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第十八章电功率视频资源①因ppt使用高质量视频,故资源比较大(本ppt约110MB)。②所用视频资源已全部内嵌在ppt中,不需另外下载。③本节ppt共有100张、4个视频,可根据需要选择点播。④本ppt使用PowerPoint制作,画面比例为宽屏16:9,
建议使用PowerPoint播放。说明:部分视频来源于网络,版权归原作者所有,如涉及版权问题,请及时联系我们删除。致老师、同学们①视频讲解——《额定功率与实际功率》②实验讲解——《影响电热大小的因素》③课堂总结——《焦耳定律》④实验回顾——《测量小灯泡的电功率》第十八章电功率广袤的戈壁滩上天气多变,有时风和日丽,有时狂风劲舞在风的吹动下,扇叶时而徐徐转动,时而急速回旋,整个风车田犹如一支乐队在演奏着一首气势磅礴的交响曲。风车发出的电是由什么能转化来的?一个风车一天能发多少电?风力发电有什么好处?看来,这许多问题还真需要我们静下心来认真思考。单元复习基本内容第十八章电功率七个概念:电能、电功、电功率、额定电压、额定功率、
实际电压、实际功率.四个公式:W=UIt、P=W/t、P=UI、Q=I2Rt、一个定律:
焦耳定律.一个仪表:电能表.两个实验:测量小灯泡的电功率、
探究电流产生热的多少与什么因素有关二种方法:控制变量法、转换法.1.结合实例,了解电功和电功率。知道用电器的额定功率和实际功率。2.通过实验,了解焦耳定律。能用焦耳定律说明生产生活中的有关现象。《课标》要求第十八章电功率内容结构电能表电能电功建立概念测量第十八章电功率电功率建立概念焦耳定律电热电热的利用和防止应用规律测量小灯泡电功率测量能量转化思维导图第十八章电功率电能电功第1节本节知识点Knowledgepoints1.电能2.电能的计量3.电功发电机或电池等电源把其他形式的能转化为电能。用电器把电能转化为其他形式的能。①国际单位是焦(J);常用单位是千瓦时(kW·h)换算关系:1kW·h=3.6×106J
②计量:电能表(也叫电度表),单位是kW·h,测量用电器一段时间内消耗的电能。①电功:电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的过程,有多少电能发生了转化就说电流做了多少功。②电功的计算:W=UIt③电功的单位:焦(J)、千瓦时(kW·h)。
电能电功电能的来源与利用电功电能第1节电能电功知识结构知识点一、电能第1节电能电功1.电能的来源与能量转化电能的来源能量转化过程干电池、蓄电池、锂电池化学能转化为_____火力发电燃料的_____能转化为电能风力发电______能转化为电能地热发电_____能转化为电能太阳能发电_____能转化为电能核能发电_____能转化为电能电能化学机械地热太阳核知识点一、电能第1节电能电功2.电能的利用与能量转化用电器能量转化过程电灯电能转化为光能和____能电动机(电风扇、电动车)电能转化为_____能电热器(热水器、电饭煲)电能转化为____能电视机电能转化为______能、声能空调电能转化为____能对手机充电电能转化为_____能内机械内光内化学3.电能的单位1kW·h=3.6×106J(1)国际单位:焦耳,简称焦,用字母J
表示。(2)常用单位:
千瓦时,字母符号为KW·h,也叫“度”。(3)单位换算关系:1度=1kW·h=1×103W×3600s=
