九年級物理上冊第十四章知識講解

1、電功率單元講、析與提高【知識點梳理】、電能和電功1. 電功：電流通過某段電路所做的功叫電功。2電流做功的實質(zhì)：電流做功過程，實際就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能消耗電能的 過程；電流做多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，也就消耗了多少電能。3. 電流做功的形式：電流通過各種用電器使其轉(zhuǎn)動、發(fā)熱、發(fā)光、發(fā)聲等都是電流做功的 表現(xiàn)。4. 規(guī)定電流在某段電路上所做的功，等于這段電路兩端的電壓，電路中的電流和通電時 間的乘積。5. 電功公式：W Ult Pt 適用于所有電路；對于純電阻電路可推導(dǎo)出： W Ult t I2RtR(1)串聯(lián)電路：WW,R1 .R2 ；(2)并聯(lián)電路：WW,R2 R1 ；3在

2、任何情況下，在一定時間所做的總功 W舛W2 Wn。6. 電功單位：在國際單位制中，電功單位是焦耳J;常用單位還有度kwh， 1度 =1千瓦時=1kWh=3.6x 106J ；“1度的規(guī)定：1kW的用電器工作1h消耗的電能。7. 電功的測量電能表：是測量用戶用電器在某一段時間內(nèi)所做電功某一段時間內(nèi)消耗電能的儀器。電能表上“ 220V、5A、3000R/kWh等字樣，分別表示：電能表額定電壓是 220V;允 許通過的最大電流是5A;每消耗一度電電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)。讀數(shù)時：最后一位有紅色標記的數(shù)字表示小數(shù)點后一位；電能表前后兩次讀數(shù)之差，就是這段時間內(nèi)用電的度數(shù)。二、電功率1. 電功率：電流在單

3、位時間內(nèi)所做的功。2. 電功率物理意義：表示電流做功快慢的物理量。Wrd3. 電功率公式適用于所有電路，推導(dǎo)公式：適用于純電阻丁A電路)(1) 串聯(lián)電路中十-丁 ;(2) 并聯(lián)電路中：;勺 xi(3) 無論用電器串聯(lián)或并聯(lián)，計算總功率常用公式 P = R+P2+- Pn。4電功率單位：在國際單位制中，功率單位是瓦特(W，常用單位：千瓦(kW o5.額定功率(1) 某燈泡上標有“ PZ220V-25'字樣分別表示：普通照明，額定電壓(用電器正常工作時的電壓)220V,額定功率(用電器在額定電壓下的功率)25W勺燈泡。t/i(2) 4、P額，可根據(jù)公式I額=FWU額計算出該燈的額定電流；可

4、根據(jù)公式匚計算出該燈的電阻。(3) 燈泡的亮度取決于燈泡的實際功率大小：當 Ut=Us時，R=P4丁正常發(fā)光；當UvU 額時，P實vP額燈光暗淡；當 氏 U額時，煦鳥燈發(fā)光強烈。-%空(4) Us、P額、U實，可根據(jù)公式-亠，由該式可知，當實際電壓變?yōu)轭~定電壓%的1/n時，實際功率就變?yōu)轭~定功率的1/n2o(5) 燈Li “220V、100V，燈L2 “220V、25W相比擬而言，Li燈絲粗短，L2燈絲細長。三、測量小燈泡的電功率(一)伏安法測量小燈泡的電功率1. 實驗?zāi)康模簩W習用電壓表和電流表測量小燈泡的額定功率和實際功率，并加以比擬。2. 實驗原理：要測量小燈泡的電功率，根據(jù)電功率公式匚弓

5、匚，可以用電壓表測出小燈泡兩端的電壓，用電流表測出通過小燈泡的電流。3. 實驗器材：電源、滑動變阻器、電壓表、電流表、小燈泡、開關(guān)、導(dǎo)線假設(shè)干。4. 設(shè)計并進行實驗：(1) 按照圖所示的電路圖連接好實驗電路，連接電路時，開關(guān)處于斷開狀態(tài)，滑動變阻 器的滑片置于最大阻值處。(2) 檢查電路連接無誤后，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片，使小燈泡兩端的電壓等于 額定電壓，記錄電壓表與電流表的示數(shù)，觀察并記錄小燈泡的發(fā)光情況。3調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使小燈泡兩端的電壓小于小燈泡的額定電壓，記錄電壓表 和電流表的示數(shù)，觀察并記錄小燈泡的發(fā)光情況。4 調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使小燈泡兩端的電壓約為額定電壓的1.

