新人教版九年級(jí)物理第18章電功率知識(shí)點(diǎn)全面總結(jié).doc

18電功率第1節(jié)電能電功一、電能1、我們使用的電能是有其他形式的能轉(zhuǎn)化而來的，電源是提供電能的裝置。2、用電器時(shí)消耗電能的裝置，用電器消耗電能的過程，就是把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程，消耗了多少電能就得到了多少其他形式的能。3、電能的單位（1）國(guó)際單位：焦耳，簡(jiǎn)稱焦，用符號(hào)J表示。（2）常用單位：千瓦時(shí)，用符號(hào)kWh表示，俗稱度。（3）換算關(guān)系：1kWh=1103W3600s=3.6106J。二、電能的計(jì)量1、電能的計(jì)量工具電能表，也叫電度表，是計(jì)量用電器在一段時(shí)間內(nèi)消耗電能多少的儀表。2、電能表的讀數(shù)電能表計(jì)數(shù)器上顯示著數(shù)字，計(jì)數(shù)器前后兩次示數(shù)之差就是這段時(shí)間內(nèi)用電的度數(shù)（消耗電能的多少），單位是kWh（度）。注意電能表計(jì)數(shù)器中最后一位數(shù)字是小數(shù)（十分位）。3、電能表上所標(biāo)參數(shù)的含義（1）“220V”這個(gè)電能表應(yīng)該在220V的電路中使用。（2）“10（20）A”這個(gè)電能表的標(biāo)定電流為10A，額定最大電流為20A。電能表工作時(shí)的電流不能超過額定最大電流。（3）“50Hz”這個(gè)電能表在頻率為50Hz的交流電路中使用。（4）“3000revs/（kWh）”接在這個(gè)電能表上的用電器，每消耗1kWh的電能，電能表上的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過3000轉(zhuǎn)。4、1kWh的作用：洗衣機(jī)工作約2.7h；電腦工作約5h；電車行駛0.85km；灌溉農(nóng)田330m2。三、電功1、電功概念（1）定義：當(dāng)電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能時(shí)，我們說電流做了功，簡(jiǎn)稱電功。電功用“W”表示。（2）實(shí)質(zhì)：電流做功的過程就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程。所以說用電器消耗了多少電能和電流做了多少功，兩種說法是一樣的。電流做了多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，就消耗了多少電能。2、電流做功多少的影響因素：跟電壓的高低、電流的大小、通電時(shí)間的長(zhǎng)短都有關(guān)。3、電功的計(jì)算（1）電功的公式：（2）電功的變形公式：（兩推導(dǎo)公式只適用于純電阻電路）。說明：純電阻電路是指消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的電路。如電熨斗、電水壺、電飯鍋等。但含有電動(dòng)機(jī)的電路（如電風(fēng)扇）不是純電阻電路，計(jì)算電功時(shí)只能用。4、串并聯(lián)電驢中電功特點(diǎn)及分配關(guān)系特點(diǎn)：串并聯(lián)電路中電流做的總功等于各部分用電器電流做功之和，即分配關(guān)系：串聯(lián)電路電流通過各電阻所做的功與其電阻成正比，即 并聯(lián)電路電流通過各電阻所做的功與其電阻成反比，即第2節(jié)電功率一、電功率1、比較電流做功快慢的三種方法（1）相同時(shí)間，比較電功的多少，電功越多，表示電流做功越快。（2）電功相同，比較所用的時(shí)間，用的時(shí)間越短，表示電流做功越快。（3）在物理學(xué)中，用電功率表示電流做功的快慢，電功率越大，表示電流做功越快。2、單位：在國(guó)際單位制中，電功率的單位是瓦特，簡(jiǎn)稱瓦（W）。常用單位還有千瓦（kW），1kW=103W3、電功率的定義：電功與時(shí)間之比叫電功率，電功率用P表示。注意：（1）電功率是表示電流做功快慢的物理量。用電器的電功率大說明電流通過該用電器時(shí)做功快，即消耗電能快，并不表示消耗電能多。（2）電功率可以反應(yīng)電流通過用電器時(shí)產(chǎn)生的效果。如：某燈泡的電功率大，說明單位時(shí)間內(nèi)燈泡消耗的電能多，電能轉(zhuǎn)化成的光能就多，燈泡的亮度就大。4、電功率的計(jì)算（1）定義式：（2）計(jì)算式：根據(jù)與電功的公式得：。（3）推導(dǎo)式：根據(jù)歐姆定律和電功率的計(jì)算式可以推導(dǎo)出。注意：推導(dǎo)公式僅適用于純電阻電路。