第三讲 电功9份
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专题9 电功和电功率的计算电功和电功率的计算是各省市中考必考的知识点,有关电功率的计算,要求对电压表、电流表、变阻器、用电器的连接和使用准确掌握,对欧姆定律、串并联电路电流电压规律、电功和电功率的公式能熟练掌握,并能灵活变形、推理,综合性很强。
一、电功的计算公式:(1)与电能表有关的电功(能)的计算公式:①长时间消耗的电能:W=W2-W1(W1、W2是电能表在不同时间时的电能表计算器的示数)②短时间内电能表转过n转:nWN=(N是电能表标的Nr/kW·h或Nimp/kW·h)例题1、(2021广西贵港)如图所示的电能表的读数是______kW·h;若该电能表的表盘转了360转,则此时的用电器消耗了______kW·h的电能。
【答案】201.8 0.6。
【解析】电能表的读数是201.8kW·h,若该电能表的表盘转了360转,则此时用电器消耗的电能360r=0.6kW h600r/kW hnWN==⋅⋅。
【点拨】电能表读数时,计算器上最后一位是小数点后的数值,单位是kW·h;对点练:小明家电能表本月初的示数为821.6kW•h,本月底的示数如图所示,小明家本月消耗的电能为______kW•h,如果按0.5元/(kW•h)的电价计费。
本月应付电费______元。
【答案】130 65。
【解析】月初时已消耗的电能W1=821.6kW•h,本月底消耗电能为W2=951.6kW•h,则这个月考点透视迷津点拨与点对点讲消耗的电能 W=W1﹣W2=951.6kW•h﹣821.6kW•h=130kW•h,电费的单价为0.5元/(kW•h),应交电费为130kW•h×0.5元/(kW•h)=65元。
(2)电功大小的影响式——电流做功的多少跟电流的大小、电压的高低、通电时间的长短都有关系,加在用电器上的电压越高、通过的电流越大、通电时间越长,电流做功越多,即:W=UIt。
物理九年级第九章《电功和电功率》单元备课物理九年级第九章《电功和电功率》单元备课王⽟斌 2011年5⽉5⽇知识准备:在知识上,学⽣已学过欧姆定律,对电路的串联、并联、开路、短路、短接等能正确地分析,对电压表、电流表、变阻器、⽤电器的连接和使⽤能准确掌握,并深⼊了解串、并联电路的规律。
在⽅法上,学⽣在经过⼤半年的物理学习,已初步具备较强的观察能⼒、运⽤物理语⾔的表达能⼒,掌握了⼀定的物理概念学习的思维⽅法及进⾏实验探究的能⼒和⽅法。
单元⽬标:1、知道电功的概念,会⽤电能表测量电功2、知道电功率的概念,理解⽤电器的额定电压和额定功率,能计算电功和电功率的有关问题,会测量⼩灯泡的电功率。
3、理解焦⽿定律,知道电热器的原理和应⽤4、知道电功率和电路中电流的关系,掌握⽣活⽤电的常识知识结构:本章是初中物理的重点章之⼀,讲述了两个重要的电学概念即电功和电功率,⼀个重要的电学定律即焦⽿定律,这些知识不仅是进⼀步学习电学的基础,⽽且在⽣产和⽣活实际中也有⼴泛的应⽤。
本单元以电功概念作为中⼼,从概念的建⽴到运⽤都很重要也是学习电功率、焦⽿定律等知识的基础,学习过程中要综合运⽤前⾯的欧姆定律、串并联知识,尽量多的贴近⽣活实际进⾏教学。
教学策略:让学⽣联系实际,深刻理解物理概念,灵活利⽤公式解决物理问题是学好本单元知识的关键。
1. 联系⽣活实际,让学⽣认识⽣活中的物理,从⽣活⾛向物理。
如:从⽣活实际中⽤电耗能的差异性──不同⽤电器消耗电能的快慢不同⼊⼿,引导学⽣观察电能表的转动快慢不同,提出电能消耗快慢的度量问题,引⼊电功率的概念;通过学习电能的计算,认识节能的不同⽅法,可以采⽤功率⼩的⽤电器,也可控制⽤电时间,体验科学问题与技术和社会的联系,从物理⾛向社会。
2. 注重概念的理解和概念间的关系。
如电功与电能、电功与电功率、电功与电热等概念间有什么区别于联系。
3. 在应⽤公式时注重公式的选择及条件的适⽤。
如W=UIt是计算电功普遍适应的公式,⽽W=U2/Rt,W=I2Rt只适⽤于纯电阻电路。
