物理九年级全册第十六章 电流做功与电功率第一节 电流做功精品ppt课件

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复习目录CONTENTS
第十六章 电流做功与电功率
①动画讲解—《额定功率与实际功率》②动画讲解—《探究影响电热多少的因素》
1. 电功的概念和公式（1）电功的概念：物理学中，把电流通过用电器所做的功叫做电功，用符号W表示。科学家通过大量的研究发现：电流所做的功与电流、电压和通电时间成正比。（2）公式：电功=电压×电流×通电时间 W = UIt（3）单位：国际单位：焦耳（J） 1J =1V × 1A × 1S 常用单位：千瓦时（KW·h），生活中也叫“度” 1kw·h=3.6×106J
2. 串、并联电路中电功的特点
（1）串联电路中电流所做的总功等于各用电器做功之和。
（2）并联电路中电流所做的总功等于各用电器做功之和。
1. 电能表（又称电度表）
（1）电能表的作用：是测量电功的仪表。（2）通过电能表求用电器消耗电能的方法电能表计数器上前后两次的示数之差就是用电器在这段时间内消耗的电能： W=W后-W前 这一个月用电量为W=6262.3kW·h-6022.3kW·h =240kW·h=240度
表示该电能表正常工作电压为220伏
“10（20）A”表示这个电能表的标定电流为10A，额定最大电流为20A。电能表工作时的电流不能超过额定最大电流。
例如，“3000r/kW·h”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1 kW·h时的电能，电能表上的转盘转过3000转。
例如，“3200r/kW·h”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1 kW· h时的电能，电能表上的指示灯闪烁3200转。
2. 电能表的技术参数
【例题1】如图所示，为小乐同学老家用的机械式电能表的示意图，下列说法不正确的是（　　）A．如图中时刻所示，电能表的读数为8633.5kW·hB．家中干路中的总电流为20A时，该电能表可以工作C．每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转3600圈D．这种电能表，读数数字的单位是kW·h
A．电能表读数时，数字方框中最后一位是小数，单位是kW•h，由图可知，此时电能表的读数为8633.5kW·h，故A正确，不符合题意；B．电能表上的“10A”表示电能表允许通过的最大电流为10A，家中干路中的总电流为20A时，超过了最大电流，该电能表不能工作，故B不正确，符合题意；C．3600r/（kW·h）表示电路中用电器每消耗1kW·h电能，电能表的转盘转过3600圈，故C正确，不符合题意；D．电能表读数的单位是kW·h，故D正确，不符合题意。 故选B。
题型一、电能表及其相关计算
【例题2】已知电源电压为10V保持不变，R1=25Ω，小灯泡正常发光时的电流为0.3A。（不考虑灯丝电阻变化）（1）断开S1、S2此时小灯泡L正常发光，求小灯泡正常发光的电压；（2）S1、S2都闭合时，电流表示数变为0.6A，求R2的阻值；（3）在（2）这个电路中，1min内，整个电路所消耗的电能是多少？
第二节 电流做功的快慢
1. 电功率的概念
（5）电功率的推导公式
①电功率的推导公式只适用于纯电阻电路；而定义式P＝UI是普遍适用的公式。 ②利用电功公式及其变形公式时，要注意各物理量的同一性和同时性。
2. 电功率和电功的区别
焦（J）、千瓦时（kW·h）
瓦（W）、千瓦（kW）
电功率等于电流所做的功与所用时间之比
电功等于电压、电流与通电时间的乘积
3. 电功和电功率的两套单位组合
（1）式中若P、t 的单位分别取瓦特（W）、秒（s），那么它们相乘之后，就得到电功的一个单位：焦（J）。 1焦耳= 1瓦特×1秒
根据电功的公式W = Pt可得电功和电功率的两套单位组合
（2）式中若P、t 的单位分别取千瓦（kW）、小时（h），那么它们相乘之后，就得到电功的一个单位：千瓦时（ kW·h ）。 1千瓦时= 1千瓦×1小时
知识二、额定功率和实际功率
1. 额定电压、额定功率（1）额定电压U额：电器设备正常工作的电压值。（2）额定电流I额：电器设备正常工作的电流值。（3）额定功率P额：与额定电压或额定电流对应的功率。2. 实际功率（1）实际功率：把用电器在实际电压下工作时所对应的功率叫做用电器的实际功率P实。（2）理解实际功率： 一个用电器只有一个额定电压和一个额定功率，但可以有多个实际电压和实际功率。
