八年級(jí)物理最新第八章《電功率》知識(shí)結(jié)構(gòu)思維導(dǎo)圖

1、第八章 電功率知識(shí)結(jié)構(gòu)一、知識(shí)梳理電能 電能和電功的關(guān)系 電能的測(cè)量 電功率 電流熱效應(yīng) 電熱功率公式 電熱的利用和危害 安全用電 家庭電路中電流過(guò)大的原因保險(xiǎn)絲的材料及作用電 功 和 電 功率第一課時(shí)一、復(fù)習(xí)引入出示問(wèn)題：將一個(gè)標(biāo)有“220V，40W”的燈泡接入220V的電路中，燈泡為什么會(huì)發(fā)光？將它分別接在220V與110V的電路中，哪種情況下燈比較亮？為什么？若把“220V、100W”與“110V，100W”的兩燈泡分別接在110V的電器中，哪個(gè)燈亮？這些問(wèn)題的解決就涉及到電功、電功率的知識(shí)？二、復(fù)習(xí)內(nèi)容及過(guò)程（一）、電功：1、定義：電流通過(guò)某段電路所做的功叫電功。2、實(shí)質(zhì)：電流做功的過(guò)

2、程，實(shí)際就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能（消耗電能）的過(guò)程；電流做多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，就消耗了多少電能。 電流做功的形式：電流通過(guò)各種用電器使其轉(zhuǎn)動(dòng)、發(fā)熱、發(fā)光、發(fā)聲等都是電流做功的表現(xiàn)。3、規(guī)定：電流在某段電路上所做的功，等于這段電路兩端的電壓，電路中的電流和通電時(shí)間的乘積。4、計(jì)算公式：W=UIt=UQ=Pt（適用于所有電路） 對(duì)于純電阻電路可推導(dǎo)出：W= I2Rt= U2t/R串聯(lián)電路中常用公式：W= I2Rt 。 并聯(lián)電路中常用公式：W= U2t/R W1:W2= R2:R1無(wú)論用電器串聯(lián)或并聯(lián)。計(jì)算在一定時(shí)間所做的總功，常用公式W= W1+W2+Wn 5、單位：國(guó)際單位

3、是焦耳（J）常用單位：度（kwh） 1度=1千瓦時(shí)=1 kwh=3.6×106J6、測(cè)量電功：電能表：是測(cè)量用戶用電器在某一段時(shí)間內(nèi)所做電功（某一段時(shí)間內(nèi)消耗電能）的儀器。 電能表上“220V”“5A”“3000R/kwh”等字樣，分別表示：電電能表額定電壓220V；允許通過(guò)的最大電流是5A；每消耗一度電電能表轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)。讀數(shù)：A、測(cè)量較大電功時(shí)用刻度盤(pán)讀數(shù)。最后一位有紅色標(biāo)記的數(shù)字表示小數(shù)點(diǎn)后一位。電能表前后兩次讀數(shù)之差，就是這段時(shí)間內(nèi)用電的度數(shù)。3246832654如：電能表月初讀數(shù) 月底讀數(shù)是 ，這個(gè)月用 電度合 J B、測(cè)量較小電功時(shí)，用表盤(pán)轉(zhuǎn)數(shù)讀數(shù)。如：某用電器單獨(dú)工

4、作電能表（3000R/kwh）在10分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)36轉(zhuǎn)則10分鐘內(nèi)電器消耗的電能是 J。（二）、電功率：1、定義：電流單位時(shí)間內(nèi)所做的功。2、物理意義：表示電流做功快慢的物理量 燈泡的亮度取決于燈泡的實(shí)際功率大小。3、電功率計(jì)算公式：P=UI=W/t（適用于所有電路） 對(duì)于純電阻電路可推導(dǎo)出：P= I2R= U2/R無(wú)論用電器串聯(lián)或并聯(lián)。計(jì)算總功率。 常用公式P= P1+P2+Pn 4、單位：國(guó)際單位 瓦特（W） 常用單位：千瓦（kw）5、額定功率和實(shí)際功率： 額定電壓：用電器正常工作時(shí)的電壓。額定功率：用電器在額定電壓下的功率。P額=U額I額=U2額/R 某燈泡上標(biāo)有“PZ22OV-25”字樣分

