word完整版浙教版九年级科学上册教师辅导讲义 电能电热器
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第3章能量的转化与守恒3.6-2电能——电器的电功率目录1.电器的电功率(1)电功率的意义:表示电流做功的快慢。
(2)电功率的定义:电流在单位时间内做的功,叫做电功率。
(3)电功率的定义式:WP UIt==。
(4)电功率的单位:瓦(或千瓦)。
1 W=1 J/s=1 V•A。
电功率是表示电流做功快慢的物理量,与电流做功的多少及做功所用时间有关。
单独使用节能灯时电能表的转盘转得慢;单独使用电暖器时电能表的转盘转得快。
节能灯与电暖器消耗电能的快慢不同,也就是说,电流做功的快慢不同。
电流做功的快慢用电功率描述。
(5)额定电压和额定功率额定电压:用电器正常工作时的电压(用电器上标明的电压值)就是额定电压。
额定功率:用电器在额定电压下正常工作时的功率(用电器上标明的功率)就是额定功率。
实际电压:用电器实际工作时的电压。
实际功率:用电器在实际电压下消耗的功率。
输入功率:用电器消耗的总电功率。
输出功率:电动机(或发电机)输出的有用功率。
用电器铭牌上标有的电压值叫作额定电压,标有的电功率值叫作额定功率。
额定电压是用电器正常工作时的电压,额定功率是用电器在额定电压下消耗的电功率。
每一个用电器都有确定且唯一的额定电压、额定功率。
【注意】 当U 实=U 额时,P 实=P 额,用电器能正常工作;当U 实<U 额时,P 实<P 额,用电器不能正常工作;当U 实>U 额时,P 实>P 额,用电器可能被烧坏。
2.灯泡的亮度与电功率的关系灯泡的实际电功率越大,灯泡越亮。
1.比较电功率大小的方法:(1)电流做功相同时,用时短的电功率大;(2)相同时间,电流做功多的电功率大。
科学上把电流在单位时间内做的功,叫作电功率。
如果用字母P表示电功率,W 表示电功,t 表示时间,那么:P =W t。
2.巧用电能表测算用电器的功率当某用电器的功率未知时,可以关掉其他用电器,单独使用这一个用电器,记录通电时间t 和电能表上的转盘转过的转数n ,然后求出电功率。
电功与电功率1:三峡水电站的年发电量在847亿千瓦时以上。
“千瓦时”是下列哪种科学量的单位? ( )A. 时间B.电荷量C.电功率2:将一个标有“ 36V 18W ”的灯泡接入电路中,测得通过灯泡的电流是 功率(填“大于”或“小于”)。
3: 1千瓦时的电能可供标有“ PZ220— 40 ”的灯泡正常工作A. 4.5 小时;B. 0.025 小时;C. 1小时;D. 25小时答案:1.D 2.大于 3.D 4.C 5.C二、知识梳理 知识点1:能量转化A .它的额定功率变为原来的一半; B. 通过它的电流强度变为原来的1 .-; 4C .它的实际功率变为原来的 1;D.它的实际功率变为原来的 -425: 一个灯泡标有“ 220V 40W'的字样, 当把它接到 110V 的电路上时,它的实际电功率是A. 40WB. 19.8WC. 10WD.无法确定4: 一盏电灯上标着“ 220V 100W',若将它接入110V 的电源的两端,下面说法中正确的是( D.电功0.4安,那么灯泡的实际功率_______ 额定用电器通过实现了电能与其他形式的能量间的转化,主要类型: 1.电能转化为内能的电器:电炉、电饭煲、电热水器、电烙铁等;2.电能转化为机械能的电器有:电动抽水机、电风扇、抽油烟机、电动车等。
4.电能的测量:⑴电能表:可以显示用电器工作时所消耗的电能,也就是电流所做的功1千瓦•时的含义:相当于功率为 1 kW 的用电器工作1h 所消耗的电能61 千瓦•时=1000W- 3600S=3.6*10 J 3.铭牌有关标识的意义:① “ 220伏、5 (20)安”表示这个电能表的额定电压是 220伏,额定电流为5安,允许通过的最大电流不能超过 20安。