第1页 共5页 第五节电功和电功率 教学设计 教学设计思路 本节课从电场力移送电荷做功来讲述电功和电功率的概念,并初步阐述了能的转化和守恒思想,同时明确了电功率和热功率的区别和联系。
教师复习提问,引入电功,启发学生分析推导电功、电功率公式,指导学生观察实验现象,总结规律、比较额定功率与实际功率、电功与电热的区别和联系
教学目标 知识目标 1.描述电功、电功率的概念,公式的物理意义。 2.阐明实际功率和额定功率。 3.解释电功和电热的关系。
4.比较公式 ( )和 ( )的适用条件。 5.区别非纯电阻电路中电能与其他形式能转化关系,电功大于电热。 6.运用能量转化与守恒的观点解决简单的含电动机的非纯电阻电路问题。 能力目标 通过灯泡,电吹常用电器的介绍,体验理论联系实际的作用。 通过电功率的实验的演示有一定的观察能力和实验能力。 情感目标 感受物理学家钻研表现出来的人格美。 重点、难点分析 1.教学重点在于区别并掌握电功和电热的计算。 2.难点主要在学生对电路中的能量转化关系缺乏感性认识,接受起来比较困难。 教学媒体 幻灯片,幻灯机 课时 1课时 教学方法 实验法、讲授法 第2页 共5页
主要教学过程 (-)提出问题,引入新课 1.通过前面的学习,可知导体内自由电荷在电场力作用下发生定向移动,电场力对定向移动的电荷做功吗?(做功,而且做正功)
2.电场力做功将引起能量的转化,电能转化为其他形式能,举出一些大家熟悉的例子。 电能→机械能,如电动机。 电能→内能,如电热器。 电能→化学能,如电解槽。 本节课将重点研究电路中的能量问题。 (二)教学过程设计 1.电功 (1)定义:电路中电场力对走向移动的电荷所做的功,简称电功,通常也说成是电流的功。
(2)实质:能量的转化与守恒定律在电路中的体现。 电能通过电流做功转化为其他形式能。
上一章里学过电场力对电荷的功,若电荷 在电场力作用下从A搬至B,AB两点间电势差为 ,则电场力做功 。 对于一段导体而言,两端电势差为 ,把电荷 从一端搬至另一端,电场力的功 ,
2 1 3 8 2 上月底示数 2 1 7 8 2 本月底示数
第三讲 电能与电功 知识要点 写出下列器件工作时的能量转化: (1)用电照明时,把______能转变为______能;(2)使用电取暖时把______能转变为_______能;(3)电梯运行时,把______能转变为_______能;(4)电镀物品时把________能转变为_______能。 1.电功的概念 ⑴力学中做功的两个必要要素是____________,功的单位是_______。
⑵电流做的功叫电功,符号W,电流做功的过程实际上就是电能转化成 过程。 ⑶电流通过用电器时,电流会做功,能量转化的情况是: 电风扇工作时____________________;电饭煲烧饭时__________________;电灯发光时____________________________;给蓄电池充电时_____________________;电冰箱工作时_________________;电解水时_________________。 总结:电流做功的过程就是电能转化成_________能的过程,且W=△E电=△E其它。 2.电功的测量与单位 ①同学各家每月交纳的电费?②供电部门根据什么来计算电费的多少? ③电表测量的是什么物理量? (1)电功用 来测量。 (2)电能在国际单位制中的单位:焦耳(J) 电能的计量单位:千瓦时(kW·h)俗称“度” 1kW·h = J (3).技术参数: 电压220V:电能表的额定电压(正常工作电压) 电流规格5A(10A): 5A — 电能表持续工作时允许通过的最大电流 10A — 允许在短时间内通过电能表的最大电流 老式电表的参数R/(kW·h): 表示用电1kW·h电能表转盘转动的圈数 2500r/(kW·h)——用电1千瓦时电能表转盘转动2500圈 【拓展】电子式单相电能表的参数imp/(kW·h): 表示用电1kW·h耗电指示灯闪烁的次数
