沪科版物理九年级第十五章《从测算家庭电费说起》PPT课件.ppt

第十五章 从测算家庭电费说起 电流做功与哪些因素有关 电功率 额定功率实际功率 测量电功率 本章知识结构 知识目标 1、结合实例理解功率的概念。了解功率 在实际中的应用。 2、理解电功率和电流、电压之间的关系 ，并能进行简单计算。能区分用电器的 额定功率和实际功率。 3、通过实验探究，知道在电流一定时， 导体消耗的电功率与导体的电阻成正比 ；在电压一定时，导体消耗的电功率与 导体的电阻成反比 第十五章 从测算家庭电费说起( 一) 专题一：认识电流做功和能量转化的关系 电流做功的过程实际就是能量的转化过程，电流做 了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能。 电流通过导体会产生电流效应： 判断电流做功的多少可通过电流的热效应、磁效应 即电能转化成的其他形式的能的多少来认识电功 例1： 写出下列用电器在工作时的能量转化 1、电炉子： 。电能转化为内能 2、电动机： 。电能转化为机械能和内能 3、电灯： 。电能转化为光能和内能 WUIt是求电功普遍适用的公式，利用其他公 式求电功的前提必须是在电流将消耗的电能完 全转化为内能，即电路是纯电阻电路。 注意问题： 知识应用： 科学探究：影响电流做功因素；实验探究：影响 电流做功快慢因素;对电功、电功率的理解等。 用电能表测量电功（或电能）的多少。 例2：小刘出差时恰逢抄表日，其电能表 示数如图甲所示，出差返回时发现家中有 一盏60W台灯亮着，检查其它电器都已切 断电源，再查看电能表示数如图乙所示， 则小刘出差时间长达 （ ） A 2400h B 14.4h C 0.24h D 240h D 分析： 消耗的电能应为前后两次电能表读数差，即消 耗电能为14.4kWh P=W/t中物理量单位选择： 换算关系： 1kW1000 W 1 h 60s； 1kWh 3.6106J PW，WJ，ts； PkW，WkWh，th； 电能表铝制转盘的转动快慢 跟 有关； 当所有用电器停止工作时， 铝制转盘仍在转动，则说明 电路中有 现象 或 有故障。 用电器总功率 漏电 电能表 专题二：额定功率和实际功率的理解 理解额定功率和实际功率的目的 1、使用电器在额定电压下正常工作。 2、明确用电器被烧坏或不能正常工作的原因。 3、明确用电器只有在正常工作时电压才为额 定电压，功率为额定功率。 额定电压：用电器正常工作的电压值； 额定电流：用电器正常工作的电流值； 额定功率：与额定电压或额定电流对应的功 率叫做额定功率 额定电压、额定电流、额定功率是用电器正 常工作的值，是企业生产电器的标准。 PUI=U2/R 在用电器电阻不变时，用电器的电功率 随电压的增大而增大，随电压的减小而 减小 实际功率：用电器上实际电压所对应的 功率叫做用电器的实际功率 电流做功在单位时间内转化的光能越多 灯越亮 灯的实际电功率灯的亮度取决于 。 例一：某灯泡上标有“5V 5W”字样，如果将它分别 接在电压为6V或4V的电源上，它的实际功率为多 大？（设用电器的电阻不变，用电器不会被烧坏） 解：由PUI=U2/R得 R U额 2/P额（ 5V） 2 /5W5 当实际电压为6V时：P实1U实1 2/R（6V）2 /5 7.2W 当实际电压为4V时：P实2U2 2/R （4V）2 /5 3.2W 例二：深夜时，同一盏电灯要比晚上八点钟时亮 的多，因为 。 例三：如图所示，小灯泡的额 定电压是2.5V，如果调节滑片 P，使电压表示数为2.5V时， 电流表的示数为0.4A，则小灯 泡的实际功率是 ，额定 功率是 ；如果再调节滑片 P，使电压表的示数为1.5V， 电流表的示数为0.3A，则小灯 泡的实际功率是 ，额定功 率是 。 