(共11张PPT)
浙教版 科学（初中）
九年级上
(3)
课堂导入
照明节电:日光灯具有发光效率高、寿命长、耗电少的特点，一盏14W日光灯相当于75W白炽灯的亮度，因此可用日光灯代替白炽灯以节电。
电视机节电：电视机的最亮状态要比最暗状态多耗电一半以上，因此看电视不要过亮，音量不要太大；电视机不看时应拔掉插头，因为遥控电视机关闭后，整机处在待用状态仍在用电。
课堂新授
一、测定小灯泡的电功率
在科学上用电功率来表示消耗电能的快慢，那么电功率的计算公式有哪些呢？测量小灯泡电功率用哪个公式呢？
电功率的计算公式
P=W/t
P=UI
用公式P=UI，测量出小灯泡两端的电压和流过灯泡的电流，就能求出电功率.
探究：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：
3、设计实验方案：
4、进行实验，收集证据：
1．5 ＋
干电池
1．5 ＋
注意：电池组的总电压高于灯泡的额定电压。
1．5 ＋
干电池
1．5 ＋
R
A
V
（3）调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压恰好等于灯泡的额定电压。读出此时两只电表的读数，并记录在表中。
（4）调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约为小灯泡额定电压的1.2倍。观察小灯泡的亮度变化（相对于额定电压下的亮度），读出两只电表的读数，并记录在表中。
（5）调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约为小灯泡额定电压的0.8。观察小灯泡的亮度变化（相对于额定电压下的亮度），读出两只电表的读数，并记录在表中。
（6）计算出三种情况下小灯泡的功率。
(1)．画出实验电路图。
(2)．按正确的电路图连接电路。
小灯泡两端的电压 电压U/V 电流I/A 电功率P/w 小灯泡亮度
等于额定电压
高于额定电压
低于额定电压
观察表中数据可见：
小电灯实际消耗的电功率不一定等于额定功率。
小灯泡的亮度是由小灯泡实际消耗的功率决定的
2.5
3
2
0.22
0.24
0.2
0.55
0.72
0.4
正常发光
较亮
较暗
当Ｕ实＝Ｕ额时，则Ｐ实＝Ｐ额．电灯正常发光
当Ｕ实＞Ｕ额时，则Ｐ实＞Ｐ额．电灯亮度较亮
当Ｕ实＜Ｕ额时，则Ｐ实＜Ｐ额 . 电灯亮度较暗
(4)、实验结论：
例1 小张用三节干电池测小灯泡的电功率，电路如图甲所示，小灯泡额定电压为2.5 V，电阻约10 Ω，滑动变阻器规格为“45Ω 1 A”．
(1)用笔画线代替导线，连接完整图甲所示的实物电路.
(2)连接电路时开关应________(选填“断开”或“闭合”)．
(3)闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片P应位于________(选填“A”或“B”)端．
例1题图甲
断开
A
(4)小张连接好实验电路，检查连接无误后，闭合开关S，却发现灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数为4.5 V，可能发生的故障是________．
A. 滑动变阻器处断路 B. 灯座接线短路
C. 小灯泡的灯丝断了 D. 开关接触不良
(5)排除故障后，闭合开关，移动滑片P至电压表的示数
如图乙所示，其读数为______V．当滑动变阻器的滑片
P向B端移动时，滑动变阻器两端的电压______(选填
“增大”或“减小”)．
例1题图乙
C
2.2
减小
(6)改变滑片P的位置，获得多组对应的电压、电流值，绘制得如图丙所示的I－U图像，根据图像比较小灯泡的电阻值，你有什么发现？把你的发现写成一句具有概括性的结论：________________________________________________.
(7)小灯泡的额定功率是________W.
例1题图丙
灯丝电阻受到温度的影响发生变化
0.5
(8)得到第1组数据时，电压表和电流表虽然都有示数，却观察到灯泡不发光的主要原因是______________________________________________.
