第十八章 電功率 筆記-2023-2024學(xué)年人教版九年級(jí)物理上冊(cè)

第十八章電功率第一節(jié)電能電功一、電能1、電能的來源電能的來源能量轉(zhuǎn)化過程電池干電池化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能蓄電池各種發(fā)電方式火力發(fā)電燃料的化學(xué)能通過汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能水力發(fā)電通過水輪發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能風(fēng)力發(fā)電通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能地?zé)岚l(fā)電將地?zé)崮芡ㄟ^發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能太陽能發(fā)電通過太陽能電池板等將太陽能轉(zhuǎn)化為電能核能發(fā)電將核能轉(zhuǎn)化為電能2、電能的利用：用電器是消耗電能的裝置，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)國際單位:焦耳,符號(hào):J(2)常用單位:千瓦時(shí)(又叫度),符號(hào):kW·h(3)換算關(guān)系:11kW??=1×103W×3600s=3.6×10?J二、電能的計(jì)算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)消耗電能多少的儀器。2、電能表的讀數(shù)：如：讀作：281872818.7kW·h(注意：最后一個(gè)數(shù)字是小數(shù)部分)3、電能表上所標(biāo)參數(shù)的含義(1)“220V”——該電能表的適用電壓是220V。(2)“10(20)A”—該電能表標(biāo)定電流是10A,額定最大電流為20A。(3)“50Hz”—該電能表必須接到頻率是50Hz的交流電路中使用。(4)“3000r/(kW·h)”—每消耗1kW·h的電能,這個(gè)電能表的轉(zhuǎn)盤要轉(zhuǎn)過3000轉(zhuǎn)。4、電能表的計(jì)算(1)計(jì)算電能：方法一：示數(shù)差法，W=月末示數(shù)-月初示數(shù)=kW·h1kW·h=3.6×10?J方法二：公式法，W=n(2)計(jì)算電功率：P=W(3)電路允許通過最大總電功率:P=UIU為220V,I取最大電流,如:10(20)A,I=20A,則P=UI=220V×20A=4400W5、節(jié)能的意義(1)1kW·h的作用:a、洗衣機(jī)工作約2.7hb、電車行駛約0.85kmc、灌溉農(nóng)田約330m2等。(2)節(jié)能用電及相關(guān)措施：從生活中的點(diǎn)滴做起，如隨手關(guān)燈，電視機(jī)、電腦等關(guān)機(jī)后拔下電源插頭、盡量使用高亮度、耗電少的節(jié)能燈具。三、電功1、電功的概念(1)定義：當(dāng)電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能時(shí)，我們就說電流做了電功，用W表示。(2)實(shí)質(zhì)：電流做功的過程就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程，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。如：電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，我們可以說電能轉(zhuǎn)化成了機(jī)械能，也可以說電流做功使電動(dòng)機(jī)能夠?qū)ν廨敵鰴C(jī)械能。2、電流做功多少的影響因素：電流做功的多少跟電壓的高低、電流的大小、通電時(shí)間的長(zhǎng)短都有關(guān)。加在用電器上的電壓越高、通過的電流越大、通電時(shí)間越長(zhǎng)，電流做功越多。3、電功的計(jì)算(1)電功的計(jì)算公式：W=UIt，U—電路兩端電壓，I—通過該電流的電流，t—通電時(shí)間，W—電功。(2)應(yīng)用公式應(yīng)注意：a、同體性—W、U、I、t必須是同一個(gè)導(dǎo)體上的四個(gè)物理量；同時(shí)性—W、U、I、t必須是同一時(shí)間t內(nèi)同一段電路中的三個(gè)物理量。(3)單位:焦耳,簡(jiǎn)稱焦(J),1J=1N·m=1V·A·s4、電功的推導(dǎo)公式：W=I5、在串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中電功特點(diǎn)及分配關(guān)系串聯(lián)電路并聯(lián)電路特點(diǎn)電流所做的總功等于各部分用電器電流所做功之和,即W=W?+W?電流所做的總功等于各部分用電器電流所做功之和,即W=W?+W?分配關(guān)系電流通過各電阻所做的功與其電阻成正比，即W?:W?=U?:U?=R?:R?電流通過各電阻所做的功與其電阻成反比,即W?:W?=I?:I?=R?:R?