人教版九年级全册 第十八章 《电功率》知识清单【挖空版】+【答案版】

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第1节 电能 电功
一、电能
1.电能的获取及能量转化
2.电能的利用及能量转化
3.电能的单位
（1）国际单位： ，简称 ，符号是 。
（2）常用单位： ，符号是 。即常说的“ ”。
（3）单位换算：1 =1k =1×103W×3600s= J
4.电能的计量
（1）电能表：计量用电器在一段时间内 的仪表。
（2）电能表的读数：
电能表可以显示表开始计数到读数时为止用户消耗的电能。
计量某段时间内消耗的电能，要记录这段时间起始和结束时电能表的示数，两次示数 就是这段时间内的用电量。
10月用电量：
9149.9kW·h-9029.1kW·h
＝120.8kW·h＝ 度
5.利用电能表求消耗的电能
（1）电能表计算器上前后两次的示数之差，为这段时间内消耗的电能：即：
（2）利用电能表的转数求电能
根据电能表转盘的实际转速n和电能表参数Nrevs/kw·h，可较精确的计算出某段时间内消耗的电能。即
6.一度电的作用
二、电功
1.电功
（1）定义：电流所做的功叫 ，用 表示。
（2）实质： 。我们常说消耗了多少电能，也可以说过程中电流做了多少功。
（3）电功和电能的区别
①电功是过程量：反映了 。
②电能是状态量：反映了 。
（4）影响电流做功多少的因素
实验：探究电功与电压的关系
实验器材：
电源、电流表、电压表、不同规格的小灯泡、开关、导线若干。
实验过程：
①把两盏规格不同的小灯串联在电路中，用电压表分别测量它们两端的电压，同时观察比较小灯的发光情况。
②将该两盏规格不同的小灯并联，用电流表分别测量通过它们的电流，同时观察比较小灯的发光情况。
实验记录：
实验结论：
电流做功的多少跟电流的大小、电压的高低、通电时间的长短都有关系。
电流与通电时间一定时，电压 ，电流做功就 。
电压与通电时间一定时，电流 ，电流做功就 。
2.电功的计算
（1）电功的表达式：物理学规定，电功等于电压、电流与通电时间的乘积。
即：电功＝电压×电流×通电时间
W＝
（2）电功的单位：
①国际单位：焦耳（J）
②常用单位：千瓦时（kW·h）
当用电器两端的电压为1V，通过其的电流为lA， 通电时间为ls时，用电器消耗的电能为1J，电流做的功也是1J。即1J=
（3）电功的推导公式：
（4）应用电动公式W = UIt 的注意问题：
第2节 电功率
一、电功率
1.探究电流做功快慢
在家庭电路中，分别让一盏电灯、一台电吹风机单独工作，观察记录电能表指示灯在1min内闪动的次数。
实验现象：在相同时间内电能表指示灯闪烁的次数不同。在使用电吹风时，1min内指示灯闪烁的次数更多。
现象分析：在相同的时间内指示灯闪烁的次数越多，说明用电器消耗的电能越快，即电流做功越快。
实验结论：电流做功有快慢之分。
2.比较电流做功快慢的方法
【例题】把一盏电灯接在家庭电路中通电1h，消耗的电能是3.6×105J；把一只电炉接在家庭电路中通电1min，消耗的电能是6×104J。谁消耗的电能较多？谁消耗电能较快?