② “600r/ kW ・h ” :电路每消耗 1kW ・h 的电能,电能表的转盘转600圈。
③ 计数方法:计数器上前后两次读数之差,就是这段时间内用户的用电度数。
讲义和练习浙教版科学九年级上学期第三章能量的转化和守恒3.6电能第一课时知识点一、电能的来源:发电站,如:火力发电站、水力发电站、核电站等将其他形式的能转化为电能。
二、电能的用途:在生活中应用非常广泛,现代生活的方方面面都离不开电,将电能转化为其他形式的能量为人们所用,如:灯泡将电能转化为光能、电风扇将电能转化为机械能、电热器将电能转化为内能等。
三、功是能量转化的度量,物体做了多少功,就有多少能量转化为其他形式的能。
当电能转化为其他形式的能的时候,其实是电流在做功(1)电功的定义:电流通过某段电路所做的功叫电功,用W表示(2)电功的单位:焦耳(J),常用单位:千瓦时(Kw·h)、度1度=1Kw·h= J普通手电筒每秒消耗的电能约为1J普通灯泡每秒消耗的电能约为15J—40J电风扇每秒消耗的电能约为100J(3)电功的实质:电流做功的过程就是电能转化为其他形式的能的过程。
电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能。
(4)电功的形式:电流通过各种用电器使其发光、发热、转动、发声等都是电流做功的表现。
例题1:完成下列单位换算(结果用科学计数法表示,小数点后保留1位有效数字):计算器的工作电流约为100μA=______A;闪电时云层间电压约为103KV=______V;照明灯泡工作时电阻约为1500Ω=______MΩ;家用空调正常工作1小时消耗的电能约为2Kw•h=______J.电功的计算1、公式:电流在某段电路上做的功,等于这段电路两端的电压、电路中的电流以及通电时间的乘积。
即W=U·I·tW—电功,单位是焦耳(J)U—电压,单位是伏特(v)I —电流,单位是安培(A)t —时间,单位是秒(s)2、电功计算的“同一性”说明:电路的同一性:电功、电压、电流、时间必须是同一段导体上的四个物理量,如电流通过某一小灯泡做功时,电压为该小灯泡两端的电压,电流为通过该小灯泡的电流,以及该小灯泡的通电时间。
学科教师辅导讲义学员编号:年级:初三课时数:3学员姓名:辅导科目:科学学科教师:授课主题 C〔电学根底复习1〕授课日期及时段教学内容一、专题检测1、如何判断电流表测量通过哪个用电器的电流方法一:看电流表与哪个用电器串联,那么就测通过那个用电器的电流〔如图2、图3).A1L1L2L1A A2AL2图2图3R1方法电流分析法:看哪些电流流过它,那么测通过哪个用电器的电流〔如4〕。
二:图A1R2A1测量通过的电流;R3A2测量通过的电流;图4A V22、如何判断电压表测哪局部电路两端的电压R1方法一:电压表与哪个用电器并联就测哪个用电器两端的电压〔如图5〕R2 L1L2图6 V1测V1两端的电压;V2图5测V2两端的电压.方法二:回路法——看电压表与哪个用电器构成一个回路,而且该回路上没有电源,那么电压表就测那个用电器两端的电压〔如图6〕.V测两端的电压.二、知识梳理1、电路的组成:电源、用电器、开关、导线。
电源:能持续提供电能〔维持正负极之间有一定的电压〕的装置。
给干〔蓄〕电池充电时:电能转化为化学能2、用电器短路:某用电器两端被导线直接相连,造成电流不经过该用电器而直接走短路的那条导线,这种情况有可能不会使电源短路,但有时也会使电源短路烧坏电源。
3、电路图与实物图:电路图:用电路元件符号表示电路元件实物连接的图。
连接电路时考前须知:①连接电路时,开关必须断开。
②从电源正极〔或者负极〕出发,按一定顺序连接各个器件,防止出现短路或者断路。
③连接线应顺时针绕在接线柱上,并旋紧螺母。
④电源的两极绝不允许以任何方式直接相连,以免造成电源短路,损坏电源。
4、电流和电流表电流强度——I〔简称电流〕用来表示电流的大小。
