【轻松备课】沪科版物理九年级上 期末总复习 第5课时 电流做功与电功率 教学课件

(共15张PPT)
第5课时 电流做功与电功率
期末总复习
1．结合实例理解电功和电功率。知道电功和电功率单位，知道用电器的额定功率和实际功率。
2．理解电功、电功率与电流、电压（电功还涉及时间）之间关系，会运用电功和电功率公式进行简单计算，能解释生活中有关现象。
3．测量小灯泡的电功率。
4．通过实验，探究并了解焦耳定律，用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象。
学 习 目 标
核心知识梳理
1.电流做功
电能 利用 用电器消耗电能，把电能转化为其他形式能
单位 国际单位：焦耳、常用单位：千瓦时（度），换算关系： 1kW h=3.6×106J
电功 定义 电流所做的功
实质 电能转化为其他形式能过程中，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式能
公式 定义式：（普遍适用）、导出式：、（仅适用于纯电阻电路）
单位 国际单位：焦耳、常用单位：千瓦时（度）
测量 用电能表测量电功
实物图：
铭牌：
（1）“220 V” 表示这个电能表应该在 220 V的电路中使用
（2）“10（20）A”表示这个电能表的标定电流为 10 A，额定最大电流为20 A。
电能表工作时的电流不应超过额定最大电流。
（3）“600 revs/（kW·h）”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗 1 kW·h的电能，
电能表上的转盘转过 600 转。
（4）“50～”表示这个电能表在频率为50 Hz的交流电路中使用
读数：
（1）方法：电能表的计数器上前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。
（2）实际生活中，读数常常只读整数，不计小数
2.电流做功的快慢
电功率 定义 电流所做的功与所用时间之比
意义 反映用电器消耗电能快慢
单位 国际单位：瓦、常用单位：千瓦，换算关系：1kW=1000W
公式 定义式：、（普遍适用），导出式：、（仅适用于纯电阻电路）
额定功率 用电器在额定电压下工作时所消耗的功率
实际功率 用电器在实际电压下工作时所消耗的功率
灯泡的亮度变化
测小灯泡的电功率 原理：
电路图
实验方法
伏安法。
实验过程：
(1)根据实验要求画出电路图。
(2)根据电路图连接实物电路。
(3)将滑动变阻器移到阻值最大位置，检查电路无误后，闭合开关，进行实验。
(4)改变小灯泡两端电压，分别测出约为1.2倍额定电压和略低于额定电压时的电压值和电流值，根据每组数据，由公式算出电功率。
结论：用电器两端电压不同，电功率就不同，小灯泡两电压越高，实际功率越大，灯泡越亮。
注意：（1）连接电路时，开关应断开；（2）闭合开关前将滑动变阻器电阻值调到最大
3.科学探究：电流的热效应
焦耳定律 电流热效应 电流通过导体会发热的现象
实验探究 探究电流通过导体时产生的热量跟哪些因素有关
实验装置图
实验方法
控制变量法
转换法：根据温度计温度的变化来判断电流通过电阻丝时产生电热多少
步骤：
（1）在电流和电阻相同时，探究电热与通电时间的关系
（2）在电流和通电时间相同时，探究电热与电阻的关系
（3）在通电时间和电阻相同时，探究电热与电流的关系
结论：在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多；在电流和电阻相同时，通电时间越长，产生的热量越多；在通电时间和电阻相同时，电流越大，产生的热量越多。
说明：两瓶中煤油的初温相同，质量相同；煤油的比热容小，在相同条件下，升温快，便于观察；煤油是绝缘体，不导电
内容 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
表达式 （普遍适用） 导出式：（纯电阻电路）
应用与防护 利用电热：电炉子、电熨斗、电饭锅等；
防止危害：电视机后盖有散热孔、电脑用风扇散热
电热与电能关系
例1 （2020 贵州黔东南州中考）电能表是测量______的仪表。小红同学家中电能表月初和月底的读数如图所示，则这个月小红家里用了______度电。小红同学为了测一只正在工作的电饭锅的实际电功率，她关闭了家中其他所有电器，此时她家标有“3000r/（kW h）”字样的电能表每分钟转过30圈，则这只电饭锅工作时的实际功率为______W。
高频考点归纳
考点一 电功和电能表
解析：电能表是测量电功（消耗电能）的仪表；这个月家里用电1469.5kW h-1387.5kW h=82kW h=82度；“3000R/kW h”表示电路中每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转3000转。当转盘转动30转时，消耗的电能=30/3000kW h=0.01kW h，这只电饭锅工作时的实际功率 。
