内容正文:
2.3 电路中的电能
【第二单元 能的转化与能量守恒】
九年级上册
小灯泡的电功率跟哪些因素有关?
1.提出问题:
小灯泡的电功率跟哪些因素有关?
2.建立假设:
(1 )小灯泡的电功率跟电压有关,电压越高,电功率就越大。
(2 )小灯泡的电功率跟电流有关,电流越大,电功率就越大。
3.设计实验方案:
研究小灯泡的电功率跟电流和电压的关系,需要运用控制变量的方法进行实验研究。
(1)电功率和电流的关系
控制小灯泡两端电压不变
并联
用什么测量通过小灯泡的电流?
电流表
观察小灯泡的亮度来判断小灯泡实际电功率大小
如何比较小灯泡电功率大小?
灯L1 灯L2
条件控制(电压关系)
亮度(亮、暗)
电流/安
A1
A2
L1
L2
结论:在电压相等时,通过灯泡的电流越大,灯泡越亮,灯泡消耗的实际电功率越大。
(1)电功率和电流的关系
(2)电功率和电压的关系
控制小灯泡两端电流不变
串联
用什么测量通过小灯泡的电压?
电压表
观察小灯泡的亮度来判断小灯泡实际电功率大小
如何比较小灯泡电功率大小?
灯L1 灯L2
条件控制(电流关系)
亮度(亮、暗)
电压/伏
V2
V1
L1
L2
结论:在电流相等时, 灯泡两端的电压越高,灯泡越亮,灯泡消耗的实际电功率越大。
(2)电功率和电压的关系
进一步实验表明:用电器的实际电功率等于用电器两端的实际电压与通过用电器的实际电流的乘积。
1、公式: P=UI
2、单位: 1瓦=1伏 安
讨论:公式P= 与P=UI有什么不同?
W
t
一、电功率的计算
3、变形公式:
可以用 的变形 ,从而利用铭牌数据求出用电器的电阻
1、概念:电流所做的功
3、单位:焦耳
1焦=1伏 安 秒
二、电功
2、公式:W=Pt =UIt
例:将“220V,11W”的节能灯接在 220 伏的电路中,通过灯泡的电流有多大?这只节能灯正常工作 2 小时消耗多少电能?
解: 灯泡的额定电压为 220 伏,额定功率为 11 瓦。当灯泡接在 220 伏的电路中时,
电流:I=P/U=11 瓦/220 伏= 0.05 安
消耗电能: W = Pt = 11 瓦 ×2×3600 秒 = 79200 焦
答: 当节能灯接在 220 伏的电路中时,通过灯泡的电流为 0.05 安,节能灯消耗的电能为 79200 焦。
1. 某功率为20W的LED吸顶灯,接在220V的照明电路中,通过吸顶灯的电流为多少安?它工作1h消耗的电能为多少焦?
2. 某LED灯用电压为6V的电源供电,正常工作电流为300mA。那么,此LED灯正常工作时的功率为多少?
3. 电视机处于待机状态时仍然会消耗电能。若某电视机待机功率为10W,一天待机20h,消耗的电能为多少千瓦时?该电视机待机30天消耗的电能可供一盏25W的电灯正常工作多少小时?
练习.将一只“6V 10W”的灯泡接入电路中,测得通过这个灯泡的电流是1.5安。那么,这个灯泡的实际功率是 ( )
A、大于10瓦 B、等于10瓦
C、小于10瓦 D、条件不足,无法判断
串联电路的特点小结:
1.电流
2.电压
3.电阻
5.功率分配的推导
U =U +U
总
1
2
R =R + R
总
1
2
4.电压分配
U2
___
R2
___
U1
R1
=
U总
___
___
U1
R1
=
R1 + R2
分配原则:电阻越大,分得的电压越大
P2
___
R2
___
P1
R1
=
P总=P1+P2
6.电功分配的推导
W2
___
R2
___
W1
R1
=
W总=W1+W2
串联电路中,电压、电功、电功率都与对应的电阻成正比
I1=I2=I3
1.电流
2.电压
3.电阻
4.电流分配
分配原则:支路电阻越大,分得的电流越小
并联电路的特点小结:
1
2
总
I =I +I
1
2
总
U =U =U
R1 + R2
_______
R1 R2
R总=
I2
___
R1
___
I1
R2
=
5.功率分配的推导
P2
___
R1
___
P1
R2
=
6.电功分配的推导
W2
___
R1
___
W1
R2
=
P总=P1+P2
W总=W1+W2
并联电路中,电流、电功、电功率都与对应的电阻成反比
电功率的常见问题种类:
类型1:比较电灯的实际亮暗问题
“220V 40W”的灯L1和“220V 60W”的灯L2,并联在220V的电路中,哪个灯亮?
“220V 40W”的灯L1和“220V 60W”的灯L2,串联在220V的电路中,哪个灯亮?
解题关键:不同用电器之间比较实际电功率的大小,首先判断用电器之间的连接方式,然后比较电阻。
电功率的常见问题种类:
类型2:某个用电器因电压变化而引起的功率变化问题
“220V 40W”的灯L1接在110V的电路中,求此时的实际功率?
“12V 6W”的灯L1和“12V 6W”的灯L2,按如图方式接在12V的电路中,当S1闭合、S2断开时,灯L1的实际功率?
解题关键:同一个用电器在不同电压下工作,电阻是不变的。
将一只“220V 100W”的灯泡直接接到220V的电源上,功率为100W,现在用不能忽略电阻的长导线将灯泡串联后接到同一电源上,灯泡的功率变为81W,则长导线上损失的功率是 ( )
A. 19W B.9W
C.10W D. 1W
电功率的常见问题种类:
类型3:两只灯串联,为确保两灯安全工作,允许加的最大电压问题
“6V 1.2W”的灯L1和“12V 6W”的灯L2,串联在某电路中,为使得其中一盏灯正常发光,两端允许加的最大电压是多少?
解题关键:两灯串联时,判断允许通过的最大电流。
电功率的常见问题种类:
类型4:特殊情况下,灯丝电阻变化的问题(一般为图像题)
“6V 6W”的小灯泡电流随电压变化关系如图所示,那么当小灯泡两端的电压为2V时,小灯泡的功率为多少?该灯与定值电阻R0串联在6V的电路中,问此时电路消耗的总功率又为多少?
解题关键:从给定的图象中找到对应的数值。
4. 一台“220V 1000W”的电热水器,正常工作10min消耗多少焦的电能?
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