电流强度的国际主单位:安培——A常用单位:kA、mA、μA量程——分度值:0~——0~3A——5、电流表的使用方法:①电流表要串联到所测电路中,要和所测的用电器串联。
②电流要流进电流表的正接线柱,从负接线柱流出。
第3章能量的转化与守恒3.6-5电能——电热器目录 (1) (3) (4) (6) (9)1.电流的热效应(1)电流的热效应——电流通过各种导体时,会使导体的温度升高,这种现象叫做电流的热效应。
(2)电热器:利用电流的热效应制成的加热设备。
主要元件是发热体,是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘体上制成的。
从能量的转化来看,电流通过导体发热的过程实质是电能转化为内能的过程。
电热器的优点:清洁、无污染、热效率高,便于控制和调节等。
(2)影响电流的热效应的因素:电流、电阻和通电时间。
(3)电热的利用和防止:①电流的热效应的应用,如电烤箱、电热毯、电炉子、电灯等。
②电视机等长时间工作,会使后壳积聚较多的热量从而影响其寿命,所以需要散热。
【注意】判断某用电设备是不是电热器,一定要抓住其原理——电流的热效应。
如果某用电器不是利用电流的热效应工作的,即使它是通电后用来加热的设备,也不是电热器。
2.电热的计算(1)焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比,即:Q=I2Rt。
(2)电热计算:①Q=I2Rt (适合任何情况下的电热计算);②Q=UIt,Q=W=2UtR(当电能全部转化成内能时,电热等于电功,电热计算式与电功计算式相同,即在纯电阻电路中的电热计算也可以用这两个公式);③Q=Pt(式中P为电热功率,这个公式只在纯电阻电路中适用)。
【注意】只有当电能全部转化为热能时,电能等于热能,W=Q;当电能不能全部转化为热能时,W>Q。
3.焦耳定律的探究(3)“控制变量法”的运用①控制电流和电阻相同,改变通电时间,研究电热与通电时间的关系。
②控制通电时间和电阻不变,改变电流,研究电热与电流的关系。
③控制通电时间和电流不变,改变电阻,研究电热与电阻的关系。
(2)实验过程与分析依据①在两个相同的烧瓶中装满煤油,瓶塞上各插1根玻璃管,瓶中各放一根电阻丝,甲瓶中电阻丝的电阻比乙瓶中的大,通电后电流通过电阻丝产生的热量使煤油的温度升高,体积膨胀,煤油在玻璃管内上升,电流产生的热量越多,煤油上升得越高,观察煤油在玻璃管内上升的情况,就可以比较电流产生的热量的大小。
学科教师辅导讲义学员编号:学员姓名:年级:九年级辅导科目:科学课时数:3 学科教师:授课主题C〔专题名称〕电功与电功率综合计算授课日期及时段教学内容一、课前检测1.由电功率公式P=I 2R可知,导体中的电流一定时,导体的电功率P与导体的电阻R之间的关系图象是〔〕2.A B C D答案:C图甲是研究电流与电压关系的电路图.开关S闭合后.将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端,电流表和电压表的示数变化关系如图乙所示.实验时,电源电压3V保持不变,结合图象可知,当滑片P位于b端时,定值电阻R0的电功率是_______WP=UI=3V×.故答案为:.3.小华准备参加玩具赛车比赛,他运用如下列图的电路来挑选一只能量转化率较高的电动机。