二、額定電壓額定功率1、額定功率和實(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)際電壓用電器實(shí)際工作時(shí)的電壓可能與額定電壓相等，也可能不相等，常用U實(shí)表示實(shí)際功率用電器在實(shí)際電壓下工作時(shí)的電功率可能與額定功率相等，也可能不相等，常用P實(shí)表示說明：使用用電器時(shí)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(shí)220V，額定功率是60W。 物理量區(qū)別與聯(lián)系額定功率實(shí)際功率區(qū)別概念用電器在額定電壓下工作時(shí)的電功率用電器在實(shí)際電壓下工作時(shí)的電功率是否變化是確定的、唯一的，不隨實(shí)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(shí)際電壓等于額定電壓時(shí)，用電器的實(shí)際功率等于額定功率2、額定功率與實(shí)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(shí)際功率。實(shí)際功率越大，燈泡越亮。3、用電器實(shí)際功率的計(jì)算思路思路1：思路2：4、串、并聯(lián)電路中電學(xué)公式匯總串聯(lián)電路并聯(lián)電路電流電壓電阻分配電壓：電流：電功電功分配電功率電功率分配第3節(jié)測(cè)量小燈泡的電功率一、伏安法測(cè)量小燈泡的電功率1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩W(xué)習(xí)用電壓表和電流表測(cè)量小燈泡的額定功率和實(shí)際功率，并加以比較2、實(shí)驗(yàn)原理：要測(cè)量小燈泡的電功率，根據(jù)電功率公式，可以用電壓表測(cè)出小燈泡兩端的電壓，用電流表測(cè)出通過小燈泡的電流。3、實(shí)驗(yàn)器材：電源、滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表、小燈泡、開關(guān)、導(dǎo)線若干。4、設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：（1）按照?qǐng)D所示的電路圖連接好實(shí)驗(yàn)電路，連接電路時(shí)，開關(guān)處于斷開狀態(tài)，滑動(dòng)變阻器的滑片置于最大阻值處。（2）檢查電路連接無誤后，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，使小燈泡兩端的電壓等于額定電壓，記錄電壓表與電流表的示數(shù)，觀察并記錄小燈泡的發(fā)光情況。（3）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使小燈泡兩端的電壓小于小燈泡的額定電壓，記錄電壓表和電流表的示數(shù)，觀察并記錄小燈泡的發(fā)光情況。（4）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使小燈泡兩端的電壓約為額定電壓的1.2倍，記錄電壓表與電流表的示數(shù)，觀察并記錄小燈泡的發(fā)光情況。（5）整理好實(shí)驗(yàn)器材。（6）用公式計(jì)算出小燈泡的額定功率和實(shí)際功率，記錄在下表中。實(shí)驗(yàn)序號(hào)電壓/V電流/A電功率/W小燈泡亮度12.50.310.78正常22.00.250.50較暗33.00.381.14較亮5、分析與論證（1）分析表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后，發(fā)現(xiàn)小燈泡兩端的實(shí)際電壓越高，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(shí)際功率決定。（3）小燈泡兩端的實(shí)際電壓只有在不高于額定電壓時(shí)，才處于安全使用狀態(tài)。（4）小燈泡的實(shí)際功率有多個(gè)，額定功率只有一個(gè)。6、實(shí)驗(yàn)結(jié)論（1）當(dāng)實(shí)際電壓等于額定電壓時(shí)，小燈泡的實(shí)際功率等于額定功率，小燈泡正常發(fā)光。（2）當(dāng)實(shí)際電壓低于額定電壓時(shí)，小燈泡的實(shí)際更率小于額定功率，小燈泡發(fā)光較暗。（3）當(dāng)實(shí)際電壓高于額定電壓時(shí)，小燈泡的實(shí)際功率大于額定功率，小燈泡發(fā)光較亮。7、注意事項(xiàng)（1）電源電壓應(yīng)高于燈泡的額定電壓；滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流要大于小燈泡的正常工作電流，滑動(dòng)變阻器的最大阻值應(yīng)與小燈泡的電阻差不多，這樣會(huì)使滑動(dòng)變阻器的調(diào)壓效果明顯。