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第十八章電功率視頻資源①因ppt使用高質(zhì)量視頻,故資源比較大(本ppt約110MB)。②所用視頻資源已全部內(nèi)嵌在ppt中,不需另外下載。③本節(jié)ppt共有100張、4個視頻,可根據(jù)需要選擇點播。④本ppt使用PowerPoint制作,畫面比例為寬屏16:9,
建議使用PowerPoint播放。說明:部分視頻來源于網(wǎng)絡,版權歸原作者所有,如涉及版權問題,請及時聯(lián)系我們刪除。致老師、同學們①視頻講解——《額定功率與實際功率》②實驗講解——《影響電熱大小的因素》③課堂總結——《焦耳定律》④實驗回顧——《測量小燈泡的電功率》第十八章電功率廣袤的戈壁灘上天氣多變,有時風和日麗,有時狂風勁舞在風的吹動下,扇葉時而徐徐轉動,時而急速回旋,整個風車田猶如一支樂隊在演奏著一首氣勢磅礴的交響曲。風車發(fā)出的電是由什么能轉化來的?一個風車一天能發(fā)多少電?風力發(fā)電有什么好處?看來,這許多問題還真需要我們靜下心來認真思考。單元復習基本內(nèi)容第十八章電功率七個概念:電能、電功、電功率、額定電壓、額定功率、
實際電壓、實際功率.四個公式:W=UIt、P=W/t、P=UI、Q=I2Rt、一個定律:
焦耳定律.一個儀表:電能表.兩個實驗:測量小燈泡的電功率、
探究電流產(chǎn)生熱的多少與什么因素有關二種方法:控制變量法、轉換法.1.結合實例,了解電功和電功率。知道用電器的額定功率和實際功率。2.通過實驗,了解焦耳定律。能用焦耳定律說明生產(chǎn)生活中的有關現(xiàn)象。《課標》要求第十八章電功率內(nèi)容結構電能表電能電功建立概念測量第十八章電功率電功率建立概念焦耳定律電熱電熱的利用和防止應用規(guī)律測量小燈泡電功率測量能量轉化思維導圖第十八章電功率電能電功第1節(jié)本節(jié)知識點Knowledgepoints1.電能2.電能的計量3.電功發(fā)電機或電池等電源把其他形式的能轉化為電能。用電器把電能轉化為其他形式的能。①國際單位是焦(J);常用單位是千瓦時(kW·h)換算關系:1kW·h=3.6×106J
②計量:電能表(也叫電度表),單位是kW·h,測量用電器一段時間內(nèi)消耗的電能。①電功:電能轉化為其他形式能的過程就是電流做功的過程,有多少電能發(fā)生了轉化就說電流做了多少功。②電功的計算:W=UIt③電功的單位:焦(J)、千瓦時(kW·h)。
電能電功電能的來源與利用電功電能第1節(jié)電能電功知識結構知識點一、電能第1節(jié)電能電功1.電能的來源與能量轉化電能的來源能量轉化過程干電池、蓄電池、鋰電池化學能轉化為_____火力發(fā)電燃料的_____能轉化為電能風力發(fā)電______能轉化為電能地熱發(fā)電_____能轉化為電能太陽能發(fā)電_____能轉化為電能核能發(fā)電_____能轉化為電能電能化學機械地熱太陽核知識點一、電能第1節(jié)電能電功2.電能的利用與能量轉化用電器能量轉化過程電燈電能轉化為光能和____能電動機(電風扇、電動車)電能轉化為_____能電熱器(熱水器、電飯煲)電能轉化為____能電視機電能轉化為______能、聲能空調(diào)電能轉化為____能對手機充電電能轉化為_____能內(nèi)機械內(nèi)光內(nèi)化學3.電能的單位1kW·h=3.6×106J(1)國際單位:焦耳,簡稱焦,用字母J
表示。(2)常用單位:
千瓦時,字母符號為KW·h,也叫“度”。(3)單位換算關系:1度=1kW·h=1×103W×3600s=
3.6×106J知識點一、電能第1節(jié)電能電功1.電能表知識點二、電能的計量第1節(jié)電能電功作用:用來計量用電器在一段時間內(nèi)消耗的電能。符號或參數(shù)物理意義kW·h電能表示數(shù)的單位為_______220V表示該電能表正常工作電壓為______伏.10(20)A表示這個電能表的標定電流為____,額定最大電流為_____。電能表工作時的電流不能超過額定最大電流.3000r/kW·h表示接在這個電能表上的用電器,每消耗1kW·h時的電能,電能表上的轉盤轉過_______轉.50Hz表示這個電能表在頻率為______的交流電路中使用.2.電能表的重要參數(shù)千瓦時22010A20A300050Hz知識點二、電能的計量第1節(jié)電能電功3.電能表的種類常見的電能表:機械式電能表、IC卡電能表、電子式電能表。其中電子式電能表表盤上有一指示燈,標有“1600imp/(kW·h)”(不同型號的表,該數(shù)值不同)字樣。其含義是指用電器每消耗lkW·h的電能,指示燈閃爍______次。4.電能表的讀數(shù)電能表計數(shù)器上顯示的數(shù)字是表從開始到讀數(shù)為止用電器消耗的電能。示數(shù):