(9)根据第(6)问的分析，当灯泡两端电压降低为额定电压一半时的电功率为P1，则P1________ (选填“>”、“<”或“＝”)．
(10)小张在进行实验处理数据时，算出了小灯泡的平均功率，你认为这样处理数据是________(选填“合理”或“不合理”)的，理由是__________________________
___________________________________________________________.
实际功率太小，不足以使灯泡发光
＞
灯泡在不同的电压下的实际功率不同，求平均值没意义
不合理(共16张PPT)
浙教版 科学（初中）
九年级上
(4)
新课导入
电熨斗
电热毯
电热壶
电饭煲
你在生活中见过以下用电器吗？
电热水器
电烘箱
热的快
电取暖器
电热壶
下列都是我们生活中常见的用电器，想一想它们工作时有什么共同点？
电熨斗
电饭煲
电磁炉
电能 → 内能
电驱蚊器
电取暖器
电流做功主 要转化为内能吗？这部分能是我们需要的吗？
下列用电器在使用时也会发热吗？
1、你还知道哪些电热器？
3、电流的热效应有何利弊？
2、依据电热器的共同点，它们构造应有什么共 同部件， 起何作用？ 。
讨论
电烙铁
电 炉
电驱蚊器
电烤箱
取暖器
热得快
电热水器
发热体
电能→内能
电流的热效应有什么利和弊？
优点：无污染、热效率高、方便控制和调节温度。
缺点：①在家庭电路中，由于长期的电流热效应，导线外的绝缘层会加速老化，甚至会 烧毁绝缘层而引发火灾；
②同时，由于电流热效应，会影响家电的使用性能和寿命。
为了防止电热的危害你知道电视机计算机、电动机等采取什么措施吗？
电视机加散热窗、计算机、电动机等还要加风扇来散热。
二、电流产生的热量与什么因素有关
1、猜想与假设
(1)可能与导体电阻的大小有关，R越大，Q越大。
(2)可能与电流的大小有关，I 越大，Q越大。
(3)可能与通电时间的长短有关，t 越大，Q越大。
2、实验方法：控制变量法、转化法。
3、实验器材：煤油、电阻丝R甲转换法，液体受热升温而膨胀即玻璃管中液柱上升高的产生热量多。
实验一：研究电热器电阻的大小对产生热量的影响
研究电热器电阻的大小对产生热量的影响要研究电阻对产生热量多少的影响，应该控制电流和通电时间不变，则可以让两个阻值不同的电阻串联后接入电路。
1、设计实验：控制变量法
（1）将2根电阻丝串联在电路中，标出2根玻璃管内液面的位置。
（2）闭合开关，记下电流表的读数：0.45A
（3）经过一段时间后，标出2根玻璃管内液面的位置。
2、实验步骤
（4）比较2根玻璃管内液面上升的高度发现:当电流相等，通电时间相同时，电阻大的，液柱升高的多。
3、结论
在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量越多。
实验二：探究电流产生的热量与电流是否有关
1、设计实验：控制变量法
要研究电流大小对产生热量的影响,应该控制电阻和通电时间不变，改变电流。
2、实验步骤：（1）、如图所示，在烧瓶中盛等量的煤油，烧瓶中电阻丝的电阻相同，两瓶中金属丝分别接到两节电池电池组和四节电池的电池组的电源上。
（2）闭合开关经过相同的一段时间比较玻璃管内液面的位置。
显然，通电的时间越长，电流产生的热量就越多。
实验结论:
①在相等的时间内，当电流相等时，电阻越大，电流产生热越多。
②在相等的时间内，当电阻相等时，电流越大，电流产生热越多。
③通电时间越长，电流产生的热量就越多。
3．结论：
在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生的热量越多。
课堂学习
二、焦耳定律
1、焦耳定律： 进一步的实验可以得出：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。
这个规律叫做焦耳定律，它最先是由英国科学家焦耳发现的。
Q = I2 R t
1J=1A2 Ω s。
（1）电炉在通电时热得发红，连在一起的铜导线却不会如此。