3.6×106J知识点一、电能第1节电能电功1.电能表知识点二、电能的计量第1节电能电功作用:用来计量用电器在一段时间内消耗的电能。符号或参数物理意义kW·h电能表示数的单位为_______220V表示该电能表正常工作电压为______伏.10(20)A表示这个电能表的标定电流为____,额定最大电流为_____。电能表工作时的电流不能超过额定最大电流.3000r/kW·h表示接在这个电能表上的用电器,每消耗1kW·h时的电能,电能表上的转盘转过_______转.50Hz表示这个电能表在频率为______的交流电路中使用.2.电能表的重要参数千瓦时22010A20A300050Hz知识点二、电能的计量第1节电能电功3.电能表的种类常见的电能表:机械式电能表、IC卡电能表、电子式电能表。其中电子式电能表表盘上有一指示灯,标有“1600imp/(kW·h)”(不同型号的表,该数值不同)字样。其含义是指用电器每消耗lkW·h的电能,指示灯闪烁______次。4.电能表的读数电能表计数器上显示的数字是表从开始到读数为止用电器消耗的电能。示数:
整数加一位小数,如图为______kW·h。1600318.6知识点二、电能的计量第1节电能电功
知识点二、电能的计量第1节电能电功6.节能的意义(1)1kW·h的作用(见下图)。(2)节约用电及相关措施:电能是人们生活的重要资源,社会需求越来越多,能源供应日益紧张,每个人都应具有节约电能的意识。我们要从点点滴滴做起,如随手关灯、使用耗电少的节能灯具、电视机关机后及时拔下电源插头等。知识点三、电功第1节电能电功1.电功的概念(1)定义:电流所做的功叫做电功,用W表示。(2)实质:电能转化为其他形式能的过程是电流做功的过程,有多少电能发生了转化就说电流做了多少功,即电功是多少。电能是状态量:反映了做功的本领;电功是过程量:反映了一段时间内电能转化或消耗电能的多少。知识点三、电功第1节电能电功2.实验探究:影响电流做功多少的因素(1)探究电功与电压的关系①把两盏规格不同的小灯串联在电路中,用电压表分别测量它们两端的电压,同时观察比较小灯的发光情况。②现象:电流与通电时间相同,两端电压较高的小灯较亮。③结论:在通过用电器的电流与通电时间相同时,用电器两端的电压越大,电流做功就越多。知识点三、电功第1节电能电功(2)探究电功与电流的关系①如图所示,把两盏规格不同的小灯并联,用电流表分别测量通过它们的电流,同时观察比较小灯的发光情况。②现象:电压与通电时间相同,通过电流较大的灯泡较亮。③结论:在用电器两端的电压与通电时间相同时,通过用电器的电流越大,电流做功就越多。(3)进一步实验可得出:电流所做功的大小与电压、电流、通电时间成正比.(1)物理学规定:电功等于电压、电流与通电时间的乘积。(2)公式:电功=电压×电流×通电时间
W=UIt(3)国际单位:焦耳(J)1J=1V×1A×1S常用单位:千瓦时(KW·h)1kw·h=3.6×106J3.电功的计算第1节电能电功知识点三、电功
4.电功的推导公式第1节电能电功纯电阻知识点三、电功【例题1】大山上次查看家中电能表示数为,本次查看时电能表示数如图所示。则下列说法正确的是()A.他家在这段时间内消耗的电能为80kW·hB.电能表是测量电功率的仪表C.家庭电路中电能表一般安装在总开关之后D.若只让一个标有“220V,1000W”的电热水器正常工作20min,则电能表的转盘转1200转D第1节电能电功解析见下页本节经典例题A.由题意可知,这段时间内消耗的电能为故A错误;B.电能表是测量消耗电能的仪表,故B错误;C.家庭电路中,输电线进户后首先接到电能表上,之后依次是开关、保护设备、用电器和导线等,故C错误;D.表示每消耗电能,电表转3600r,若只让一个标有“220V,1000W”的电热水器正常工作20min,则消耗的电能为电能表的转盘转故D正确。所以选D。第1节电能电功本节经典例题【例题2】如题图所示电路,已知R2=20Ω,闭合开关后,电流表A的示数为0.5A,电流表A1的示数为0.3A。求:(1)电源电压;(2)电阻R1的阻值;(3)通电1min整个电路消耗的电能。解析见下页第1节电能电功本节经典例题