整數(shù)加一位小數(shù),如圖為______kW·h。1600318.6知識點二、電能的計量第1節(jié)電能電功
知識點二、電能的計量第1節(jié)電能電功6.節(jié)能的意義(1)1kW·h的作用(見下圖)。(2)節(jié)約用電及相關措施:電能是人們生活的重要資源,社會需求越來越多,能源供應日益緊張,每個人都應具有節(jié)約電能的意識。我們要從點點滴滴做起,如隨手關燈、使用耗電少的節(jié)能燈具、電視機關機后及時拔下電源插頭等。知識點三、電功第1節(jié)電能電功1.電功的概念(1)定義:電流所做的功叫做電功,用W表示。(2)實質(zhì):電能轉化為其他形式能的過程是電流做功的過程,有多少電能發(fā)生了轉化就說電流做了多少功,即電功是多少。電能是狀態(tài)量:反映了做功的本領;電功是過程量:反映了一段時間內(nèi)電能轉化或消耗電能的多少。知識點三、電功第1節(jié)電能電功2.實驗探究:影響電流做功多少的因素(1)探究電功與電壓的關系①把兩盞規(guī)格不同的小燈串聯(lián)在電路中,用電壓表分別測量它們兩端的電壓,同時觀察比較小燈的發(fā)光情況。②現(xiàn)象:電流與通電時間相同,兩端電壓較高的小燈較亮。③結論:在通過用電器的電流與通電時間相同時,用電器兩端的電壓越大,電流做功就越多。知識點三、電功第1節(jié)電能電功(2)探究電功與電流的關系①如圖所示,把兩盞規(guī)格不同的小燈并聯(lián),用電流表分別測量通過它們的電流,同時觀察比較小燈的發(fā)光情況。②現(xiàn)象:電壓與通電時間相同,通過電流較大的燈泡較亮。③結論:在用電器兩端的電壓與通電時間相同時,通過用電器的電流越大,電流做功就越多。(3)進一步實驗可得出:電流所做功的大小與電壓、電流、通電時間成正比.(1)物理學規(guī)定:電功等于電壓、電流與通電時間的乘積。(2)公式:電功=電壓×電流×通電時間
W=UIt(3)國際單位:焦耳(J)1J=1V×1A×1S常用單位:千瓦時(KW·h)1kw·h=3.6×106J3.電功的計算第1節(jié)電能電功知識點三、電功
4.電功的推導公式第1節(jié)電能電功純電阻知識點三、電功【例題1】大山上次查看家中電能表示數(shù)為,本次查看時電能表示數(shù)如圖所示。則下列說法正確的是()A.他家在這段時間內(nèi)消耗的電能為80kW·hB.電能表是測量電功率的儀表C.家庭電路中電能表一般安裝在總開關之后D.若只讓一個標有“220V,1000W”的電熱水器正常工作20min,則電能表的轉盤轉1200轉D第1節(jié)電能電功解析見下頁本節(jié)經(jīng)典例題A.由題意可知,這段時間內(nèi)消耗的電能為故A錯誤;B.電能表是測量消耗電能的儀表,故B錯誤;C.家庭電路中,輸電線進戶后首先接到電能表上,之后依次是開關、保護設備、用電器和導線等,故C錯誤;D.表示每消耗電能,電表轉3600r,若只讓一個標有“220V,1000W”的電熱水器正常工作20min,則消耗的電能為電能表的轉盤轉故D正確。所以選D。第1節(jié)電能電功本節(jié)經(jīng)典例題【例題2】如題圖所示電路,已知R2=20Ω,閉合開關后,電流表A的示數(shù)為0.5A,電流表A1的示數(shù)為0.3A。求:(1)電源電壓;(2)電阻R1的阻值;(3)通電1min整個電路消耗的電能。解析見下頁第1節(jié)電能電功本節(jié)經(jīng)典例題
第1節(jié)電能電功本節(jié)經(jīng)典例題【例題3】在做“探究影響電流做功多少的因素”實驗時,如圖是進行該探究的電路之一。(1)可以根據(jù)______________比較相同時間內(nèi)電流做功的多少;(2)由如圖所示電路,可探究電流做功多少與______的關系;(3)小明正確操作,驗證了實驗的結論,支持該結論的實驗現(xiàn)象是______;(4)另一組的同學連接好最后一根導線,燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光并很快熄滅。檢查后發(fā)現(xiàn)連線正確,請你找出實驗中兩個操作不當之處:①______;②______。解析見下頁第1節(jié)電能電功連接電路時開關未斷開;滑動變阻器未置于阻值最大處.燈泡的亮暗程度
電壓電壓表示數(shù)大的燈泡更亮
