2020年 九年級物理上冊 滬粵版 15.3-15.4 實際功率、額定功率與焦耳定律復(fù)習(xí)學(xué)案

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1、額定功率、實際功率與焦耳定律 知識點一：實際功率與額定功率 一、額定電壓 額定功率 1、額定功率和實際功率及相關(guān)物理量 定義 說明 額定電壓 用電器正常工作時的電壓 用電器上標(biāo)明的電壓值就是額定電壓，常用U額表示 額定電流 用電器正常工作時的電流 用電器上標(biāo)明的電流值就是額定電流，常用I額表示 額定功率 用電器在額定電壓小工作時的電功率 用電器上標(biāo)明的功率值就是額定功率，常用P額表示 實際電壓 用電器實際工作時的電壓 可能與額定電壓相等，也可能不相等，常用U實表示 實際功率 用電器在實際電壓下工作時的電功率 可能與額定功率相等，也可能不相等，常用P實

2、表示 說明：使用用電器時一定要注意它的額定電壓，只有在額定電壓下用電器才能正常工作。 標(biāo)有“PZ 220V 60W”的燈泡，其中“PZ”表示普通照明的意思，“220V 60W”表示該燈泡的額定電壓時220V，額定功率是60W。 物理量 區(qū)別 與聯(lián)系 額定功率 實際功率 區(qū)別 概念 用電器在額定電壓下工作時的電功率 用電器在實際電壓下工作時的電功率 是否 變化 是確定的、唯一的，不隨實際工作電壓的改變而改變 是不確定的，隨用電器兩端所加電壓的改變而改變 聯(lián)系 當(dāng)用電器兩端的實際電壓等于額定電壓時，用電器的實際

3、功率等于額定功率 2、額定功率與實際功率的區(qū)別與聯(lián)系 注意：燈泡的亮度取決于燈泡的實際功率。實際功率越大，燈泡越亮。 3、用電器實際功率的計算思路 思路1： 思路2： 二、測量小燈泡的電功率 伏安法測量小燈泡的電功率 1、實驗?zāi)康模簩W(xué)習(xí)用電壓表和電流表測量小燈泡的額定功率和實際功率，并加以比較 2、實驗原理：要測量小燈泡的電功率，根據(jù)電功率公式，可以用電壓表測出小燈泡兩端的電壓，用電流表測出通過小燈泡的電流。 3、分析與論證 （1）分析表格中的實驗數(shù)據(jù)后，發(fā)現(xiàn)小燈泡兩端的實際電壓越高，

4、小燈泡的電功率越大，燈泡發(fā)光越亮。（2）小燈泡的亮度直接由它的實際功率決定。（3）小燈泡兩端的實際電壓只有在不高于額定電壓時，才處于安全使用狀態(tài)。（4）小燈泡的實際功率有多個，額定功率只有一個。 4、實驗結(jié)論 （1）當(dāng)實際電壓等于額定電壓時，小燈泡的實際功率等于額定功率，小燈泡正常發(fā)光。 （2）當(dāng)實際電壓低于額定電壓時，小燈泡的實際功率小于額定功率，小燈泡發(fā)光較暗。 （3）當(dāng)實際電壓高于額定電壓時，小燈泡的實際功率大于額定功率，小燈泡發(fā)光較亮。 用電能表測量用電器的電功率 1、測量原理：用電能表測出用電器在某段時間內(nèi)消耗的電能，利用停表測出消耗這些電能所用的時間，然后利用公

5、式進(jìn)行計算。 2、測量方法 （1）記下電能表每消耗1kWh電能時，電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)數(shù)N。 （2） 關(guān)閉其他用電器，只讓待測用電器工作。 （3）用手表或停表測量待測用電器工作時電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過n轉(zhuǎn)所用的時間t。 （4）計算待測用電器的實際功率。電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)n轉(zhuǎn)所消耗電能為。 則用電器的實際功率為。 例1、將標(biāo)有“2.5V0.3A”字樣的燈泡甲和“3.8V0.3A”字樣的燈泡乙，分別串聯(lián)和并聯(lián)后，接在電壓為2.5V的電源兩端，不考慮溫度對電阻的影響，下列說法中正確的是（　?。? A. 串聯(lián)時，兩燈都能正常發(fā)光 B. 串聯(lián)時，甲燈比乙燈更亮 C

6、. 并聯(lián)時，通過兩燈的電流相等 D. 并聯(lián)時，甲燈的實際功率比乙燈的實際功率大 例2、在“測量小燈泡額定功率”實驗中，小燈泡的額定電壓U額=2.5V。 （1）圖甲是小明測量小燈泡額定功率的實物電路圖，圖中有一根線連接錯誤，請在這根線上打“”，并在圖中改正。 （2）閉合開關(guān)前，滑片P應(yīng)位于______（選填“A”或“B”端）。 （3）閉合開關(guān)，移動滑片P直到電壓表表示數(shù)為2.5V，此時電流表示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為______W。 （4）小華設(shè)計了如圖丙所示的電路也完成了該實驗，請完成下列填空（電源電壓不變，