第1节电能电功本节经典例题【例题3】在做“探究影响电流做功多少的因素”实验时,如图是进行该探究的电路之一。(1)可以根据______________比较相同时间内电流做功的多少;(2)由如图所示电路,可探究电流做功多少与______的关系;(3)小明正确操作,验证了实验的结论,支持该结论的实验现象是______;(4)另一组的同学连接好最后一根导线,灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。检查后发现连线正确,请你找出实验中两个操作不当之处:①______;②______。解析见下页第1节电能电功连接电路时开关未断开;滑动变阻器未置于阻值最大处.灯泡的亮暗程度
电压电压表示数大的灯泡更亮
本节经典例题(1)灯泡将电能转化为光能和热能,故可以根据灯泡的亮暗程度来比较相同时间内电流做功的多少。(2)由电路图可知,两灯泡串联,流过灯泡的电流与通电时间均相等,故可探究电流做功多少与电压的关系。(3)因灯泡两端的实际电压越大,灯泡的实际功率越大,故可知支持该结论的实验现象是电压表示数大的灯泡更亮。(4)为了保护电路,在连接导线时,开关应断开,将滑动变阻器的阻值调到阻值最大处,由题意可知,连接好最后一根导线,灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭,故实验中的两个操作不当之处为:
①连接电路时开关未断开;②滑动变阻器未调到阻值最大处。第1节电能电功本节经典例题电功率第2节本节知识点Knowledgepoints1.电功率2.“千瓦时”的来历3.额定电压额定功率
电功率额定电压额定功率电功率知识结构第2节电功率1.探究电流做功的快慢第2节电功率知识点一、电功率实验过程实验现象现象分析实验结论:电流做功有快慢之分.在家庭电路中,分别让一盏电灯、一台电吹风机单独工作;观察记录电能表铝盘在1min内转动的圈数。在相同时间内电能表铝盘转过的圈数不同。在使用电吹风时,1min内转动的圈数多。在相同的时间内铝盘转过的圈数越多,说明用电器消耗的电能越快,即电流做功越快。(1)相同时间,比较电功的多少,电功越多,表示电流做功越快;(2)电功相同,比较所用的时间,用的时间越短,表示电流做功越快;(3)用电功与时间的比值表示电流做功的快慢,比值越大,表示电流做功越快。2.比较电流做功快慢的方法第2节电功率知识点一、电功率
3.电功率第2节电功率知识点一、电功率W—焦耳(J)
t—
秒(s)P—瓦特(W)1W=1J/s
(5)电功率单位国际单位:瓦特(W)常用单位:千瓦(kW)、毫瓦(mW)换算关系:1kW=103W1W=103mWU—伏(V)I—安(A)P—瓦特(W)1W=1V·1A
P=UIP=W/t第2节电功率知识点一、电功率天河一号巨型计算机4.04×106W液晶电视机约100W家用空调约1000W排风扇约20W吸尘器约800W手电筒约0.5W电吹风机约500W计算器约0.5mW台式计算机约200W电子表约0.01mW(6)一些用电器的电功率第2节电功率知识点一、电功率4.电功率和电功的区别
电功电功率物理意义表示电流做功的_____表示电流做功的_____定义电功等于电压、电流与通电时间的乘积电功与时间之比公式单位焦(J)、_____(kw·h)瓦(w)、_____(kw)多少快慢W=UItP=W/t=UI千瓦时千瓦第2节电功率知识点一、电功率
1.电功和电功率的两套单位组合