5、別表示：普通照明，額定電壓220V，額定功率25W的燈泡。若知該燈“正常發(fā)光”可知：該燈額定電壓為220V，額定功率25W，額定電流I=P/U=0.11A 燈絲阻值U2額/。 當(dāng)U實(shí) =U額時(shí)，P實(shí)=P額 用電器正常工作（燈正常發(fā)光） 當(dāng)U實(shí)U額 時(shí)，P實(shí)P額 用電器不能正常工作（燈光暗淡）P實(shí) P額 U2 額U2實(shí)實(shí)際功率隨電壓變化而變化根據(jù)P=U2/R得 當(dāng)U實(shí) > U額 P實(shí) > P額 長(zhǎng)期使用影響用電器壽命(燈發(fā)光強(qiáng)烈)圖3三、典型例題例1：物業(yè)工作人員來(lái)李明家收電費(fèi)，他觀察到李明家電能表的情況如圖3所示然后從記錄本上查出上月電能表的示數(shù)是811.6kWh若按0.5元kWh

6、計(jì)費(fèi)，李明家本月應(yīng)繳電費(fèi)_ _元。李明家同時(shí)使用的用電器總功率不得超過(guò) W。例2：一個(gè)家用電能表的盤(pán)面上標(biāo)有“3000 rkW·h”字樣，它表示每消耗1kW·h的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)若某個(gè)電熱水器單獨(dú)使用時(shí)，電表轉(zhuǎn)盤(pán)在300s內(nèi)轉(zhuǎn)了210轉(zhuǎn)，則熱水器消耗的電能是，這個(gè)熱水器放出的熱量能使質(zhì)量為_(kāi)的水溫度升高10 假設(shè)沒(méi)有能量損失，已知：c水= 4.2×10 3 J/（kg·）例3：供電局以每?jī)蓚€(gè)月為一個(gè)抄表計(jì)費(fèi)周期，小明家收到06年1、2月的電費(fèi)通知單，通知單上附有他家近幾個(gè)月的用電量圖表，如圖15所示（l）根據(jù)以上圖表提供的信息，填寫(xiě)下表中的

7、空格時(shí)間（年/月）05/3、405/11、1206/1、2用電量（ kW·h）902.1（2）與05年11、12月比較，小明家06年l、2月多用了一個(gè)額定電壓220V、額定功率1100W的電暖器，其他用電器的使用情況與05年11、12月相同這臺(tái)電暖器在額定電壓下工作時(shí)電流多大？請(qǐng)你估算小明家06年1、2月使用電暖器共多少小時(shí)四、堂上練習(xí)。1、一個(gè)家用電能表的盤(pán)面上標(biāo)有“3000 rkW·h”字樣，它表示每消耗1kW·h的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)若某個(gè)電熱水器單獨(dú)使用時(shí)，電表轉(zhuǎn)盤(pán)在300s內(nèi)轉(zhuǎn)了210轉(zhuǎn)，則熱水器消耗的電能是，這個(gè)熱水器放出的熱量能使質(zhì)量為_(kāi)的

8、水溫度升高10 假設(shè)沒(méi)有能量損失，已知：c水= 4.2×10 3 J/（kg·）2、.鹽城市二六小明家的電能表如圖所示，家中用電器的總功率不能超過(guò) W.當(dāng)小明家只有一盞電燈工作時(shí)，3min內(nèi)轉(zhuǎn)盤(pán)正好轉(zhuǎn)過(guò)5圈，則該燈泡消耗的電能是 J，它的電功率為 W.第二課時(shí)一、復(fù)習(xí)內(nèi)容（一）測(cè)量：、 伏安法測(cè)燈泡的額定功率：原理：P=UI 電路圖：選擇和連接實(shí)物時(shí)須注意：電源：其電壓高于燈泡的額定電壓滑動(dòng)變阻器：接入電路時(shí)要變阻，且調(diào)到最大值。根據(jù)能否調(diào)到燈泡的額定電壓選擇滑動(dòng)變阻器。電壓表：并聯(lián)在燈泡的兩端“+”接線柱流入，“”接線柱流出。根據(jù)額定電壓選擇電壓表量程。電流表：串聯(lián)在電路

