浙教版九年级科学上册3.6电能复习学案

1 3.6 电能复习学案 【考点聚焦】 1．知道电功及其单位 2．理解电功的公式，会用电能表测量电功 3．理解电功率的概念 4．理解用电器的额定电压和额定功率 5．理解焦耳定律，知道电热器的原理和应用 【知识结构】 一、电功： 1、定义：电流通过某段电路所做的功叫电功。 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（消耗电能）的过程；电流做多少 功，就有多少电能转化为其他形式的能，就消耗了多少电能。 电流做功的形式：电流通过各种用电器使其转动、发热、发光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=UQ=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= I2Rt 。 W1:W2:W3:…Wn=R1:R2:R3:…:Rn ②并联电路中常用公式：W= U2t/R W1: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=1 kwh=3.6×106J 6、测量电功： ⑴电能表：是测量用户用电器在某一段时间内所做电功（某一段时间内消耗电能）的仪器。 ⑵ 电能表上“220V”“5A”“3000R/kwh”等字样，分别表示：电电能表额定电压 220V；允许通过的 最大电流是 5A；每消耗一度电电能表转盘转 3000 转。 ⑶读数：A、测量较大电功时用刻度盘读数。①最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。②电 能表前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。 B、测量较小电功时，用表盘转数读数。如：某用电器单独工作电能表（3000R/kwh）在 10 分钟内转 36 转则 10 分钟内电器消耗的电能是 J。 二、电功率： 1、定义：电流单位时间内所做的功。 2、物理意义：表示电流做功快慢的物理量 灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小。 3、电功率计算公式：P=UI=W/t（适用于所有电路） 对于纯电阻电路可推导出：P= I2R= U2/R ①串联电路中常用公式：P= I2R 。 P1:P2:P3:…Pn=R1:R2:R3:…:Rn ②并联电路中常用公式：P= U2/R P1:P2= R2:R1 ③无论用电器串联或并联。计算总功率。 常用公式 P= P1+P2+…Pn 4、单位：国际单位 瓦特（W） 常用单位：千瓦（kw） 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 例：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） 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 = 1 2 U P 实= 1 4 P 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) P实 P额 U 2 额 U2 实＝ P＝ R U2n21 n2 1 2 ⑶ 灯 L1“220V 100W”， 灯 L2“220V 25W”相比而言，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” 6、测量： Ⅰ、 伏安法测灯泡的额定功率：①原理：P=UI ②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。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 三 电热 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 ①串联电路中常用公式：Q= I2Rt 。Q1:Q2:Q3:…Qn=R1:R2:R3:…:Rn 并联电路中常用公式：Q= U2t/R Q1:Q2= R2:R1 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。 练习 家庭电路中有一只标有名牌的灯泡正常发光，现给的器材有电能表、电流表、电压表、钟表，请用 三种方法测出这只灯泡的此时功率，说明道理并写出表达式。 1、灯泡灯丝断了后可搭接上重新使用，但亮度会增加，而且寿命不长，为什么？ 2、将一只“220V 15V”的灯泡与一只“220V 100W”的灯泡串联后接入 380V 的电路，各灯泡实际 消耗的电功率为多少？这样接法有什么不好？ 3、一灯泡两端电压由 4V 增大到 10V 时，电流变化了 2A，则灯泡电功率的变化为多少？灯泡的电阻 为多少？ 