根据电功的公式W=Pt第2节电功率知识点二、“千瓦时”的来历国际单位常用单位式中若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:______(J)。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:________(kW·h)。
1焦耳=1瓦特×1秒1千瓦时=1千瓦×1小时焦千瓦时2.“千瓦时”的来历1千瓦时可以看作功率为1千瓦的用电器工作1时所消耗的电能。1千瓦时=1千瓦×1小时第2节电功率知识点二、“千瓦时”的来历提示:千瓦是_______的单位;千瓦时是_______的单位。电功率电功1.探究用电器的电功率第2节电功率知识点三、额定电压额定功率实验过程实验现象现象分析实验结论将标有“36V25W”字样的灯泡,把它接在36V的电路中,观察它的发光情况;把它分别接在24V和40V的电路中,观察它的发光情况。该灯泡把接在36V的电路中,正常发光;接在24V的电路中,发光暗淡;接在40V的电路中,发光强烈。该灯泡在36V电压下处于正常工作状态,所观察到的亮度是功率为25W时的正常发光情况。而接在24V和20V电压下,它都不能正常发光,其功率分别低于和高于25W。在不同电压下,同一个用电器的电功率不一样大;实际电功率随着它两端电压的改变而改变。2.额定电压与额定功率及其相关物理量第2节电功率知识点三、额定电压额定功率项目定义
说明额定电压用电器________时的电压
额定功率用电器在__________下工作时的电功率额定电流用电器________时的电流
实际电压用电器_________时的电压实际功率用电器在__________下工作时的功率正常工作额定电压正常工作实际工作实际电压用电器铭牌上所标电压值用电器铭牌上所标功率值小电灯铭牌上所标电流值可能等于额定电压,也可能不相等可能等于额定功率,也可能不相等3.额定功率与实际功率的区别第2节电功率知识点三、额定电压额定功率项目额定功率
实际功率概念
变化情况
用电器在实际电压下工作时的功率一个用电器只有一个额定电压和一个额定功率,是确定的,与实际电压无关。用电器的实际功率是不确定的,随着它两端电压的改变而改变。用电器在额定电压下工作时的功率视频讲解——《额定功率与实际功率》【例题1】两盏白炽灯,甲标有“PZ220V40W”,乙标有“PZ220V25W”,比较它们的亮度,下列说法正确的是()A.甲一定比乙亮 B.乙一定比甲亮C.都正常工作时,甲比乙亮 D.都正常工作时,乙比甲亮C解析见下页第2节电功率本节经典例题甲标有“PZ110V40W”,表示该灯的额定电压为110V,额定功率为40W;乙标有“PZ220V25W”,表示该灯的额定电压为220V,额定功率为25W。AB.灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,因这两个选项中没有说明灯的工作状态,故甲、乙两灯的实际功率没法比较;所以,不能确定甲、乙两灯的亮度,故AB错误;CD.当灯泡正常发光时,实际功率等于额定功率,则比较额定功率即可比较灯泡的亮度;已知甲灯的额定功率为40W,乙灯的额定功率等于25W;所以正常发光时,甲比乙亮。故C正确,D错误。
故选C。第2节电功率本节经典例题【例题2】LED灯具有节能、环保的特点,一个“220V8.5W”的LED灯与一个“220V60W”的白炽灯亮度相当.若一个“220V8.5W”的LED灯每天正常工作4小时,30天消耗的电能是_________度,这些电能可供“220V60W”的白炽灯正常工作_____小时.1.02第2节电功率
