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第三章 能量的转化与守恒
第6节 电能
浙教版 科学（初中）
九年级上
互动学习
1
一、探究小灯泡的电功率
一、探究小灯泡的电功率跟哪些因素有关
把灯泡接到电路中时，不同功率的灯泡发光的亮度是不同的。
从图中你发现什么规律？灯泡越亮，灯泡的电功率就越大。
请说出电功率的定义公式以及物理意义是什么？
定义:电流在单位时间内做的功叫电功率。
电功率是描述电流做功的快慢科学量。
但电器工作时消耗的电功率究竟跟哪些因素有关呢
公式:
2．建立假设：
(1)小灯泡的电功率跟电压有关，电压越高，电功率就越大
(2)小灯泡的电功率跟电流有关，电流越大，电功率就越大
1、提出问题：灯泡的电功率跟哪些因素有关呢？
3．设计实验方案
若要研究小灯泡的电功率跟电流和电压的关系，需要运用控制变量的方法进行实验研究。
(1)研究小灯泡的电功率与电流的关系
研究小灯泡的电功率跟电流的关系，就要控制小灯泡两端电压不变。为此，我们可以把 2 只不同的小灯泡按图所示方式并联在电路上，从而控制它们两端电压相等，用电流表分别测量通过小灯泡的电流。通过观察小灯泡的亮度来判断小灯泡电功率大小，看看电功率大小跟电流有什么关系。
研究电功率跟电流的关系
6V
(6V 3W)
(6V 6W)
如图把L1 L2 并联在电路中，读出电流表的示数，比较电功率大小跟电流有什么关系，并把数据填入表中。
灯L1(6V 3W) 灯L2(6V 6W)
条件控制(电压)
亮度(亮、暗)
电流/安
6V(相等)
6V(相等)
亮
暗
1A
0.5A
实验结论：在电压相等的情况下，通过灯泡电流越大，灯泡消耗的电功率越大。
(2)小灯泡的电功率与电压的关系
研究小灯泡的电功率跟电压的关系，就要控制通过小灯泡的电流不变。为此，我们可以把 2 只不同的小灯泡按图所示方式串联在电路上，从而控制通过它们的电流相等，用电压表分别测量小灯泡两端的电压。通过观察小灯泡的亮度来判断小灯泡电功率大小，看看电功率大小跟电压有什么关系。
研究电功率跟电压的关系
如图把L1 L2 串联在电路中，读出电压表的示数，比较电功率大小跟电压有什么关系，并把数据填入表中。
L2(6V 6W)
L1(4V 4W)
6V
灯L1 灯L2
条件控制(电流)
亮度(亮、暗)
电压/伏
相等
相等
亮
暗
2.4V
3.6V
实验结论：在电流相等的情况下，灯泡两端的电压越大，灯泡消耗的电功率越大。
小灯泡的电功率大小跟小灯泡两端的电压、通过小灯泡的电流有关。
5．分析与论证：
在电压相等的情况下，通过小灯泡的电流越大，小灯泡的电功率越大；
在电流相等的情况下，小灯泡两端的电压越高，小灯泡的电功率越大。
互动学习
2
二、电功率与电功的计算
1、进一步实验表明，用电器的电功率等于用电器两端电压与通过用电器电流的乘积。
电功率计算公式可表示为：P =IU
P:电功率，U:电压，I:电流
U的单位为伏，I的单位为安，则P的单位为瓦。
1瓦=1伏·安
由P=UI你说出1W的大小含义吗？
你能推导出电功率的其它公式吗？
由U=IR代入得：P=I2R
1W的大小：若加在用电器上的电压为1V，通过的电流为的1A，那么，该用电器消耗的电功率就为1W。
I=U/R代入得:P=U2/R
1、公式：P=W/t=UI 适用于所有电路的电功率计算
2、变形公式：P=I2R
P=U2/R 只适用于纯电阻性电路的电功率计算
这就是说，电流在某段电路上做的功，等于这段电路两端的电压与通过这段电路的电流，以及通电时间的乘积。
电功的计算
1、根据功率和功的关系：p=W/t，P=UI可以得到：
电功的计算式： W= Ult
3、电功的常用公式
W=Pt W=UIt W=I2Rt W=U2/R*t
2、根据公式W= Ult，电功单位焦耳也可表示为：1焦=1伏·安·秒
P= — P=UI 有什么不同？
w
t
公式 与
W
t
P= — 是功率的定义式，任何物体做功的功率都可用它计算；
P=UI 是电功率的计算式，只能用于电功率的计算。
将图所示的节能灯接在 220 伏的电路中，通过灯泡的电流有多大？这只节能灯正常工作 2 小时消耗多少电能？
220V 11W
如果电路电压与用电器的额定电压相差过多,用电器可能根本不能工作，或者被烧坏。
解：灯泡的额定电压为220伏，额定功率为11瓦。
当灯泡接在220伏的电路中时 :
电流：I=P/U=11瓦/220伏=0.05安
消耗电能：W= Pt= 11瓦×2×3600秒=79200焦
