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(共21張PPT)
第三章 能量的轉化與守恒
第6節 電能
浙教版 科學（初中）
九年級上
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一、探究小燈泡的電功率
一、探究小燈泡的電功率跟哪些因素有關
把燈泡接到電路中時，不同功率的燈泡發光的亮度是不同的。
從圖中你發現什么規律？燈泡越亮，燈泡的電功率就越大。
請說出電功率的定義公式以及物理意義是什么？
定義:電流在單位時間內做的功叫電功率。
電功率是描述電流做功的快慢科學量。
但電器工作時消耗的電功率究竟跟哪些因素有關呢
公式:
2．建立假設：
(1)小燈泡的電功率跟電壓有關，電壓越高，電功率就越大
(2)小燈泡的電功率跟電流有關，電流越大，電功率就越大
1、提出問題：燈泡的電功率跟哪些因素有關呢？
3．設計實驗方案
若要研究小燈泡的電功率跟電流和電壓的關系，需要運用控制變量的方法進行實驗研究。
(1)研究小燈泡的電功率與電流的關系
研究小燈泡的電功率跟電流的關系，就要控制小燈泡兩端電壓不變。為此，我們可以把 2 只不同的小燈泡按圖所示方式并聯在電路上，從而控制它們兩端電壓相等，用電流表分別測量通過小燈泡的電流。通過觀察小燈泡的亮度來判斷小燈泡電功率大小，看看電功率大小跟電流有什么關系。
研究電功率跟電流的關系
6V
(6V 3W)
(6V 6W)
如圖把L1 L2 并聯在電路中，讀出電流表的示數，比較電功率大小跟電流有什么關系，并把數據填入表中。
燈L1(6V 3W) 燈L2(6V 6W)
條件控制(電壓)
亮度(亮、暗)
電流/安
6V(相等)
6V(相等)
亮
暗
1A
0.5A
實驗結論：在電壓相等的情況下，通過燈泡電流越大，燈泡消耗的電功率越大。
(2)小燈泡的電功率與電壓的關系
研究小燈泡的電功率跟電壓的關系，就要控制通過小燈泡的電流不變。為此，我們可以把 2 只不同的小燈泡按圖所示方式串聯在電路上，從而控制通過它們的電流相等，用電壓表分別測量小燈泡兩端的電壓。通過觀察小燈泡的亮度來判斷小燈泡電功率大小，看看電功率大小跟電壓有什么關系。
研究電功率跟電壓的關系
如圖把L1 L2 串聯在電路中，讀出電壓表的示數，比較電功率大小跟電壓有什么關系，并把數據填入表中。
L2(6V 6W)
L1(4V 4W)
6V
燈L1 燈L2
條件控制(電流)
亮度(亮、暗)
電壓/伏
相等
相等
亮
暗
2.4V
3.6V
實驗結論：在電流相等的情況下，燈泡兩端的電壓越大，燈泡消耗的電功率越大。
小燈泡的電功率大小跟小燈泡兩端的電壓、通過小燈泡的電流有關。
5．分析與論證：
在電壓相等的情況下，通過小燈泡的電流越大，小燈泡的電功率越大；
在電流相等的情況下，小燈泡兩端的電壓越高，小燈泡的電功率越大。
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2
二、電功率與電功的計算
1、進一步實驗表明，用電器的電功率等于用電器兩端電壓與通過用電器電流的乘積。
電功率計算公式可表示為：P =IU
P:電功率，U:電壓，I:電流
U的單位為伏，I的單位為安，則P的單位為瓦。
1瓦=1伏·安
由P=UI你說出1W的大小含義嗎？
你能推導出電功率的其它公式嗎？
由U=IR代入得：P=I2R
1W的大小：若加在用電器上的電壓為1V，通過的電流為的1A，那么，該用電器消耗的電功率就為1W。
I=U/R代入得:P=U2/R
1、公式：P=W/t=UI 適用于所有電路的電功率計算
2、變形公式：P=I2R
P=U2/R 只適用于純電阻性電路的電功率計算
這就是說，電流在某段電路上做的功，等于這段電路兩端的電壓與通過這段電路的電流，以及通電時間的乘積。
電功的計算
1、根據功率和功的關系：p=W/t，P=UI可以得到：
電功的計算式： W= Ult
3、電功的常用公式
W=Pt W=UIt W=I2Rt W=U2/R*t
2、根據公式W= Ult，電功單位焦耳也可表示為：1焦=1伏·安·秒
P= — P=UI 有什么不同？
w
t
公式 與
W
t
P= — 是功率的定義式，任何物體做功的功率都可用它計算；
P=UI 是電功率的計算式，只能用于電功率的計算。
將圖所示的節能燈接在 220 伏的電路中，通過燈泡的電流有多大？這只節能燈正常工作 2 小時消耗多少電能？
220V 11W
如果電路電壓與用電器的額定電壓相差過多,用電器可能根本不能工作，或者被燒壞。