3. 额定功率和实际功率的关系（1）当用电器两端的实际电压等于额定电压时 U实 = U额，用电器的实际功率等于额定功率：P实 = P额，用电器正常工作。（2）当用电器两端的实际电压小于额定电压时U实 U额，用电器的实际功率大于额定功率：P实 > P额，用电器不能正常工作，且可能会烧坏。
【例题1】小明将某家用电器单独接在该电能表所在的电路中正常工作6min，电能表转盘转动32r。该家用电器的电功率是_____W，该家用电器最有可能是_______（选填“电视机”“节能灯”或“空调”）。
【例题2】观察图甲中小林的妈妈和爸爸的对话，回答问题：（1）当地的电价为______元/度；（2）小林家上一个月底抄表时电能表的示数如图乙所示，则本月底电能表的示数应为______；（3）小林家的电水壶额定功率为 ，若家中只有这个电水壶正常工作 ，则这 内电能表转盘转动______圈。
（1）由图甲知道，当地的电价为52元/100度=0.52元/度（2）由图乙知道，上个月底抄表时电能表的示数为916.1kW·h，这个月用了100度电也就是100kW·h，所以本月底电能表的示数为916.1kW·h+100kW·h=1016.1kW·h（3）由题意可得，电水壶正常工作3min消耗的电能为W=Pt=2kW×3h/60 =0.1kW⋅h根据电能表常数3000r/（kW·h）可得，电能表转盘转动的圈数为0.1kW⋅h×3000r/ (kW⋅h)=300r
题型二、额定功率与实际功率
【例题3】小华做作业时，电灯突然变暗，其原因可能是（ ）A．电灯的额定功率变大B．电灯的额定电压变小C．电灯的实际电压变大D．电灯的实际功率变小
【例题4】甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，下列有关说法中正确的是（　　）A．两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多B．两灯均正常发光时，甲灯的电阻小于乙灯的电阻C．乙灯的功率总是大于甲灯的功率D．两灯串联在220V的电路中，甲灯比乙灯亮
【例题5】小叶在更换灯泡时发现灯泡上标有“220V 40W”的字样。下列说法中正确的是（　　）A．该灯泡只能在220V电压下工作B．该灯泡的实际功率是40W不变C．该灯泡正常发光时每秒消耗的电能是40WD．该灯泡正常发光时每秒消耗的电能是40J
AB．“220V 40W”为灯泡的额定电压和额定功率。灯的工作电压不可能恰好220V。若实际电压低于额定电压，则实际功率小于40W，若实际电压高于额定电压，实际功率大于40W，故AB错误；CD．若灯正常工作，则每秒消耗的电能W=Pt= 40W×1s=40J故C错误，D正确。 故选D。
知识一、测量小灯泡的电功率
【实验目的】测量小灯泡的额定功率和实际功率 【实验设计】（1）实验中需要测量的物理量根据电功率公式P=UI可知：测量的物理量是电压U与电流I。 （2） 实验器材与电路图 干电池2节（电压1.5V）、额定电压为2.5V的小灯泡、开关、滑动变阻器、电压表、电流表、导线若干.
【实验与记录】（1）按照电路图连接电路。（2）调节滑动变阻器，使其接入电路中的电阻最大。（3）闭合开关，调节滑片，分别使电压表的示数小于、等于和略大于小灯泡的额定电压，观察小灯泡的亮度，读出电压表、电流表的示数并记录在表格中。
（1）通过实验得出小灯泡的额定功率为： P额=U额I额（2）设小灯泡的实际电压为U实，额定电压为U额，实际功率为P实，额定功率为P额，可以发现：
（3）小灯泡的亮暗由小灯泡实际功率决定，实际功率越大，小灯泡越亮。
知识二、利用家用电能表测算家用电器的电功率
知识三、特殊方法测小灯泡的电功率
【设计实验】借助定值电阻，利用电压表计算出灯泡额定电压或额定电流，利用P=UI算出额定功率。【实验器材】电源（电压未知），1个电压表，1个滑动变阻器，1个已知阻值为R0的定值电阻。
1. 单伏法（测量器材是电压表，缺少电流表 ）
2. 单安法（测量器材是电流表，缺少电压表）
【设计实验】借助定值电阻，利用电流表计算出灯泡额定电压或额定电流，利用P=UI算出额定功率。【实验器材】电源（电源电压未知），1个电流表，1个滑动变阻器，1个已知阻值为R0的定值电阻。
（2）已知小灯泡的额定电流I额 ①闭合S、S2，断开S1，调节滑动变阻器R，使得电流表示数为I额，此时灯泡正常发光；②闭合S、S1，断开S2，电流表测出通过R0与L的合电流I总。灯泡的额定电压：灯泡的额定功率：