4、两灯泡分别标有“3V 1W”和“6V 3W”字样，若将两灯泡串联接入电路，其两端可加最大电压 为多少？若将两灯泡并联接入电路，其干路中允许通过的最大电流为多少？ R′V A R 3 5、如图，电源电压保持不变，当开关 S 闭合时，通过 R1 的电流为 0.6A；当 开关 S 断开时，R1 两端的电压为 2V，R2 的电功率为 0.8W，求电源电压 U 和 R1、R2 的阻值。 【对应训练】 1.两灯都标有“220V 40W”，串联接入家庭电路中，两盏灯消耗的总功率为（ ） A. 40W B.80W C.20W D. 10W 2.灯 L1 标有“6V 3W”，灯 L2 没有标记，但测得它的电阻是 6 欧姆，现将灯 L1 和 L2 串联在某电路中， 灯 L1 和 L2 都能正常发光，则这个电路两端电压和 L2 额定功率分别是（ ） A. 12 伏和 1.5 瓦 B. 12 伏和 3 瓦 C. 9 伏和 1.5 瓦 D. 9 伏和 3 瓦 3.额定功率相同的灯 L1 和 L2，它们的额定电压 U1＞U2，下面说法正确的是（ ） A. 正常发光时，I1＞I2 B. 它们的电阻 R1＜R2 C. 它们串联时，P1＜P2 D. 它们并联时，P1＜P2 4.在“测定小灯泡的额定功率”的实验中，某同学电路连接正确，闭合开关，灯泡发光，但测试中 无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数都达不到灯泡的额定电压值，原因可能是下述的哪种？ （ ） A. 变阻器总阻值太 B. 电压表量程太大 C. 电源电压太低 D. 灯泡灯丝断开 5.一个标有“220V 60W”的电炉，想把它接在 110 伏的电源上使用，而保持原来的功率不变，下 列采取的措施中，正确的是（ ） A. 把电炉丝截去一半 B. 把电炉丝截成等长的两段后再并联起来 C. 把一根同样的电炉丝跟原来的那根串联 D. 把一根同样的电炉丝跟原来的那根并联 6.一个电灯 L1 接在电压恒定的电源上，消耗的功率为 40 瓦，另一电灯 L2 也接在这一电源上消耗的 功率为 60 瓦，若将 L1 和 L2 串联后接在这一电源上，则两个灯消耗的总功率是（ ） A. 100 瓦 B. 50 瓦 C. 24 瓦 D. 20 瓦 7.如图所示电路，电源电压 U 恒定，当滑动变阻器 RW 接入电路的电阻为 R 时，灯 L 消耗的功率为 PL，要使灯 L 消耗的功率变为 1 4 PL， 应使滑动变阻器接入电路的电阻变为（ ） A. 2R B.R/2 C.R+RL D. 2R+RL 8.灯泡 L1 标有“8V 25W”，L2 标有“8V 2W”，把这两个灯泡串联接到某电源上，闭合开关 S 后只 有一个灯泡正常发光，另一个发光很暗，则该电源电压为（ ） A. 16 伏 B. 12 伏 C.10 伏 D. 8 伏 9.两只电阻的规格分别为“5 45W”和“10 40W”，如果把它们并联在电路中，则电路中允许 通过的最大电流为（ ） A. 4 安培 B. 4.5 安培 C. 5 安培 D. 5.5 安培 10.如图所示，电源电压不变。当 S1 闭合、S2 断开时，电流表的示数为 I1， 电阻 R1 消耗的功率为 P1，R1 和 R3 消耗的功率之比为 2:1。当 S1 断开，S2 闭合 时，电流表的示数为 I2，电阻 R2 消耗的功率为 P2，已知 I1:I2=2:3 则（ ） A. R1:R3=2:1 B. R2:R3=1:1 C. P1:P2=8:9 D. P1:P2=4:9 4 11.如图所示，U=220 伏，且保持不变，定值电阻 R2=1210 欧。S 闭合时，电 烙铁 R1 正常工作。S 断开时，通过 R1 的电流减小到 S 闭合时的 1 2 。求：(1) 电烙铁的额定功率。(2)S 断开时，R1、R2 的总功率。 12.如图所示电路中，S 为一单刀双掷开关，灯泡 L1 上标有“3V 1.5W” 的字样，L2 的电阻为 12 欧，电源电压恒为 18 伏，当开关拨到 a，滑动 变阻器 R 的滑片位于变阻器的中点时，L1 正常发光。当开关拨到 b，滑 动变阻器的滑片位于变阻器的右端时，灯泡 L2 消耗的电功率正好是其额 定功率的 1 4 ，求灯泡 L2 的额定电压和额定功率。 13.如图所示电路，电源电压恒定，R0 是定值电阻。当滑片 P 由阻值 1 3 处 a 点移到 b 端时，电压 表的示数增大 2 伏，变阻器前后消耗的功率比为 4:3。求： （1）变阻器滑片 P 位置变化前后电压表的示数比。 （2）变阻器滑片 P 在 b 端时电压表的示数。 （3）求电源电压。 14．如图所示电路，电源电压为 12 估，R1 为 8 欧。当只闭合开关 S1 时，灯 L 正常发光；只闭合 S2、S3 时，灯 L 的功率为额定功率的 25/36； 只闭合 S3 时，R2 的功率为 0.48 瓦，且 R2＜R1。求： （1）灯 L 的额定功率。 （2）只闭合 S3 时，灯 L 的实际功率。