6、2倍，記錄電壓表與 電流表的示數(shù)，觀察并記錄小燈泡的發(fā)光情況。5整理好實驗器材。6用公式=計算出小燈泡的額定功率和實際功率，記錄在下表中。實驗序號電壓N電流/A電功率/W小燈泡亮度12.50.310.78正常22.00.250.50較暗33.00.381.14較亮5.分析與論證1分析表格中的實驗數(shù)據(jù)后，發(fā)現(xiàn)小燈泡兩端的實際電壓越高，小燈泡的電功率越大, 燈泡發(fā)光越亮。2小燈泡的亮度直接由它的實際功率決定。3小燈泡兩端的實際電壓只有在不高于額定電壓時，才處于平安使用狀態(tài)。4小燈泡的實際功率有多個，額定功率只有一個。&實驗結(jié)論1當實際電壓等于額定電壓時，小燈泡的實際功率等于額定功率，小燈泡

7、正常發(fā)光。2當實際電壓低于額定電壓時，小燈泡的實際更率小于額定功率，小燈泡發(fā)光較暗。3當實際電壓高于額定電壓時，小燈泡的實際功率大于額定功率，小燈泡發(fā)光較亮。7、考前須知1電源電壓應(yīng)高于燈泡的額定電壓；滑動變阻器允許通過的最大電流要大于小燈泡的 正常工作電流，滑動變阻器的最大阻值應(yīng)與小燈泡的電阻差不多，這樣會使滑動變阻器的調(diào)壓 效果明顯。2連接電路時，電壓表的量程要參照小燈泡的額定電壓來選擇，電流表的量程應(yīng)根據(jù) 燈泡的額定電流來選擇，如果燈泡的額定電壓或電流位置，貝U要采用試觸的方法判斷。3連接電路時，開關(guān)要斷開，防止由于電路連接錯誤而發(fā)生短路，損壞電流表。4閉合開關(guān)前，要將滑動變阻器的滑片置

8、于阻值最大的位置，以防止電路中電流過大, 其保護電路作用(5) 調(diào)節(jié)小燈泡兩端的電壓高于額定電壓時要注意緩慢調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，實際電 壓不能超過額定電壓的1.2倍，同時通電時間不能過長，否那么容易燒壞小燈泡。注意：伏安法測小燈泡電功率與伏安法測電阻阻值的異同。相同點：實驗電路根本相同，可采用同一電路；實驗方法相同，都是伏安法；測量 的物理量相同，都測量電流I和電壓U。不同點：實驗原理不同，測小燈泡電功率的實驗原理 一匸，測電阻阻值的實驗原理是 -一；數(shù)據(jù)處理方式不同，測電阻阻值時需要屢次測量，最后求平均值以減小實驗誤差， 而測小燈泡電功率時也需要屢次測量，但不能用來求平均值，而是尋找不同電

9、壓下的電功率有 什么規(guī)律。(二)實驗中電路故障分析故障現(xiàn)象故障原因燈泡不亮閉合開關(guān)，燈泡不亮，電壓表、電流表有示數(shù)滑動變阻器接成定值電阻 電源電壓太低閉合開關(guān)，燈泡不亮，電壓表、電流表無示數(shù)電源、電流表、開關(guān)或滑動變阻器損壞接線柱接觸不良連接導(dǎo)線斷裂閉合開關(guān)，燈泡不亮，電流表幾乎無示 數(shù)，電壓表指針明顯偏轉(zhuǎn)燈泡的燈絲斷了或燈座與燈泡接觸不良電流表和電壓表的位置互換了電表問題電流表與電壓表的指針向沒有刻度的方向偏轉(zhuǎn)電流表和電壓表的“ + “一接線柱接反了電流表與電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角度很小電表的量程都選擇過大 電源電壓過低電表的指針超過最大刻度量程選擇過小 電路中出現(xiàn)短路滑動 變阻 器問 題滑動變阻

10、器的滑片滑動時，電表示數(shù)及燈泡的亮度無變化滑動變阻器連接錯誤，沒有遵循“一上一下的接線原那么，使滑動變阻器接成了定值電阻無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器，電壓表示數(shù)總小于燈泡的額定電壓電源電壓過低閉合開關(guān)瞬間，燈泡發(fā)出強光后立即熄滅，電流表指針偏轉(zhuǎn)后又回到零刻度線處，電壓表仍有示數(shù)燈泡兩端電壓過高，滑動變阻器的滑片沒有置于阻值最大位置四、焦耳定律1. 電流的熱效應(yīng)：電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。2. 焦耳定律：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，與電流的平方成正比，與導(dǎo)體的電阻成正比，與 通電時間成正比。3. 焦耳定律公式：Q=|2Rt。式中單位CH焦J ; I 一安A ; R-歐Q ;