本節(jié)經(jīng)典例題(1)燈泡將電能轉化為光能和熱能,故可以根據(jù)燈泡的亮暗程度來比較相同時間內(nèi)電流做功的多少。(2)由電路圖可知,兩燈泡串聯(lián),流過燈泡的電流與通電時間均相等,故可探究電流做功多少與電壓的關系。(3)因燈泡兩端的實際電壓越大,燈泡的實際功率越大,故可知支持該結論的實驗現(xiàn)象是電壓表示數(shù)大的燈泡更亮。(4)為了保護電路,在連接導線時,開關應斷開,將滑動變阻器的阻值調(diào)到阻值最大處,由題意可知,連接好最后一根導線,燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光并很快熄滅,故實驗中的兩個操作不當之處為:
①連接電路時開關未斷開;②滑動變阻器未調(diào)到阻值最大處。第1節(jié)電能電功本節(jié)經(jīng)典例題電功率第2節(jié)本節(jié)知識點Knowledgepoints1.電功率2.“千瓦時”的來歷3.額定電壓額定功率
電功率額定電壓額定功率電功率知識結構第2節(jié)電功率1.探究電流做功的快慢第2節(jié)電功率知識點一、電功率實驗過程實驗現(xiàn)象現(xiàn)象分析實驗結論:電流做功有快慢之分.在家庭電路中,分別讓一盞電燈、一臺電吹風機單獨工作;觀察記錄電能表鋁盤在1min內(nèi)轉動的圈數(shù)。在相同時間內(nèi)電能表鋁盤轉過的圈數(shù)不同。在使用電吹風時,1min內(nèi)轉動的圈數(shù)多。在相同的時間內(nèi)鋁盤轉過的圈數(shù)越多,說明用電器消耗的電能越快,即電流做功越快。(1)相同時間,比較電功的多少,電功越多,表示電流做功越快;(2)電功相同,比較所用的時間,用的時間越短,表示電流做功越快;(3)用電功與時間的比值表示電流做功的快慢,比值越大,表示電流做功越快。2.比較電流做功快慢的方法第2節(jié)電功率知識點一、電功率
3.電功率第2節(jié)電功率知識點一、電功率W—焦耳(J)
t—
秒(s)P—瓦特(W)1W=1J/s
(5)電功率單位國際單位:瓦特(W)常用單位:千瓦(kW)、毫瓦(mW)換算關系:1kW=103W1W=103mWU—伏(V)I—安(A)P—瓦特(W)1W=1V·1A
P=UIP=W/t第2節(jié)電功率知識點一、電功率天河一號巨型計算機4.04×106W液晶電視機約100W家用空調(diào)約1000W排風扇約20W吸塵器約800W手電筒約0.5W電吹風機約500W計算器約0.5mW臺式計算機約200W電子表約0.01mW(6)一些用電器的電功率第2節(jié)電功率知識點一、電功率4.電功率和電功的區(qū)別
電功電功率物理意義表示電流做功的_____表示電流做功的_____定義電功等于電壓、電流與通電時間的乘積電功與時間之比公式單位焦(J)、_____(kw·h)瓦(w)、_____(kw)多少快慢W=UItP=W/t=UI千瓦時千瓦第2節(jié)電功率知識點一、電功率
1.電功和電功率的兩套單位組合
根據(jù)電功的公式W=Pt第2節(jié)電功率知識點二、“千瓦時”的來歷國際單位常用單位式中若P、t
的單位分別取瓦特(W)、秒(s),那么它們相乘之后,就得到電功的一個單位:______(J)。式中若P、t的單位分別取千瓦(kW)、小時(h),那么它們相乘之后,就得到電功的一個單位:________(kW·h)。
1焦耳=1瓦特×1秒1千瓦時=1千瓦×1小時焦千瓦時2.“千瓦時”的來歷1千瓦時可以看作功率為1千瓦的用電器工作1時所消耗的電能。1千瓦時=1千瓦×1小時第2節(jié)電功率知識點二、“千瓦時”的來歷提示:千瓦是_______的單位;千瓦時是_______的單位。電功率電功1.探究用電器的電功率第2節(jié)電功率知識點三、額定電壓額定功率實驗過程實驗現(xiàn)象現(xiàn)象分析實驗結論將標有“36V25W”字樣的燈泡,把它接在36V的電路中,觀察它的發(fā)光情況;把它分別接在24V和40V的電路中,觀察它的發(fā)光情況。該燈泡把接在36V的電路中,正常發(fā)光;接在24V的電路中,發(fā)光暗淡;接在40V的電路中,發(fā)光強烈。該燈泡在36V電壓下處于正常工作狀態(tài),所觀察到的亮度是功率為25W時的正常發(fā)光情況。而接在24V和20V電壓下,它都不能正常發(fā)光,其功率分別低于和高于25W。在不同電壓下,同一個用電器的電功率不一樣大;實際電功率隨著它兩端電壓的改變而改變。2.額定電壓與額定功率及其相關物理量第2節(jié)電功率知識點三、額定電壓額定功率項目定義
說明額定電壓用電器________時的電壓
額定功率用電器在__________下工作時的電功率額定電流用電器________時的電流
