粤沪版物理九年级上册 第15章 电能与电功率 单元复习课件(共30张PPT)

(共30张PPT)
第十五章 电能与电功率
一、知识结构
知识点1 电能与电功
二、知识梳理
（1）电功： 能转化为其他形式的能的过程，也可以说成是电流做功的过程。
（2）影响因素：电流所做的功与 、 和 有关．通过用电器的 越大、两端 越高、 越长，则电流做功越多。
（3）单位：焦耳，简称焦，符号是J.生活中常用“度”作电能单位，学名叫作千瓦时，符号是kW·h ；1度＝1 kW·h＝ J
电
电压
电流
通电时间
电流
电压
3.6×106
通电时间
例1 充电宝甲正在主机内被充电，充电宝乙已被取出，充电宝丙正在为手机充电，则此时（　　）
A．只有甲在输出电能 B．只有乙在输出电能
C．只有丙在输出电能 D．甲、乙、丙都在输出电能
C
解析：充电宝甲正在主机内被充电，因此充电宝相当于用电器，即充电宝甲正在消耗电能，并将电能以化学能的形式储存起来；充电宝乙已被取出，则充电宝乙既不是用电器也不是电源；充电宝丙正在为手机充电，则充电宝丙相当于电源，将电能转化为了其它形式能，即充电宝丙正在输出电能。
例2 关于电功，下列说法不正确的是（　　）
A．电流做了多少功就有多少电能转化为其它形式的能
B．电流做功的过程就是消耗电能的过程
C．用电能表可以测量电流做功的多少
D．电流越大，电流做功就一定越多
D
解析：电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能；电流做功的过程，就是消耗电能的过程；电能表是用来测量电流做功的多少的仪器，可以直接用电能表测量电流做功的多少；由W=UIt可知，电流做功的多少与电压、电流和通电时间有关，电流越大，电流做功不一定越多。
知识点2 电能表
（2）作用：计量某段时间内消耗的电能。
（1）电能表示意图
（4） 是消耗的电能，其中前4位是整数位，最后1位是小数位，此时读数为 kW·h
(3)电能表的主要参数
“220 V”指电能表应接在220 V的电路使用；“10(40) A”：10 A表示电能表持续工作的标定电流，40 A表示短时间内允许通过的最大电流；3 000 revs/(kW·h)、3 000 imp/(kW·h)：用电器每消耗1 kW·h的电能，电能表转盘转动3 000转或指示灯闪烁3 000次。
435.6
（5）电能表计算电能的方法
方法一：电能表结束和起始时的示数之差即为这段时间内电路消耗的电能，W＝W2－W1；
方法二：利用表盘上的参数：revs/(kW·h)[或者imp/(kW·h)] N和电能表转盘转动圈数(闪烁的次数)n，计算：W＝ kW·h
例3 如图标出了电能表面板上的一些参数，下列相关说法正确的是（　）
A．此表是测量电功率的仪器
B．此时电能表的读数为5866kW h
C．“10（20）A”中的“20A”是指这个电能表中通过的电流是20A
D．“720r/（kW h）”指电路每消耗1kW h电能，转盘转过720转
D
（3）P＝ ；P＝ (适用于任何电路，无限制条件)
知识点3 电功率
（1）意义：表示电流做功快慢的物理量
（2）单位：国际单位 ；常用单位 ；1 kW＝ W
1×103
KW
W
UI
（4）家用空调约1 000 W、吸尘器约800 W、电吹风机约500 W、台式计算机约200 W、液晶电视机约100 W、排风扇约20 W、手电筒约0.5 W、计算器约0.5 mW、电子表约0.01 mW等
例4 下列说法中正确的是（　　）
A．电功率大的用电器消耗的电能多
B．导体的电阻跟导体两端的电压成正比和通过导体的电流成反比
C．电功率大的用电器消耗电能一定快
D．同种材料制成的长短相同的两根导线，横截面积小的，电阻一定小
C
解析：电功率是指电流在单位时间内做功的多少，它是表示电流做功快慢的物理量；电阻是导体本身的一种性质，只与导体的材料、长度、横截面积、温度有关，与两端的电压和通过的电流无关。。
例5 定值电阻甲和乙中的电流与其两端电压的关系如图所示，由图象可知（　　）
A．甲的电阻比乙的电阻小
