2022年优秀教案--初三物理复习电功率复习教案 .pdf
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1、名师精编优秀教案电功、电功率总体知识框架:一、电能知识点 1 电能电能和常见能量电能是能量的一种形式,电能的获得是由各种其他形式的能量转化而来的,而完成这些能量的转化过程都是由各种各样的发电厂和各种各样的电池提供的。例如发电厂有:火力发电、水力发电、风力发电、太阳能发电等;各种各样电池有:干电池、蓄电池、硅光电池、太阳电池等,都是提供电能的装置,其实质都是把其他形式的能量转化为电能。动能 :指的是物体运动时所具有的能量。一切运动的物体都具有动能,例如:行驶的骑车、行走的人、飞行的鸟、转动的风车都具有动能。内能 :从感观上如果物体发热了我们就说它具有内能,例如:炉火发热、电暖气发热、电炉子发热等
2、都具有内能。光能 :物体发光时具有的能量,例如:电灯发光、太阳发光等都具有光能。化学能 :物体发生化学变化时所具有的能,其中的化学变化是指物体由一种物质生成新的物质的变化过程。用电器我们把用电来工作的设备叫做用电器,例如:家庭常用的电灯、电视机、电冰箱、电风扇、电水壶、电炉子等都是用电器,它们的共同特点是:消耗电能,把电能转化成其他形式的能量。电功、电功率电能电功率(p) 电能的转化电灯:电能光能电热器:电能内能电能的单位电风扇:电能机械能焦耳( J)千瓦时( kW h)1kW h=3.6 106J 电能表用途参数的物理意义物理意义:表示消耗电能的快慢计算公式: P=tw,P=UI 单位:瓦(
3、 W) ,千瓦( kW)测量小灯泡的电功率额定功率和实际功率电热(Q) 电流的热效应:电能转化成内能焦耳定律: Q=I2Rt 电热的利用和防止安全用电电流过大的原因总功率过大: I=UP短路或电压过高:I=RU保险装置作用:电流过大时,自动切断电路保险丝:电阻大、熔点低的铅锑合金空气开关:电磁原理精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 14 页名师精编优秀教案电能的单位(1) “焦耳”和 “千瓦时” , 符号分别是“J” 和 “kWh” , 千瓦时远大于焦耳, 它们的换算关系为1 kW h=3.6106J,千瓦时又叫“度”。(2
4、)对焦耳、千瓦时从感性上的认识,将一个苹果从地面举高到桌面所需要的能量大约是1J,手电筒 1s 消耗的电能大约是1J,微波炉工作1min 消耗的电能大约10000J ,电车行驶 0.85km 消耗的电能大约是1 kWh,电炉炼钢1.6kg 消耗的电能大约是1 kWh。电能表:俗称电度表。(1)电能表的作用:测量用电器在一段时间内所消耗的电能。(2)电能表的外形构造如图所示,最上面的数字以千瓦时为单位来显示已经用去的电能,中间的铝质圆盘在测量用电器消耗电能时进行转动。读数时注意,最右边的一位是小数点后的数字。(3)计算方法,电能表计数器上前后两次读数之差,就是用电器在这段时间内的用电度数。注意
5、在读取电能表上的数字时,最右边的方框是否加双层标记都表示小数点后的数字。(4)电能表的几个重要参数:“ 220V”这个电能表应该在220V 的电路中使用。额定电压为220V。“ 10(20)A”这个电能表的额定电流为10A,在短时间使用时电流允许大些,但不能超过20A 。标定电流为 20A. “ 50Hz”这个电能表在50H 的交流电路中使用。“600revs/ kWh”接在这个电能表上的用电器,每消耗1 kW h 的电能,电能表上的转盘转过600转。电源的分类电源分为直流电源和交流电源。所有的电池都是直流电源,从电池得到的电流方向不变,通常叫做直流电。所有的发电机(各种各样的发电厂)都是交流
6、电源,供电时周期性地改变方向的电流叫做交流电。交流电的应用很普遍,家庭电路中的电流,供生产用的动力线路中的电流都是交流电。通常标牌标有50H 表示的是交流电的频率是50H,即 1s内有 50 个周期;电能表必须串联接在家庭电路中,不论是直流电源还是交流电源,它们的实质都是在储存电能时把其他形式的能量转化为电能,在向外供电时把电能转化为其他形式的能量。知识点 2 电功电功: 电流所做的功叫做电功。什么是电流做功呢?例如:电流通过电灯使电灯发光,电流通过电动机使电动机旋转,电流通过电热水器使水的温度升高等都是电流做功的过程。从能量的角度分析:电流做功时消耗电能而获得了其他形式的能量。电灯发光是电能
