九年级物理沪教版第十六章电流做功及电功率

1、九年级物理沪教版第十六章电流做功及电功率第一节 电流做功【体验】家庭中的用电器活动:观察接入家庭电路中的电能表、白炽灯和电风扇,根据工作情况完成填空。活动1:闭合开关使白炽灯工作,观察电能表转盘转动情况。活动2:闭合开关使电风扇工作,观察电风扇是否转动并观察电能表转盘转动情况。活动3:当白炽灯和电风扇同时工作时,观察电能表转盘转动情况。(1)白炽灯工作时的主要现象是 ,说明电能主要转化为_能。(2)电风扇工作时的主要现象是 ,说明电能转化为能。(3)两个用电器同时工作和单独一个用电器工作相比,电能表转盘转动(选填“变快”“变慢”或“不变”)。提示:(1)发光光(2)有风机械(3)变快1.电流做

2、功的实质是什么?2.电功大小的计算公式是什么?3.电能表的作用是什么?4.如何计算某段时间内的用电量?探究1 电功1.填一填:你能说出下列用电器工作时,把电能转化为什么形式的能吗?提示:能量的初始状态是电能,分析能量的最终状态是什么形式的能量。参考答案:光内(热)机械化学2.议一议:(1)从能量转化的角度归纳一下,用电器在工作时有什么共同之处?参考答案:都是把电能转化为其他形式的能量。(2)结合用电器工作时的特点可知,电功是量度什么的物理量?电功的大小与电能有什么关系?提示:用电器工作时,电能转化为其他形式的能量。故用电功来量度电能转化为其他形式的能的多少。功和能是密切相关的两个概念,做功必然

3、消耗某种能量。电能是电流的做功本领,电功是电能转化的量度。电功是过程量,电流做功时,总伴随着能量状态的变化。电流做功的过程是电能转化为其他形式的能的过程,电流通过用电器做了多少功,就消耗多少电能,就有多少电能转化为其他形式的能,即电流通过用电器所做的功的数值与该用电器消耗的电能数值完全相同。参考答案:电能转化为其他形式的能的多少电流通过用电器做了多少功,就消耗多少电能,就有多少电能转化为其他形式的能,即电流通过用电器所做的功的数值与该用电器消耗的电能数值完全相同。3.认识电功的单位:基本单位,生活中常用单位,符号是,这两个单位之间的关系是。参考答案:J千瓦时(俗称“度”)kWh1 kWh=3.

4、6106J4.认识电功的公式:利用电功的公式W=UIt与欧姆定律结合,导出其他计算电功的公式。(1)在电学中“1焦耳”的物理意义是_。提示:由公式W=UIt知,当导体两端的电压为1V,通过的电流为1A,通电时间为1s时,电流做功1焦耳,即1J=1VAs。参考答案:加在导体两端的电压为1V,通过的电流为1A时,电流在1s内做功为1焦耳(2)电流做功的公式W=UIt与欧姆定律表达式 相结合能导出的公式有:_。提示:把公式中的物理量用对应公式表示。方法一:由欧姆定律 ，则方法二:由欧姆定律的导出式U=IR，则W=UIt=IRIt=I2Rt。参考答案:探究2 电能表1.认一认,填一填:观察电能表铭牌,

5、把所缺部分补充完整(1)电能表是测量的仪表。(2)电能表上方的示数单位是,数字栏中最右边的一位是。(3)“2.5(5)A”表示电能表通过左右电流时测量最准确,短时间内在保证电能表测量准确的情况下,电能表允许通过的最大电流为。(4)“220V50Hz”表示该表应在,50Hz的交流电路中工作。(5)2400r/kWh表示用电器每消耗1kWh时的电能,电能表的转盘转过圈。参考答案:(1)电功(2)kWh小数位5A(4)220V(5)24002.用一用,算一算:让电灯发光,使电能表里的转盘转动起来,你能算出电灯在这段时间里消耗的电能吗?如何计算?提示:某一时段电能表先后两次示数之差,就是这段时间内的用

6、电量,即h。参考答案:h电能表先后两次示数之差一、电功1.电能:利用_做功,将电能转化为其他形式的能。2.电功与电能的关系:电流做了多少功,就消耗多少_。3.大小:电流所做的功与_成正比。4.计算公式:W=_。5.单位及换算:1度=1kWh=3.6106J。电流电能电流、电压、通电时间UIt二、电能表1.用途:测量电功,即记录电路消耗电能的仪表。2.使用:(1)明确电能表计数器上的单位是_。(2)注意计数器最右边的数字是_位。(3)某段时间内的用电量等于_示数之差。千瓦时小数这段时间电能表先后两次【拓展延伸】悄然走入千家万户的分时电表近年来,随着生活水平的提高和工业的发展,家庭和生产的用电量越

7、来越大,电力不足成为制约经济发展的瓶颈。但现实情况是,在用电高峰时,各种供电设施超负荷工作,甚至要拉闸限电;而在深夜处于用电低谷时,电能却供过于求。为解决这一矛盾,鼓励人们在用电低谷时段内用电,新型的“分时电表”应运而生。时段电价高峰时段(06:0022:00)0.61元/kWh低谷时段(22:0006:00)0.30元/kWh分时电表,顾名思义,就是不同时段按不同的电价进行计费。在用电高峰时段,即每天早晨6时到晚22时,按较高的电价进行计费;而在晚22时到第二天早晨6时这段时间内,按较低的电价进行计费,如表所示。通过经济杠杆来刺激和引导人们合理地用电。考点1 电功的计算【典例1】在图甲所示的