答：当节能灯接在220伏的电路中时，通过灯泡的电流为0.05安，节能灯消耗的电能为79200焦。
3
课堂小结
典例分析
考点一：探究小灯泡的电功率
4
【典型例题1】
小明到实验室做“测量小灯泡额定功率”的实验时，老师只给她提供了如下器材：标有“2.5V”的小灯泡、电源、滑动变阻器、开关、两个电压表（没有电流表）、阻值为10Ω 的定值电阻 R0、导线若干。她根据所给定的器材经过认真思考后设计了正确的实验电路，如图甲是该电路的不完整电路图。
（1）请你将甲电路图补充完整。
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器调至阻值_______________的位置。
（3）闭合开关后，为了测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器，使电压表 V1 的示数为2.5V，此时电压表V2 的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为_______________W。
（4）她还进一步设计出了只有电流表没有电压表解决这个问题的办法，其电路图如丙所R0=10Ω并认为关键的一步是____________________________________________，才能计算出小灯泡的额定功率。
最大
0.6
调节滑动变阻器（或移动滑片）直至电流表 A2 的示数为 0.25A
【迁移训练1】
在测定额定电压为2.5 V的小灯泡电功率的分组实验中：
(1)请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。
(2)小明闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则故障可能是__________。排除故障后，移动滑片使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡额定功率为________W。
(3)小华在进行实验数据处理时，算出了小灯泡的平均功率(如表)，你认为这样处理数据是_______(选填“合理”或“不合理”)的，理由：__________________________________________。
实验序号 电压U/V 电流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)下列描述小灯泡功率P随滑动变阻器阻值R变化情况的图像中，正确的是____。
A　　 B C　　　 D
灯泡断路
0.75
不合理
灯泡在不同电压下实际功率不同
B
考点二：电功率与电功的计算
【典型例题2】
随着生活条件的改善，人们更加注意家居环境的美化，如图所示甲是带有水温调节功能的家庭水族箱。该水族箱的鱼缸水温调节器工作原理如图乙所示：其中R1为阻值可调的电热丝，R2为定值电热丝，R2=400欧，开关S2为单刀双掷开关，不考虑温度对电阻的影响。试问：
（1）如图乙所示可知：当开关S1闭合，S2接b时，电路处于________状态（填“保温”或“加热”）；
（2）当开关S1闭合，S2接a时，若电路消耗功率P=48.4W，则电热丝R1连入电路的阻值应为多少
（3）当电路处于保温状态时，调节滑片得到民的功率随电路中电流变化的图象如图丙所示，求R1接入电阻最大时R1的功率为多少
加热
R总=U2/P=(220V)2/48.4W=1000Ω=R1+R2 R1=1000Ω-400Ω=600Ω
R总=U/I=220V/0.05A=4400Ω R1=4400Ω-400Ω=4000Ω
【迁移训练2】
某兴趣小组设计的”温度控制器”工作时有加热和恒温两种状态。电路如图甲所示，S为开关，双金属开关在温度低时闭合，温度到达一定值时自动断开，降温后再闭合，循环工作，起到调节温度作用，指示灯的额定电压为200V，且亮起即正常工作，发热电阻阻值为40Ω。求：
(1)当指示灯亮时，温度控制器处于____________________状态。
(2)指示灯的电阻值。
(3)加热状态时，温度控制器所消耗的电功率。
(4)温度控制器正常工作时，记录灯泡在一段时间内，规律性亮灭情况如图乙，则温度控制器1小时所消耗的电能。
恒温
400Ω
1210w
1.056x106J
THANKS
“
”

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