實際電壓用電器_________時的電壓實際功率用電器在__________下工作時的功率正常工作額定電壓正常工作實際工作實際電壓用電器銘牌上所標電壓值用電器銘牌上所標功率值小電燈銘牌上所標電流值可能等于額定電壓,也可能不相等可能等于額定功率,也可能不相等3.額定功率與實際功率的區(qū)別第2節(jié)電功率知識點三、額定電壓額定功率項目額定功率
實際功率概念
變化情況
用電器在實際電壓下工作時的功率一個用電器只有一個額定電壓和一個額定功率,是確定的,與實際電壓無關。用電器的實際功率是不確定的,隨著它兩端電壓的改變而改變。用電器在額定電壓下工作時的功率視頻講解——《額定功率與實際功率》【例題1】兩盞白熾燈,甲標有“PZ220V40W”,乙標有“PZ220V25W”,比較它們的亮度,下列說法正確的是()A.甲一定比乙亮 B.乙一定比甲亮C.都正常工作時,甲比乙亮 D.都正常工作時,乙比甲亮C解析見下頁第2節(jié)電功率本節(jié)經(jīng)典例題甲標有“PZ110V40W”,表示該燈的額定電壓為110V,額定功率為40W;乙標有“PZ220V25W”,表示該燈的額定電壓為220V,額定功率為25W。AB.燈泡的亮度取決于燈泡的實際功率,因這兩個選項中沒有說明燈的工作狀態(tài),故甲、乙兩燈的實際功率沒法比較;所以,不能確定甲、乙兩燈的亮度,故AB錯誤;CD.當燈泡正常發(fā)光時,實際功率等于額定功率,則比較額定功率即可比較燈泡的亮度;已知甲燈的額定功率為40W,乙燈的額定功率等于25W;所以正常發(fā)光時,甲比乙亮。故C正確,D錯誤。
故選C。第2節(jié)電功率本節(jié)經(jīng)典例題【例題2】LED燈具有節(jié)能、環(huán)保的特點,一個“220V8.5W”的LED燈與一個“220V60W”的白熾燈亮度相當.若一個“220V8.5W”的LED燈每天正常工作4小時,30天消耗的電能是_________度,這些電能可供“220V60W”的白熾燈正常工作_____小時.1.02第2節(jié)電功率
17本節(jié)經(jīng)典例題【例題3】如圖所示,R為定值電阻,L為標有“6V3W”的小燈泡,燈絲阻值不變,電源電壓恒定。閉合開關,小燈泡正常工作時,電流表讀數(shù)為0.9A。求:(1)通過小燈泡的電流,以及小燈泡電阻;(2)定值電阻R阻值以及它的電功率。第2節(jié)電功率解析見下頁本節(jié)經(jīng)典例題
第2節(jié)電功率本節(jié)經(jīng)典例題測量小燈泡的電功率第3節(jié)本節(jié)知識點Knowledgepoints1.測量小燈泡的電功率2.特殊方法測量小燈泡的電功率P=UI電源、電壓表、電流表、小燈泡、滑動變阻器、開關、導線。如圖所示。①根據(jù)電路圖連接實物,連接電路時開關要斷開,
變阻器的滑片要調(diào)節(jié)到阻值最大端。②閉合開關,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使小燈兩端的電壓分別等于、低于、略高于額定電壓,記錄電壓表、電流表的示數(shù),觀察小燈泡的發(fā)光情況。
③計算出小燈泡的實際功率,并記錄在表格中。燈泡的亮度取決于燈泡的實際功率,實際功率越大,燈泡越亮。小燈泡的實際功率有多個,額定功率只有一個。實驗步驟實驗結論實驗器材實驗原理實驗電路測量小燈泡的電功率知識結構第3節(jié)測量小燈泡的電功率【實驗目的】(1)會用電壓表和電流表測量小燈泡的電功率。(2)會正確調(diào)節(jié)滑動變阻器改變小燈泡兩端電壓。(3)會總結實際功率隨電壓的變化規(guī)律,會總結燈泡亮度隨實際功率的變化規(guī)律?!緦嶒炘怼扛鶕?jù)公式P=UI,若求小燈泡的電功率,需測定小燈兩端的電壓與通過的電流。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,就可以計算出小燈泡的電功率,這種測量方法也叫做伏安法。知識點一、測量小燈泡的電功率第3節(jié)測量小燈泡的電功率【實驗器材】電源、開關、電流表、電壓表、導線、滑動變阻器、小燈泡(額定電壓2.5V)?!驹O計并實驗】(1)設計電路如圖所示。AVLRS知識點一、測量小燈泡的電功率第3節(jié)測量小燈泡的電功率(2)按照電路圖連接電路。注意斷開開關,將滑動變阻器滑片放在阻值最大處。將電壓表和電流表指針調(diào)零。(3)閉合開關,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片,使電壓表示數(shù)為2.5V(等于額定電壓),記下此時對應的電流表示數(shù),并觀察燈泡的發(fā)光情況。