苏科版九年级物理学习方法下

1第十五章电功和电热一、电能表和电功学习要求1．知道电能表是测量电功的仪表.会用家用电能表初步测量家庭用电的电功.2．会根据家用电能表的表盘数据计算电功.3．知道电功的概念及其单位.理解电功的公式.6．会对一些家庭用电器进行简单的电功计算.7．培养理论联系实际的学习习惯.学习指导1．理解电流能够做功电流通过导体是否能做功，就看电流通过导体时，是否可以将电能转化成其他形式的能．电流通过电动机线圈时，电动机便转动起来，可以提升重物，同时线圈也会发热，这时电能转化成机械能和内能；电流通过电灯泡时，灯丝发热发光，电能转化成内能和光能，这说明电流通过导体的过程中，伴随着能量转化的发生，所以我们说：电流通过导体能做功．2．知道电流做功与哪些因素有关通过实验探究我们知道，影响电流做功的因素是：通过电路的电流和加在电路两端的电压，以及通电时间。3．弄清规律和公式的适用条件任何物理规律和公式都有它的适用条件，弄清规律和公式的适用条件是学好物理必须注意的问题．电功的公式W=UIt是计算电功普遍适用的公式，对于任何类型的用电器（或电路）都适用．而结合欧姆定律I=U/R推出的电功公式tRUW2=I2Rt，不适用于含有电动机的电路，只适用于电烙铁、电炉等纯电阻电路，即只适用于电能全部转化为内能的电路．4．知道电能表的作用及其主要数据的意义和作用电能表俗称电度表或火表，是用来测量电功或记录电路中消耗电能多少的仪表．电能表计数的单位是千瓦·时（kW·h），俗称度．1kW·h＝3.6×10６Ｊ．主要数据意义作用“220V5A”电能表正常工作的电压是220V,允许通过的最大电流是5A可用于判断电能表适用于多大功率的电路上“2500r/（kW·h）”电能表每消耗1kW·h的电能,电能表转盘转过2500转可通过转盘转动的圈数计算出电路中消耗的电能计数器上的数据计数器上最后一位数是十分位,数据的单位是kW·h可利用一段时间内计数器的数据之差,直接读出电路中消耗的电能50Hz电能表适用的交流电的频率2典型范例例1．一个阻值为10Ω的电阻器接在电压是3V的电源上，它通电5min电流做的功是多少？精析：在运用电功公式W=UIt计算时，要注意U、I、t三个量的单位必须统一，均使用国际单位。题中电流是未知的，可以用欧姆定律I=U/R计算出通过电阻器的电流,再用W=UIt计算电功．全解：根据欧姆定律103RUIA=0.3A，W=UIt=3V×0.3A×5×60s=270J．电流做功为270J.点评：如果能熟练运用电功公式的推导式，可以不先求出I，而直接将欧姆定律和电功公式综合起来，即用tRUW2，将更加快捷方便.例2．一位同学家上周末电能表的示数是,本周末示数为，该家庭本周用电kW·h.若电能表铭牌上标有“3000r/kW·h”，则这周内电能表的转盘转圈.精析：本题考查了两种测量电能的方法：一是用计数器的示数之差计算电能，二是根据转盘转过的转数计算电能.全解：（1）注意最后一位虚线框内的数据为小数，则本周消耗的电能为：W=W2-W1=1341.5kW·h-1326.2kW·h=15.3kW·h．(2)题中已知消耗电能15.3kW·h，则转数为：15.3kW·h×3000r/kW·h=4590r.点评：从本题可以看出：若用电器用电较多，时间较长，应通过计数器测量消耗的电能；若用电器用电较少，时间较短，应用数转盘转过转数的方法也可算出消耗的电能。例3．如图15-1所示的电路中，电源电压U=6V并保持不变，电阻R=5Ω，滑动变阻器的阻值范围为0—10Ω．在滑动变阻器的滑片从左端移到右端的过程中，求：(1)闭合开关后，电流表和电压表的示数范围各是多少？(2)电路接通25s内，电阻R消耗的最大电能是多少？精析：当滑片P分别向左或右移动时，电路中的电流分别会变大或变小。显然，当滑片滑到左端时，电路中的电流最大，电阻R两端的电压最大且等于电源电压；当滑片滑到右端时，电路中的电流最小．