7、转化为光能,如果电灯越亮,说明电流做功越多,获得的光能越多。电动机和电热水器与电灯发光类似,电能分别转化为动能和热,如果电流做功越多,则电动机转速越快,水的温度升得越高,因此电流做功的实质是:电能转化为其他形式的能量,有多少电能发生了转化,电流就做了多少功。电功的表示符号:W 。单位 :电流做了多少功就消耗了多少电能,电流做了多少功和消耗了多少电能,两种说法是一样的,所以,电功的单位和电能的单位相同,是“焦耳”和“千瓦时”。二、电功率知识点 1 什么是电功率精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 14 页名师精编优秀教案电能表的
8、转盘转动的快慢与使用不同的用电器有关,接一个热水器转盘转动得快,说明热水器消耗的能量快。接一只普通灯泡转盘转动得慢,说明普通灯泡消耗的电能慢,确切地说使用不同的用电器消耗电能的快慢不同。为了表示用电器消耗电能的快慢,物理学中因如了电功率的概念。电功率的物理意义:电功率是表示用电器消耗电能快慢的(也是电流做功快慢)物理量。注意 消耗电能快慢可以直接反映电功率的大小,如果用电器消耗电能越快,电能转化得越快,则它的电功率越大;消耗的电能越慢,电能转化得越慢,则它的电功率越小。电功率的表示符号及单位(1)电功率的表示符号:P (2)电功率的单位: “瓦特”,简称“瓦”,符号是“W”。例如我们经常观察到
9、标有100W,40W,15W的灯泡,它们都指灯泡的电功率。另一个单位是千瓦, 符号是 kW, 千瓦与瓦特的换算关系:1kW=103W。注意各种不同的用电器,电功率各不同相同,因此各种用电器都有标牌或说明书,我们可以根据标牌和说明书提供的参数来了解她它们的电功率的大小。电功率的定义和定义式(1)用电器功率的大小等于它在1s内所消耗的电能。(2)电功率的定义式:P=W/t(3)符号的意义和单位:W电流做的功(消耗的电能),单位是焦耳(J)t所用的时间秒(s)P用电器的电功率瓦特(W)注意电功率的单位是瓦特,根据P=W/t 可知,如果电流做功为1J,所用时间是1s,则 P=1焦耳/1 秒。可见,瓦特
10、 =焦耳/秒,其中焦耳 /秒由电功的单位和时间的单位组合而成的,叫做复合单位。读法是焦耳每秒。知识点 2 千瓦时的来历电功的公式推导: P = W / t W = P t 1 千瓦时的含义: 表示功率为1kW 的用电器使用1h 所消耗的电能。说明1、在日常生活中计量较大的电能时用 kWh。2、千瓦和千瓦时是两个不同的单位,应用时容易混淆,必须加以区别。电功率P 电能(电功 )W 知识点 3 怎样则量电功率常用的测量电功率的公式是P = I U 。符号的意义及单位: I电流 A ; U电压 V ; P电功率 W额定电压、额定功率(1)额定电压,指用电器正常工作的电压值。(2)额定功率,指用电器在
11、额定电压下工作时的电功率。(3)实际电压,指用电器实际工作时的电压值。(4)实际功率,指通过实际电压求得的电功率。(5)额定值:对于一个用电器只有一个额定值;实际值:一个用电器可以有多个实际值,主要取决于用电器所在的电路。从 P=IU 这个关系式可以看出,如果用电器的电压发生了变化,它消耗的功率也会发生变化,因此用电器正常工作,是指用电器的额定电压和所接电路两端的电压相等时。当用电器正常工作时,U实= U额,P实= P额。说明凡是用电器标牌或说明书上标有的电压、电功率、电流等值,都叫做额定值。只有用电器具备正常工作的条件时,额定值和实际值才相等。知识点 4 总结电功率和电功的公式电功率的公式(
12、1)定义式 P = W / t (2)测量电功率的公式P=IU (3)由欧姆定律推导的变形公式P=U2/R 或P=I2R电功的计算公式A V 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 14 页名师精编优秀教案(1)W=Pt,根据电功率定义式变形的公式。(2)W=UIt ,根据 P=UI 和推导的公式。(3)变形公式: W=I2Rt 或W=U2t/R 三、测量小灯泡的电功率知识点 1 测量小灯泡的电功率电流可以用电流表测量,电压可以用电压表测量,由电功率计算公式P=IU,可知, 通过对电流和电压的测量,可间接地测得小灯泡的电功率。用