(4)閉合開關,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片,使電壓表示數(shù)為2.0V(低于額定電壓),記下此時對應的電流表示數(shù),并觀察燈泡的發(fā)光情況。(5)閉合開關,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片,使電壓表示數(shù)為2.9V(不能超過額定電壓的1.2倍),記下此時對應的電流表示數(shù),并觀察燈泡的發(fā)光情況。AVLRS知識點一、測量小燈泡的電功率第3節(jié)測量小燈泡的電功率實驗次數(shù)電壓U/V電流I/A電功率P/W燈泡發(fā)光情況12.522.032.90.440.650.81正常較暗較亮0.220.260.28【數(shù)據(jù)記錄處理】根據(jù)公式P=UI計算出小燈泡的額定功率和實際功率。知識點一、測量小燈泡的電功率第3節(jié)測量小燈泡的電功率【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,小燈泡的實際功率越大,燈泡越亮。②小燈泡的亮度直接由它的實際電功率決定。③小燈泡的實際功率有多個,額定功率只有一個。P額=UI=2.5V×0.26A=0.65W知識點一、測量小燈泡的電功率第3節(jié)測量小燈泡的電功率實驗結論
(1)當小燈泡的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,小燈泡正常發(fā)光。P額=UI=2.5V×0.26A=0.65W(2)當實際電壓低于額定電壓時,小燈泡的實際功率小于額定功率,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.
知識點一、測量小燈泡的電功率第3節(jié)測量小燈泡的電功率【交流討論】(1)對小燈泡的電功率進行了三次測量,為什么不求小燈泡功率的平均值?【分析】額定功率是額定電壓下的功率,不是不同電壓下功率的平均值;用電器在不同電壓下的實際功率不同,把三次測量的平均值作為小燈泡的額定功率是不合理的。知識點一、測量小燈泡的電功率第3節(jié)測量小燈泡的電功率實驗名稱測量小燈泡的電功率測小燈泡電阻
相同點①測量的物理量都是電壓和電流;②測量的電路圖(實驗裝置)相同;③滑動變阻器的作用相同。不同點
測電功率P=UI測燈泡電阻R=U/I實驗結論不同小燈泡的亮度由它的實際電功率決定,實際功率越大,燈泡越亮。小燈泡的電阻隨著燈絲溫度的升高而變大。實驗原理不同(2)本實驗與伏安法測小燈泡電阻相比較,有哪些異同點?知識點一、測量小燈泡的電功率第3節(jié)測量小燈泡的電功率視頻回憶——《測量小燈泡的電功率》設計實驗:借助定值電阻,利用電壓表計算出燈泡額定電壓或額定電流,利用P=UI算出額定功率。實驗器材電源(電壓未知),1個電壓表,1個滑動變阻器,1個已知阻值為R0的定值電阻。1.單伏法(測量器材是電壓表,缺少電流表)知識點二、特殊法測小燈泡的電功率第3節(jié)測量小燈泡的電功率
知識點二、特殊法測小燈泡的電功率第3節(jié)測量小燈泡的電功率
知識點二、特殊法測小燈泡的電功率第3節(jié)測量小燈泡的電功率2.單安法(測量器材是電流表,缺少電壓表)設計實驗:借助定值電阻,利用電流表計算出燈泡額定電壓或額定電流,利用P=UI算出額定功率。實驗器材電源(電源電壓未知),1個電流表,1個滑動變阻器,1個已知阻值為R0的定值電阻。知識點二、特殊法測小燈泡的電功率第3節(jié)測量小燈泡的電功率
知識點二、特殊法測小燈泡的電功率第3節(jié)測量小燈泡的電功率
知識點二、特殊法測小燈泡的電功率第3節(jié)測量小燈泡的電功率【例題1】在測定小燈泡功率的實驗中,已知小燈泡的額定電壓為2.5V,秀秀同學通過正確實驗得到的數(shù)據(jù)如下表.分析數(shù)據(jù)得到的下列結論,正確的是()A.燈絲的電阻隨電壓增大而減小B.通過小燈泡的電流與它兩端的電壓成正比C.小燈泡的額定功率為四次功率的平均值D.小燈泡的額定功率為0.8WD本節(jié)經(jīng)典例題第3節(jié)測量小燈泡的電功率電壓U/V1.522.53電流I/A0.250.290.320.35A.由表中數(shù)據(jù)可知,隨電壓U的增大,R=U/I