答案：电功（消耗电能） 82 600
考点二 电功率的计算
例2 （2020 浙江湖州中考）方方用图甲所示电路研究电功率和电流的关系，绘制了定值电阻R0、滑动变阻器R的功率与电流的关系图，如图乙。
甲　　　　　　　　　　　乙
（1）实线表示的是_____（选填“R”或“R0”）的功率与电流的关系。
（2）求R0的阻值。（写出计算过程）
（3）当电流表示数为0.5安时，求R消耗的功率。（写出计算过程）
解析：（1）研究电功率和电流的关系，通过调节变阻器R的滑片改变电路中电流，由P=I 2R知，在电阻一定时，电功率P与电流I是二次函数关系，R0＞0，所以图像开口向上，图乙中实线是定值电阻R0的功率与电流的关系，虚线表示滑动变阻器R的功率与电流关系。
答案：（1）R0 （2）由图乙中，0的功率与电流关系图像知，I=2A时，P0=32W，R0的阻值R0==8Ω；
（3）由电路图可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电流表测电路中电流，当滑动变阻器R连入阻值为0时，R0的简单电路，电路的电路中电流最大，由图像知此时的电流I=2A，由P=UI可得，
电源电压U=U0==16V，
当电路中电流I′=0.5A时，R0两端电压U0′=I′R0=0.5A×8Ω=4V，
此时R两端电压UR=U-U0′=16V-4V=12V，
R消耗的功率PR=URI′=12V×0.5A=6W。
考点三 测量小灯泡的电功率
例3 （2020 浙江金华中考）某班同学在实验室做“测定小灯泡额定电功率”的分组实验。
甲　　　　　　　　　乙
实验老师提供给各小组的实验器材如下：规格为“3.8V”的小灯泡、学生电源（电压恒为6V）、电流表（0～0.6A，0～3A）、电压表（0～3V，0～15V）、滑动变阻器（“20Ω 1A”）、开关各一只，导线若干。
（1）小金组按图甲正确连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表的示数为3.8伏时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为______瓦。
（2）小丽组同学发现，实验桌上的电压表0～15V的量程已损坏，其他器材完好。他们经讨论后认为，用该电压表0～3V的量程，通过改变电压表的连接位置也能测出小灯泡的额定功率。他们的实验操作步骤如下：
步骤一：按图甲电路先将电压表（0～3V）接在小灯泡两端，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3伏。断开开关，拆下电压表；
步骤二：保持滑动变阻器的滑片位置不变，再将该电压表接在____________两端；
步骤三：闭合开关，将滑动变阻器的滑片向______（填“左”或“右”）移动，直到电压表示数为______伏，读出此时电流表的示数，算出小灯泡的额定电功率。
（3）反思：实验原理相同的情况下，我们可以采用不同的实验途径来完成实验。
解析：（1）当电压表的示数为3.8伏时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.4A，则小灯泡的额定功率为P=UI=3.8V×0.4A=1.52W；（2）步骤二：根据串联电路电压的规律，当变阻器的电压为：6V-3.8V=2.2V＜3V，灯的电压为额定电压，故保持滑动变阻器的滑片位置不变，再将该电压表接在滑动变阻器的两端；步骤三：原来变阻器的电为6V-3V=3V，大于2.2V，故应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路的电阻，故闭合开关，将滑动变阻器的滑片向左移动，直到电压表示数为2.2V，读出此时电流表的示数，算出小灯泡的额定电功率。
答案：（1）1.52 （2）滑动变阻器 左 2.2
考点四 电功和电热的综合计算
例4 图甲是具有高温、低温两挡的电热饭盒，高温挡电功率为242W，简化电路如图乙所示，R1、R2均是发热电阻，且R2的阻值是R1的4倍。求
（1）R1和R2的阻值是多少？
（2）高温挡加热5min，不计热量损失，可以将1kg饭菜升高的温度是多少？[饭菜的比热容取3×103J/（kg ℃）]
（3）如果实际电压是200V，低温挡工作时的实际功率是多少？
甲 乙
解：（1）开关S接2时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，电路的总功率最大，电热饭盒处于高温挡，
由P=UI=可得，R1的阻值R1= =200Ω，
则R2的阻值R2=4R1=4×200Ω=800Ω；
（2）高温挡加热5min消耗的电能W=P高t=242W×5×60s=7.26×104J，不计热量损失，
则饭菜吸收的热量Q吸=W=7.26×104J，
由Q吸=cmt可得，
1kg饭菜升高的温度；
（3）如果实际电压是200V，低温挡工作时的实际功率
。
再见