17本节经典例题【例题3】如图所示,R为定值电阻,L为标有“6V3W”的小灯泡,灯丝阻值不变,电源电压恒定。闭合开关,小灯泡正常工作时,电流表读数为0.9A。求:(1)通过小灯泡的电流,以及小灯泡电阻;(2)定值电阻R阻值以及它的电功率。第2节电功率解析见下页本节经典例题
第2节电功率本节经典例题测量小灯泡的电功率第3节本节知识点Knowledgepoints1.测量小灯泡的电功率2.特殊方法测量小灯泡的电功率P=UI电源、电压表、电流表、小灯泡、滑动变阻器、开关、导线。如图所示。①根据电路图连接实物,连接电路时开关要断开,
变阻器的滑片要调节到阻值最大端。②闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使小灯两端的电压分别等于、低于、略高于额定电压,记录电压表、电流表的示数,观察小灯泡的发光情况。
③计算出小灯泡的实际功率,并记录在表格中。灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,实际功率越大,灯泡越亮。小灯泡的实际功率有多个,额定功率只有一个。实验步骤实验结论实验器材实验原理实验电路测量小灯泡的电功率知识结构第3节测量小灯泡的电功率【实验目的】(1)会用电压表和电流表测量小灯泡的电功率。(2)会正确调节滑动变阻器改变小灯泡两端电压。(3)会总结实际功率随电压的变化规律,会总结灯泡亮度随实际功率的变化规律。【实验原理】根据公式P=UI,若求小灯泡的电功率,需测定小灯两端的电压与通过的电流。用电压表测出小灯泡两端的电压,用电流表测出通过小灯泡的电流,就可以计算出小灯泡的电功率,这种测量方法也叫做伏安法。知识点一、测量小灯泡的电功率第3节测量小灯泡的电功率【实验器材】电源、开关、电流表、电压表、导线、滑动变阻器、小灯泡(额定电压2.5V)。【设计并实验】(1)设计电路如图所示。AVLRS知识点一、测量小灯泡的电功率第3节测量小灯泡的电功率(2)按照电路图连接电路。注意断开开关,将滑动变阻器滑片放在阻值最大处。将电压表和电流表指针调零。(3)闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为2.5V(等于额定电压),记下此时对应的电流表示数,并观察灯泡的发光情况。(4)闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为2.0V(低于额定电压),记下此时对应的电流表示数,并观察灯泡的发光情况。(5)闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为2.9V(不能超过额定电压的1.2倍),记下此时对应的电流表示数,并观察灯泡的发光情况。AVLRS知识点一、测量小灯泡的电功率第3节测量小灯泡的电功率实验次数电压U/V电流I/A电功率P/W灯泡发光情况12.522.032.90.440.650.81正常较暗较亮0.220.260.28【数据记录处理】根据公式P=UI计算出小灯泡的额定功率和实际功率。知识点一、测量小灯泡的电功率第3节测量小灯泡的电功率【分析与论证】
①分析表格中的实验数据后,发现小灯泡两端的实际电压越高,小灯泡的实际功率越大,灯泡越亮。②小灯泡的亮度直接由它的实际电功率决定。③小灯泡的实际功率有多个,额定功率只有一个。P额=UI=2.5V×0.26A=0.65W知识点一、测量小灯泡的电功率第3节测量小灯泡的电功率实验结论
(1)当小灯泡的实际电压等于额定电压时,小灯泡的实际功率等于额定功率,小灯泡正常发光。P额=UI=2.5V×0.26A=0.65W(2)当实际电压低于额定电压时,小灯泡的实际功率小于额定功率,小灯泡发光较暗。(3)当实际电压高于额定电压时,小灯泡的实际功率大于额定功率,小灯泡发光较亮.