〔图中是电动机,电流表,开关,电源串联成的一条通路〕设电池电源电压恒定不变,他先用手捏住电动机的转轴,使其不转动,闭合开关后,读出电流表读数为2A;然后放手,当电动机正常转动时,又读出电流表读数是,那么该玩具电动机正常转动时电能转化为机械能的效率为多少?解:设电源电压为U当电动机转轴不转时,电动机可认为是纯电阻电器,电动机的电阻就是U/2当电动机正常旋转后,电动机作功转化为机械能和内能两局部,总功率为P=UI=U×电动机发热功率为Q=I2×2×效率就是(0.6U-0.18U)/0.6U=70%小明家买了一台电烤箱,有低、中、高三个档位的发热功率,图是其内部简化电路图,开关S1可分别与触点a、b接触,且R1、R2均为发热电阻.那么当电烤箱处于低档位时,开关S1、S2的状态应该是〔〕A.开关S1置于触点b,S2断开B.开关S1置于触点b,S2闭合C.开关S1置于触点a,S2闭合D.开关S1置于触点a,S2断开答案:A二、题型突破1.电动机类型公式W=UIt是普遍适用的公式,而22适用在电能完全转化成热能的情况。
如果电路中还包含W=IRt,W=Ut/R有电动机、电解槽等用电器,这时电能除局部转化为热能外,还要转化为机械能、化学能等,这时电功只能用W=UIt22计算,而不能用W=IRt,W=Ut/R【知识点一、电动机的机械效率的物理意义】即所转化的机械能所占消耗的总电能之比,一般也用百分数表示。
学科教师辅导讲义学员编号:年级:初三课时数:3学员姓名:辅导科目:科学学科教师:授课主题 C (电能和电热器)~"授课日期及时段教学内容知识点1:能量转化用电器通过实现了电能与其他形式的能量间的转化,主要类型:1•电能转化为内能的电器:电炉、电饭煲、电热水器、电烙铁等;2•电能转化为机械能的电器有:电动抽水机、电风扇、抽油烟机、电动车等。
从能量的转化看,电流通过导体发热的过程实质上是电能转化为内能的过程。
知识点2:电流的热效应1•定义:电流通过各种导体时,会使导体的温度升高,这种现象叫做电流的热效应2•电流的热效应的利与弊:利(优点):无污染、热效率高、方便控制和调节温度弊(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,由于电流的热效应,会影响家电的使用性能和寿命防止措施:加装散热系统(如散热电扇)或为了更好散热而特别设计的结构(散热窗)3•电热器:电热器:用来加热的设备主要元件是发热体,由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘体上制成下图是常用的电热器:知识点3:焦耳定律1•定义:电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。
(它最先是由英国科学家焦耳发现的)2•公式:Q = l2Rt,根据欧姆定律可推导出:Q = l2Rt Q=U2 t /R (注意:仅适应于纯电阻电路)表明:电流的电功等于通过这段电路两端两端电压与通过这段电路的电流好通电时间的乘积3•探究过程:探究电热与哪些因素有关a提出问题:电流通过导体产生的热量与哪些因素有关呢?b、作出猜想:可结合生活经验,猜测:电流通过导体产生的热量与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关。
c、设计实验:注意控制变量法的使用(1)控制t、丨相同,研究热效应与电阻的关系(2)控制t、R相同,研究热效应与电流的关系(3)控制I、R相同,研究热效应与时间的关系d、进行实验:略e、获得结论:当电流和通电时间相等时,电阻越大,电流产生的热量越多;当电阻和通电时间相等时,电流越大,电流产生的热量就越多;当电流和电阻相等时,通电的时间越长,电流产生的热量就越多。
4•电热计算的方法思考:电吹风机和电熨斗通电时都会发热,哪种电器可以认为能将电能全部转化成内能?一一电熨斗①若电流所做的功全部转化为电热器的内能,即为纯电阻电路,则:W = Q 所以,Q= W = UIt = I2Rt= U2t/R,也可用:Q= W = Pt②若电流所做的功只有一部分转化为热能,则只可用焦耳定律Q= I2Rt来计算电热,用W = UIt来计算电功。
5•电热与内能的转化电热水器利用电能转化为水的内能,要注意的是存在转化效率,就是说并不是所有的电能都转化为水的内能,尤其是计算时要考虑到这一点,避免计算错误。
