資源簡介 (共33張PPT)第三章 能量的轉(zhuǎn)化與守恒第6節(jié) 電能浙教版 科學(xué)(初中)九年級上1課堂導(dǎo)入觀察思考每個用電器都有自己的額定電壓和額定功率那么用電器工作時,用電器消耗的電功率一定就是額定功率嗎?怎樣測量用電器的電功率呢?若燈泡超過額定電壓,則有可能燒毀互動學(xué)習(xí)2一、測定小燈泡的電功率在科學(xué)上用電功率來表示消耗電能的快慢,那么電功率的計算公式有哪些呢?測量小燈泡電功率用哪個公式呢?電功率的計算公式P=W/tP=UI用公式P=UI,測量出小燈泡兩端的電壓和流過燈泡的電流,就能求出電功率.1.學(xué)習(xí)使用電流表和電壓表測用電器功率的方法。2.了解用電器的功率跟用電器兩端的電壓有關(guān),加深對額定電壓和額定功率的理解。1、實(shí)驗?zāi)繕?biāo)2、實(shí)驗原理P=UI需測量的物理量:電壓表測小燈泡兩端的電壓U;電流表測流過燈泡的電流I,這種測量電功率的方法稱為伏安測量法。3、實(shí)驗器材:常用的小燈泡 1 只(標(biāo)明額定電壓2.5V,未標(biāo)明額定功率),電流表、電壓表各 1 只,滑動變阻器 1 只,開關(guān) 1 只,電池組(總電壓高于燈泡的額定電壓)1 只,導(dǎo)線若干。1.5 +干電池1.5 +注意:電池組的總電壓高于燈泡的額定電壓。1.5 +干電池1.5 +(2).按正確的電路圖連接電路。RAV4.實(shí)驗步驟(1).畫出實(shí)驗電路圖。(3)調(diào)節(jié)滑動變阻器,使小燈泡兩端的電壓恰好等于燈泡的額定電壓。讀出此時兩只電表的讀數(shù),并記錄在表中。(4)調(diào)節(jié)滑動變阻器,使小燈泡兩端的電壓約為小燈泡額定電壓的1.2倍。觀察小燈泡的亮度變化(相對于額定電壓下的亮度),讀出兩只電表的讀數(shù),并記錄在表中。(5)調(diào)節(jié)滑動變阻器,使小燈泡兩端的電壓約為小燈泡額定電壓的0.8。觀察小燈泡的亮度變化(相對于額定電壓下的亮度),讀出兩只電表的讀數(shù),并記錄在表中。(6)計算出三種情況下小燈泡的功率。①、連接電路時,把滑動變阻器的滑片調(diào)到阻值最大處。②、調(diào)節(jié)小燈泡兩端的電壓使之高于額定電壓時,在看清電流表示數(shù)的前提下,所用時間越短越好,以防損壞小燈泡。③電流表、電壓表的量程選擇要合適,在不超過量程的前提下,應(yīng)盡可能使電表指針偏轉(zhuǎn)角度大一些,以便減小誤差。注意:小燈泡兩端的電壓 電壓U/V 電流I/A 電功率P/w 小燈泡亮度等于額定電壓高于額定電壓低于額定電壓觀察表中數(shù)據(jù)可見:小電燈實(shí)際消耗的電功率不一定等于額定功率。小燈泡的亮度是由小燈泡實(shí)際消耗的功率決定的2.5320.220.240.20.550.720.4正常發(fā)光較亮較暗當(dāng)U實(shí)=U額時,則P實(shí)=P額.電燈正常發(fā)光當(dāng)U實(shí)>U額時,則P實(shí)>P額.電燈亮度較亮當(dāng)U實(shí)<U額時,則P實(shí)<P額 . 電燈亮度較暗(4)、實(shí)驗結(jié)論:1.小燈泡在哪種情況下屬于正常發(fā)光?2.如果一再降低或一再提高小燈泡兩端的電壓,將會出現(xiàn)什么情形?小燈泡在額定電壓下的發(fā)光屬于正常發(fā)光。理論上降低或提高小燈泡兩端的電壓小燈泡的功率將增大或減小,但是當(dāng)電壓增大到一定程度小燈泡將會被燒壞。你能說出實(shí)驗中出現(xiàn)下面故障的原因嗎?故障現(xiàn)象 原因閉合開關(guān),燈不亮,電流表、電壓表無示數(shù)閉合開關(guān)燈不亮,電流表幾乎無示數(shù),電壓表指針偏轉(zhuǎn)較大導(dǎo)線發(fā)熱冒煙,電流表示數(shù)很大接線柱接觸不良或?qū)Ь€斷了或電源、電流表電壓表、開關(guān)損壞。電流表、電壓表的位置接反或燈絲斷了或燈與燈座接觸不良。發(fā)生了短路。故障現(xiàn)象 原因滑動變阻器滑片移動時,電流表的示數(shù)及燈泡亮度不變電流表、電壓表的指針反方向偏轉(zhuǎn)滑動變阻器接錯了。電流表、電壓表的接線柱接反了。互動學(xué)習(xí)2二、實(shí)際功率與實(shí)際電壓1、實(shí)際功率:我們把用電器在實(shí)際電壓下工作時所對應(yīng)的功率叫做用電器的實(shí)際功率。