（2）連接電路時(shí)，電壓表的量程要參照小燈泡的額定電壓來選擇，電流表的量程應(yīng)根據(jù)燈泡的額定電流來選擇，如果燈泡的額定電壓或電流位置，則要采用試觸的方法判斷。（3）連接電路時(shí)，開關(guān)要斷開，防止由于電路連接錯(cuò)誤而發(fā)生短路，損壞電流表。（4）閉合開關(guān)前，要將滑動(dòng)變阻器的滑片置于阻值最大的位置，以防止電路中電流過大，其保護(hù)電路作用。（5）調(diào)節(jié)小燈泡兩端的電壓高于額定電壓時(shí)要注意緩慢調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，實(shí)際電壓不能超過額定電壓的1.2倍，同時(shí)通電時(shí)間不能過長(zhǎng)，否則容易燒壞小燈泡。注意：伏安法測(cè)小燈泡電功率與伏安法測(cè)電阻阻值的異同相同點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)電路基本相同，可采用同一電路；實(shí)驗(yàn)方法相同，都是伏安法；測(cè)量的物理量相同，都測(cè)量電流I和電壓U。不通電：實(shí)驗(yàn)原理不同，測(cè)小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)原理，測(cè)電阻阻值的實(shí)驗(yàn)原理是；數(shù)據(jù)處理方式不同，測(cè)電阻阻值時(shí)需要多次測(cè)量，最后求平均值以減小實(shí)驗(yàn)誤差，而測(cè)小燈泡電功率時(shí)也需要多次測(cè)量，但不能用來求平均值，而是尋找不同電壓下的電功率有什么規(guī)律。二、實(shí)驗(yàn)中電路故障分析故障現(xiàn)象故障原因燈泡不亮閉合開關(guān)，燈泡不亮，電壓表、電流表有示數(shù)滑動(dòng)變阻器接成定值電阻 電源電壓太低閉合開關(guān)，燈泡不亮，電壓表、電流表無示數(shù)電源、電流表、開關(guān)或滑動(dòng)變阻器損壞接線柱接觸不良 連接導(dǎo)線斷裂閉合開關(guān)，燈泡不亮，電流表幾乎無示數(shù)，電壓表指針明顯偏轉(zhuǎn)燈泡的燈絲斷了或燈座與燈泡接觸不良電流表和電壓表的位置互換了電表問題電流表與電壓表的指針向沒有刻度的方向偏轉(zhuǎn)電流表和電壓表的“”“”接線柱接反了電流表與電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角度很小電表的量程都選擇過大 電源電壓過低電表的指針超過最大刻度量程選擇過小 電路中出現(xiàn)短路滑動(dòng)變阻器問題滑動(dòng)變阻器的滑片滑動(dòng)時(shí)，電表示數(shù)及燈泡的亮度無變化滑動(dòng)變阻器連接錯(cuò)誤，沒有遵循“一上一下”的接線原則，使滑動(dòng)變阻器接成了定值電阻無論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，電壓表示數(shù)總小于燈泡的額定電壓電源電壓過低閉合開關(guān)瞬間，燈泡發(fā)出強(qiáng)光后立即熄滅，電流表指針偏轉(zhuǎn)后又回到零刻度線處，電壓表仍有示數(shù)燈泡兩端電壓過高，滑動(dòng)變阻器的滑片沒有置于阻值最大位置三、用電能表測(cè)量用電器的電功率1、測(cè)量原理：用電能表測(cè)出用電器在某段時(shí)間內(nèi)消耗的電能，利用停表測(cè)出消耗這些電能所用的時(shí)間，然后利用公式進(jìn)行計(jì)算。2、測(cè)量方法（1）記下電能表每消耗1kWh電能時(shí)，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(cè)用電器工作。（3）用手表或停表測(cè)量待測(cè)用電器工作時(shí)電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過n轉(zhuǎn)所用的時(shí)間t。（4）計(jì)算待測(cè)用電器的實(shí)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(shí)際功率為。第4節(jié)焦耳定律一、電流的熱效應(yīng)1、定義：電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。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。二、電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)。提出問題：電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)。