6400imp/(kW·h)—用电1kW·h指示灯闪烁6400次 (3).读数方法: (注意点: ) 同步训练一 1.电能表是用来测量 的仪表。小明家的电能表上的一些技术参数如右表,由表可知:小明家的电能表的额定电压是 ;持续工作的最大电流是 ;允许在短时间内通过的最大电流是 ;电表的转盘第转一圏,接其后面的用电器消耗的电能是 J。 2.电能表上的计量单位称作 , 1KWh= J。 3.小明家电能表上月底的示数和本月底的示数如图所示。 则本月消耗的电能为 度,若每度电的价格是 0.52元,则小明家本月应交电费 元。
图1 3.电功的大小 (1).实质:电能转化为其它形式的能量 ①电流做功的大小可能与哪些因素有关? ②我们如何知道电流做功的情况? 理解:白炽灯泡使用时,是将电能转化为内能和光能。在相同时间内电流做的功越多,电灯消耗的电能就越多,电灯产生的内能和光能也就越多,电灯就比较亮。因此根据电灯的亮暗程度就可以比较相同时间内电流做功的多少。 结论:用电器两端的电压越大,通过用电器的电流越大,通电时间越长,电流经过用电器所做的功就越多。 (2).公式:W= 电流做功的大小等于(文字描述): 。 ①适用范围:普遍适用 ②注意:公式中的各物理量是对应于同一个导体(或同一段电路)的物理量。 (3).单位:焦耳(J) 1J = 1V·A·s
4、焦耳定律——电热
(1)内容:电流通过导体产生的热量,跟电流强度的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电的时间成正比。 (2)公式:Q。它适用于任何用电器热量的计算。
(3)纯电阻:Q=W=UIt=I2Rt2UtR 非纯电阻:W>Q 在仅有电流热效应存在的电路中,电能全部转化成了内能,而没有转化为其他形式的能,这时电流产生的热量等于电流所做的功。再根据W和U=IR可推导得出Q=I2Rt。焦耳定律的公式也可以表述为,用它解决某些问题比较方便,但必须注意它适用于只存在电流热效应的电路中。
例题剖析 (1)有两个电阻,R1=5Ω,R2=10Ω,将它们串联接在电源电压为6V的电路中,求1min中内电流通过各个电阻所做的功和整个电路的总功。 (2) 有两个电阻,R1=5Ω,R2=10Ω,将它们并联接在电源电压为6V的电路中,求1min中内电流通过各个电阻所做的功和整个电路的总功。
解决了这两个问题后,我们能得到什么启示? 电路中电流做的总功等于电流经过各用电器所做的功之和 W = W1+W2 【课堂练习】. 一、选择题(每题5分,共35分) 1.如图,对于电能表面板上的一些参数的理解,下列说法错误的是 ( ) A.此时电能表的读数为l20.7度 B.“220V”是指这个电能表应该在220伏的电路中使用 c.“10(20)A”是指这个电能表使用时正常工作电流为l0安或20安 D.“600r/kW·h”是指用电器每消耗1千瓦时的电能,电能表的转盘转过600转 2.晶晶的爸爸从国外带回来一个电饭锅.电饭锅上标着“110V 1000W”.则该电饭锅正常工作1min,消耗的电能是 ( ) A.6×104J B.1.1×105J C.6.6×106J D.545.4J 3.小明仔细观察家中的电视机、电风扇、白炽灯和节能灯,发现它们上面都标有“220V 40W”的字样,若它们都在额定电压下工作相同的时间,则产生热量最多的是 ( ) A.白炽灯 8.节能灯 C.电风扇 D.电视机 4.如图所示电路,电阻R1=10Ω,闭合开关S,电流表A的示数为0.3A,电流表A2的示数为0.5A.下列说法正确的是 ( ) A.通过电阻R2的电流为0.5A B.电阻R2的阻值为15Ω C.电源电压为4.5V D.电阻R1消耗的电功率为3W 5.小明利用电能表测某家用电器的电功率.当电路中只有这个用电器工作时,测得在15min内,消耗电能0.2KWh,这个用电器可能是 ( ) A.电饭煲 B.电冰箱 C.电视机 D.收音机 6.如图所示电路中,A、B、C三烧瓶中分别装有等质量的水或煤油,瓶内电阻丝电阻的大小关系为RA>RB=RC。,瓶中均插有同型号的温度计.则下列说法中正确的是 ( ] A.闭合S3,断开S1、S2,可用于探究电热与电阻的关系 B.闭合S3,断开S1、S2,可用于比较不同液体的比热容 C.闭合S1、S2,断开S3,可用于探究电功与电流的关系 D.闭合S2,断开S1、S3,可用于探究电热与电阻的关系