11、t 一秒。4. 當電流通過導(dǎo)體做的功電功全部用來產(chǎn)生熱量電熱，那么有W=Q可用電功公式來計 算Q,如電熱器、純電阻就是這樣的。5. 電熱的利用：電熱毯、電熨斗、電烤箱等；電熱的防止：電視機后蓋有很多孔是為 了通風散熱，電腦運行時也需要風扇及時散熱?！究键c剖析】1. 電能和電功本章每節(jié)都是重點，在中考中涉及到本章內(nèi)容是每年中考必考的內(nèi)容，考題所占比例高、 考題形式多樣、難度高，尤其是大型計算題壓軸題、實驗探究題不僅所占分值高，同樣也 是考查學生計算能力、對知識的應(yīng)用與理解能力和電學實驗?zāi)芰Φ某Ｒ姾捅乜純?nèi)容；所以應(yīng)該 引起教師和考生注意，并下功夫做好本章復(fù)習。本節(jié)主要內(nèi)容有電功、電能的根本概念，電

12、功的根本計算、電能的概念與計算，電阻串并聯(lián)電路電功的特點。本節(jié)不涉及實驗探究題類試題，但與其他知識點結(jié)合組成一個大型計算題 還是會經(jīng)常出現(xiàn)的。從近三年中考試題來看，對本節(jié)內(nèi)容的考查主要集中在對電功、電能概念 的考查、對電能簡單計算的考查、對動態(tài)電路的考查、對串并聯(lián)電路電功特點的考查等方面。 考題以選擇題、填空題、計算題形式出現(xiàn)，并以填空題居多。尤其注意的是電能表的使用與相 關(guān)計算，在許多地區(qū)中考試題中屬于?？純?nèi)容，需要認真理解和熟悉有關(guān)的計算。例題一 :2021 武威如下圖是某家用電子式電能表的表盤，該表盤上顯示已用電kV?h。假設(shè)將某用電器單獨接在該電能表上正常工作 3min,電能表指示燈閃

13、爍了 32次。該 用電器在上述時間內(nèi)消耗的電能為 kW?h,它的實際電功率是 W2. 電功率本節(jié)主要內(nèi)容有電功率的概念，電功率根本計算及其應(yīng)用。本節(jié)內(nèi)容涉及到的計算問題較 多，有的是單考電功率知識，一般屬于根底題，較簡單；有的把電功率與其他知識點結(jié)合組成 一個考題，除考查對電功率的理解外，還考查電學其他知識點；更多的是有關(guān)電功率的計算， 并且此類題目一般作為大型計算題出現(xiàn)，分值高、涉及知識面廣、題目屬于中等或較難。從近 三年中考試題來看，對本節(jié)內(nèi)容的考查主要集中在對電功率概念的考查，對電功率的計算，電 功率在生活中的應(yīng)用等?？碱}以選擇題、填空題、計算題形式出現(xiàn)，并以選擇題居多。例題二：2021

14、 河北如下圖，電源電壓不變，R、Fb為定值電阻，F(xiàn)為滑動變阻器， a b是電流表或電壓表。當只閉合開關(guān)S、S時，a b的指針均明顯偏轉(zhuǎn)，將位于中點的滑片 P 向左移動，a的示數(shù)不變，b的示數(shù)有變化。以下說法正確的選項是。A. b是電流表；B. 只閉合S、S,移動滑片P,那么a示數(shù)的變化量與b示數(shù)的變化量的比值可能等于R+F2;C假設(shè)將b換成另一種電表，只閉合S、S2,將滑片P向右移動，F(xiàn)2消耗的功率一定變大；D.假設(shè)將a與b的位置互換，只閉合S、S,那么a的示數(shù)與b的示數(shù)的比值可能等于F2例題三：2021 海南在測量小燈泡電功率的實驗中，燈泡額定電壓 U額=2.5V,電源電壓保持不變JIO(1

15、) 用筆畫線代替導(dǎo)線把甲圖電路連接完整。A。那么(2) 調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表示數(shù)為2.5V，此時電流表示數(shù)(如圖乙)為小燈泡的額定功率為(3) 如果沒有電壓表，用如圖丙所示電路也可測小燈泡的額定功率。其中，定值電阻的阻值為R0。先斷開開關(guān)S、閉合開關(guān)S、S,調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表的示數(shù)為變阻器滑片的位置不變，只斷開開關(guān)、閉合其它開關(guān)，讀出電流表示數(shù)為I，燈泡額定功率的表達式為卩額=(用R、U額、I的代數(shù)式表示)。3. 測量電燈泡電功率測量小燈泡電功率是中考物理試卷中實驗探究類考題的?？純?nèi)容，如果說是必考內(nèi)容也不 過分，經(jīng)統(tǒng)計中考物理試卷有關(guān)測量小燈泡電功率的實驗探究題出現(xiàn)的概率在85%左

