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九年级物理第十八章《+电功率复习》课件


中考考点
1.理解电功的概念,会计算用电器在 一定时间消耗电能的多少。 2.利用电能表和秒表正确测出电能和 电功率。 3.理解电功率的概念,掌握电功率的 计算公式,理解额定功率和实际功率的关系。

4.理解焦耳定律,知道电热器的原理, 会计算电流通过导体产生的热量。 5.家庭电路的组成及各部分的连接, 掌握常见家庭电路的故障。 6.掌握测量灯泡额定功率的方法。

电 功

定义: 电流所做的功,用W表示。 公式: W = U I t = P t = I2 Rt =U2t/R 国际:焦耳,简称焦,用 J 表示) 单位:常用单位:千瓦时,用KW·h表示。 换算关系:1KW·h=3.6×106 J
定义:电流在单位时间内所做的功,用P表示。 公式: 单位 测定 P=I2R P=U2/R

电 功 和 电 电 功 功 率 率 电 热

常用:千瓦,用KW表示。 换算:1KW =1000W 原理、电路图、器材 额定功率 实际功率

用电器的功率

焦耳定律 内容 公式:Q = I2 Rt 电热的利用和防止

电功
电流通过电灯、电炉等用电器时都要做功。

电流做功,电灯发光。

电流做功,电炉发热。

电流做功,电扇转动。

电流做功,电车开动。

电能:
(1)定义: 电流所具有的能量叫做电能。

(2)单位:千瓦时(度)。J
(3)电功与电能的关系: 电流做了多少功就消耗
了多少电能。 2000 焦的 例:电流通过电动机做2000焦的功,即有_______ 2000 焦的 _____ 电 能转化为________ 机械 能和______能。 ______

(4)公式:W=U I t(适用所有电路) (5)在家庭用电中测量电流消耗 电能的仪器是:电能表。

电能表:

(1)读数: 最后一位是小数。

(2)2500R/KWh:
电表的表盘每转2500圈, 电路中就消耗1度电。

电功通常用电
能表来测定。把电

能表接在电路中,
电能表的记数器上

前后两次读数之差,
就是这段时间内用 电的度数。

电功率:
(1)电功率是表示电流做功快慢的物理量。
(2)公式:P=W/t P=UI
如果用电器是纯电阻: P=U2/R P=I2R

(3)单位: W、KW

1kW=1 000W

(4)额定功率与实际功率:
?额定功率:用电器在额定电压或额定电流下 工作的电功率。 ?“灯泡的亮暗由实际功率决定”。

常见用电器的电功率

2.额定功率
额定电压 用电器正常工作时电压(铭牌上标出的电压) 额定功率 用电器在额定电压下的功率(铭牌上标出的功率) 实际电压 用电器实际工作时的电压 实际功率 用电器在实际电压下的功率

实际功率与额定功率的关系
大于

实 际 电 压

等于

额 定 电 压

实 际 功 率

大于 等于

额 定 功 率

影响寿命 正常工作

小于

小于

不能正 常工作

电功和电功率的区别和联系
特点 物理 比较 概念 概念

电功
电流所做的功
电流做功多少 W=UIt

电功率
电流在单位时间内所做的功

意义
公式

电流做功快慢 P=UI 瓦特 千瓦 用伏安法间接测量

单位 测量方法 联系

焦耳 千瓦时
用电能表直接测量 W=P t

运用公式 直接计算:

W Q U P ? ? ? UI ? ? I 2R t t R
2 2 1

2

U ? U1I 串联电路中: P1 ? I R1 ? R1

P R1 1 ? P2 R2
P R2 1 ? P2 R1

U2 2 并联电路中:P1 ? ? I1 R1 ? UI1 R1

小明同学刚学完电功、电功率知识,有一天 回到家中发现有几只灯泡。其中一只标有 “220V,40W”字样,由此他想到以下问题:

问题1:灯泡上面的“220V,40W”表示什么意思?
答: “220V”表示这只灯泡的额定电压是220伏; “40W”表示这只灯泡的额定功率是40瓦。

什么是额定电压、额定功率?

问题2:小明想:若把此灯接在照明电路中, 这只灯泡的功率一定是40瓦吗? 答:不一定。只有在220伏电压下 工作时,这只灯泡的功率才是40瓦。若

实际电压高于220伏,它的功率就大于40
瓦;若实际电压低于220伏,灯泡的功率

就小于40瓦。

问题3:此灯正常工作时,灯丝电阻多大?
U 解:由P=UI 和 I ? R U2 得:R ? P 2 U额 那么 R 灯= P额
(220V ) 2 ? ? 1210? 40W

例:求出“220V 40W”的灯泡接在110伏 电压下的实际功率。

问题5:小明同学又想,如果把此灯接在

380伏的电路上,会发生什么现象?
答:根据
U2 P= R
2 2 U实 (380V) P实= = ? 119 W R 1210?