二、填空题(每空l.5分,共21分) 7.如图7是一顶太阳能风扇凉帽,凉帽的顶部装有一个太阳能电池板,帽沿装有一个小型电风扇。电池板在太阳光的照射下,将____能转化为电能,驱动电风扇工作。电风扇工作时的电压为1.2V,电流为50mA,若电风扇正常工作了l小时,电流做功为___焦。 8.小吴同学自制了一个简易的“电热驱蚊器”,它是利用了电流的_______效应工作的,发热元件是一个阻值为1.0×104Ω的电阻.当发热元件两端的电压为220V时,流过该元件的电流为__________mA;通电100S产生的热量为______________J.
图7 9.如图是某电热器的电路示意图 (1)正常情况下,零线和地线之间的电压为____________V. (2)如果R1=R2=60.5Q,则电热器在旋钮开关接静触点“0”和“1”时的电功率分别为___________W和___________W,接静触点“2”时通电1min产生的热量是________J. (3)小明想在电路中加一个“倾倒开关”,使电热器被碰倒时能自动断开电路,以免引起火灾.该开关最好应安装在示意图中A、B、C、D、E中的____________点处. 10.将光敏电阻B和定值电阻R。电流表、电压表连成电路接在9V的电源上,光敏电阻阻值随光强变化关系如下表:(“光强”表示光强弱程度的物理量符号为E,单位坎德(cd)) 若电流表的示数增大,表明光强在__________,电压表的示数将__________.(“增大”、“减小”或“不变”).分析表中数据可知光强E=1.5cd时,光敏电阻的阻值R=______Ω,此时电流表的示数为0.5A,则通电l分钟R。上产生的热量为_______J.
11.灯泡L的额定电压为6V,小明通过实验测得其电流随电压变化的曲线如图.由图可知,当小灯泡L正常发光时,通过其灯丝的电流是______A;通过调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压为3V,则此时小灯泡L消耗的实际功率为_________W. 12.电子式电能表表盘上标有“3000imp/(kW·h)”字样,将某用电器单独接在该表上工作20min,电能表指示灯闪烁了300次.该用电器在上述时间内消耗的电能为—————kW·h,它的电功率是_______________W.
13.小华家电能表4月底的示数为 5月底示数为 则小华家5月份消耗的电能____kW.h,应付电费____元(按每度电均价0.5元计算). 14.某导体的电阻是2Ω.当通过lA电流时.导体的功率是______W,通电lmin时.导体上产生的热量是___________J. 15.某研究性学习小组对能量转化现象进行了研究,他们利用铁丝、镍铬丝、灵敏电流计等器材组成一个闭合电路,如图所示,A点为铁丝和镍铬绞合在一起组成的加热点.用打火机给A点加热时,观察到灵敏电流计的指针发生了明显偏转,这一实验现象说明了__________能可以转化成_______________能.
三、作图与实验(共23分) 16. 下面是小宇同学在实验室中研究电流产生的热量和哪些因素有关的实验过程记录,有不完整的地方,请你帮他填写完整。 课题:研究电流产生的热量与哪些因素有关装置及原理: 我们组的同学组装了如图所示的实验装置,在两个相同的烧瓶中装满煤油,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热量使煤矿油的
光强E/cd 1 2^ 3 4 5 6 光敏电阻R/11 18 9 6 4.5 3.6 3
2 0 9 8 5 2 1 3 8 2