2、實(shí)際電壓:用電器實(shí)際工作的電壓。當(dāng)用電器的工作電壓明顯低于或高于它的額定電壓時,用電器就不能正常工作。3、實(shí)際功率與額定功率的關(guān)系:(1)當(dāng)U實(shí)= U額,則P實(shí)=P額,用電器正常工作(2)當(dāng)U實(shí)>U額,則P實(shí)> P額,用電器容易壞。(3)當(dāng)U實(shí)<U額,則P實(shí)< P額,用電器不能正常作。1課堂導(dǎo)入觀察思考電驅(qū)蚊器電取暖器你知道哪些用電器是利用電熱來工作的嗎?你知道它們的工作原理嗎?使用這些用電器時,電能會轉(zhuǎn)化為哪些能量?電爐使用這些用電器時,電能會轉(zhuǎn)化為熱能互動學(xué)習(xí)2一、電流的熱效應(yīng)1、電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。2、電流熱效應(yīng)的實(shí)質(zhì):從能量的轉(zhuǎn)化看,電流通過導(dǎo)體發(fā)熱的過程實(shí)質(zhì)上是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能(熱能)的過程。許多用電器接通電源后,都伴有熱現(xiàn)象發(fā)生。3、電熱器:利用熱效應(yīng)來工作的用電器。主要元件是發(fā)熱體,由電阻率大、熔點(diǎn)高的電阻絲繞在絕緣體上制成的電熨斗電熱毯電熱壺電飯煲你能列舉出哪些利用電流熱效應(yīng)工作的用電器?電熱水器電烘箱熱的快電取暖器電流的熱效應(yīng)有什么利和弊?優(yōu)點(diǎn):無污染、熱效率高、方便控制和調(diào)節(jié)溫度。缺點(diǎn):①在家庭電路中,由于長期的電流熱效應(yīng),導(dǎo)線外的絕緣層會加速老化,甚至?xí)?燒毀絕緣層而引發(fā)火災(zāi);②同時,由于電流熱效應(yīng),會影響家電的使用性能和壽命。為了防止電熱的危害你知道電視機(jī)計算機(jī)、電動機(jī)等采取什么措施嗎?電視機(jī)加散熱窗、計算機(jī)、電動機(jī)等還要加風(fēng)扇來散熱。二、電流產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)1、猜想與假設(shè)(1)可能與導(dǎo)體電阻的大小有關(guān),R越大,Q越大。(2)可能與電流的大小有關(guān),I 越大,Q越大。(3)可能與通電時間的長短有關(guān),t 越大,Q越大。2、實(shí)驗方法:控制變量法、轉(zhuǎn)化法。3、實(shí)驗器材:煤油、電阻絲R甲反映電器產(chǎn)熱的大小利用什么方法?轉(zhuǎn)化法,液體受熱升溫而膨脹即玻璃管中液柱上升高的產(chǎn)生熱量多。實(shí)驗一:研究電熱器電阻的大小對產(chǎn)生熱量的影響研究電熱器電阻的大小對產(chǎn)生熱量的影響要研究電阻對產(chǎn)生熱量多少的影響,應(yīng)該控制電流和通電時間不變,則可以讓兩個阻值不同的電阻串聯(lián)后接入電路。1、設(shè)計實(shí)驗:控制變量法(1)將2根電阻絲串聯(lián)在電路中,標(biāo)出2根玻璃管內(nèi)液面的位置。(2)閉合開關(guān),記下電流表的讀數(shù):0.45A(3)經(jīng)過一段時間后,標(biāo)出2根玻璃管內(nèi)液面的位置。2、實(shí)驗步驟(4)比較2根玻璃管內(nèi)液面上升的高度發(fā)現(xiàn):當(dāng)電流相等,通電時間相同時,電阻大的,液柱升高的多。3、結(jié)論在通電電流和通電時間相同的條件下,電阻越大,電流產(chǎn)生的熱量越多。實(shí)驗二:探究電流產(chǎn)生的熱量與電流是否有關(guān)1、設(shè)計實(shí)驗:控制變量法要研究電流大小對產(chǎn)生熱量的影響,應(yīng)該控制電阻和通電時間不變,改變電流。 2、實(shí)驗步驟:(1)、如圖所示,在燒瓶中盛等量的煤油,燒瓶中電阻絲的電阻相同,兩瓶中金屬絲分別接到兩節(jié)電池電池組和四節(jié)電池的電池組的電源上。(2)閉合開關(guān)經(jīng)過相同的一段時間比較玻璃管內(nèi)液面的位置。顯然,通電的時間越長,電流產(chǎn)生的熱量就越多。