深夜时灯的电压比晚上八点钟要高 1W 1W 0.45W 1W 例四：下列几种电器铭牌的标示中都涉及到 “2A”字样，其中表示额定电流的是 （ ） A 滑动变阻器上标有“100 2A” B 家用电熨斗标有“220V 2A” C 电能表上标有“220V 2A” D 某汽车用蓄电池标有“2A 10h” B 提示：只有用电器上标有的电流值才为 额定电流 例五：标有“220V 40W”的灯泡，接入电路后能够 确定的是 （ ） A 灯泡两端电压为220V B 灯泡功率为40W C 灯丝的电阻为1210 D 通过灯丝的电流强度为0.18A C 启示：当用电器不在额定电压下工作时，若不考 虑导体电阻受温度影响，不变的量只有用电器的 电阻 两用电器串联比例式： W实1/W实2P实1/P实2U实1/U实2Q实1/Q实2 R1R2 两用电器并联比例式： W实1/W实2P实1/P实2I实1/I实2Q实1/Q实2 R2R1 同一用电器两次对比比例式： P实1/P实1U实1/U实12I实1/I实12； 专题三：比值问题 两个灯泡分别标有“220V 25W”和“220V 100W”字样，将它们串联后接到220V电源上， 通过它们的电流之比是 ；它们两端电压之 比是 ；电功率之比是 ；将它们并联 后接到电源上，通过它们的电流之比 ；它 们两端电压之比是 ；电功率之比是 ； 1：1 4：14：1 1：4 1：11：4 例1： P=U2/RR =U2/ P 已知甲、乙两灯串联，若甲灯比乙灯亮， 则下列说法正确的是 （ ） A 甲灯的灯丝电阻一定比乙大 B 通过甲灯的电流强度一定比乙大 C 甲灯的实际电压一定比乙灯大 D 甲灯的实际功率一定比乙灯大 ACD 例2： P实1/P实2U实1/U实2R1R2 甲、乙两灯的额定电压相同，额定功率之比为 3：2，若将它们串联起来接在某一电路中，两 灯都能工作，则下列判断错误的是 （ ） A 乙灯比甲灯亮 B 甲、乙两灯电阻之比为3：2 C 甲、乙两灯电压之比为2：3 D 甲、乙两灯实际功率之比为2：3 B 例3： P=U2/RU2 = P R 1、下列四盏灯正常发光时最亮的是 （ ） A “36V 60W” B “36V 40W” C “220V 40W” D “110V 40W” A 例4： 灯泡两端的电压高于额定电压1/8时，灯泡的实 际功率与额定功率之比是 （ ） A 64：81 B 81：64 C 1：64 D 8：10 例5： B P实1/P实1（U实1/U实1）2 A 例6： 有一只“220V 1000W”的电炉，把它改装在110V 的电源上使用，要求其功率仍为1000W，下列 做法正确的是 （ ） A 把电炉丝剪成等长的两段，并联在110V的电 路中 B 把电炉丝剪去一半后，把剩下的接在110V的 电路中 C 把电炉丝剪去3/4，把剩下的接在110V的电路 中 D 把电炉丝剪去1/2，把剩下的接在220V的电路 中 P=U2/R0.5 2 /0.25=1 P=U2/R0.5 2 /0.5=0.5 P=U2/R0.5 2 /0.25=1 P=U2/R1 2 /0.5=2 第十五章 从测算家庭电费说起( 二) 专题四：实验题 实验原理： 。P=UI 电路图及实验器材： 滑动变阻器的作用： 实验前：限制电流保护电路 实验中：改变灯泡两端的电压及电流 数据处理：不能求额定功率的平均值 1、测量实验： 电表量程选择： 电压表以不超过灯泡额定电压15为准；电流 表原则上选择0 0.6A，但应注意根据题的情 况适当调整。 例1:（04年南通）在做“测定小灯泡电功率”的 实验中，一只小灯泡的额定电压为2.5V，电源 为两节干电池，其余器材均完好。 1）小明同学在连接电路时，将最后一根导线接 好后，就看到灯泡发光，而且很亮，同时电压 表的指针偏转角度较小。你认为他在连接电路 时可能存在的错误或不妥是： A ； B ； C ； 在连接电路时没有将开关断开 滑动变阻器连入电路的电阻没有调到最大 电压表选择了大量程 例2：如图是测定额定电压为3.8V小灯泡额定功率的实物 连接图， 1）在图中把电压表连接好，使它成为一个完整的电路。 2）实验时发现电压表示数为2V，为测定额定功率应将滑 动变阻器滑片向 移动，使电压表示数为 V。 3）甲同学连接的电路，无论怎样移动变阻器的滑片，电 流表和电压表的示数都不变化，且灯光较暗，原因是 。 4）乙 同学连接的实验电路，闭合开关后发现电流表指针偏转， 电压表指针不动，该故障的原因是 。 A 灯泡 灯丝断了 B 电流表接线短路 C 电源接触不良 D 灯座接线短路 B3.8 滑动变阻器连线错误，连成定值电阻 D 例3：在“伏安法测电阻”和“测小灯泡功率” 两实 验中。1）都需要测出三组电压值和电流值，前 者的目的是 ；后者目的 是 。 多次测量取平均值 测出小灯泡的额定功率以及不在额定电压下 的功率并进行比较。 