全解：⑴当滑片滑到左端时，R滑1=0，05601RRUIA=1.2A，UR=6V当滑片滑到右端时，R滑2=10Ω，105602'RRUIA=0.4A，U‘R=I’R=0.4×5V=2V⑵对于电阻R而言，当滑动变阻器滑片移到左端时，电路中电流最大，从而在相等的时间内消耗的电能最多．1341513262图15-1PRSA1V13AVRUI2.156W=I2Rt=(1.2A)2×5Ω×25s=1.8×102J所以本题中（1）电流表的示数范围是1.2A—0.4A，电压表的示数范围是6V—2V；(2)最大电功是1.8×102J.点评：本题着重考查影响电路中电流大小的因素和滑动变阻器的作用．同学们可以思考一下，若题中加设条件：电压表量程为0—3V，则在25s内电阻消耗的最大电能又是多少？活动与探究请你试一试:用钟表和电能表比较一下你家中电视机和洗衣机哪个用电多?说出你的方法和判断的依据.思考与练习一、填空题1．在国际单位制中，电能和电功的单位是，简称，符号是．2．当电能转化为其它形式的能时，我们就说电流做了。如果电流通过电动机做了300J的功，表示有300J的电能转化为J的能和少量的内能．3．请用笔画线，把左边的用电器与右边的能量转化形式对应连接起来．无轨电车电能转化为内能电炉电能转化为动能电镀槽电能转化为内能和光能白炽电灯电能转化为化学能4．已知一个小灯泡两端的电压为3V，通过它的电流为0.5A，经过5min电流所做的功为J，灯泡消耗的电能为J．5．一只电热壶装满水后接在220V的电源上，通过它的电流是1.2A．若通电10min将水烧开，则电流做功J，消耗电能J．若将该电热壶接在110V的电源上，则在相同时间内烧开这壶水消耗的电能J．6．某同学家的电能表月初的示数是，正常供电30天后，电能表的示数为．则该同学家本月用电kW·h，按每度电0.53元计算，本月他们家应交电费元．7．已知两电阻分别为R1=4Ω、R2=6Ω，将它们串联后接入电压为10V的电路中，总电阻为Ω，R1、R2两端电压之比为．若通电1min，电流通过电阻R2所做的功为J．二、选择题（只有一个选项符合题意）8．电能表可测量下列物理量中的（）A．电流B．电压C．电阻D．电能9．电流经过用电器做功1J，1J等于（）A．1C/sB．1V/AC．1V·A·sD．1V·A029422202731410．在图15-２中，导体A、B是由同种材料做成的，A和B等长，但A比B的横截面积大．当S闭合后，在相同的时间内，下列叙述正确的是（）A．电流通过A、B所做的功是WAWBB．电流通过A、B所做的功是WAWBC．电流通过A、B所做的功是WA=WBD．无法比较电流通过A、B时所做的电功的大小11．如图15-3所示的电路中，先闭合开关S1，再闭合开关S2，电路中消耗的电能将（）A．减小B．增大C．不变D．无法判断三、计算、论述题12．在如图15-4所示的电路中，电阻R2=20Ω．S闭合后，电流表A1、A2的示数分别为0.2A和0.5A．求：⑴通电10s内，电流经过R1、R2时所做的电功W1、W2．⑵通电10s内，整个电路消耗的电能．相关链接电能的优越性电能的应用非常广泛，在工农业、国防建设、科学研究和日常生活中应用得越来越多．电能的应用为什么这样广泛，它究竟有什么优越性呢？电能的优越性主要表现在三个方面：（1）电能来源广泛．自然界里存在着各种形式的能，如化学能、水能、风能、地热能、太阳能、核能等，它们大多可以方便地转化为电能．（2）电能便于输送．从发电厂（站）产生的电能，用高压电线便可将它输送到千里以外的地方，十分方便，而且电能在输送过程中损失较小．（3）电能使用方便．电能可以方便地转化为其他形式的能，以满足多方面的需要．各种各样的用电器就是实现这种能量转化的装置．用电器的转化效率比较高，使用时污染少，有利于保护环境．图15-3R1S2R2S1图15-4R1SA11A21R2图15-2AB5二、电功率学习要求1．理解电功率的概念．2．了解常用家用电器的额定功率．