實(shí)驗結(jié)論:①在相等的時間內(nèi),當(dāng)電流相等時,電阻越大,電流產(chǎn)生熱越多。②在相等的時間內(nèi),當(dāng)電阻相等時,電流越大,電流產(chǎn)生熱越多。③通電時間越長,電流產(chǎn)生的熱量就越多。3.結(jié)論:在電阻和通電時間相同的條件下,電流越大,電流產(chǎn)生的熱量越多。互動學(xué)習(xí)2二、焦耳定律1、焦耳定律: 進(jìn)一步的實(shí)驗可以得出:電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導(dǎo)體的電阻成正比,跟通電時間成正比。這個規(guī)律叫做焦耳定律,它最先是由英國科學(xué)家焦耳發(fā)現(xiàn)的。2.公式:Q=I2Rt3. 熱量Q的單位是焦(J)電流的單位是安(A),電阻R的單位是歐( ),時間t的單位是秒(s)。1J=1A2 Ω s。電吹風(fēng)機(jī)和電熨斗通電時都會發(fā)熱,哪種用電器可以認(rèn)為是將電能全部轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能?電吹風(fēng)機(jī)工作時電能轉(zhuǎn)化成熱能和機(jī)械能;電熨斗工作時電能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能, 電熨斗工作時可以認(rèn)為是將電能全部轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能。電流通過導(dǎo)體時,如果消耗電能全部轉(zhuǎn)化為熱即:Q=W你能推導(dǎo)出焦耳定律嗎?若電流做的功全部用來產(chǎn)生熱量即:Q = W又∵W = UIt根據(jù)歐姆定律U = IR∴Q = W = UIt = I2Rt例題:如圖是電飯鍋的電路圖。電飯鍋工作時有兩種狀態(tài):當(dāng)自動開關(guān) S 接通時,電飯鍋處于加熱狀態(tài),將鍋內(nèi)的水加熱直到燒開;當(dāng)自動開關(guān) S 斷開時,電飯鍋處于保溫狀態(tài)。圖中 R2 是加熱用的電熱絲,阻值為 55 歐;R1 是電阻,阻值為 145 歐。試求 :(1)在加熱狀態(tài)下,電飯鍋正常工作 30分鐘產(chǎn)生多少熱量?R1R2220V(2)在保溫狀態(tài)下,電飯鍋消耗的功率多大?解:(1)在加熱狀態(tài)下,開關(guān) S 接通,電路中只接入電熱絲R2 ,因此通過R2 的電流:I= = =4 安UR2220 伏55 歐根據(jù)焦耳定律,R2 上產(chǎn)生的熱量:Q= I2Rt=(4安)2 × 55歐× 30×60秒=1.584×106焦(2)在保溫狀態(tài)下,開關(guān) S 斷開,電阻 R1 與電熱絲 R2 相串聯(lián),假設(shè)此時電路中的電流為 I′,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn):U=U1 +U2 =I′R1 +I′R2R1 +R2220 伏145 歐 +55 歐= 1.1 安電飯鍋消耗的功率:P′=U I′=220 伏 ×1.1 安 =242 瓦答:(1) 電飯鍋正常工作 30 分鐘產(chǎn)生的熱量為 1.584×106 焦。(2)在保溫狀態(tài)下,電飯鍋消耗的功率為 242 瓦。I′= =U上面這個問題還可以用什么方法來求解?(1)算出電流后,R2 上產(chǎn)生的熱量:Q=W=UIt=220V× 4安焦× 30×60秒=1.584×106焦(2)電飯鍋消耗的功率:1、電能全部轉(zhuǎn)化為熱能時,計算焦耳熱時:Q=12Rt=W=Pt=Ult=U2R/t電能全部轉(zhuǎn)化為熱能時,計算焦耳熱時的公式有哪些,電能沒有全部轉(zhuǎn)化為熱能時計算焦耳熱時的公式是什么?2、電能沒有全部轉(zhuǎn)化為熱能時,Q=12Rt 此時Q 純電阻電路中,電流做多少功,就是將多少電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。3課堂小結(jié)THANKS“” 展開更多...... 收起↑ 資源預(yù)覽 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