2）在非额定电压条件下求出小灯泡的电阻，再 由公式P额U额2R，求出小灯泡的额定功率P额 。将P额和P额进行比较会产生差异。并分析产生 这种差异的根本原因。 分析过程： 因为灯丝的电阻随温度升高而增大，在不同电压下 ，灯的亮度不同，灯的温度也不同，灯丝电阻也不 同，所以测额定功率只能是灯在正常发光的情况下 。 某同学探究灯发光时的亮度与哪些因素有关。他用九 只不同规格的灯泡分别接入电路，使它们都正常发光 ，并用电压表和电流表分别测出灯泡正常发光时的电 压和电流。该同学仔细观察灯泡的亮暗程度，把九只 灯泡分成三组，每组的亮暗程度相同，且第一组最亮 ，第二组其次，第三组最暗。实验记录的有关数据分 别如表一、表二、表三所示： 表 一 序 号 电压 /V 电流 /A 表 二 序 号 电压 /V 电流 /A 表 三 序 号 电压 /V 电流 /A 1 62 .00461.007 31.00 2 121.005120.508 60.50 3 240.506240.259 120.25 二、探究性实验： 1）分析比较序号1与4、2与5、3与6的数据及观 察到的现象，可得出的初步结论是： 。 3）请进一步综合分析表一、表二、表三中的 数据及观察到的现象，可得出的初步结论是 ：A： ；B: 。 2）分析比较序号 的数据及观 察到的现象，可得出的初步结论是当通过灯泡的 电流相等时，灯泡两端的电压越大，灯泡越亮。 在电压相同时，通过灯的电流越大灯越亮 2与4、3与5、6与9 当电压与电流乘积相同时，灯的亮度相同 当电压与电流乘积不同时，乘积越大灯越亮 专题五：计算题 有一只灯泡上标有“6V 6W”，当它与4的 电阻串联后接入电路，当电源电压为多少 V时能正常发光? 4 6V 1A 6 RL =R=R总 = IL =I =I总 = U总 =U=UL = PL =P =P总 = 6W 1A1A 10 10V 日本中学生友好交流团访问兰州某中学时， 一位日本同学发现他随身携带的一个旅行电 热壶不能使用，这个电热壶的英文和中文铭 牌如下： RATED 110V 额额定电压电压 110V RATED POWER 500W 额额定功率 500W VOLUME 1L 容积积 1L 1）该电热壶为什么不能在兰州使用？ 2）请设计一种不改造电热壶而又能使用 的方法。（简要叙述） 3）请计算该电热壶正常工作5min消耗的 电能是多少焦？ 分析： 用电器只有在额定电压下才能正常工作，该用 电器的额定电压为110V，而中国的家庭电源提 供的电压为220V，超过该电热水壶的额定电压 ，所以该用电器在中国不能正常使用。 处理方法： 电源电压高于该电热水壶的额定电压，应采 取串联电路分压的原则，即串联一个能分走 110V多余电压的电阻 经计算，应串联一个阻值为24.2 、允许通 过的额定电流不低于4.6A的电阻，或用变压 器降压110V W=pt=500W 5 60s=150000J 某村正筹备在农田打一口井抗旱。工地计划使用 “220V 100W”和“220V 500W”的灯泡各一盏用以证 明。请问： 1）应该将这两盏灯串联还是并联？ 2）这两盏灯正常工作时通过它们的电流之比是 多大？ 3）工地距村里电源300m，电线电阻为0.02/m ，电线中的电流约2.4A，则电线消耗的功率约为 多少？ 1）这两盏灯应该并联 2）I 1=P1/U1=100W/220V；I 2=P2/U2=500W/220V； I 1： I 2=1：5 3）R=300m 2 0.02 /m= 12 ； 由PUI=I2R PI2R（2.4A)2 12 =69.12W 如图所示是一个由两根电热丝组成的可调温电 热器的电路图，开关S闭合为高温档，S断开为 低温档。R1是“220V 110W”的电热丝，电热丝R2 的额定电压为110V，功率未知。 1）电热丝R1的电阻是多大？ 2）S闭合后，该电热器在10min内产生的热量是 多少？ 3）若S断开，R1的实际功率变为27.5W，则该电 热器的总功率为多少？ 解：由P=UIU2/R 1）R1 U2 P1 =（220V ）2/110W440 2）QW P1 t=110W 10 60s=6.6 10 4J 3) I2 = P实1 R1 =27.5W/440 I=0.25A P总 U I220V