学习了焦耳定律，你能不能用焦耳定律解释回答下列问题：
（3）多用插座，如果 所连用电器过多，可能出现危险。
发热体
（2）电热器的发热体材料的熔点和电阻应具有什么特点？
例1：有一种新型的 炊具叫做电压力锅， 它用电加热，又具 有压力锅的优点。 如图所示是一只压 力锅的铭牌，问该 压力锅正常工作10分钟能够产生多少热量？
电压力锅
CYKB50-2A
额定电压：220V~ 额定容量：5.0L
额定频率：50Hz 额定功率：880W
集团有限公司 制造
解：压力锅正常工作时有：
= 880W / 220V
I = P / U
= 4A
= 220V / 4A
R = U / I
= 55Ω
=（4A）2×55Ω×10×60S
Q = I2 R t
= 5.28×105 J
答：该压力锅正常工作10分钟能产热5.28×105 J
本题还有其它解法吗
解：由于该用电器工作时，电能全部转化为热能，则电流做功的多少就是电能转化的内能的多少。有：
Q = W
= P t
= 880W×10 × 60s
= 5.28×105 J
答：该压力锅正常工作10分钟能产热5.28×105 J
例题2：如图是电饭锅的电路图。电饭锅工作时有两种状态：当自动开关 S 接通时，电饭锅处于加热状态，将锅内的水加热直到烧开；当自动开关 S 断开时，电饭锅处于保温状态。图中 R2 是加热用的电热丝，阻值为 55 欧；R1 是电阻，阻值为 145 欧。试求 :
（1）在加热状态下，电饭锅正常工作 30分钟产生多少热量？
R1
R2
220V
（2）在保温状态下，电饭锅消耗的功率多大？
解：（1）在加热状态下，开关 S 接通，电路中只接入电热丝R2 ，因此通过R2 的电流：
I= = =4 安
U
R2
220 伏
55 欧
根据焦耳定律，R2 上产生的热量：
Q= I2Rt=(4安)2 × 55欧× 30×60秒=1.584×106焦
（2）在保温状态下，开关 S 断开，电阻 R1 与电热丝 R2 相串联，假设此时电路中的电流为 I′，根据串联电路的电压特点：U=U1 +U2 =I′R1 +I′R2
R1 +R2
220 伏
145 欧 +55 欧
= 1.1 安
电饭锅消耗的功率：P′=U I′=220 伏 ×1.1 安 =242 瓦
答：（1） 电饭锅正常工作 30 分钟产生的热量为 1.584×106 焦。
（2）在保温状态下，电饭锅消耗的功率为 242 瓦。
I′= =
U
（1）“超负荷”是指电路中的 过大（选填“电阻”或“电流”）。
（2）使火灾发生的理论依据是 。
电流
电流越大，由Q=I2Rt可知产生的热量就越多
例3、暑期持续的“桑拿天”，居民家里的空调、电扇都闲不住，导致电路火灾时有发生，火警电话不断，消防车拉着警笛呼啸而出，赶往火灾现场，调查发现，起火原因如出一辙；电线超负荷使电线内的金属导线发热引燃了外面的绝缘皮。根据学过的物理知识回答：
（3）请提出一条预防这种火灾发生应采取的措 施： 。
使用较粗的输电线(共17张PPT)
浙教版 科学（初中）
九年级上
(2)
课堂导入
电功率是描述电流做功的快慢，但电器工作时消耗的电功率究竟跟哪些因素有关呢？
1.电功率的意义：
表示电流做功快慢的科学量
2.电功率的定义：
单位时间里完成的电功叫做电功率
3.电功率的计算公式：
P =
W
t
课堂新授
一、探究小灯泡的电功率
一、探究小灯泡的电功率跟哪些因素有关
A
A
1
2
(1)研究小灯泡的电功率与电流的关系
研究小灯泡的电功率跟电流的关系，就要控制小灯泡两端电压不变。为此，我们可以把 2 只不同的小灯泡按图所示方式并联在电路上，从而控制它们两端电压相等，用电流表分别测量通过小灯泡的电流。通过观察小灯泡的亮度来判断小灯泡电功率大小，看看电功率大小跟电流有什么关系。
灯L1(6V 3W) 灯L2(6V 6W)
条件控制(电压)
亮度(亮、暗)
电流/安
6V(相等)
6V(相等)
亮
暗
1A
0.5A
在电压相等的情况下，通过灯泡电流越大，灯泡消耗的电功率越大。