三、题型突破题型1 :能量转化题例1:家用电器中电能的转化,电能分别转化成什么形式的能?电视机:电能——光能、声能、内能电热毯:电能——内能电灯泡:电能——光能、内能变式训练1下列各种用电器中,将电能转化为内能的是()A、电视机B、电烤箱C、电梯D、电风扇答案:C题型2:电流热效率例1:用一个“220V 800V”的电加热器(俗名热得快”)来加热水.它是利用电流的_______________ 来工作的。
它是用电阻率________ (大或小),熔点______ (高或低)的合金丝绕在绝缘体上做成的。
答案:热效率大低变式训练1下列现象属于利用电流热效应的是()A. 利用排气扇通风换气B. 夏天家用电器长时间不使用,要通风驱潮C .电脑主机上按装小电风扇D .电脑显示器安装散热窗答案:B题型3:焦耳定律例1:如图所示为研究焦耳定律的实验装置.在两个相同的烧瓶中装满煤油,瓶中电阻丝的阻值关系为R甲〉R乙•闭合开关一段时间,观察到甲瓶中煤油的温度高于乙瓶•这表明:在相同时,越大,电流产生的热量越多•禾U用这些实验器材,请你再设计一个进一步探究焦|耳定律的实验.你准备探究什么问题?你将怎样进行探究?你预期会观察到什么现象?如果现象如你所设想,能得出什么结论?答案:①可用来探究电流产生的热量与电流的关系;②探究方法是:保持电阻和通电时间不变,调整滑动变阻器改变电流大小,看温度计示数大小与电流大小的关系;③预期观察到的现象:电流越大时煤油温度越高;④得出的结论是:电阻和通电时间一定时,电流越大,产生热量越多。
电热水器:电能内能变式训练1:日常生活中发生的火灾事故,大多是短路导致的。
小星同学猜想:通电导体发热多少可能与电流大小有关。
于是他和同学用完全相同的器材组成两个电路进行探究。
开关同时闭合后,调节滑动变阻器使两电路中电流不同,甲电路电流大于乙电路电流,如图甲、乙所示,实验中观察到A瓶中的煤油液面升得比B瓶高,说明了A瓶中煤油吸收的热量比B瓶______________ 。
实验表明:_______________________________________________________ 。
答案:①多;②电阻和通电时间一定时,电流越大,产生热量越多题型4:焦耳定律公式灵活运用例1 :两根电阻丝的阻值之比为2:3,通过它们的电流之比为3:2,则在相等的时间内,两个导体产生的热量之比为()A. 1 : 1B. 2 : 3C. 3 : 2D. 9 : 4答案:C变式训练1:有两只电阻R1与R2,已知R1=2R2第一次把它们串联在6伏特的电路中,第二次把它们并联在6伏特的电路上,两次连接中,电阻消耗的总功率之比P串:P并是()A. 9 : 2B. 2 : 9C. 1 : 1D. 4 : 5答案:D变式训练2: 2安培的电流通过一电阻器,在一定时间内产生一定的热量,如果电流增加到4安培,在相同的时间内产生的热量是前者的()A. 1/4 倍B. 1/2 倍C. 4 倍D. 2 倍答案:C题型5:电能与内能的转化例1 :下面是HG2003家用蒸汽电熨斗示意图和铭牌。
使用时水箱中的水滴入被加热的底板迅速汽化产生向下的蒸汽。
(3)量。
当底板温度降到190C时,温控开关自动闭合,当加热到1 某师傅在用此熨斗烫干衣服时,用了19N向下的力压熨斗,在此过程中,衣服受到的压强是多大?(g= 10牛/千克)2 用熨斗汽烫时先预热,使铁制底板的温度从20C升高到220C,温控开关自动断开。
已知底板的质量为1kg ,220C时又断开,如此反复。