9、里“+”接線柱流入，“”接線柱流出。根據(jù)I額=P額/U額 或I額=U額/R 選擇量程。 測(cè)量家用電器的電功率：器材：電能表 秒表 原理：P=W/t（二）、電熱1、實(shí)驗(yàn)：目的：研究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟那些因素有關(guān)？ 原理：根據(jù)煤油在玻璃管里上升的高度來(lái)判斷電流通過(guò)電阻絲通電產(chǎn)生電熱的多少 。 實(shí)驗(yàn)采用煤油的目的：煤油比熱容小，在相同條件下吸熱溫度升高的快：是絕緣體 2、焦耳定律：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。 3、計(jì)算公式：Q=I2Rt (適用于所有電路)二、典型例題例1：在“測(cè)量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中，已知電源為兩節(jié)鉛蓄電池，小燈泡的額定電

10、壓為25V，電阻約為10W，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“20W lA'字樣，某同學(xué)已連接的部分電路如圖甲 (1)該同學(xué)連接的電路中有錯(cuò)誤，請(qǐng)用筆在錯(cuò)誤處劃“×”標(biāo)明 (2)錯(cuò)誤改正后，請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，在圖甲中把電路連接完整 (3)閉合開(kāi)關(guān)，將變阻器的滑片移到某位置時(shí)，電壓表示數(shù)為25V，電流表示數(shù)如圖乙所示，則此時(shí)小燈泡中的電流是_A，小燈泡的額定功率是_W (4)另一同學(xué)連好電路閉合開(kāi)關(guān)后，發(fā)現(xiàn)小燈泡先很亮后熄滅，你認(rèn)為他在連接電路時(shí)可能出現(xiàn)的問(wèn)題是_例2：小剛家里有一臺(tái)電熱烘干機(jī)，工作原理如圖所示。銘牌已變得模糊不清，只知道額定電壓為220V。小剛為了知道該電熱烘干機(jī)的額定電

11、功率，把其他用電器關(guān)閉，只讓電熱烘干機(jī)在額定電壓下工作(烘干物體)。圖甲是電熱烘干機(jī)工作前電能表的示數(shù)，圖乙是電熱烘干機(jī)工作6小時(shí)后電能表的示數(shù)(電熱烘干機(jī)工作時(shí)電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能)。求： (1)電熱烘干機(jī)工作6小時(shí)消耗的電能是 千瓦時(shí)。 (2)電熱烘干機(jī)額定電功率是多大? (3)電熱烘干機(jī)發(fā)熱體的電阻是多少?例3：某校學(xué)生宿舍走廊的路燈，原來(lái)用一盞“220V 40W”的白熾燈，每晚亮10小時(shí)。同學(xué)們發(fā)現(xiàn)燈泡容易損壞，需要經(jīng)常更換。后來(lái)，學(xué)校電工用兩盞 “220V 40W”的燈泡串聯(lián)后代替原路燈。結(jié)果，兩盞燈的亮度比改裝前要暗，但燈泡使用壽命明顯延長(zhǎng)。(1) 改裝前，一盞路燈每晚需要消耗多少電

12、能？(2) 改裝后兩燈的總功率是多少？比原來(lái)省電還是費(fèi)電？(3)小明是一位愛(ài)動(dòng)腦筋的同學(xué)，他想：路燈改裝還有沒(méi)有更好的方法呢？通過(guò)查資料知道有一種“光控開(kāi)關(guān)”天黑時(shí)自動(dòng)閉合，天亮?xí)r自動(dòng)斷開(kāi)；還有一種“聲控開(kāi)關(guān)”有聲音時(shí)自動(dòng)閉合，一分鐘后，若再無(wú)聲音就自動(dòng)斷開(kāi)。小明利用這兩種開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)了一個(gè)“聰明”的電路：白天路燈不亮，晚上有人走動(dòng)發(fā)出聲音時(shí)，路燈自動(dòng)亮起來(lái)。請(qǐng)判斷小明設(shè)計(jì)的電路圖是 。得分評(píng)卷人，三、堂上練習(xí) 1、家庭電路中有一只標(biāo)有名牌的燈泡正常發(fā)光，現(xiàn)給的器材有電能表、電流表、電壓表、鐘表，請(qǐng)用三種方法測(cè)出這只燈泡的此時(shí)功率，說(shuō)明道理并寫(xiě)出表達(dá)式。說(shuō)明:利用電能表測(cè)用電器的功率,通常采用了下