第二節(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、國際單位:瓦特,符號(hào):W;常用單位:千瓦(kW)、毫瓦(mW)單位換算:1kW=103W=10?mW3、電功率的定義：電功與時(shí)間之比叫做電功率。4、部分用電器的電功率家用空調(diào)約1000W液晶電視機(jī)約100W電吹風(fēng)機(jī)約500W計(jì)算器約0.5mW排風(fēng)扇約20W手電筒約0.5W小資料用電器的電功率天河一號(hào)巨型計(jì)算機(jī)4.04×10?W液晶電視機(jī)約100W家用空調(diào)約1000W排風(fēng)扇約20W吸塵器約800W手電筒約0.5W電吹風(fēng)機(jī)約500W計(jì)算器約0.5mW臺(tái)式計(jì)算機(jī)約200W電子表約0.01mW5、電功率的計(jì)算(1)定義式:P=W符號(hào)意義單位W消耗的電能焦耳(J)t所用的時(shí)間秒(s)P用電器的電功率瓦特(W)(2)計(jì)算式:P=UI各符號(hào)的意義及單位如下符號(hào)意義單位I電流AU電壓VP電功率W(3)推導(dǎo)式:P=6、電功與電功率的區(qū)別及聯(lián)系電功電功率區(qū)別意義表示消耗電能的多少表示電流做功的快慢定義電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程或電流做功的過程電功與時(shí)間之比單位J、kW·hW、kW、mW聯(lián)系由P=W/L的變形W=Pt可知，電功由電功率和電流做功的時(shí)間共同決定二、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U額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壓Ⅰ額額定功率用電器在額定電壓下工作時(shí)的電功率用電器上標(biāo)明的功率值就是額定電壓P額實(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，用U要表示實(shí)際功率用電器實(shí)際工作時(shí)的電功率可能與額定功率相等，也可能不相等，用P實(shí)表示如:“220V110W”表示:額定電壓是220V,額定功率是110W可以得出的結(jié)果是：額定電流：I=PU=2、額定功率與實(shí)際功率的區(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U實(shí)=U額,P實(shí)=P額,用電器正常工作;U實(shí)>U額,P實(shí)>P額,用電器不正常工作，有可能損壞用電器；U實(shí)<U額，P實(shí)<P額，用電器不能正常工作。3、用電器實(shí)際功率的計(jì)算思路思路1:P思路2:P4、串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中電學(xué)公式匯總串聯(lián)電路并聯(lián)電路電流I=I?=I?I=I?+I?電壓U=U?+U?U=U?=U?電阻R=R?+R?lR=+,歐姆定律I=URR=U/U=IR分配關(guān)系串聯(lián)分壓：U/L=R/R?并聯(lián)分流：1/I?=R?電功W=PtW=UItW=I2RtW=U2/R/電能表的計(jì)算P=W===kW·h=_kw電功率P=W/LP=UIP=I2RP=U2/R焦耳定律Q=I2Rt(純電阻電路Q=W,非純電阻電路Q≠W,W=Q+W機(jī))電功率的分配M-α-R/s=V/s-R/sm第三節(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：根據(jù)電功率公式：P=UI，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)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)檢查電路無誤后，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使小燈泡兩端的電壓等于額定電壓，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；(3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使小燈泡兩端的電壓低于小燈泡的額定電壓，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；(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)器材并用公式P=UI計(jì)算出小燈泡的額定功率和實(shí)際功率。5、分析與論證(1)小燈泡兩端的實(shí)際電壓越高，小燈泡的實(shí)際功率越大，燈泡發(fā)光越亮。可見，小燈泡亮度直接由實(shí)際功率決定；(2)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)；(3)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)際功率小于額定功率，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)高于小燈泡的額定電壓，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，如：小燈泡的額定電壓2.5V，則選0~3V的量程，電流表的量程根據(jù)燈泡的額定電流來選擇，一般小燈泡(1.2V~3.8V)的額定電流都小于0.6A；(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，要講滑動(dòng)變阻器的滑片置于連入電路中的阻值最大的位置，以防止電路中電流過大，起保護(hù)電路的作用；(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。