逐漸變大,即燈絲電阻隨電壓增大而增大,故A錯誤;B.燈絲電阻R隨電壓U的增大而增大,不是定值,由I=U/R可知通過小燈泡的電流與它兩端的電壓不成正比,故B錯誤;C.燈泡在額定電壓下的功率為額定功率,不能把四次功率的平均值作為燈泡的額定功率,故C錯誤;D.由表中數(shù)據(jù)知,燈泡額定電壓U=2.5V對應的電流I=0.32A,燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.32A=0.8W,故D正確.所以選D.第3節(jié)測量小燈泡的電功率本節(jié)經(jīng)典例題第3節(jié)測量小燈泡的電功率【例題2】在“測量小燈泡的電功率”實驗中,準備的材料如下:電源、導線、開關、電流表、電壓表、滑動變阻器、小燈泡(額定電壓2.5V)。(1)根據(jù)實驗要求,設計電路,在方框內(nèi)畫出電路圖;
(2)正確連接電路后,閉合開關時發(fā)現(xiàn)小燈泡特別亮,出現(xiàn)這個現(xiàn)象的原因可能是___________;(3)實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)如下表所示,根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知小燈泡的額定功率是___________W;變阻器的滑片沒有移動到阻值最大處1.05數(shù)據(jù)序號123456電壓U/V0.51.01.52.02.53.0電流I/A0.120.240.320.380.420.44發(fā)光情況很暗暗較暗較亮明亮很亮本節(jié)經(jīng)典例題(1)電壓表與燈并聯(lián)測燈的電壓,電流表與燈串聯(lián)測燈的電流,滑動變阻器串聯(lián)在電路中,如圖所示:(2)正確連接電路后,閉合開關時發(fā)現(xiàn)小燈泡特別亮,則電路的電流過大,出現(xiàn)這個現(xiàn)象的原因可能是變阻器的滑片沒有移動到阻值最大處。(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)知,燈在額定電壓下的電流為0.42A,小燈泡的額定功率是:P=UI=2.5V×0.42A=1.05W第3節(jié)測量小燈泡的電功率本節(jié)經(jīng)典例題第3節(jié)測量小燈泡的電功率(4)用表中數(shù)據(jù)在坐標圖上繪出小燈泡的I~U圖像;
(5)由圖像發(fā)現(xiàn):隨著小燈泡兩端的電壓變大,小燈泡的電阻___________;(6)分析可得:在實際電壓_________________額定電壓的情況下,小燈泡消耗的實際功率大于或小于它的額定功率。變大大于或小于本節(jié)經(jīng)典例題第3節(jié)測量小燈泡的電功率(5)由圖像可知,電壓每增大0.5V,對應的電流增大值為0.12A、0.08A、0.06A、0.02A,即電壓增大值大于對應的電流增大值,由歐姆定律得出的結論是:隨著小燈泡兩端的電壓變大,小燈泡的電阻變大。(6)由表中數(shù)據(jù),第6次的電壓為3.0V大于額定電壓2.5V,對應的電功率為P6=U6I6=3.0V×0.44=1.32W>1.05W可得:在實際電壓大于額定電壓的情況下,小燈泡消耗的實際功率大于它的額定功率;第1~5次電壓的大小關系為U1<U2<U3<U4<U5=2.5V對應的電功率大小關系為0.06W<0.24W<0.48W<0.76W<1.05W故得出:在實際電壓小于額定電壓的情況下,小燈泡消耗的實際功率小于它的額定功率;綜上,在實際電壓大于或小于額定電壓的情況下,小燈泡消耗的實際功率大于或小于它的額定功率。本節(jié)經(jīng)典例題【例題3】在“測量小燈泡的電功率”的實驗中,小燈泡的額定電壓為2.5V,正常發(fā)光時的電阻約為8Ω。(1)閉合開關后,小燈泡不亮,電流表沒有示數(shù),電壓表示數(shù)超過量程,經(jīng)檢查,導線連接完好,則電路故障可能是小燈泡發(fā)生了______(選填“短路”或“斷路”);(2)排除故障后,移動滑片P到某一位置時,電壓表示數(shù)如圖乙所示,為______V;此時要測量小燈泡的額定功率,應將滑片P向______(選填“左”或“右”)端移動;2.2
右斷路第3節(jié)測量小燈泡的電功率解析見下頁本節(jié)經(jīng)典例題(1)電流表無示數(shù),說明電路可能斷路;電壓表示數(shù)超過量程,說明電壓表與電源連通,則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的,與電壓表并聯(lián)的小燈泡斷路了。(2)圖乙中電壓表選用小量程,分度值為0.1V,示數(shù)為2.2V,小于燈泡的額定電壓2.5V,應增大燈泡的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,應減小滑動變阻器的電壓,由分壓原理可知,應減小滑動變阻器連入電路中的電阻大小,故滑片向右移動,直到電壓表示數(shù)為燈泡的額定電壓2.5V。第3節(jié)測量小燈泡的電功率本節(jié)經(jīng)典例題第3節(jié)測量小燈泡的電功率