7、R1和R2為滑動變阻器，R2的最大電阻為R0）。 ①只閉合開關(guān)___，調(diào)節(jié)R2，使電壓表的示數(shù)為2.5V； ②只閉合開關(guān)______，調(diào)節(jié)______，使電壓表的示數(shù)仍為2.5V； ③接著將R2的滑片P調(diào)至最左端，記下電壓表的示數(shù)U1；再將R2的滑片P調(diào)至最右端，記下電壓表的示數(shù)為U2。則小燈泡額定功率的表達(dá)式P額=（用U額、R0、U1、U2表示）。 例3、如圖甲所示,電源電壓U=10V,R1為定值電阻，阻值為20Ω，R為滑動變阻器，R的最大阻值為50Ω，小燈泡上標(biāo)有“6V3W”字樣，小燈泡的U?I關(guān)系如圖乙所示。求： (1)小燈泡正常工作時通過燈絲的電流。 (

8、2) S閉合,S1、S2都斷開時，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片使小燈泡 兩端的電壓為4V時，滑動變阻器接入電路的阻值。 （3）S、S1、S2都閉合時，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片到何處時，整個電路消耗的總功率最小，這個最小功率是多少? 例4、現(xiàn)有兩個燈泡L1、L2，分別標(biāo)有“10V10W”和“9V5.4W”的字樣。當(dāng)將它們串聯(lián)使用時，電路兩端允許加的最大電壓是___V；當(dāng)將他們并聯(lián)使用時，干路允許通過的最大電流是___A，電路消耗的最大功率是___W. 知識點二：焦耳定律 一、焦耳定律 1、內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，

9、跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時間成 比。這個規(guī)律叫做焦耳定律。 2、電熱器：利用電流的熱效應(yīng)來工作的設(shè)備叫電熱器，所有電熱器都是把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的裝置 如：電烙鐵、電熨斗、電爐子、電飯鍋、電暖氣、電烤箱、電熱水器等。 3、公式：；在國際單位制中，熱量Q的單位是焦耳，符號“J”。 4、電流通過導(dǎo)體時，如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而沒有轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，那么，電流產(chǎn)生的 熱量Q就等于消耗的電能（或電功）W，即。 （1）該定律適合于任何用電器產(chǎn)生的熱量計算。對于純電阻電路也可用：，，進(jìn)行計算。（2）在非純電阻電路中，電流做功，只有一部分電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，所以消耗的電能大于電熱，

10、即W＞Q，例如：電流通過電動機，一少部分電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，還有一大部分轉(zhuǎn)化成機械能，此時。在非純電阻電路中，計算消耗的電能（電功）只能用，計算電熱只能用。 例5、某電熱器有兩根電阻絲，只給一根通電，煮沸一壺水用的時間為t1；只給另一根通電，煮沸同樣一壺水用的時間為t2。若兩根電阻絲并聯(lián)接到原來的電源上，煮沸同樣一壺水需用的時間為t，則（ ） A.t=t1+t2 B.= C.t＞t1 D.t＞t2 例6、如上圖所示電路中,電源電壓恒為6V,R1=30Ω,只閉合開關(guān)S時,電流表示數(shù)為___A;同時閉合開關(guān)S、S1,電流表示數(shù)為0.5A,則通電1分鐘電阻R

11、2產(chǎn)生的熱量為___J. 例7、如圖是某家用電熱水器的簡化電路圖,溫控開關(guān)S可根據(jù)水溫自動切換加熱和保溫兩種狀態(tài),R1、R2是發(fā)熱電阻,熱水器主要參數(shù)如表。[水的比熱容為4.2103J/(kg?℃)] 額定電壓 220V 容積 30L 加熱功率 2000W 保溫功率 800W (1)開關(guān)S跳至___觸點位置時，熱水器進(jìn)入保溫狀態(tài)。 (2)R2的阻值為多大? (3)水箱中裝滿初溫為25℃的水，加熱使溫度升高到55℃，水需要吸收多少熱量? (4)在上述加熱狀態(tài)下，熱水器正常工作35min需消耗多少電能?加熱效率是多少? 例8、如圖所示,定值電阻R0=10Ω,滑動變阻器R的最大阻值為20Ω,燈泡L上標(biāo)有“3V0.6W”的字樣。只閉合開關(guān)S、S1，并把R的滑片移到最右端，電流表的示數(shù)為0.1A. (1)電源電壓為多少? (2)若三個開關(guān)都閉合，R的滑片移到最左端，此時電路的總功率為多少?