8、电路中,电源电压为6V且保持不变,滑动变阻器R1标有“100 2A”字样。闭合开关S后,电流表 和 的示数分别如图乙所示。求:(1)电阻R2的阻值。(2)通电10s,电流通过电阻R2所做的功W2。【思路导引】分析电路图,根据串、并联电路关系判断(1)两个电阻并联,两端的电压相等,通过两电阻的电流之和等于总电流。(2)电流表 测量通过R1的电流,电流表 测量电路的总电流。【精讲精析】本题主要考查了电功的计算。(1)R2的电流:I2II11.2 A0.4 A0.8 AR2的电阻:R2 7.5 (2)通电10 s，电流通过电阻R2所做的功W2UI2t6 V0.8 A10 s48 J答案:(1)7.5

9、 (2)48 J【方法归纳】电功大小的其他计算公式(1)基本公式及推导公式(2)使用注意事项纯电阻电路中电流流过时，电能全部转化为内能。公式 和W=I2Rt，只适用于纯电阻电路(电灯、电炉、电饭煲等)中的电功计算；非纯电阻电路(电风扇、电冰箱、洗衣机等)中的电功用W=UIt计算。并联(或电压相等)的电路采用 比较，串联(或电流相等)的电路采用W=I2Rt比较。考点2 对电能表的理解和应用【典例2】如图,电能表的示数为度;在某段时间内转盘转过1000转,表示此段时间内用了度电。【思路导引】分析本题的两个关键点:关键点1:数字栏中最右边的一位是小数位。关键点2:用电器每消耗1kWh的电能,电能表的

10、转盘转过2500转。【精讲精析】本题考查电能表的读数和使用。电能表的最后框中示数是小数位，所以图中电能表的示数是度。电能表表盘上的2 500 r/(kWh)表示用电器每消耗1 kWh的电能，电能表上的转盘转2 500 r。在某段时间内电能表转盘转过1 000 r，则用电器消耗的电能为 =0.4 kWh度。答案:【方法归纳】电能表测用电器消耗电能的两种方法(1)利用电能表上先后两次示数:某段时间电能表上先后两次示数之差，就是被测电路在这段时间内消耗的电能。(2)利用电能表上转盘转动圈数:若电能表上标示1 kWh=N盘转数(N r/kWh),则电能表上转盘转动n转消耗的电能为1.用下述哪个物理量表

11、示用电器耗电的多少 ()A.电能 B.电阻C.电压 D.电流【解析】选A。本题考查了电功的意义。电能是表示用电器消耗电能多少的物理量;电阻是表示导体对电流阻碍作用大小的物理量;电压是表示导体电压大小的物理量;电流是表示电流强弱的物理量。故选A。2.如图所示的用电器中,工作时主要将电能转化为机械能的是()【解析】选B。本题考查了电能的转化。电熨斗、电水壶、电烙铁工作时主要是将电能转化为内能;洗衣机工作时主要是将电能转化为机械能。故选B。3.关于电功,下列说法中正确的是()A.用电器通电的时间越长,电流做的功一定越多B.通过用电器的电流越大,电流做的功一定越多C.用电器两端的电压越大,电流做的功一

12、定越多D.用电器消耗的电能越大,电流做的功一定越多【解析】选D。本题考查了影响电功大小的因素。电流做功的多少与用电器通电时间、电流和电压都有关,不能通过其中一个因素的多少判断电流做功的多少,故A、B、C说法错误;用电器消耗电能的多少反映了电流做功的多少,用电器消耗的电能越多,电流做的功就越多,D正确。4.在一个小电动机两端加10V电压时,小电动机的电流是0.1A,1min内电流所做的功是J。【解析】本题考查了电功的计算。已知小电动机两端的电压、通过的电流和通电时间,代入公式得W=UIt=10V0.1A60s=60J。答案:605.小明家电能表月初的示数如图所示。如果他家一个月用了120度电,则

13、月末电能表的示数应为kWh,他家本月应交电费元(当地电费价格为元/kWh)。【解析】本题是一道实际应用型试题,考查学生运用知识解决生活中的实际问题的能力。电能表是测量电功的仪表,计数器上的单位是kWh,根据电能表月初的示数和消耗的电能,月末的示数应为W2=W+W1=120kWh,他家应付电费为120kW元/(kWh)=60元。答案:606.小莉观察家里的电能表,看到表盘上标有“3000r/kWh”的字样,晚上正常用电时,她发现每分钟表盘转10转,那么她家用电4小时将消耗kWh,合J。【解析】本题考查电能表使用及电功的单位换算。表盘转过1转耗电 ,则每分钟耗电 ,4小时将消耗 h=0.83.6106J=2.88106J。答案:2.881067.一个电热器电阻是440 ,把它接入电路中工作时，10 min消耗的电能是66 000 J，求电热器两端的电压是多少?【解析】本题考查了电功计算公式的变形