B．当通过甲的电流为0.5A时，其消耗的电功率为1.5W
C．甲、乙并联在电路中，当通过甲的电流为0.2A时，乙两端的电压为1V
D．甲、乙并联在电压为2V的电源两端，则干路中的电流为0.6A
D
知识点4 额定功率和实际功率
（1）额定电压：用电器 工作时的电压。
（2）额定功率：用电器在 下工作时的电功率。
正常
额定电压
（3）额定功率与实际功率的关系
①当U实＜U额时，P实＜P额——用电器不能正常工作(电灯表现为发暗甚至不亮)；
②当U实＞U额时，P实＞P额——用电器不能正常工作，有可能烧坏(电灯表现为极亮甚至烧断灯丝)；
③当U实＝U额时，P实＝P额——用电器正常工作
例6 小宇家有三盏白炽灯泡：“220V 100W”、“110V 100W”和“36V 100W”，当它们都在额定电压下工作时，比较三盏灯泡的亮度，则（　　）
A．“220V 100W”最亮 B．“110V 100W”最亮
C．“36V 100W”最亮 D．3盏灯一样亮
D
解析：“220V 100W”、“36V 100W”、“110V 100W”的三盏电灯，额定功率均为100W，那么在额定电压下，它们的实际功率相等，所以亮暗程度也是一样。
例7 将标有“6V 3W”的灯泡L1和标有“6V 6W”的灯泡L2串联接在6V的电源上，则（　　）
A．灯泡L1正常发光
B．灯泡L2正常发光
C．通过L1的电流小于通过L2的电流
D．电路总功率为2W
D
知识点5 焦耳定律
焦耳
内能
1.电流的热效应
(1)1840年，英国物理学家_____通过大量实验最先确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系．
定义：电流通过导体时电能转化为_____，这种现象叫作电流的热效应．
(2)影响因素：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多．在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多．
2．焦耳定律
电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成______，跟导体的电阻成
______，跟通电时间成______．
正比
正比
正比
3.公式：_________(适用于所有电路)．I表示导体中的电流，单位是安培(A)；R表示导体的电阻，单位是欧姆(Ω)；t表示通电时间，单位是秒(s)；Q表示导体产生的热量，单位是焦耳(J)．
Q=I2Rt
4．电热的利用与防止
(1)利用：电热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等；
(2)防止：散热窗、散热片、散热孔、电脑的微型风扇等．
例8 要使电热器在单位时间产生的热量减少一半，应该（　　）
A．让它两端的电压减少一半
B．使它的电阻减少一半
C．让通过它的电流减少一半
D．使它的电阻和两端电压同时减少一半
D
解析：纯电阻电路中电阻产生的热量和电流所做的功相等，计算公式通用，选择合理的电功率公式逐项分析即可得出结果。
例9 某电热水器的工作原理如图所示（已知两电阻丝的阻值相等，电源电压保持不变），它有高温、中温、低温三个挡位。下列说法正确的是（　　）
A．开关S1接a，S2闭合为低温挡
B．开关S1接b，S2断开为中温挡
C．高温挡与中温挡发热功率之比为2：1
D．高温挡与低温挡发热功率之比为3：1
C
三、实验探究
实验1 测量小灯泡的电功率
(1)实验原理： ．
(2)伏安法测量小灯泡的电功率(使用电流表和电压表)：
①实验电路如图所示，已知小灯泡的额定电压为U额．
P=UI
②实验步骤：
a．断开开关，根据电路图连接电路，将滑片移至b端；
b．闭合开关，移动滑片，观察电压表，使电压表示数等于U额，此时小灯泡正常发光，记录两电表示数；
c．移动滑片，分别使电压表示数小于U额、约为U额的1.2倍，观察小灯泡亮度，记录小灯泡亮度及两电表示数；
d．将实验数据记录到表格中(表格中不应设置“平均功率P/W”一栏，因为小灯泡的电功率是变化的，求平均功率无意义)．