13、电流表和电压表测小灯泡的电功率的方法与测电阻的方法相同,都叫做伏安法。探究实验提出问题 参考伏安法测量小灯泡电阻的方法,你能设计一个方法来测出小灯泡的电功率吗?制定计划与设计实验按如图所示电路图连接电路,用电流表测出通过小灯泡的电流,用电压表测出小灯泡两端的电压,利用电功率计算公式P=IU 求出小灯泡的电功率。电路中串联变阻器可以改变流过小灯泡的电流,这样就能多测几组数据,小灯泡亮度不同时温度差异较大,实际功率变化也较大。我们用滑动变阻器进行控制,分别测量以下三种情况下小灯泡的实际功率。(1)使小灯泡在额定电压下发光,测出小灯泡的功率。(2)使小灯泡两端的电压约为额定电压下的1.2倍,观察小灯
14、泡的亮度,测出它的功率。(3)使小的每个跑两端的电压低于额定电压,观察小灯泡的亮度,测出它的功率。实验器材 电源、开关、导线、小灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表实验过程 (1)观察小灯泡铭牌上的额定电压,根据铭牌上的额定电流等估算出小灯泡的额定功率。(2)从电源正极或电源负极出发,按图所示电路图依次连接电路。(3)接通电源后, 通过调节滑动变阻器使小灯泡在额定电压下发光,读出电流表、电压表示数。(4)调节滑片P 的位置,使小灯泡两端电压约为额定电压的1.2 倍,读出此时电流表和电压表示数。(5)调节滑片P 的位置,使小灯泡两端电压低于额定电压,读出此时电流表和电压表示数,断开开关。实验记录 将
15、实验数据填入下列表格,并计算出对应的电功率值(P=IU )。实验次数电压 U/V 电流 I/A 电功率 P=IU/W 1 2.0 V 0.2 A 0.4 W 2 2.5 V 0.24 A 0.6 W 3 3.0 V 0.3 A 0.9 W 交流论证 (1)从表中数据可以看出,在实际电压不同时,小灯泡的实际功率不同,电压越高,实际功率越大,小灯泡越亮。(2)该小灯泡的额定功率是0.6W 。(取平均值 ) 注意事项 (1)连接电路时,开关必须断开 ,电流表、电压表的接法要分清串联、并联,电流表与小灯泡串联 ,电压表与小灯泡并联。还要注意电流表、电压表量程的选择以及正、负接线柱的接法。滑动变阻器采用
16、“一上一下”接法与小灯泡串联。(2)接通电路前,移动滑动变阻器滑片,使变阻器接入电路中的电阻最大,使串联电路电流最小,保护电路元件。(3)加在小灯泡两端的电压不要超过额定电压太多,否则会烧坏小灯泡。(4)移动滑片 P 改变小灯泡两端电压时,要紧盯电压表示数, 并留意电流表示数变化情况,不要盲目乱动。(5)测量小灯泡的电阻和电功率的方法是一样的,都是伏安法,电路也是同一电路。知识点 2 伏安法测电功率实验中故障及判断方法如图所示是常用的“伏安法”测小灯泡功率的电路图。此图有不妥之处。故障 1:闭合开关,灯泡不亮,电流表、电压表无示数。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结
17、 - - - - - - -第 4 页,共 14 页名师精编优秀教案判断:( 1)电源、电流表、开关或变阻器损坏;(2)接线柱接触不良;(3)连接导线断裂。故障 2:闭合开关,灯泡不亮,电流表几乎无示数,电压表指针明显偏转。判断:( 1)灯泡的灯丝断了或灯座与灯泡接触不良;(2)电压表和电流表的位置接反了。故障 3:电流表与电压表的指针向没有刻度的方向偏转。判断:电流表和电压表的接线柱接错了,当电流从电表的“”接线柱流入时,指针的偏转方向相反,甚至出现撞弯指针、损坏电表的情况。故障 4:电流表与电压表的指针偏转角度很小。判断:( 1)电压表与电流表量程都选择过大;(注意:为了减小误差,选量程时