解：燈泡的額定電壓為220伏，額定功率為11瓦。
當燈泡接在220伏的電路中時 :
電流：I=P/U=11瓦/220伏=0.05安
消耗電能：W= Pt= 11瓦×2×3600秒=79200焦
答：當節能燈接在220伏的電路中時，通過燈泡的電流為0.05安，節能燈消耗的電能為79200焦。
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課堂小結
典例分析
考點一：探究小燈泡的電功率
4
【典型例題1】
小明到實驗室做“測量小燈泡額定功率”的實驗時，老師只給她提供了如下器材：標有“2.5V”的小燈泡、電源、滑動變阻器、開關、兩個電壓表（沒有電流表）、阻值為10Ω 的定值電阻 R0、導線若干。她根據所給定的器材經過認真思考后設計了正確的實驗電路，如圖甲是該電路的不完整電路圖。
（1）請你將甲電路圖補充完整。
（2）閉合開關前，應將滑動變阻器調至阻值_______________的位置。
（3）閉合開關后，為了測量小燈泡的額定功率，應調節滑動變阻器，使電壓表 V1 的示數為2.5V，此時電壓表V2 的示數如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為_______________W。
（4）她還進一步設計出了只有電流表沒有電壓表解決這個問題的辦法，其電路圖如丙所R0=10Ω并認為關鍵的一步是____________________________________________，才能計算出小燈泡的額定功率。
最大
0.6
調節滑動變阻器（或移動滑片）直至電流表 A2 的示數為 0.25A
【遷移訓練1】
在測定額定電壓為2.5 V的小燈泡電功率的分組實驗中：
(1)請用筆畫線代替導線，將圖甲中的實物電路連接完整。
(2)小明閉合開關后，發現燈泡不亮，電流表無示數，電壓表有示數，則故障可能是__________。排除故障后，移動滑片使小燈泡正常發光，此時電流表示數如圖乙所示，則小燈泡額定功率為________W。
(3)小華在進行實驗數據處理時，算出了小燈泡的平均功率(如表)，你認為這樣處理數據是_______(選填“合理”或“不合理”)的，理由：__________________________________________。
實驗序號 電壓U/V 電流I/A 功率P/W 平均功率/W
① 2.0 0.26 0.52
② 2.5 0.28 0.70
③ 2.8 0.30 0.84 0.69
(4)下列描述小燈泡功率P隨滑動變阻器阻值R變化情況的圖像中，正確的是____。
A　　 B C　　　 D
燈泡斷路
0.75
不合理
燈泡在不同電壓下實際功率不同
B
考點二：電功率與電功的計算
【典型例題2】
隨著生活條件的改善，人們更加注意家居環境的美化，如圖所示甲是帶有水溫調節功能的家庭水族箱。該水族箱的魚缸水溫調節器工作原理如圖乙所示：其中R1為阻值可調的電熱絲，R2為定值電熱絲，R2=400歐，開關S2為單刀雙擲開關，不考慮溫度對電阻的影響。試問：
（1）如圖乙所示可知：當開關S1閉合，S2接b時，電路處于________狀態（填“保溫”或“加熱”）；
（2）當開關S1閉合，S2接a時，若電路消耗功率P=48.4W，則電熱絲R1連入電路的阻值應為多少
（3）當電路處于保溫狀態時，調節滑片得到民的功率隨電路中電流變化的圖象如圖丙所示，求R1接入電阻最大時R1的功率為多少
加熱
R總=U2/P=(220V)2/48.4W=1000Ω=R1+R2 R1=1000Ω-400Ω=600Ω
R總=U/I=220V/0.05A=4400Ω R1=4400Ω-400Ω=4000Ω
【遷移訓練2】
某興趣小組設計的”溫度控制器”工作時有加熱和恒溫兩種狀態。電路如圖甲所示，S為開關，雙金屬開關在溫度低時閉合，溫度到達一定值時自動斷開，降溫后再閉合，循環工作，起到調節溫度作用，指示燈的額定電壓為200V，且亮起即正常工作，發熱電阻阻值為40Ω。求：
(1)當指示燈亮時，溫度控制器處于____________________狀態。
(2)指示燈的電阻值。
(3)加熱狀態時，溫度控制器所消耗的電功率。
(4)溫度控制器正常工作時，記錄燈泡在一段時間內，規律性亮滅情況如圖乙，則溫度控制器1小時所消耗的電能。
恒溫
400Ω
1210w
1.056x106J
THANKS
“
”

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