③电压表量程应根据小灯泡的 电压选取；电流表量程应根据小灯泡的 电压和电阻选取，或者用试触法确定电流表量程．
④滑动变阻器的作用：一是 ；二是改变小灯泡两端的电压(多测几组数据，寻找规律)．
⑤滑动变阻器的选取：根据串联分压原理选择．
⑥连好电路，闭合开关，若各元件完好但小灯泡不亮，原因是小灯泡的 功率太小．
额定
额定
保护电路
实际
例10 在“探究小灯泡在不同电压下工作时功率是否相同”的实验中，实验室提供了如下器材：电源电压U恒为8V，滑动变阻器规格为“20Ω2A“，小灯泡额定电压U额=2.5V，额定功率小于1.2W，两个阻值分别为10Ω，20Ω的定值电阻R0可供选择。
（1）为使小灯泡两端电压有一较大的调节范围，小聪设计了如图甲所示电路，请用笔画线代替导线，完成图乙中实物电路的连接。
（2）正确连接电路后，进行实验，记录的数据如下表所示，当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图丙所示，小灯泡的额定功率为1.05W，灯泡此时的电阻RL= Ω。
（3）分析表中数据可得出结论，小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而变大，根据数据还可以判断出，小葱在实验中选用的R0= Ω的定值电阻。
5.95
10
（4）完成实验后，爱动脑筋的小葱又想了一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图所示的电路，所用电压表量程为0～15V，请将以下实验步骤补充完整：
①检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1拨至“1”，调节滑动变阻器滑片，直至电压表示数为5.5V；
②滑片不动，再将开关S1拨至“2”，读出电压表示数U0；
③小灯泡的额定功率， （用U额、U0，R0表示）。
二、探究影响电流热效应的因素
1.选择加热物质的要求：物质的种类相同、 相同、 相同．
2．加热材料的选用：比热容 ，吸热相同时，效果明显．
3．转换法的应用：通过 的变化或者 的变化，反映产生电热的多少．
小
质量
初温
U形管液面高度
温度计示数
4．控制变量法的应用
(1)探究电热与通电电流的关系时，控制电阻丝阻值和通电时间相同，改变通过电阻丝的电流(电路设计：将另一电阻丝并联在电路中其中一个电阻丝的两端)；
(2)探究电热与电阻的关系时，控制通过电阻丝的电流和通电时间相同，选择两个电阻不同的电阻丝(电路设计：将阻值不同的两电阻丝串联在电路中)；
(3)探究电热和通电时间的关系时，控制通过电阻丝的电流和电阻丝的阻值相同，改变通电时间的长短．
5．结论：导体产生的电热与电流、电阻和通电时间有关：
①在电阻和通电时间相同的情况下，通过电阻的 越大，产生的热量越多；
②在电流和通电时间相同的情况下， 越大，产生的热量越多；
③在电阻和通过电阻的电流相同的情况下， 越长，产生热量越多．
电流
通电时间
电阻
例11 采用如图所示的装置探究“电流产生的热量跟什么因素有关”，接通电源，瓶内的空气被加热后膨胀，使U形管中的液面发生变化，通过观察U形管的液面变化情况比较瓶内电阻丝发热的多少。
（1）两个密闭瓶内的电阻丝发热的多少是通过 来反映的，这种研究物理的方法叫 。
U形管液面的高度差
转换法
（2）如图甲所示的是探究电流产生的热量跟 电阻的关系，通电一段时间后 内的电阻丝产生的热量较多，得出的结论是 在电流和通电时间一定时，电阻越大，电流产生的热量越多。
（3）如图乙，两密闭瓶中的电阻一样大，在其中一个的外部并一个阻值大小相同的电阻，则通过两瓶中电阻丝的电流 。
（4）让实验装置冷却到初始状态，把乙图右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内，接通电源，比较两瓶内电阻丝发热多少，此时该装置是探究电流产生的热量跟 的关系，一段时间后电阻丝产生的热量 （填“左瓶”、“右瓶”或“两瓶一样”）多。
右瓶
左瓶
不同
电阻