若蒸汽电熨斗大体按下图所示程序工作,10min烫一件衣服共消耗多少电能?: 血憩停一如為) 件-加誇一J停j- 15a ------------- 」5S 1S& --- 」5S 卜-・・[苗亦SS-C乙>分析:1•计算衣服受到的压强压强,已知受力面积和压力,禾U用压强的计算公式P=F/S2•计算蒸汽电熨斗预热时底板吸收的热量Q,已知初温和末温、比热容、底板的质量,用Q=cm △ t计算3•要计算消耗的电能,已知电熨斗的额定功率、通电时间,利用电功的计算公式W=pt计算解:1) m=1.3kg F=19N S=160cm2=1.6< 10-2m2 电熨斗熨烫衣服的力为F i=G+F=mg+F=1.3kg x iON/kg+19N=32N ;则衣服受到的压强P=F i/S=32N/1.6 W2m2=2000Pa2) m i=1kg , c=0.46 103J/ (kg?C)贝U Q 吸=cm1 (t-t o) =0.46 103J/ (kg?C) X1kg x(220C -20C) =9.2 为04J.3) 由于P=1000W, t=600S 15S心5+5)S=450S , W=Pt=1000WX 450S=4.5 105J变式训练1:电热水壶由于使用方便、高效,已成为家庭常用的电器之一。
下面是某电热水壶的铭牌。
要将IL 20 C的水烧开(在标准大气压下),此电热水壶需正常工作3min 20s的时间。
则:(1 )水吸收的热量是多少?(2)电热水壶消耗多少电能?(3)电热水壶的热效率是多少?题型6:电热器档位计算题例1 :生活在高原的人们常用高压锅煮食物,这是由于高原地区的大气压较低。
以下是电压力锅和它的工作电路图,R1为工作时的加热电阻,标有额定功率为800W。
R2为保温保压电阻,且R2= 2R1, S1为压力开关,当压强达到设定值时S1会自动断开,S2为限时开关,可以设定加热时间。
求:(1)正常工作时,R1阻值多大?(2)若用此电压力锅煮骨头汤,S2限时60分钟。
S1、S2同时闭合,工作30分钟后,S1达到限压值断开,S1闭合至限时结束,此过程中共消耗多少电能?分析:1.根据高压锅的额定功率P=800W和额定电压U=220V,利用P= U2/R得R= U2/P,求出R2•根据R2=2R1,求出R2正常工作时的功率P2,再根据电压力锅煮骨头汤,过程中共消耗电能为W1+W2W l=P l t l, W2 = P2t2,即可求出此过程中共消耗多少电能解:(1)由公式P= U3 4/R得R = U5/P1= ( 220V) 2/800W=60.5?(2) R2=2R I=2 00.50=121 Q, P2= U2/R= (220V) 2/121?=400WW i=P i t i=800WX 1800s=1.44 W6J, W2=P2t2=400WX 3600s=1.44 W6J,W=W1+W2=1.44 X06J+1.44 106J=2.88 106J变式训练1:如图,是一个电热毯电路原理图•是R0是电热毯中的电阻丝,R是与电热毯电阻丝串联的电阻,电热毯上标有“ 220V 100W字样,S是控制电热毯处于加热状态或保温状态的开关.(1) 用学过的公式推理说明开关S断开时,电热毯是处于加热状态还是保温状态?(2) 若要求在保温时电流通过电阻丝R0每分钟有60J的电能转化为内能,电阻R的阻值应是多大?解:(1)电热毯处于保温状态.如图所示开关S断开时,R0与R串联,P=U2/R+R0 S闭合时,R被短路,此时P=U2/R0,所以闭合时功率比断开时大,相同时间内,闭合时产生的热量多,所以S断开时,电热毯处于保温状态. (2)根据“220V 100V”可得:R=U2/P= (220V) 2/100W=484?因为R0每分钟有60J的电能转化为内能,根据公式Q=l2Rt 得l2=Q/Rt=60J/484? 00s I=1/22A 所以R0 上的电压为U0=I?R=1/22A X 484?=22V所以R上分到的电压为3=220V-22V=198V R的电阻为R=198v/1/22A=4356 Q题型7:电动机问题例1.如图所示的电动机是一种使用广泛的动力机械,从能量转化的角度看.它主要是把电能转化为机械能,还有一部分能量在线圈中以热量的形式散失掉。