知识点一、测量小灯泡的电功率第3节测量小灯泡的电功率【交流讨论】(1)对小灯泡的电功率进行了三次测量,为什么不求小灯泡功率的平均值?【分析】额定功率是额定电压下的功率,不是不同电压下功率的平均值;用电器在不同电压下的实际功率不同,把三次测量的平均值作为小灯泡的额定功率是不合理的。知识点一、测量小灯泡的电功率第3节测量小灯泡的电功率实验名称测量小灯泡的电功率测小灯泡电阻
相同点①测量的物理量都是电压和电流;②测量的电路图(实验装置)相同;③滑动变阻器的作用相同。不同点
测电功率P=UI测灯泡电阻R=U/I实验结论不同小灯泡的亮度由它的实际电功率决定,实际功率越大,灯泡越亮。小灯泡的电阻随着灯丝温度的升高而变大。实验原理不同(2)本实验与伏安法测小灯泡电阻相比较,有哪些异同点?知识点一、测量小灯泡的电功率第3节测量小灯泡的电功率视频回忆——《测量小灯泡的电功率》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)知识点二、特殊法测小灯泡的电功率第3节测量小灯泡的电功率
知识点二、特殊法测小灯泡的电功率第3节测量小灯泡的电功率
知识点二、特殊法测小灯泡的电功率第3节测量小灯泡的电功率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。知识点二、特殊法测小灯泡的电功率第3节测量小灯泡的电功率
知识点二、特殊法测小灯泡的电功率第3节测量小灯泡的电功率
知识点二、特殊法测小灯泡的电功率第3节测量小灯泡的电功率【例题1】在测定小灯泡功率的实验中,已知小灯泡的额定电压为2.5V,秀秀同学通过正确实验得到的数据如下表.分析数据得到的下列结论,正确的是()A.灯丝的电阻随电压增大而减小B.通过小灯泡的电流与它两端的电压成正比C.小灯泡的额定功率为四次功率的平均值D.小灯泡的额定功率为0.8WD本节经典例题第3节测量小灯泡的电功率电压U/V1.522.53电流I/A0.250.290.320.35A.由表中数据可知,随电压U的增大,R=U/I
逐渐变大,即灯丝电阻随电压增大而增大,故A错误;B.灯丝电阻R随电压U的增大而增大,不是定值,由I=U/R可知通过小灯泡的电流与它两端的电压不成正比,故B错误;C.灯泡在额定电压下的功率为额定功率,不能把四次功率的平均值作为灯泡的额定功率,故C错误;D.由表中数据知,灯泡额定电压U=2.5V对应的电流I=0.32A,灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.32A=0.8W,故D正确.所以选D.第3节测量小灯泡的电功率本节经典例题第3节测量小灯泡的电功率【例题2】在“测量小灯泡的电功率”实验中,准备的材料如下:电源、导线、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、小灯泡(额定电压2.5V)。(1)根据实验要求,设计电路,在方框内画出电路图;
(2)正确连接电路后,闭合开关时发现小灯泡特别亮,出现这个现象的原因可能是___________;(3)实验现象和数据如下表所示,根据表中数据可知小灯泡的额定功率是___________W;变阻器的滑片没有移动到阻值最大处1.05数据序号123456电压U/V0.51.01.52.02.53.0电流I/A0.120.240.320.380.420.44发光情况很暗暗较暗较亮明亮很亮本节经典例题(1)电压表与灯并联测灯的电压,电流表与灯串联测灯的电流,滑动变阻器串联在电路中,如图所示:(2)正确连接电路后,闭合开关时发现小灯泡特别亮,则电路的电流过大,出现这个现象的原因可能是变阻器的滑片没有移动到阻值最大处。(3)根据表中数据知,灯在额定电压下的电流为0.42A,小灯泡的额定功率是:P=UI=2.5V×0.42A=1.05W第3节测量小灯泡的电功率本节经典例题第3节测量小灯泡的电功率(4)用表中数据在坐标图上绘出小灯泡的I~U图像;
(5)由图像发现:随着小灯泡两端的电压变大,小灯泡的电阻___________;(6)分析可得:在实际电压_________________额定电压的情况下,小灯泡消耗的实际功率大于或小于它的额定功率。变大大于或小于本节经典例题第3节测量小灯泡的电功率(5)由图像可知,电压每增大0.5V,对应的电流增大值为0.12A、0.08A、0.06A、0.02A,即电压增大值大于对应的电流增大值,由欧姆定律得出的结论是:随着小灯泡两端的电压变大,小灯泡的电阻变大。