结论
(2)小灯泡的电功率与电压的关系
研究小灯泡的电功率跟电压的关系，就要控制通过小灯泡的电流不变。为此，我们可以把 2 只不同的小灯泡按图所示方式串联在电路上，从而控制通过它们的电流相等，用电压表分别测量小灯泡两端的电压。通过观察小灯泡的亮度来判断小灯泡电功率大小，看看电功率大小跟电压有什么关系。
研究电功率跟电压的关系
如图把L1 L2 串联在电路中，读出电压表的示数，比较电功率大小跟电压有什么关系，并把数据填入表中。
L2(6V 6W)
L1(4V 4W)
6V
灯L1 灯L2
条件控制(电流)
亮度(亮、暗)
电压/伏
相等
相等
亮
暗
2.4V
3.6V
结论
在电流相等的情况下，灯泡两端的电压越大，灯泡消耗的电功率越大。
特殊方法测量额定功率 主要器材 设计电路 主要步骤 表达式
两表＋定值电阻＋滑动变阻器 闭合开关，移动滑片，使电压表V1示数等于灯泡的额定电压U额，同时记下电压表V2的示数U P额＝
闭合开关，移动滑片，使电流表A1的示数等于，同时记下电流表A2的示数I0 P额＝
单表＋定值 电阻＋两开关 ＋滑动变阻器 ①断开S1、闭合S2，移动滑片，使电压表示数等于灯泡额定电压U额；②保持滑片位置不变，闭合S1、断开S2，记下电压表示数U P额＝
①闭合S1、断开S2，移动滑片，使电流表示数等于；②保持滑片位置不变，断开S1、闭合S2，记下电流表示数I P额＝
单表＋定值电阻 ＋单刀双掷开关 ＋滑动变阻器 ①将S拨到2，移动滑片，使电压表示数等于灯泡的额定电压U额；②保持滑片位置不变，将S拨到1，记下电压表示数U P额＝
①将S拨到1，移动滑片，使电流表示数为；②保持滑片位置不变，将S拨到2，记下电流表示数I P额＝
二、电功率与电功的计算
1、进一步实验表明，用电器的电功率等于用电器两端电压与通过用电器电流的乘积。
电功率计算公式可表示为：P =IU
P:电功率，U:电压，I:电流
U的单位为伏，I的单位为安，则P的单位为瓦。
1瓦=1伏·安
2. 电功率计算公式:
P=UI
这是电功率的推导公式
U=P/I
I=P/U
对于纯电阻电器(只有电阻在做功)
P=UI
P=U2/R
P=I2R
(已知I和R求P)
(已知U和R求P)
(已知U和I求P)
对于纯电阻电路，
P = U I =U2/R=I2R
电功率单位:
1瓦 = 1 伏·安= 1伏2/欧 =1安2 ·欧
将图所示的节能灯接在 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？
220V 11W
如果电路电压与用电器的额定电压相差过多,用电器可能根本不能工作，或者被烧坏。
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。
【例题1】
小明到实验室做“测量小灯泡额定功率”的实验时，老师只给她提供了如下器材：标有“2.5V”的小灯泡、电源、滑动变阻器、开关、两个电压表（没有电流表）、阻值为10Ω 的定值电阻 R0、导线若干。她根据所给定的器材经过认真思考后设计了正确的实验电路，如图甲是该电路的不完整电路图。
（1）请你将甲电路图补充完整。
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器调至阻值_______________的位置。
（3）闭合开关后，为了测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器，使电压表 V1 的示数为2.5V，此时电压表V2 的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为_______________W。
（4）她还进一步设计出了只有电流表没有电压表解决这个问题的办法，其电路图如丙所R0=10Ω并认为关键的一步是____________________________________________，才能计算出小灯泡的额定功率。
最大
0.6