(3)移動滑片P,記下多組對應的電壓表和電流表的示數(shù),并繪制成圖丙所示的U-I圖象,由圖象可計算出小燈泡的額定功率是______W;(4)完成上述測量后,不用電壓表,用如圖所示的電路也可以測量已知額定電流的小燈泡的額定功率,已知小燈泡的額定電流為I額,定值電阻的阻值為
R0。實驗步驟如下,請補充完整:①______;②保持滑片位置不動,閉合開關S、S1,斷開開關S2,記下此時電流表的示數(shù)為I;③小燈泡的額定功率的表達式為P額_______________。(用已知量和測得量的字母表示)0.75閉合開關S、S2,斷開S1,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P,使電流表示數(shù)為I額
(I-I額)R0I額解析見下頁本節(jié)經(jīng)典例題(3)根據(jù)圖丙所示的U-I圖像知,燈在額定電壓2.5V時的電流為0.3A,則小燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W(4)實驗步驟①閉合開關S、S2,斷開S1,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P,使電流表示數(shù)為I額
;③步驟②中,電流表測干路電路,因電路的連接關系沒有改變,各電阻的大小和通過的電流不變,燈仍正常發(fā)光,由并聯(lián)電路電流的規(guī)律,定值電阻R0的電流為I0=I-I額定值電阻R0的電壓即燈的額定電壓U額=I0R0=(I-I額)R0
小燈泡的額定功率的表達式P額=U額I額=(I-I額)R0I額第3節(jié)測量小燈泡的電功率本節(jié)經(jīng)典例題焦耳定律第4節(jié)本節(jié)知識點Knowledgepoints1.電流的熱效應2.焦耳定律3.電熱的利用和防止
電流的熱效應焦耳定律電熱的利用和防止焦耳定律知識結構第4節(jié)焦耳定律
(1)尋找以下用電器的共同特點電熱毯、電水壺、電飯煲、烤箱等。分析:用電器工作時都要消耗電能,都會發(fā)熱,在這個過程中,電能轉化為內(nèi)能。(2)電流的熱效應
電流通過導體時電能轉化成內(nèi)能,這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應。1.電流的熱效應知識點一、電流的熱效應第4節(jié)焦耳定律
【提出問題】電流通過導體時產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關?【猜想及其依據(jù)】①可能與通過導體的電流有關。因為導體在通入電流時才會發(fā)熱,所以電流通過導體時產(chǎn)生熱的多少跟電流有關;②可能與導體的電阻有關。導線和電熨斗串聯(lián)接入電路,電流是相同的,電熨斗熱的溫度高,而導線幾乎不熱,電流產(chǎn)生的熱可能與電阻有關。③可能與通電時間有關。由生活經(jīng)驗可知,通電時間越長,電流產(chǎn)生的熱量也會越多。2.探究影響電流的熱效應的因素知識點一、電流的熱效應第4節(jié)焦耳定律
(1)實驗裝置介紹(焦耳定律演示器)透明的塑料容器內(nèi)密閉著空氣;容器內(nèi)部的空氣與U形管一端相連通。容器中有一段電阻絲,兩個容器里的電阻絲串聯(lián)在一起接入電路。(2)實驗原理如圖所示,兩個透明容器中密封著空氣,U形管中液面高度的變化反映密閉空氣的體積變化。同時使用兩個密閉容器時,哪一側U型管中液柱出現(xiàn)的高度差大,表明哪一側的電阻絲產(chǎn)生的熱量多。
【設計實驗】加熱時Δh右Δh左知識點一、電流的熱效應第4節(jié)焦耳定律
(3)研究方法①控制變量法:在探究電流通過導體產(chǎn)生熱的多少跟電流、電阻、通電時間的關系時,每次實驗應該控制兩個物理量不變。
②轉換法:實驗中通過觀察U形管液面的高度差來比較電流產(chǎn)生熱量的多少,這種研究方法叫轉換法。(4)實驗電路、器材如圖所示:為了進行多次實驗,需要改變通過兩個電阻絲的電流,所以在電路中串聯(lián)一個滑動變阻器,通過移動滑片改變電流。知識點一、電流的熱效應第4節(jié)焦耳定律
實驗次數(shù)電流關系電阻大小/Ω通電時間關系U形管液面高度差⊿h
左右
左右左右左右1
相等510相等
2
大小相等相等
(5)實驗記錄表知識點一、電流的熱效應第4節(jié)焦耳定律