(6)由表中数据,第6次的电压为3.0V大于额定电压2.5V,对应的电功率为P6=U6I6=3.0V×0.44=1.32W>1.05W可得:在实际电压大于额定电压的情况下,小灯泡消耗的实际功率大于它的额定功率;第1~5次电压的大小关系为U1<U2<U3<U4<U5=2.5V对应的电功率大小关系为0.06W<0.24W<0.48W<0.76W<1.05W故得出:在实际电压小于额定电压的情况下,小灯泡消耗的实际功率小于它的额定功率;综上,在实际电压大于或小于额定电压的情况下,小灯泡消耗的实际功率大于或小于它的额定功率。本节经典例题【例题3】在“测量小灯泡的电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时的电阻约为8Ω。(1)闭合开关后,小灯泡不亮,电流表没有示数,电压表示数超过量程,经检查,导线连接完好,则电路故障可能是小灯泡发生了______(选填“短路”或“断路”);(2)排除故障后,移动滑片P到某一位置时,电压表示数如图乙所示,为______V;此时要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向______(选填“左”或“右”)端移动;2.2
右断路第3节测量小灯泡的电功率解析见下页本节经典例题(1)电流表无示数,说明电路可能断路;电压表示数超过量程,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,与电压表并联的小灯泡断路了。(2)图乙中电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为2.2V,小于灯泡的额定电压2.5V,应增大灯泡的电压,根据串联电路电压的规律,应减小滑动变阻器的电压,由分压原理可知,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向右移动,直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V。第3节测量小灯泡的电功率本节经典例题第3节测量小灯泡的电功率
(3)移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的U-I图象,由图象可计算出小灯泡的额定功率是______W;(4)完成上述测量后,不用电压表,用如图所示的电路也可以测量已知额定电流的小灯泡的额定功率,已知小灯泡的额定电流为I额,定值电阻的阻值为
R0。实验步骤如下,请补充完整:①______;②保持滑片位置不动,闭合开关S、S1,断开开关S2,记下此时电流表的示数为I;③小灯泡的额定功率的表达式为P额_______________。(用已知量和测得量的字母表示)0.75闭合开关S、S2,断开S1,调节滑动变阻器滑片P,使电流表示数为I额
(I-I额)R0I额解析见下页本节经典例题(3)根据图丙所示的U-I图像知,灯在额定电压2.5V时的电流为0.3A,则小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W(4)实验步骤①闭合开关S、S2,断开S1,调节滑动变阻器滑片P,使电流表示数为I额
;③步骤②中,电流表测干路电路,因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,由并联电路电流的规律,定值电阻R0的电流为I0=I-I额定值电阻R0的电压即灯的额定电压U额=I0R0=(I-I额)R0
小灯泡的额定功率的表达式P额=U额I额=(I-I额)R0I额第3节测量小灯泡的电功率本节经典例题焦耳定律第4节本节知识点Knowledgepoints1.电流的热效应2.焦耳定律3.电热的利用和防止
电流的热效应焦耳定律电热的利用和防止焦耳定律知识结构第4节焦耳定律
(1)寻找以下用电器的共同特点电热毯、电水壶、电饭煲、烤箱等。分析:用电器工作时都要消耗电能,都会发热,在这个过程中,电能转化为内能。(2)电流的热效应
电流通过导体时电能转化成内能,这种现象叫做电流的热效应。1.电流的热效应知识点一、电流的热效应第4节焦耳定律
【提出问题】电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关?【猜想及其依据】①可能与通过导体的电流有关。因为导体在通入电流时才会发热,所以电流通过导体时产生热的多少跟电流有关;②可能与导体的电阻有关。导线和电熨斗串联接入电路,电流是相同的,电熨斗热的温度高,而导线几乎不热,电流产生的热可能与电阻有关。③可能与通电时间有关。由生活经验可知,通电时间越长,电流产生的热量也会越多。2.探究影响电流的热效应的因素知识点一、电流的热效应第4节焦耳定律