13、列步驟: 首先按測(cè)量要求設(shè)計(jì)合理的測(cè)量電路圖. 觀察電能表,記下它每的轉(zhuǎn)數(shù)N . 測(cè)量時(shí)使待測(cè)用電器工作,其他用電器(屬于該電能表的)都停止工作. 用秒表或手表記下電能表轉(zhuǎn)一定圈數(shù)(盤(pán)的邊緣有個(gè)紅點(diǎn))時(shí)所用時(shí)間 . 利用公式計(jì)算出所測(cè)用電器的功率值為多少瓦?2、測(cè)定小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)器材如圖8所示，其中小燈泡上標(biāo)有“38V”的字樣，它的電阻約10。（1）請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，把圖8中的器材連接成實(shí)驗(yàn)電路（導(dǎo)線不要交叉）。（2）小剛合理地連接好電路，閉合開(kāi)關(guān)，無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器燈泡都不亮。于是小剛提出以下猜想：A可能是燈絲斷了 B可能是小燈泡短路 C可能是變阻器開(kāi)路 究竟哪個(gè)猜想正確，可根

14、據(jù)電流表和電壓表的示數(shù)進(jìn)行判斷（電流表、電壓表均無(wú)故障）。下表給出了電流表、電壓表可能出現(xiàn)的幾種情況，請(qǐng)判斷每種情況下哪個(gè)猜想是正確的，并把其序號(hào)填寫(xiě)在對(duì)應(yīng)的空格里。電流表電壓表判斷結(jié)果示數(shù)不為零示數(shù)為零示數(shù)為零示數(shù)不為零示數(shù)為零示數(shù)為零（3）小剛排除故障后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使小燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表示數(shù)如圖9所示，則通過(guò)小燈泡的電流為_(kāi)A，小燈泡的額定功率為_(kāi)W。3、小明做“測(cè)定小燈泡的額定功率”實(shí)驗(yàn)時(shí)，已知燈泡的額定電壓是3.8V，其中電源是三節(jié)新的干電池，燈絲電阻大于10，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“101A”字樣. 圖甲是測(cè)定燈泡的額定功率的電路。（1）小明按圖甲連接電路并閉合開(kāi)關(guān)后，發(fā)現(xiàn)燈泡不

15、亮，但電壓表有示數(shù)，則故障的原因可能是燈泡。（選填“短路”或“開(kāi)路”）L1L2AVS圖乙圖甲（2）小明排除故障后，燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表示數(shù)如圖乙所示，則燈泡的額定功率是_W.（3）若電壓表015V的量程損壞，換用03V的量程后，應(yīng)將電壓表中“” 接線柱連入圖甲中的 點(diǎn)，“3” 接線柱連入圖甲中的 點(diǎn)，也可測(cè)出燈泡的額定功率，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)電壓表的讀數(shù)為V時(shí)，燈泡正常發(fā)光。第三課時(shí)一、復(fù)習(xí)內(nèi)容通過(guò)習(xí)題的練習(xí)，幫助學(xué)生深化概念，并能靈活運(yùn)用電學(xué)公式解決一些綜合問(wèn)題，從而提高分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。二、復(fù)習(xí)過(guò)程例1：甲、乙兩同學(xué)分別做“測(cè)定小燈泡的功率”實(shí)驗(yàn)，除了小燈外他們所使用的器材規(guī)格均相同