【進行實驗】(1)探究電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電阻的關系。將兩根阻值不等的電阻絲串聯(lián)接入電路,使用學生電源供電。(2)閉合開關,通電一段時間,觀察U形管液面高度差的變化。知識點一、電流的熱效應第4節(jié)焦耳定律
(3)按照圖乙將密封容器、開關及電源連接起來。實驗中在右方密封盒外并聯(lián)一個5Ω的電阻R3,目的是改變通過盒內(nèi)電阻的電流大小,從而研究電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電流的關系。由于R3的分流作用,因此通過兩個容器中電阻的電流不同:I1=2I2知識點一、電流的熱效應第4節(jié)焦耳定律
(4)閉合開關,通電一段時間后,觀察同一個密封盒U形管液面的高度差的變化。
Δh知識點一、電流的熱效應第4節(jié)焦耳定律
實驗次數(shù)電流關系電阻大小/Ω通電時間關系U形管液面高度差⊿h
左右
左右左右左右1(甲圖)
相等510相等
2(乙圖)
大小相等相等
【收集證據(jù)】大大小小知識點一、電流的熱效應第4節(jié)焦耳定律
(1)分析實驗1可發(fā)現(xiàn):在電流和通電時間相等的情況下,電阻越大,電流產(chǎn)生的熱量越多。(2)分析實驗2可發(fā)現(xiàn):在電阻和通電時間相等的情況下,電流越大,電流產(chǎn)生的熱量越多。(3)由實驗步驟(4)可知,在電流和電阻相等的情況下,通電時間越長,電流產(chǎn)生的熱量越多?!痉治稣撟C
】知識點一、電流的熱效應第4節(jié)焦耳定律
較暗較亮0.220.28歸納實驗結論(1)在電流相同、通電時間相同的情況下,電阻越大,這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。(2)在電阻相同、通電時間相同的情況下,通過一個電阻的電流越大,這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。(3)在電流相同、電阻相同的情況下,通電時間越長,這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。知識點一、電流的熱效應第4節(jié)焦耳定律
用如圖所示的裝置也可以探究電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關。請你對該裝置進行評價。該裝置中,兩個相同的燒瓶盛有質(zhì)量相同、溫度相同的同種液體;燒瓶內(nèi)插有溫度計,可以測量液體的溫度。燒瓶內(nèi)部有兩個阻值不同的電阻絲,組成串聯(lián)電路接入電路中。通過比較燒瓶內(nèi)__________可以探究影響電流通過導體產(chǎn)生熱量的因素?!窘涣饔懻摗恐R點一、電流的熱效應第4節(jié)焦耳定律
液體的溫度視頻講解——《探究影響電熱多少的因素》較暗較亮0.220.281.焦耳定律(1)內(nèi)容:
電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比,跟導體的電阻成正比,跟通電時間成正比。(2)公式:Q=I2Rt
(3)公式中各物理量單位:I表示電流,單位是安培(A)
R表示電阻,單位是歐姆(Ω)
t表示時間,單位是秒(s)
Q表示熱量,單位是焦耳(J)知識點二、焦耳定律第4節(jié)焦耳定律
較暗0.222.推導焦耳定律
若電流做的功全部用來產(chǎn)生熱量,
即Q=W
因為電功W=UIt
根據(jù)歐姆定律U=IR所以Q=W=UIt=I2Rt可見,在消耗的電能全部用來產(chǎn)生熱量時,根據(jù)電功公式和歐姆定律推導出的結論與焦耳定律一致。知識點二、焦耳定律第4節(jié)焦耳定律
0.220.283.電功與電熱的區(qū)別與聯(lián)系(1)電功與電熱的區(qū)別電功是指電流通過一段電路所做的功,它的大小表示電路消耗電能的多少,也表示有多少電能轉化為其他形式的能。電熱是指電流通過一段電路做功時,電能轉化為內(nèi)能的那一部分。兩者表示的意義不同,是兩個不同的概念。知識點二、焦耳定律第4節(jié)焦耳定律
0.220.28(2)電功與電熱的聯(lián)系
①純電阻電路該類電路中,電流通過用電器時,電能全部轉化為內(nèi)能,電流產(chǎn)生的熱量就等于消耗的電能,即電熱等于電功Q熱量=WQ放=W總=Pt=UIt=U2t/R=I2Rt這些公式適用于純電阻電路.②非純電阻電路在該類電路中,當電流通過用電器時,電能主要轉化為其它形式的能量,只有一部分轉化為內(nèi)能,即電熱小于電功Q熱量<W。W總=UIt=W機械能+Q
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