(1)实验装置介绍(焦耳定律演示器)透明的塑料容器内密闭着空气;容器内部的空气与U形管一端相连通。容器中有一段电阻丝,两个容器里的电阻丝串联在一起接入电路。(2)实验原理如图所示,两个透明容器中密封着空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气的体积变化。同时使用两个密闭容器时,哪一侧U型管中液柱出现的高度差大,表明哪一侧的电阻丝产生的热量多。
【设计实验】加热时Δh右Δh左知识点一、电流的热效应第4节焦耳定律
(3)研究方法①控制变量法:在探究电流通过导体产生热的多少跟电流、电阻、通电时间的关系时,每次实验应该控制两个物理量不变。
②转换法:实验中通过观察U形管液面的高度差来比较电流产生热量的多少,这种研究方法叫转换法。(4)实验电路、器材如图所示:为了进行多次实验,需要改变通过两个电阻丝的电流,所以在电路中串联一个滑动变阻器,通过移动滑片改变电流。知识点一、电流的热效应第4节焦耳定律
实验次数电流关系电阻大小/Ω通电时间关系U形管液面高度差⊿h
左右
左右左右左右1
相等510相等
2
大小相等相等
(5)实验记录表知识点一、电流的热效应第4节焦耳定律
【进行实验】(1)探究电流通过导体产生的热量跟电阻的关系。将两根阻值不等的电阻丝串联接入电路,使用学生电源供电。(2)闭合开关,通电一段时间,观察U形管液面高度差的变化。知识点一、电流的热效应第4节焦耳定律
(3)按照图乙将密封容器、开关及电源连接起来。实验中在右方密封盒外并联一个5Ω的电阻R3,目的是改变通过盒内电阻的电流大小,从而研究电流通过导体产生的热量跟电流的关系。由于R3的分流作用,因此通过两个容器中电阻的电流不同:I1=2I2知识点一、电流的热效应第4节焦耳定律
(4)闭合开关,通电一段时间后,观察同一个密封盒U形管液面的高度差的变化。
Δh知识点一、电流的热效应第4节焦耳定律
实验次数电流关系电阻大小/Ω通电时间关系U形管液面高度差⊿h
左右
左右左右左右1(甲图)
相等510相等
2(乙图)
大小相等相等
【收集证据】大大小小知识点一、电流的热效应第4节焦耳定律
(1)分析实验1可发现:在电流和通电时间相等的情况下,电阻越大,电流产生的热量越多。(2)分析实验2可发现:在电阻和通电时间相等的情况下,电流越大,电流产生的热量越多。(3)由实验步骤(4)可知,在电流和电阻相等的情况下,通电时间越长,电流产生的热量越多。【分析论证
】知识点一、电流的热效应第4节焦耳定律
较暗较亮0.220.28归纳实验结论(1)在电流相同、通电时间相同的情况下,电阻越大,这个电阻产生的热量越多。(2)在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过一个电阻的电流越大,这个电阻产生的热量越多。(3)在电流相同、电阻相同的情况下,通电时间越长,这个电阻产生的热量越多。知识点一、电流的热效应第4节焦耳定律
用如图所示的装置也可以探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关。请你对该装置进行评价。该装置中,两个相同的烧瓶盛有质量相同、温度相同的同种液体;烧瓶内插有温度计,可以测量液体的温度。烧瓶内部有两个阻值不同的电阻丝,组成串联电路接入电路中。通过比较烧瓶内__________可以探究影响电流通过导体产生热量的因素。【交流讨论】知识点一、电流的热效应第4节焦耳定律
液体的温度视频讲解——《探究影响电热多少的因素》较暗较亮0.220.281.焦耳定律(1)内容:
电流通过导体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)公式:Q=I2Rt
(3)公式中各物理量单位: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)知识点二、焦耳定律第4节焦耳定律
较暗0.222.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。知识点二、焦耳定律第4节焦耳定律
0.220.283.电功与电热的区别与联系(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。知识点二、焦耳定律第4节焦耳定律
0.220.28(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=WQ放=W总=Pt=UIt=U2t/R=I2Rt这些公式适用于纯电阻电路.②非纯电阻电路在该类电路中,当电流通过用电器时,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。W总=UIt=W机械能+Q
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