16、右，所占分值在6分一12分之間。由此可見此內(nèi)容在中考試卷地位和重要性。測量小燈泡實驗探究題常 見考查問題有：實驗電路的糾錯、分析、補充；電路故障排除；實驗步驟與實驗科學方法分析； 實驗手段分析；電功率概念理論研究；實驗態(tài)度和實驗誤差等。縱觀各地中考考綱和近三年考卷，對電功率的實驗探究中考試卷中仍會出現(xiàn)，主要考查方 式、內(nèi)容和分值也不會有更多變化。例題四：(2021 達州)實驗老師為“測量小燈泡額定功率準備了如下器材：電源(電 壓恒為6V)開關(guān)、電壓表和電流表各一只、額定電壓為 2.5V的待測小燈泡(電阻約為10Q)、 滑動變阻器(“ 20Q 1A)、導(dǎo)線假設(shè)干。(1) 請用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖

17、甲中的實物圖連接完整(要求：滑片向右移動燈泡變 亮)。(2) 閉合開關(guān)前電流表的指針如圖乙所示，其原因是 o3故障排除后，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，并繪制了小燈泡的電流隨其兩端電壓變化的關(guān)系如圖丙所示，那么小燈泡的額定功率為 _W。從圖象中還發(fā)現(xiàn)：當電壓表的示數(shù)增大時， 電壓表與電流表的示數(shù)之比 選填“變大、“變小或“不變。4 小陳同學為了驗證電流跟電阻的關(guān)系，他又借到了一個滑動變阻器50Q 0.5A 和 五個定值電阻5Q、10Q、15Q、20Q g、25Q，其余器材不變。用定值電阻更換甲圖中的 燈泡，小陳同學得到如圖丁所示的電流隨定值電阻變化的圖象，那么實驗中他所用的滑動變阻器是 選填字母：A.

18、20 Q 1A B.50 Q 0.5A ，假設(shè)某次實驗中滑動變阻器連入的阻值為 14Q，那么所用定值電阻的阻值為Q。5下課前老師布置了一道課后作業(yè)。要求：在只有以下實驗器材的前提下測出未知定 值電阻RX的阻值。實驗器材：電阻R、電源電壓恒定但未知、滑動變阻器最大阻值 為R0、電流表、開關(guān)、導(dǎo)線假設(shè)干。小張同學設(shè)計了如圖戊所示的電路圖，用以下步驟測R的阻值。 閉合開關(guān)S,移動滑片P至B端，記下電流表示數(shù)li； 移動滑片P至 A端，記下電流表示數(shù)丨2 li未超過電流表的量程； 請幫他寫出Rx的表達式：R = 用字母R、li、丨2表示。申£T內(nèi)例題五：2021 遂寧在“測量小燈泡的電功率實

19、驗中，實驗器材有：兩節(jié)新干電池、 電流表、電壓表、額定電壓2.5 V勺小燈泡，滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線假設(shè)干，局部實物電路如圖 甲所示。1 請用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的實物電路連接完整要求：滑片P向右移動時小燈 泡變亮。2連接好電路，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡很亮，電壓表示數(shù)為 3V斷開開關(guān)，經(jīng)檢查，各元件完好，電路連接正確那么實驗中操作錯誤之處是 。3改正錯誤后進行實驗，移動滑動變阻器的滑片到某一位置，電壓表的示數(shù)如圖乙所示；假設(shè)要測量小燈泡的額定功率，滑動變阻器的滑片 P應(yīng)向 移動選填“ A或“ B。4 圖丙是由實驗數(shù)據(jù)描出的小燈泡的I-U圖象，那么小燈泡額定功率是 W5根據(jù)小燈泡的I-U圖象計