18、,既不能使电表指针超过最大刻度,又要考虑到每次测量时应使电表指针偏过刻度盘的中线)(2)电源电压不高。故障 5:电表指针超过最大刻度。判断:( 1)量程选择过小;(2)电路中出现短路。故障 6:滑动变阻器的滑片滑动时,电表示数及灯泡亮度无变化。判断:变阻器连接错误,没有遵循“一上一下”的接线原则,使变阻器接成了定值电阻。故障 7:无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数总小于灯泡的额定电压。判断:电于电压过低,须更换电源。知识点 3 用电能表测家庭用电器的电功率电能表上标有“ n 转/千瓦时”,它表示消耗1kWh 的电能,电能表的转盘转n 圈,利用这个数据以及记录的转盘转过的圈数,可以算出用电器消耗
19、的电能;根据用电器消耗的电能以及消耗这些电能所用的时间算出该用电器的实际功率。比例式:求消耗的电能P = W / t四、电与热知识点 1 电流的热效应跟电阻大小的关系什么是电流的热效应电流通过导体时电能要转化成热,这个现象叫做电流的热效应 。(各种用电器都属于导体,电流通过任何导体时都会产生电流的热效应)知识点 2 电热的利用和防止电热器 :利用电来加热的设备,并且把电能完全转化为热。电热器的主要组成部分叫做发热体,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,电流通过电阻丝发热。用电来加热的设备,都是电热器。(电阻率是指,长为1 米、横截面积为1mm2的导线在 20时的电阻。不同导
20、体的电阻率不同。电热的利用电热在日常生活中的应用,它们的共同点是: (1)它们都是用电器,都是用电来加热的设备,都有发热体。(2)它们的原理:都是利用电流的热效应。(3)它们都是把电能转化为热。电热的防止在用电器上装有:散热窗、金属片外壳、散热风扇等。(电动机主要把电能转化为动能,但是电动机里的线圈有电阻,通电时要产生大量的热,使导线温度过高,温度超过绝缘体材料的耐热温度使绝缘材料老化,甚至烧坏,所以必须及时散热。五、电功率和安全用电六、生活用电常识知识点 1 家庭电路中电流过大的原因精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 14
21、 页名师精编优秀教案总功率过大在家庭电路中电压是一定的,各用电器是并联的,由公式P=IU 可知 I=P/U,如果电功率 P 越大,电路中的电流越大。因此总功率过大是造成电路中电流过大的原因之一。(利用电热虽然优点很多,但是一定要注意安全用电,在电路中很多用电器如果同时使用,会造成电路中的总功率过大从而使总电流超过电路中电流的安全值。)短路短路是指电流不经过用电器而直接构成了回路,由欧姆定律可知,在电压一定时,导线的电阻很小,则通过导线的电流很大,因此短路是造成电路中电流过大的原因之二,因此发生短路时更容易烧坏保险丝,或者引起火灾。知识点 2 保险丝材料 :由电阻率较大而熔点较低的 铅锑合金制成
22、。作用 :当电路中电流过大时,保险丝可以自动切断电路,起到保险的作用。(电路里的电线都有规定的允许通过的最大电流值,如果电流超过这个规定值,电线会过热,有可能烧坏绝缘皮,甚至引起火灾。为了避免这种事故,电路里必须安装保险盒,里面有保险丝。)怎样连接 :一般只接在火线 上,且与保险电路串联。(保险丝 一般串联接在火线上是因为当保险丝熔断时能切断火线,使被切断的电路不带电,比较安全。)怎样选择保险丝选择的原则是:使保险丝的额定电流稍大于或等于电路中最大正常工作的电流。(不同粗细的保险丝有不同的额定电流,不能用过粗或过细的保险丝,更不能用铜丝、铁丝替代保险丝。)空气开关空气开关本身带有保险装置,当电
23、流过大时,开关中的电磁铁起作用,使开关断开,切断电路。(当电路中保险装置切断时,不要急于更换保险丝或使空气开关复位,要 先找到故障的原因,排除之后再恢复供电。)知识点 3 家庭电路的组成如图所示,家庭电路主要由进户线、电能表、总开关、保险盒、开关、用电器、插座等组成。进户线:为用户提供电能来源。家庭照明电路的进户线由两根导线组成:一根火线、一根零线,它们之间的电压为220V ,正常情况下,零线与地线之间 无电压,火线与地线之间的电压为220V。 (地线的作用, 用电器金属外壳产生的静电,可通过地线释放掉,确保用电安全。用电器金属外壳通过插座与地线相连。)电能表 :用于测量用户使用的电能。电能表
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