二、試驗(yàn)中電路故障的分析故障現(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)(1)滑動(dòng)變阻器接成定值電阻(2)電源電壓太低閉合開關(guān)，燈泡不亮，電流表、電壓表無示數(shù)(1)電源、電流表、開關(guān)或滑動(dòng)變阻器損壞(2)接線柱接觸不良(3)連接導(dǎo)線斷開閉合開關(guān)，燈泡不亮，電流表幾乎無示數(shù)，電壓表指針明顯偏轉(zhuǎn)(1)燈泡燈絲斷了或燈座與燈泡接觸不良(2)電流表和電壓表的位置互換了本資料由初中物理史老師精心整理，為廣大初中學(xué)生提供物理干貨，方法、考點(diǎn)、真題一步到位，直擊中考！5初中物理優(yōu)質(zhì)資料平臺(tái)為廣大初中學(xué)生提供便捷的學(xué)習(xí)方法、精準(zhǔn)的知識(shí)框架、高效的試題練習(xí)。掃描右上角二維碼加關(guān)注！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“+”“-”接線柱接反電流表與電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角度很小(1)電流表與電壓表的量程選擇過大(2)電源電壓過低電表的指針超過最大刻度(1)量程選擇過小(2)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”的連接原則，使滑動(dòng)變阻器連成了定值電阻無論怎么調(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無論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，電壓表示數(shù)總大于燈泡的額定電壓電源電壓過高或選用的滑動(dòng)變阻器最大阻值過小閉合開關(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第四節(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)。如：電流流過燈絲時(shí)，燈泡發(fā)光、發(fā)熱；電褥子通電后會(huì)發(fā)熱……2、電熱器：電烙鐵、電熨斗、電爐子、電飯鍋、電暖器、電烤箱、電熱水器等。二、電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)1、探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系結(jié)論：通過導(dǎo)體的電流和通電時(shí)間一定時(shí)，導(dǎo)體的電阻越大，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)系結(jié)論：導(dǎo)體的電阻和通電時(shí)間一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流越大，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)系結(jié)論：通過導(dǎo)體的電流和電阻一定時(shí)，通電時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)生的熱量越多。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。2、公式:Q=I2Rt意義:Q—熱量(焦耳J),I—電流(安培A),R—電阻(歐姆Ω),t—時(shí)間(s)焦耳(JamesPrescottJoule,1818—1889),英國物理學(xué)家，一生致力于實(shí)驗(yàn)研究。他用近40年的時(shí)間做了400多次實(shí)驗(yàn)，研究熱和功的關(guān)系，根據(jù)所測(cè)電流通過電阻放出的熱量，提出焦耳定律。焦耳的研究為能量守恒定律的建立奠定了基礎(chǔ)。焦耳(JamesPrescottJoule,1818—1889),英國物理學(xué)家，一生致力于實(shí)驗(yàn)研究。他用近40年的時(shí)間做了400多次實(shí)驗(yàn)，研究熱和功的關(guān)系，根據(jù)所測(cè)電流通過電阻放出的熱量，提出焦耳定律。焦耳的研究為能量守恒定律的建立奠定了基礎(chǔ)。3、焦耳定律的推導(dǎo)：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，電流產(chǎn)生的熱量Q就等于消耗的電能(或電功)W，即Q=W=UIt。再根據(jù)歐姆定律變形式U=IR得(Q=I2Rt4、(1)純電阻電路：產(chǎn)生的熱量等于消耗的電能，(Q=W;；(2)非純電阻電路：消耗的電