3．理解用电器的额定功率和实际功率的概念．4．会用电流表、电压表和滑动变阻器等测定小灯泡的电功率．5．能够结合欧姆定律公式将电功率公式变形后进行有关实际功率的计算．6．培养重视实验、尊重事实、实事求是的科学态度．学习指导1．电功率物理意义的理解．电流通过不同的用电器做功的快慢一般是不同的．单位时间里所消耗的电能叫做电功率，它是表示电流做功快慢的物理量．电功率的计算公式是tWP，而电功是用W=UIt计算的，由此得到电功率的常用计算公式为Ｐ=UI．这是普遍适用的公式，而推导的公式Ｐ=I2R和RUP2，只适用于纯电阻电路．2．用电器额定功率与实际功率的区别．在日常生产和生活中，为了使用电器在正常情况下工作，以获得最好的使用效果和延长使用寿命，要在用电器上标出它的电压、电流和功率的数值，这些数值就是用电器的额定值．由于各种因素的影响，用电器不一定在正常条件下使用，用电器实际工作时的电压、电流和功率值叫做用电器的实际电压、实际电流和实际功率．若用电器的工作电压大于额定电压，用电器的实际功率就大于额定功率（一般不能超过太多）；若用电器的工作电压小于额定电压，它的实际功率就小于额定功率．因此用电器的实际功率是随着它两端实际电压的改变而改变的．在实际电路中，当用电器两端的电压变化时，电流、功率都要随之改变；而对于电阻，一般认为是保持不变的．3．用电器实际功率的计算．对于纯电阻用电器来说，在不考虑温度对电阻的影响时，认为其电阻是不变的，可以从Ｒ＝Ｕ２额／Ｐ额求出用电器的电阻，用P实=U实2/R求出用电器的实际功率．我们还可以用一种更简便的方法求实际功率．由于电阻不变，故Ｕ２额／Ｐ额＝Ｕ２实／Ｐ实，变形可得Ｐ实＝（Ｕ实／Ｕ额）２·Ｐ额．4．测定小灯泡的功率．测定小灯泡的功率是电学中典型的实验之一，实验要求做到：（１）能根据实验需要选择实验器材；（２）能根据实验要求自己设计电路图；（３）能按电路图准确、熟练地连接实验线路，并注意电流表和电压表及滑动变阻器的使用方法；（４）能根据串联分压的原理熟练地调节滑动变阻器，按实验要求使灯泡在三种不同的电压下工作；（５）能自行设计实验记录表格，正确读出电流表和电压表的示数，算出三种情况下灯泡的功率．典型范例例1．某公司推销员在讲到他们公司上半年共节电5000kW·h的时候，他拿起手里的6一只电熨斗说：“我这只电熨斗是500W的，也就是0.5kW，我们厂节省的电力可以开动10000个这样的电熨斗．”他的这种说法对吗？请你说说理由．精析：5000kW·h是电功，表示的是用电器消耗电能的多少；而0.5kW是电功率，表示的是消耗电能的快慢．10000只这样的电熨斗同时开动消耗的总功率是5000kW，而不是5000kW·h．这是两个完全不同的概念，这位推销员把这两个不同的物理量混淆了，所以他的说法是不对的．全解：他的说法不对，他把电功和电功率这两个物理量混淆了．点评：明确物理量的意义是解决物理问题的基础和前提。只有明确各个概念的含义，即在物理学中描述的是事物的哪个方面性质，以及各个物理量的单位，才能准确的处理物理问题．功率表示做功的快慢，它与功是有区别的．例2．玲玲的爷爷常年患有慢性支气管炎，天气一冷就觉得呼吸困难。玲玲和爸爸为了使爷爷有一个温暖的生活环境，就一起去商店给爷爷买了一台“凯迪牌台式电暖器”，这台电暖器的铭牌如下：型号：NSB-290电压：220V频率：50Hz电流：3.6A出厂日期：2006年6月18日编号：06061876请你根据铭牌进行下列计算：⑴这台电暖器的额定功率是多少？⑵这台取暖器在额定电压下工作10h消耗的电能是多少？如果每天工作10h，每度电按0.4元收费，使用这台电暖器每天应付电费多少元？⑶玲玲的爷爷在使用过程中发现电暖器的电压为200V，此时通过电暖器的电流多大？消耗的电功率为多少（设电暖器的电阻不变）？精析：这是一道实际应用题．题中给出了用电器的额定电压和额定电流，由此我们根据电功率公式就可以计算出其额定功率，（1）铭牌上的220