他用电器都与电源断开,仅让该养生壶在高温挡下工作,观察125s内电能 表的转盘转了88revs,则此时的实际电压为多少 39 重点实验突破 实验1测量小灯泡的电功率 1.实验原理:P-UI。 2.实验操作要点及注意事项 (1)设计实验电路、连接实物电路或找出故障并连接正确的电路 (2)在连接电路时开关应处于断开状态。 (3)电流表、电压表的使用和读数。 (4)电流表、电压表量程的选择。 (5)电流表、电压表指针异常偏转的原因。 (6)滑动变阻器的使用:采用“一上一下”的接线方式,且闭合开关前滑片应移至阻 值最大处。 (7)滑动变阻器的作用,一是保护电路,二是改变电路中的电流和灯泡两端的 过电压。 3.实验数据及实验分析 U-n0。 (1)滑动变阻器规格的选取:R。 I,min (2)电路故障、动态电路的分析 (3)电阻的计算:R一 (4)实际电压,实际功率与灯泡亮暗的关系:实际功率越大,灯泡越亮 (5)实验中多次测量的目的:寻找实际功率或灯泡亮暗与实际电压的关系,小 灯泡的功率随实际电压的改变而改变,因此小灯泡的额定功率不能求平均值 (6)实验评估与设计。 样题1小华在探究小灯泡的亮度与哪些因素有关时,所用的电源电压恒为 4.5V,小灯泡上标有“2.5V”字样,实验电路如图所示。 (1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最 (选填“左”或“右”) 端。闭合开关后,发现小灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数。若电路中仅有 一处故障,则这个故障可能是 40 (2)排除故障后继续实验,小华进行了4次测量,并将有关数据及现象记录在 表格中。在第1次实验中小灯泡不亮的原因是 实验 电压 实际功率 电流 小灯泡 # 次数 P/W ##77# 0.06 ~) 0.20 0.30 0.30 正常 2.8 0.32 0.90 更亮 (3)分析表中信息可知,小灯泡的额定功率为 W。实验得出的结论 是:小灯泡的实际功率 ,小灯泡越亮。 问题补充 (1)实验前,小华检查仪器时发现电压表的指针指在零刻度线右侧,则他接下来应 该进行的操作是 (2)实验室可供选用的滑动变阻器规格分别为R“10O1A”和R“40Q 0.5A”, 则本实验应选用的滑动变阻器是 (选填“R”或“R。”)。 实验2 探究电流通过导体时产生热量的多少与电流、电阻的关系 2 1.实验方法 (1)控制变量法的应用; ①探究电流通过导体产生的热量与电流的关系时,控制电阻和通电时间 过相同; ②探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系时,控制通过的电流和通电时 间相同。 (2)转换法的应用:通过观察U形管内左右两侧液面高度差来比较电流通过 导体时产生热量的多少。 2.实验结论:在通过导体的电流、通电时间相同时,电阻越大,导体产生的热 量越多;在电阻、通电时间相同时,通过导体的电流越大,导体产生的热量越多 3.拓展:应用实验结论解释生活中的物理现象 41 样题2 用如图甲所示的装置探究“电流通过导体时产生的热量与电流的关 系”,相同烧瓶内装满了煤油 甲 乙 (1)烧瓶中装入的煤油是 (选填“导体”或“绝缘体”)。 (2)请根据实物电路,在图乙虚线框内画出对应的电路图。 (3)为达到实验目的,选用的两电阴丝R 与R。的阻值应 ,通过R的电 流 (选填“大于”“小于”或“等于”)通过R。的电流。 (4)通电一段时间后,B烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大。说明 问题补充 (1)小红用如图丙所示的装置,进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关 系”。