20、算出不同電壓下燈絲電阻值不同，原因是燈絲電阻隨 的變化而變化。6 假設(shè)用第3小問中所測得數(shù)據(jù)算出燈泡的電阻RL，再根據(jù)P=計算燈泡的額定此功率。按此方案算出燈泡的額定功率比真實值 選填“偏大或“偏小。4. 焦耳定律焦耳定律同樣是本章重點，主要講述了什么是電流熱效應(yīng)、焦耳定律的內(nèi)容與應(yīng)用、電熱 計算等。尤其是電熱計算，是焦耳定律在生活電器、電熱器具中的應(yīng)用，主要考察學生的計算 能力和利用所學知識解決生活中的實際問題的能力。所以，對本局部內(nèi)容的考查題型靈活，題 目有簡單，也有較難和難度較大的，且分值也較大。例題六：2021 益陽如下圖電路，電源電壓不變，Ri為發(fā)熱電阻，阻值10Q. R為 定值電阻

21、，阻值為20Q. R為滑動變阻器A、B為其兩個端點。閉合開關(guān)S,當滑片P移動到A 端時，電流表的示數(shù)為0.3A，電源電壓U=V當滑片P移到B點時，發(fā)熱電阻Ri在1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量為J。例題七：2021岳陽一新款節(jié)能電燉鍋如圖甲，有關(guān)技術(shù)參數(shù)如表設(shè)電燉鍋不同擋位的 電阻和加熱效率均不變額定電壓電燉鍋檔位額定功率/W200V低溫200中溫400咼溫600(1)求電燉鍋在高溫擋正常工作時的電流(計算結(jié)果保存一位小數(shù))；(2在用電頂峰期，關(guān)掉家里的其他用電器，只讓處于中溫擋狀態(tài)的電燉鍋工作，觀察到標有“ 1800r/ (kW?h 的電能表轉(zhuǎn)盤在121s內(nèi)轉(zhuǎn)了 20圈，求此時的實際電壓；(3)電燉鍋正常

22、工作時，用低溫擋和高溫擋分別給質(zhì)量相同的冷水加熱，待水溫到達50C時開始計時，繪制的水溫隨時間變化的圖象如圖乙所示。結(jié)合所給信息，通過計算，分析比擬 用高溫擋還是用低溫擋更節(jié)能5. 考點分類：本單元考點分類見下表考點分類考點內(nèi)容考點分析與常見題型常考熱點電功、電能的概念選擇題、填空題、計算題，考查對電功和電能概念的理解程度以及利用概念的簡單計算能力電能表的應(yīng)用填空題居多，考查家庭電能表的應(yīng)用與相關(guān)計算電功率概念及其計算常見選擇題、填空題，考查電功率的概念及其簡單計算電功率應(yīng)用計算題居多，常見對家庭電器、生活電器分析計算電功率實驗探究實驗題，考查測量小燈泡電功率常見實驗問題一般考點利用電功概念進

23、行動態(tài)電路分析選擇題居多，考查動態(tài)電路中電功的變化及相關(guān)計算電阻串并聯(lián)電路電功相關(guān)計算選擇題居多，利用所學知識分析串并聯(lián)電路電功特點冷門考點電能的轉(zhuǎn)化選擇題、填空題居多，考查電能與其他形式能量之間的轉(zhuǎn)化利用電功率概念對生活中常見的用電器材的分析簡答題居多，考查電功率概念在生活中的應(yīng)用和學生分析問題的能力【中考例如】例如一：電功的概念與計算：(2021 長沙)如圖Li、L2是規(guī)格分別為“ 6V、6W，“ 3V、2.7W的小燈泡,將它們連在如圖的電路中,電源電壓恒定不變,當只閉合S時丄2正常發(fā)光。(不計溫度對燈泡電阻的影響)求：(1)電源電壓；燈泡Li的電阻Ri；(3)當S、S都閉合時，10s內(nèi)電

24、流做的總功例如二：電能的概念與計算：(2021 瀘州)小明家電熱水器銘牌標識為“ 220V、1000W。由于使用了多年，該電熱水器中的電熱絲明顯氧化導(dǎo)致其電阻發(fā)生了變化，為準確 測量氧化電熱絲的實際電阻值，小明在家中把該電熱水器單獨接入220V的家庭電路中工作5min,發(fā)現(xiàn)電能表指示燈閃爍了 242次，電能表規(guī)格如下圖。問：LIE電子式單翔電能我22C1V 5OA 50Hr(1) 小明測得該電熱水器的實際電功率是多少？(2) 該電熱水器氧化電熱絲的實際電阻值是多少?3為恢復(fù)該電熱水器的銘牌功率，可與氧化電熱絲并聯(lián)一段新的電熱絲，那么并聯(lián)的這 段電熱絲的電阻值為多少？例如三：電功率的概念：2021?淄博如下圖，電源電壓不變，只閉合開關(guān) S，燈泡L 發(fā)光，電壓表有示