【例题1】某同学利用如图所示电路，测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率，下列说法正确的是（　　）A．闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应滑到A端B．闭合开关后，小灯泡不发光，一定是小灯泡灯丝断了C．当电压表示数为2.5V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率D．通过实验可得知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡发光越暗
题型一、测量小灯泡的功率
A．闭合开关前，为保护电路安全，滑动变阻器的滑片应位于最大阻值处，即B端，故A错误；B．闭合开关后，小灯泡不发光，也可能是电路中的其它地方断开了，造成电路中没有电流，故B错误；C．小灯泡的额定电压为2.5V，当电压表示数为2.5V时，测出通过小灯泡的电流，利用 可得出小灯泡的额定功率，故C正确；D．小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定，实际功率越小，小灯泡越暗，实际功率越大，小灯泡越亮，故D错误。故选C。
【例题2】在测量额定电压为“2.5V”小灯泡的电功率实验中，电源是三节新干电池。（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于______（选填“左”或“右”）端；（2）闭合开关，移动滑片，当电压表的示数为______ V时，小灯泡正常发光，读出电流表示数，可测得额定功率；（3）继续移动滑片，电压表示数如图所示，为______ V，此时电流表示数为0.24 A，小灯泡的实际功率为_________ W；
（4）为了研究小灯泡发光情况与电功率的关系，除了表中记录的电表示数和电功率，还需要增加记录的内容是_______________；（5）分析实验数据可以发现，小灯泡两端的电压越高，它的实际功率________ ；
（4）因为研究的是小灯泡发光情况与电功率的关系，所以还需要增加记录的内容是：小灯泡的亮度。（5）由表格可知，小灯泡两端电压越大，通过小灯泡的电流越大，由公式P=UI可知，小灯泡的实际功率越大。
（6）小红还设计出了只有电流表、没有电压表时测量小灯泡额定功率的方法，其电路图如图丙所示。已知定值电阻R0为5Ω，小红调节变阻器滑片，先使电流表A2的示数为 A时，再读出电流表A1的示数为0.3A，就测量出小灯泡的额定功率为_______W。
第四节 科学探究：电流的热效应
知识一、探究影响电流热效应的因素
【提出问题】电流通过电热器产生的热量与哪些因素有关？
【进行猜想】①电热器只有通电才会发热，它们产生的热量是否与电流有关?②电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热?它们产生的热量是否与电阻有关？③给水加热时，通电时间越长，水的温度越高，电流通过电热器产生的热量是否与时间有关？
如图所示，将一段电阻丝浸没在一定质量的液体（如煤油）中，通电时电阻丝产生的热量被液体吸收，液体的温度就会升高。因此，我们可以通过液体温度的变化来比较电阻丝产生热量的多少。1. 如何比较通电时间对产生热量的影响？需要控制哪些物理量？如何进行控制?2. 如何比较电阻丝中的电流大小对产生热量的影响？需要控制哪些物理量？如何进行控制?3. 如何比较电阻丝的电阻大小对产生热量的影响？需要控制哪些物理量？如何进行控制?
采用控制变量法进行实验：需要控制电阻与电流相同，而时间不等。如图所示分别是实验电路图和实物图。进行实验时，连接好电路，检查无误后接通电源，按下计时器并同时记录温度计的示数。保持电流的大小不变，每间隔一定时间记录一次温度计的示数，并填写到设计好的表格中。
1. 探究电流产生的热量与通电时间的关系
2. 探究电流产生的热量与电流大小的关系
采用控制变量法进行实验：需要控制电阻与通电时间相同，而电流不等。取质量、温度均与上述实验初始状态相同的煤油，仍按图连接电路。闭合开关，调节滑动变阻器，增大通过电阻丝的电流，通电时间与前次相同，记录玻璃瓶内煤油的温度。
采用控制变量法进行实验：需要控制电流与通电时间相同，而电流不等。选取两根阻值不一样的电阻丝，两个装有初始温度相同（记为 t 0）、等质量（记为 m0）煤油的玻璃瓶，按图所示将实验器材连接起来。检查无误后接通电源，通电一定时间后，记录两个玻璃瓶内煤油的温度。
3. 探究电流产生的热量与电阻大小的关系
由上述实验可知，影响通电导体产生热量的因素有：电流、导体的电阻、通电时间。
电流通过导体产生的热量与通过导体的电流、导体的电阻以及通电时间有关。通过导体的电流越大、导体的电阻越大、通电时间越长，电流通过导体产生的热量越多。