调节滑动变阻器（或移动滑片）直至电流表 A2 的示数为 0.25A
【例题2】
随着生活条件的改善，人们更加注意家居环境的美化，如图所示甲是带有水温调节功能的家庭水族箱。该水族箱的鱼缸水温调节器工作原理如图乙所示：其中R1为阻值可调的电热丝，R2为定值电热丝，R2=400欧，开关S2为单刀双掷开关，不考虑温度对电阻的影响。试问：
（1）如图乙所示可知：当开关S1闭合，S2接b时，电路处于________状态（填“保温”或“加热”）；
（2）当开关S1闭合，S2接a时，若电路消耗功率P=48.4W，则电热丝R1连入电路的阻值应为多少
（3）当电路处于保温状态时，调节滑片得到民的功率随电路中电流变化的图象如图丙所示，求R1接入电阻最大时R1的功率为多少
加热
R总=U2/P=(220V)2/48.4W=1000Ω=R1+R2 R1=1000Ω-400Ω=600Ω
R总=U/I=220V/0.05A=4400Ω R1=4400Ω-400Ω=4000Ω
【例题3】
在测定额定电压为2.5 V的小灯泡电功率的分组实验中：
(1)请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。
(2)小明闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则故障可能是__________。排除故障后，移动滑片使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡额定功率为________W。
(3)小华在进行实验数据处理时，算出了小灯泡的平均功率(如表)，你认为这样处理数据是_______(选填“合理”或“不合理”)的，理由：__________________________________________。
实验序号 电压U/V 电流I/A 功率P/W 平均功率/W
① 2.0 0.26 0.52
② 2.5 0.28 0.70
③ 2.8 0.30 0.84 0.69
(4)下列描述小灯泡功率P随滑动变阻器阻值R变化情况的图像中，正确的是____。
A B C D
灯泡断路
0.75
不合理
灯泡在不同电压下实际功率不同
B
【例题4】
某兴趣小组设计的”温度控制器”工作时有加热和恒温两种状态。电路如图甲所示，S为开关，双金属开关在温度低时闭合，温度到达一定值时自动断开，降温后再闭合，循环工作，起到调节温度作用，指示灯的额定电压为200V，且亮起即正常工作，发热电阻阻值为40Ω。求：
(1)当指示灯亮时，温度控制器处于____________________状态。
(2)指示灯的电阻值。
(3)加热状态时，温度控制器所消耗的电功率。
(4)温度控制器正常工作时，记录灯泡在一段时间内，规律性亮灭情况如图乙，则温度控制器1小时所消耗的电能。
恒温
400Ω
1210w
1.056x106J(共18张PPT)
浙教版 科学（初中）
九年级上
(1)
新授导入
下列各图中，电能分别转化为什么形式的能量？
观察思考
一、电能与电功
1、电能
人类广泛利用电能，不但是因为电容易传输，也是因为容易转化为其它形式的能。
以上事例告诉我们，电流通过用电器能将电能转化成其它形式的能。电流所做的功叫电功。
电流对电器做了多少功，就有多少电能转化为其它形式的能。
2、电功
（2）电流做功的实质
电流做功的实质就是电能转化为其它形式的能的过程。
电能转化为其他形式能量的多少可以用电功来度量。
（1）电功：电流做的功叫做电功，符号：W
3电能、电功的单位与机械能的单位一样，也是焦耳。简称焦，符号：J
在生活中，人们还用千瓦时·(kW．h)作为电功的单位，千瓦·时也被称为“度”。
1kW．h=3.6×106J
物理意义：1kW h在数值上等于功率为1kW的用电器工作1h所消耗的电能。
用电器在一段时间里消耗的电能的多少，可以用电能表来测量。电能表也叫电度表。
你认识它们吗？
电能表
俗称：电度表
又称：千瓦时计
（KW·h）
计量用电器在一段时间里消耗的电能.