猜想：因?yàn)閷?dǎo)體在通入電流時(shí)才會(huì)發(fā)熱，所以電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少可能跟電流的大小有關(guān)；電爐接入電路時(shí)，電爐絲和連接電爐絲的導(dǎo)線中的電流是相同的，電爐絲和導(dǎo)線都要發(fā)熱，可是電爐絲熱的發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱，可能此案劉產(chǎn)生熱的多少跟電阻的大小有關(guān)；通電時(shí)間越長(zhǎng)，電流產(chǎn)生的熱也會(huì)越多。設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：（1）探究電流產(chǎn)生熱量與電阻的關(guān)系如圖所示，在兩個(gè)透明容器中封閉著等量的空氣，容器分別連著U形管的一端；沒有加熱時(shí)，U形管中液面是相平的。兩密閉容器中各有一段電阻絲，且右邊容器中的電阻比較大。當(dāng)通電時(shí)，電阻絲發(fā)熱，加熱容器中的空氣，空氣受熱膨脹，U形管中液面高度會(huì)發(fā)生變化，U形管中液面高度的變化反映了密閉空氣溫度的變化。將兩容器中的電阻絲串聯(lián)起來接到電源兩端，通過兩電阻絲的電流相等。通電一段時(shí)間后，比較兩個(gè)U形管中液面高度的變化。發(fā)現(xiàn)與右邊容器相通的U形管中液面高度的變化更大些。結(jié)論：在電流、通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。（2）探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系如圖所示，兩個(gè)密閉容器中的電阻絲阻值均是5，在右側(cè)容器的外部，將一個(gè)5的電阻與這個(gè)容器中的電阻并聯(lián)，因此通過左側(cè)容器中電阻絲的電流大于通過右側(cè)容器中電阻絲的電流。在通電時(shí)間相同的情況下，觀察兩個(gè)U形管中液面高度的變化，發(fā)現(xiàn)左側(cè)U形管中液面高度的變化更大一些。結(jié)論：在電阻、通電時(shí)間相同的情況下，通過一個(gè)電阻的電流越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。（3）探究電流產(chǎn)生的熱量與通電時(shí)間的關(guān)系如圖所示，將這套裝置接到電源兩端，在通電過程中，只觀察左側(cè)U形管中液面高度的變化，發(fā)現(xiàn)隨著通電時(shí)間的增加，U形管中液面高度的變化逐漸變大。結(jié)論：在電流、電阻相同的情況下，通電時(shí)間越長(zhǎng)，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。注意：第一次實(shí)驗(yàn)中，5和10的電阻絲串聯(lián)，目的是控制電流和通電時(shí)間相同。第二次實(shí)驗(yàn)中控制電阻和通電時(shí)間相同，兩次實(shí)驗(yàn)均采用了控制變量法。本實(shí)驗(yàn)中將電阻絲產(chǎn)生的熱量通過U形管中液面高度的變化顯示出來，運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)適兩容器密閉，不能漏氣。三、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，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。這個(gè)規(guī)律叫做焦耳定律。2、公式：；在國(guó)際單位制中，熱量Q的單位是焦耳，符號(hào)“J”。3、電流通過導(dǎo)體時(shí)，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。注意：對(duì)焦耳定律的進(jìn)一步理解（1）焦耳定律是一個(gè)實(shí)驗(yàn)定律，當(dāng)電流做的功全部轉(zhuǎn)化為熱時(shí)，可根據(jù)電功公式和歐姆定律，從理論上證明該定律的正確性。在純電阻電路中：，由于，所以。（2）該定律適合于任何用電器產(chǎn)生的熱量計(jì)算。對(duì)于純電阻電路也可用：，進(jìn)行計(jì)算。（3）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，即WQ，例如：電流通過電動(dòng)機(jī)，一少部分電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，還有一大部分轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，此時(shí)。在非純電阻電路中，計(jì)算消耗的電能（電功）只能用，計(jì)算電熱只能用。四、電熱的利用和防止1、電熱的利用：電熱器是利用電熱的設(shè)備，它是利用電流的熱效應(yīng)工作的，電熱器的主要工作部分是發(fā)熱體，發(fā)熱體是用電阻率大、熔點(diǎn)高的金屬電阻絲繞在