1. 内容： 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。2. 公式： Q = I2Rt 公式中各物理量及其单位：I 表示电流，单位是安培（A） R 表示电阻，单位是欧姆（Ω） t 表示时间，单位是秒（s） Q表示热量，单位是焦耳（J）
3. 推导焦耳定律  
若电流做的功全部用来产生热量， 即 Q = W  因为电功 W = UIt   根据欧姆定律 U = IR 所以 Q = W = UIt = I2Rt 可见，在消耗的电能全部用来产生热量时，根据电功公式和欧姆定律推导出的结论与焦耳定律一致。
（1）电功与电热的区别电功是指电流通过一段电路所做的功，它的大小表示电路消耗电能的多少，也表示有多少电能转化为其他形式的能。电热是指电流通过一段电路做功时，电能转化为内能的那一部分。两者表示的意义不同，是两个不同的概念。
（2）电功与电热的联系 ①纯电阻电路 该类电路中，电流通过用电器时，电能全部转化为内能，电流产生的热量就等于消耗的电能，即电热等于电功 Q热量=W 。例如，电取暖器、电饭煲、热水器等这些用电器工作时电能全部转化为内能，产生的热量均可用下列公式计算：Q放= W总=Pt=UIt= U2t/R =I2Rt
②非纯电阻电路在该类电路中，电流通过用电器时，电能主要转化为其它形式的能量，只有一部分转化为内能，即电热小于电功 Q热量＜W 。例如，电风扇、洗衣机等。这种情况下，计算电流产生热量的公式为： Q =I2Rt I 表示电流，R 表示用电器（电动机）的电阻。
纯电阻电路 Q=W
5. 电功、电功率、焦耳定律计算公式及其适用范围
题型一、电功与电热的计算
【例题1】小明设计的车载可加热果蔬搅拌机工作电路图如图。电热丝R的阻值为4Ω ，电动机标有“12V 24W”字样。闭合开关S、S1 ，电动机正常工作。求：（1）电源电压。（2）闭合开关S、S1，电动机1min内消耗的电能。（3）闭合开关S、S2，通电100s，电热丝R产生的热量。
（1）闭合S、S1 时，电路中只有电动机正常工作，则电源电压U=U额=12V（2）电动机消耗的电能 W=Pt1=24W×60s=1440J（3）闭合S、S2 ，电路中只有电热丝R工作，通过电热丝R的电流I=U/R=12V/4Ω=3A电热丝R产生的热量
【例题2】如图所示，是某一品牌电热水壶的铭牌，它工作时将电能转化为_____能，当电热水壶两端电压为0V时，它的额定功率为__________W。电热水壶正常工作1min产生热量________J。
当电流通过电水壶时，消耗电能，产生内能，将电能转化为内能。由图可知电热水壶的额定功率是1500W是不变的，与电压无关，电热水壶两端电压为0V时，它的额定功率仍为1500W。电热水壶正常工作1min产生热量 Q=W=Pt=1500W×60s=90000J
（2）本实验通过以两金属丝串联的方式，控制______________相同；还因为导体产生的热量不易直接观察，便把导体产生热量的多少转换为______________ ，为了保证这种转换的科学性，实验中采取的措施是煤油的____________相同。
题型二、探究影响电流热效应的因素
【例题3】为了探究影响电热的因素，小明先设计了如图所示电路，烧瓶中盛有一定质量的煤油，R甲>R乙。（1）通电一段时间后，比较两烧瓶_______________（选填“温度计的示数”或“加热时间”），则可以探究出电热与_______的关系。观察发现甲烧瓶中温度计的示数大，可得到结论______________；
其它条件相同时，导体的电阻越大，产生的热量越多
电流和通电时间
煤油吸热后温度的变化
（1）根据转换法，加热时间是相同的，比较两烧瓶中温度计的示数来比较产生的热量多少。图中两电阻丝串联，根据串联各处的电流相等（通电时间相同），故可以探究出电热与电阻大小的关系。观察发现甲烧瓶中温度计的示数大，说明甲烧瓶中产热多，表明其它条件相同时，导体的电阻越大，产生的热量越多。（2）本实验通过以两金属丝串联的方式，根据串联各处的电流相等可知，控制电流和通电时间相同。因为导体产生的热量不易直接观察，把导体产生热量的多少转换为煤油吸热后温度的变化，这是转换法的应用。为了保证这种转换的科学性，避免其它因素的影响，实验中还应采取的措施是控制煤油的质量和初温相同。
【例题4】利用如图所示电路“探究电流通过电阻时产生的热量与哪些因素有关”，两个完全相同的烧瓶内分别装有质量相等、初温均为25℃的煤油，电阻丝R1和R2的阻值不相同。闭合开关一段时间后，记录甲、乙温度计的示数分别为40℃和35℃。根据实验过程及现象回答下列问题：（1）此实验探究的是电流通过电阻产生的热量与 的关系；（2）实验中将R1和R2串联的目的是使 和 相同；（3）由实验数据可知：R1 R2（选填“>”、“=”或“