由于P实远大于P额 ,所以灯丝很快被损坏。

问题6:要在此电压(380伏)下仍然使灯正 常工作,你有什么办法? “220V,40W” R
/

方法:给此灯串联一个电 阻,如右图:
U=380V

那么串联电阻应满足什么条件?
解: 而电路中的电流
R/两端电压U/=U总-U额=380V-220V= 160V

P额 40 W 2 I? = = A=0.18A 所以 U 额 220V 11 / U 160V ' R ? ? ? 880? 2 I A 11

如果只有几只这样的灯泡,而没有电阻, 还有什么方法也可以使它工作? 方法:可以将两个这样的灯泡串联起来组 成串联灯,这样既能起到照明作用, 同时还可以延长灯泡寿命。
“220V,40W” “220V,40W”

U=380V

问题7:小明同学又拿起一只灯泡标有
“220V,25W”字样,他想若将此灯与

“220V,40W”的灯泡并联,接到220伏的
电路中哪个灯泡会更亮一些?
答:因为并联支路两端电压相等U=U1= U2,故两灯两端电压都等于额定电压220伏, 所以消耗的功率也都等于各自的额定功率, 所以“220V,40W”灯泡的功率大,并且会更 亮一些。

问题8:把这两个灯泡(“220V,25W”,
“220V,40W”)串联起来,接到220伏的电路中, 哪个灯泡消耗的功率大?(或哪个更亮)
分析:从
2 U额 R? 可知,在额定电压相同的情况下, P额

额定功率小的灯丝电阻大,即“220V,25W”的灯丝

电阻比“220V,40W”的灯丝电阻大,又因为串联电
路中电流处处相等,即I1=I2 =I。根据P=I2R可知, 电阻大的消耗的电功率大,所以两灯串联后“220V, 25W”灯泡消耗的功率大,即此灯亮。

? 问题9
灯丝断了以后搭接上,再接到原来的电 路上使用,灯泡比原来要亮些,为什么? 搭接后的灯泡在以后的使用中为什么还 是从搭接处烧断?灯泡用的时间久了亮 度会有什么变化?

问题10:小明还找到一只照明灯泡, 但它的功率值已模糊不清,可通过什么方 法知道它的功率? 【分析】可用实验的方法解决:把灯泡 与电能表连接起来,接入电路,用电能 表测出一定时间内电流所做的功,并用 W 秒表测出时间,根据公式 P ? 则可 t 求得功率。

? 用电器的额定功率只有一个,实际功率 可以有多个,灯泡的亮度有实际功率决 定的

想一想
现在有两个铭牌模糊的普通灯泡,你怎么帮助 鉴别???(几种方法)




“220V,40W”

“220V,100W”

方法一:并联在220V的电源上,较亮 的是100w,较暗的是40w。
方法二:串联在220V的电源上,较亮 的是40w,较暗的是100w。

方法三:灯丝较粗的是100w,较细的 是40w。

实践题:
小刚有一个“110V,40W”和一个 “110V,100W”的灯泡,可是家里都是220伏 的电源,不能直接使用。他想串联电路两端 的总电压等于各部分电路的电压之和。正好 110V+110V=220V。两个灯泡串联,就可以 使用了,可是在实际使用的时候,两个灯泡 都不能正常发光,而且“110V,40W”的灯泡 很快被烧毁。请你想一想,然后再计算一下, 在串联电路里能不能用加上一个电阻的办法 使两灯泡正常发光。

三、电功率与电阻的关系: (不同用电器比较 )
(1)并联电路
P1 R2 = P2 R1 电阻消耗的电功率与电阻成反比 并联电路消耗的总功率等于 各电阻消耗功率之和。 P并 = P1 + P2

P 1 R 1 (2)串联电路: = P2 R2

电阻消耗的电功率与电阻成正比
串联电路消耗的总功率等于各电阻 消耗功率之和。 P串 = P1 + P2

2 . 如 图 所 示 , 小 灯 泡 规 格 为 “ 6 V 3.6 W”( 灯丝电阻不变 ) ,闭合开关,当滑动变阻 器的滑片P移至a端时,电流表示数为0.6 A; 当滑片 P 移至 b 端时,电压表示数为 4 V ,则 ( D) A.小灯泡灯丝电阻是6 Ω

B.电源电压是10 V
C.滑动变阻器最大阻值是10 Ω

D .滑片 P 位于 b 端时,滑动变阻器消耗的功 率是0.8 W

实验:测定小灯泡的功率 原理: P = UI 电路图

三、实验:测定小灯泡的功率(U额 = 2.5V ) 连接实验电路:

实验:测定小灯泡的功率(U额 = 2.5V ) 测量数据如下表,实验数据的处理:

2.5 3
2

0.3

0.75 正常

0.35 1.05 较亮 0.24 0.48 较暗

考点2 【

电功率

例2】(2010 年深圳)有一只标有“220 V 110 W”字

的灯泡 L1.求: (1)1.1 度的电可供该灯泡正常工作多少小时? (2)该灯泡 L1 的电阻阻值大小?(不考虑温度对 灯泡电阻的影响)
(

3)若把 L1 与标有“220 V 1 A”的另一只灯泡 L2 串联

接到 220 V 的电路中,求L1 实际消耗的电功率是 多少瓦? (结果保留整数)

h W 1.1 kW· 我的答案:解: (1)由 W=Pt 得 t= P = 0.11 kW =10 h U2 (2)由 P= R 得灯泡 L1 的电阻 U2 220 V×220 V R1= P = =440 Ω 110 W 1

U 220 V (3)灯泡 L2 的电阻 R2= I = 1 A =220 Ω 2 L1 与 L2 串联后,电路中的总电阻 R 总=R1+R2=440 Ω+220 Ω=660 Ω U总 220 V 1 电路中的电流 I= =660 Ω=3 A R总 L1 实际消耗的电功率 1 1 P=I R=3 A×3 A×440 Ω≈49 W.
2

2. (2012· 南京)将两个定值电阻 R1、R2 并联在电压为 U 的电源两 端,R1 消耗的功率为 P1,R2 消耗的功率为 3P1.当把它们串联在 电压为 4U 的电源两端时,下列说法正确的是( A.R1 两端的电压为 U B.R2 消耗的功率变大 C.通过 R2 的电流变小 D.两个电阻消耗的总功率为 12P1
D

)

考点3

测量小灯泡的额定功率

【例3】(2010 年湛江)在测定“小灯泡电功率” 的实验中,小灯泡额定电压为 2.5 V、电阻约为 10 Ω. 断开 ,图 中的电流 (1)连接电路时开关应_____ 0.6 表尚未接入电路,连接时电流表应选 0~____A 的量程.

(2)连好电路后,闭合开关,发现电流表、电压表的指
电流表和电压表的正、负接线 针反偏(即逆时针偏转),原因是 ________________ 柱接反 (或电源正、负极接反)

(写出一种即可)
(3)聪聪同学闭合开关,移动滑片 P 到某一点时,电压表示

数为 2.2 V,若他想测量小灯泡的额定功率,应将

A 选填“A”或“B”)端移动,使电压表的 图中滑片 P 向____(
示数为_2.5 ____V.
(4)聪聪移动滑片 P,使小灯泡正常发光,此时电流表

9.3 的读数为 0.27 A,小灯泡正常发光的电阻是 _____Ω(
结果保留 1位小数),小灯泡的额定功率是__ ___W. 0.675

(2011

年盐城)小华做测量灯泡电功率的实验,所用小灯泡

额定电压为 2.5 V. (1)如图 甲所示,用笔画线代替导线,将实验电路连接 完整.

2.5 时,小灯泡达到额定 (2)当电压表的读数为_____V

功率,此时电流表的示数如图乙所示,其值为_ 0.26 __A, 0.65 小灯泡的额定功率为_____W.
(3)实验时闭合开关,两表均有示数,然后将灯泡 从灯座中取走,电流表没有 ____(选填“有”或“没有”) 有 选填“有”或“没有”)示数. 示数,电压表___(

11. (2012· 河北)测量“小灯泡的电功率”. 小灯泡的额定电 流为 0.3 A,灯丝阻值在 10 Ω~15 Ω 之间.所提供的器材有: 电流表、电压表、电源(电压恒为 6 V)、开关各一个,滑动变阻 器(“5 Ω 2 A”、“20 Ω 1 A”)两个,导线若干. (1)如图是小明没有连接完的实物电路,请你用笔画线代替导线 将实物图补充完整. 20Ω 1A. (2)小明选用的滑动变阻器的规格为________ (3)闭合开关,移动滑片,当电流表的示数为 0.3 A 时,电压表的 示数如图所示, 读数为______ V, 小灯泡的额定功率为______ 4 1.2 W.

(4)小红没用电压表,但多用了一个开关,其他器材与 小明的相同,也测出了小灯泡的额定功率.请在虚线框内画 出她设计的电路图, 并写出实验步骤及测定额定功率的表达 式. 实验步骤: ___________________________________________________ ①只闭合S1,移动滑片P,使电流表的示数为0.3 A;

②滑片 P的位置不变,再闭合S2电流表的示数为I ___________________________________________________ (1 -0.3/ I)×1.8 W 表达式:P 额= ________.