16、,小燈的額定電壓可能是“2.2V”、“2.5V”或“3.8V”，小燈功率相差不大。甲同學(xué)正確連接好電路，閉合電鍵時(shí)記錄了第1組數(shù)據(jù)，當(dāng)小燈正常發(fā)光時(shí)記錄了第2組數(shù)據(jù)，把滑片移到端點(diǎn)時(shí)小燈閃亮一下，后熄滅，并記錄了第3組數(shù)據(jù)，如下表所示。則他們所用電源的電壓為_(kāi)伏,甲同學(xué)所用小燈的額定功率為_(kāi) 瓦。當(dāng)乙同學(xué)所選用的小燈正常發(fā)光時(shí)，電壓表的示數(shù)如圖14所示，而滑片恰好在滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)上，此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻值為_(kāi)歐，乙同學(xué)所選用小燈正常發(fā)光時(shí)的電流為_(kāi)安。物理量實(shí)驗(yàn)序號(hào)電壓表示數(shù)電流表示數(shù)小燈亮暗程度11.3V0.16A暗22.5V0.26A正常發(fā)光34.5V0A不發(fā)光圖14例2：媽媽新

17、買(mǎi)一臺(tái)電磁滬，好奇的小明立即翻開(kāi)說(shuō)明書(shū)電磁爐使用說(shuō)明書(shū)額定電壓: 220V 額定功率：2200W 適用容器：底部平坦且底部直徑12-28厘米的生鐵鍋、不銹鐵鍋、搪瓷鍋 安全須知：請(qǐng)單獨(dú)使用10A 以上的擂座 ( 1 ）為什么要單獨(dú)使用10A 以上的插座？請(qǐng)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明。( 2 ）小明想通過(guò)實(shí)驗(yàn)比較不同材料的電磁爐鍋具的使用效果家里現(xiàn)有四種鍋具小明計(jì)劃選用其中的兩個(gè)鍋具燒水，你認(rèn)為較合理的選擇是_（填字母）( 3 ）在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，小明用該電磁爐將一壺2.2千克的水從20 燒至沸騰，需要多長(zhǎng)時(shí)間？ 假定電磁爐消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為熱能被水吸收。水的比熱C = 4.2×103 焦/(千克

18、. ）（4）當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表的示數(shù)如圖16乙所示，則小燈泡的額定功率是 W。例3：小明的爸爸從國(guó)外帶回一只旅行電熱壺，右表是其譯成中文的說(shuō)明書(shū)。額定電壓110V額定功率550W容積1L (1)小明說(shuō)這個(gè)壺在中國(guó)家庭電路中不能直接使用，請(qǐng)你解釋其原因 。(2)小明說(shuō)可以將此壺與一只電阻串聯(lián)后使用，請(qǐng)你幫他計(jì)算出該電阻的阻值是多少？(3) 此壺正常工作時(shí)，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，將一壺20的水燒開(kāi)至少需要多長(zhǎng)時(shí)間？(不計(jì)熱損失)例4.王磊同學(xué)學(xué)習(xí)了電學(xué)知識(shí)后，對(duì)客廳里的照明電路進(jìn)行了改裝，將原來(lái)由一只開(kāi)關(guān)控制的五個(gè)燈泡組成的照明電路，分成兩組，分別由兩只開(kāi)關(guān)控制，需要較強(qiáng)的亮度時(shí)全部燈泡都亮，不需要很亮?xí)r只有兩個(gè)燈泡亮，白天或廳內(nèi)無(wú)人時(shí)則全部關(guān)閉。王磊同學(xué)經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的統(tǒng)計(jì)，得到下列一組數(shù)據(jù)：平均每天開(kāi)燈時(shí)間需較強(qiáng)亮度時(shí)間不需很亮?xí)r間每個(gè)燈泡的功率6h2h4h60W請(qǐng)你根據(jù)王磊同學(xué)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算回答以下問(wèn)題： （1）改裝后每月(按30天計(jì)算)可以節(jié)約多少度電? (2)如果用電熱水器給水加熱，每月節(jié)約的電能可以將多少20的水加熱到60用來(lái)洗澡?水的比熱容4.2×103J(Kg)三、堂上練習(xí)1、在測(cè)定額定電壓為、電阻約為的小燈泡的額定功率的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)將器材連