经多次实验测量,收集实验数据,绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高 度与电流I的关系图象。根据焦耳定律可知,图丁中能正确反映一I关系 的是 (选填字母代号) 过特##### #. 丙 (2)小红问小明:“打开水龙头就可以得到水,干吗不用水代替煤油?”对于这个问 题,小明与同学们给出了下列四种答案,你认为最合理的是 (选填 字母代号) A.煤油有颜色便于观察 B.煤油有比较大的热值 C.煤油有比较小的密度 D.煤油有比较小的比热容 42所表销不静如代保持不变博可 0.3202.41L.1180 问时，通过好信的息减满大.导体产生的西量这多 和)【实前即-号 12,解，1)生开关S线苹a敏点修时，只有电解R接人晚别电风水落处干加韩状点，有 网题种充1)A0 【实验深小1 -发可，成镇k-是一器-n 第十九章生活用电 由维军加.房一人4远4口 时应用懂 刘开关兰持至6站点反置时：两电用申取是房水时于程写软名出一发可到，银型 LA工能大有联地 的V 锅 对率八起“000W 2斯开开美特电表正，司结线非上值甲线对再（多01 由节可得，米的项星一'-10Xw××'m-6 (41月理量一组数解，实验议委会较大 本限取的书是：Q=体博y=41XT1/(g4工1X0相×(5工一5T1 110J4 4D5.6同断得事&DT.8C 样4.1 已出H丝5 出-军（得.则腾共态多，息马本题正有工作0山离清托筒电能 第二十章电与超 球收调连 W=5a-100W×01-14X13. L目柔相非重 加店效米费⅓m-2器小K10四发-，3% 本B.5. 不合理我计饰电昏不使使小好湘两偏价电西一见等F正露发究的电具 队厘：(1)由P-(了可料.奉飞零在能里店工电中的电境： 第十八章电功家 对程调练 )山用乙国划，当开美5用合，气接拜时，电用某，是并双，电清中的总电引量公，有 ,41电w心阳3L4r4C多B:国前无2万< KI 6H 卢-发可，时功率最大，专生零为真作 象解火当间合秀关爷，%s明化植亮，81长并联.电筑表A测￥通过化的电 气开美5期开，8A明，电用尼，兵市取，电音中的业电用量大，见，时单结率量小。 鸿电篱表在湖解路中的电流 作生数为低值 由醒意可进从从=U=进V, 当关保合技A时长新8痛，有包员名钱人见高养生表址十中由一胃 南1景4k陷R一号器-如口 A空维息皮感大)甲线期捷数感多 潜磷变阻声接入电热的1值量大月，电裤中情电流朝小 生红组电动线鬼机城 U420ve 赠-+总一或品器- 南-餐可得A图消的地地卧：形，-长一晋一性n 目三C发电减璃周式活筒)销量 电圆去鹤最五转粉：养生素两同的电箭： 重点验实破 辆以电商第现情量电率，机一74区V×4,2A=6军 网w市一岛w×w力 w@第 样题木候转开关设有用合不偏龄早体设有唐商感线短骑用企电路的一客 由流表入喜用的是8一么写A的量程，州娱电情的酸大电流为A有A,男息群消花的是 分等体在密场中地时湖色坊线论动 大电残半：”4甲口Vx或11=工，2事： (间价开关气新开5，S时名N义市取，程根是的规机：其尤许增过的氧其电 同超补意1)偏纳口)好伟心左古短速发风敏电境计拉房并角发 德山-北-一号”-1混九作通注饰大地流方3电流表人用的是0 由P-发wt的实电指A一又一阳W交-V 第二十一章信息的传递 重点实龄完随 鲜索调塔 人6A的望程，渊以为N整十电明安全，电肩中的能大电流为具1A,充对常动堂型 群鬓1()有灯泡别〔2)用典网器装人电路的刚销上大，小红湘的发际病津其 L2A人凌速×1 木(3%开脑大 4电碳放父康老反解 网题非育(1)对电居表速计词零( 第二十二章能源与可持续发展 鲜业到运 所以清动变明游接人电裤防制值程a,=g,:一长一e日一田自-面0： L,2二石的堂线出家数应 由一多可知，电作电别道大，包略电成着小，青动生则远推人电亦月颗大能的可为 1非4里不可5有电6国 10自.故开功生厘每楼A电月的镇0国为一0 52