9.(2012· 眉山)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R 为定值电阻,当开关闭合时,标有“8 V 8 W”的小灯泡 L 恰好 正常发光; 若保持定值电阻 R 不变, 将 L 换成另一只标有“8 V 4 W”的小灯泡,闭合开关后,小灯泡工作时消耗的实际功率 ( A )

A.大于 4 W C.小于 4 W

B.等于 4 W D.无法确定

关于电功率的计算
例题1、“PZ220—25”的灯泡,接在220V的电路

中,通过灯泡的电流有多大?这个灯泡的电阻有多 大?“PZ220V—60”的灯泡呢? 解:对“PZ220—25”的灯泡:

电流
电阻 对“PZ220—60”的灯泡: 电流

电阻

四、关于电功率的计算
例题2、“PZ220—25”的灯泡,接在110V的电路

中,实际发出的功率是多大?接在230V的电路中, 实际发出的功率又是多大? 解:“PZ220—25”的灯泡接在210V的电路中:

电流
功率
“PZ220—60”的灯泡接在230V的电路中:

电流

功率

五、焦耳定律
灯泡接入电路中时, 灯泡和电线中流过相 同的电流,灯泡和电 线都要发热,可是实 际上灯泡热得发光, 为什么电线的发热却 觉察不出来? 电路中接入大功 率的电炉,电线将显 著发热,有可能烧坏 它的绝缘皮,甚至引 起火灾,这是为什么?

家庭电路中使用功率过

大的用电器可能引起火灾

实验:焦耳定律

焦耳定律
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。 这个规律叫做焦耳定律。焦耳定 律可以用公式Q = I2 Rt 来表示。 公式中电流 I 的单位要用安培,电阻R 的单位 要用欧姆,通电时间t 的单位要用秒,这样热量 Q 的单位就是焦耳。

4.电热:
(1)焦耳定律:
电流通过导体时产生的热量,跟电流的平方成正 比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。

(2)计算公式:Q=I2Rt (3)电热器:

单位:J

?电炉子、电饭锅、电烙铁、电热水器、电熨斗。 ?电能全部转化成内能(纯电阻电路)。 ?电流所做的功等于用电器产生的热量。
2 U Q=W,即Q=UIt、Q= t R

焦耳定律
例题:一根60Ω的电阻丝接在36V的电源上,

在5min内共产生多少热量?
先利用欧姆定律计算出通过电阻丝的电流,

再利用焦耳定律公式计算电流产生的热量。

解:

Q=I2Rt=(0.6)2×60×300J=6480J

焦耳定律
焦耳定律可以根据电功的公式和欧姆定律的

公式推导出来。

证明:电流通过导体时,如果电能全部转化
为内能,而没有转化为其他形式的热量,也
就是电流所做的功全部用来产生热量,那么,

电流产生的热量 Q 就等于电流所做的功W,
即 Q = W = U I t,再根据欧姆定律 U = IR,

就得到Q = I 2 R t。

怎样理解焦耳定律
焦耳定律定量地描述了电能向内能转化的规 律, 用公式Q = I2 Rt 来表示,适用于任何电路。 在电流所做的功全部用来产生热量时,焦

耳定律可根据电功公式W=UIt和欧姆定律
导出:Q = W = UIt = ,这里的条件是电

功全部用来产生电热,上述公式才成立,所以,
它们只适用于纯电阻电路。在纯电阻电路中,

在不同的情况下,选用不同的公式去解决问题
会更简便。

六、电热的作用 常见的电热器:

六、电热的作用 1. 电热的利用: 电热器是利用电来加热的设备,电炉、 电烙铁、电熨斗、电饭锅电烤炉等都是常见 的电热器。

电热器的主要组成部分是发热体,发热 体是由电阻率大,熔点高的电阻丝绕在绝缘 材料上做成的。
电热器的优点:利用电热器清洁卫生, 没有环境污染,热效率高,还可以方便地控 制和调节温度。

六、电热的作用 2. 防止电热的危害:
在电动机里,电流主要用来做

机械功,但电动机里的导线有电阻,
也要产生热量,使导线的温度升高,

温度超过绝缘材料的耐热温度,绝
缘材料会迅速老化,甚至可能烧坏。 这就需要考虑如何加快散热。有的 电动机里装有风扇,外壳做成如图 形状,都是为了加快散热。

六、电热的作用 2. 防止电热的危害:
收音机、电视

机也要考虑散热,
所以在机壳上都有

散热孔。


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