电能表盘面的数字的含义
你知道电能表盘上220V；720r/kW.h；50Hz；kWh；5(20) A数字的含义吗？
220V：该电能表应该接在220伏的电路上使用。
5(20) A:该电能表的额定电流为5安，在短时间内使用时电流可允许大一些，但不能超过20安。
720r/kW．h：接在该电能表上的用电器，每消耗1千瓦时的电能，电能表的转盘转过720转。
kW-h:电能表上的数字以千瓦时为单位来显示所消耗的电能。
50Hz：表示这个电能表在50赫兹的交流电路中使用
电能表读数
注：最后一位表示小数
某家庭 8 月底、9 月底电能表上显示的数字如图所示，这个家庭在 9 月份用了多少电能？
分析：某段时间电能表上先后两次读数之差，就是这段时间电路消耗的电能。
895.9kW·h －731.6kW·h= 164.3 kW·h
各式各样的电能表
其特点是可以根据不同时间段用户的用电情况分别计算费用。供电部门利用专用设备读取电能表上的信息，并计算出电费。
机械电能表
电子式电能表
静止式电能表
电卡预付费电能表
想一想
炎炎的夏日，你会选择电风扇还是空调？你奶奶会选择什么？
电 风 扇1小时消耗的电能是144000焦耳
立式空调1小时消耗的电能是7938000焦耳
二、电器的电功率
1、定义：电流在单位时间内做的功。
2、公式：
电功率是表示电流做功快慢的物理量
为了纪念瓦特这位伟大的发明家，人们把常用的功率单位定为瓦特，简称瓦，符号是“W“。1瓦=1焦/秒
常用单位：千瓦，符号是“kW“, 换算关系：1kW=1000W
猜一猜、估一估
0.001W
90W
猜一猜，估一估
21吋彩色电视机
15-60W
普通照明灯
950-2300W
购买电器时，要根据实际需要选择合适的功率!
一些电器设备的功率
电器 功率（瓦） 电器 功率（瓦） 电器 功率（瓦）
电子表 0.001 普通照明灯泡 15-100 电熨斗 100-1500
半导体收音机 0.06-0.4 家用电冰箱 100-200 电饭煲 300-1500
21时彩色电视机 90 台式电脑 100-300 家用空调 950-2300
日光灯 3-40 吸尘器 800 家用电烤炉 450-1500
3、额定电压、额定功率
(1)额定电压：用电器正常工作时电压用U额表示
(2)额定功率：用电器正常工作时功率用P额表示
各种用电器铭牌上都标有电压、电功率的大小，它是我们选用电器的一个重要参数。用电器铭牌上标有的电压值叫做额定电压，标有的电功率值叫做额定功率。
220V 11W
额定电压是220V，额定功率是11W
用电器铭牌
电饭锅正常工作时，两端的电压为220V
电饭锅在额定电压下工作时，消耗的功率为650W。
？
？
1.下列估测值正确的是:( )
A. 教室每盏日光灯的功率约为400W
B. 家用电水壶工作时功率约为25W
C. 我国家庭电路电压为220V
D. 电视机正常工作时电流约为10A.
C
2.标有“6V 6W”、“6V 3W”字样的L1、L2串联后接在6V电源上，下列说法正确的是( )
A．L1的额定功率大于L2的额定功率
B．L1的实际功率大于L2的实际功率
C．通过L1的电流大于通过L2的电流
D．通过L1的电流小于通过L2的电流
A
3.如图所示，电子式电能表表盘上标有“3000 imp/kW·h”字样(“3000 imp/kW·h”指接在这个电能表上的电器每消耗1千瓦时的电能，电能表上的指示灯闪烁3000次)，现将若干盏规格都为“220 V 20 W”的节能灯接在该电能表上一起正常工作15分钟，电能表的指示灯闪烁了135次，这些节能灯消耗的电能为 焦，接入的节能灯共有 盏。
1.62x105
9