分析：分别求出电灯和电炉在1s（单位时间内）内消耗的电能多少，即可比较二者消耗电能的快慢。
解：在1s内，电灯内消耗的电能：
在1s内，电炉内消耗的电能：
由此可知，在相同时间内电炉消耗电能比电灯泡更快。即，比较电流做功的快慢，可以通过
3.电功率
（1）物理意义：电功率是表示 的物理量。
（2）定义：在物理学中，用电器消耗的电能W与通电时间t的比值叫 。即
（3）计算公式：
（4）公式变形：
（5）单位：
①国际单位： ，简称 ，符号是 。
②常用单位：千瓦（kW），毫瓦（mW）
③换算关系：1kW = W 1W = mW
（6）一些用电器的电功率
4.电功率和电功的区别:
二、“千瓦时”的来历
将公式P= W/t变形后，可得到W=Pt，可以得到上节介绍的“千瓦时”：1kW·h可看作电功率为lkW的用电器工作1h所消耗的电能 。
W=Pt=1kW×1h=1kW·h=1000W×3600s=3.6×106J
即: 1kW·h＝3.6×106J
三、额定电压 额定功率
1. 实验：小灯泡的电功率随电压变化
实验器材：电源、电流表、电压表、标有2.5V的小灯泡、滑动变阻器、开关、导线若干。
实验过程：
根据电路图，连接电路，我们用滑动变阻器控制小灯泡两端的电压，使小灯泡两端的电压分别等于、 低于和略高于2.5V，观察小灯泡的亮度，比较不同电压下小灯泡的电功率。
实验数据：
实验结论：
在不同的电压下，同一个小灯泡的亮度不同，电功率不一样；小灯泡的电功率随它两端的电压改变而 。
2.额定电压 额定功率
（1）额定电压与额定功率及其相关物理量
灯泡的亮度由 决定。
（2）额定功率与实际功率的区别
3.额定功率的相关计算
【例题】某额定功率为1800W 的电热水壶在220V 的额定电压下工作，加热一壶水至沸腾用了4min 。
（1）加热这壶水消耗了多少电能？
（2）加热时通过电热水壶的电流是多少？
解：（1）电热水壶的额定功率 P = l800W, 加热一 壶水至沸腾的时间t=4min,
根据P=W/t可得消耗的电能为
W=Pt=l800W×240s=4.32×105J
（2）电热水壶的额定电压 U=220V，根据P=UI 可得通过它的电流为
答：（1）加热这壶水消耗了4.32×105J电能。（2）加热时通过电热水壶的电流是8.2A 。
四、电功率的测量
电功率的测量方法：
（1）电力监测仪直接测量通过测量。
（2）根据用电器两端的电压和通过用电器的电流，由电功率公式 P=UI计算得出。
①实验：把额定电压都为2.5V的小灯泡和LED灯并联在电路中。 闭合开关后，测量通过小灯泡和LED灯的电流和它们两端的电压，计算它们的电功率。观察小灯泡和LED灯的发光情况， 再结合它们的电功率看看哪种灯更节能？
小灯泡的电功率为： P1=UI1=0.2A×2.5V=0.5W
LED灯的电功率为：P2=UI2=0.05A×2.5V=0.125W
结论：LED灯更节能。
②推论一：在前面实验中，推论出并联电路中电功率的特点是怎样的？
根据并联电路电流和电压特点可知，通过电路的干路电流为
I总=I1+I2=0.2A+0.05A=0.25A
电路的总功率为
P总=UI总=2.5V×0.25A=0.625W
根据P1=0.5W P2=0.125W可得
P总=P1+P2
结论：并联电路中，总功率等于各用电器的电功率之 。
②推论二：如图所示的电路中，电源两端电压保持不表，电阻R2的阻值为10Ω。当开关S闭合后，电压表的示数为2V，电流表的示数为0.4A。电阻R1的电功率为P1=U1I=2V×0.4A=0.8W
根据串联电路电流和欧姆定律可得，电阻R2的两端的电压为
U2=IR2=0.4A×10Ω=4V
电阻R2的电功率为P2=U2I=4V×0.4A=1.6W
根据串联电路电压规律可得，电源电压为
电阻R2的两端的电压为U=U1+U2=2V+4V=6V
电路中的总功率为
P总=6V×0.4A=2.4W
根据P1=0.8W P2=1.6W可得
P总=P1+P2
结论：串联电路中，总功率等于各用电器的电功率之 。
归纳总结：
在电路中，总功率等于各用电器的电功率之和。即：P总=P1+P2++Pn
第4节 焦耳定律
一、电流的热效应
1.电流的热效应
生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象产生。电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫作 。
2. 实验：探究影响电流的热效应的因素
猜想与假设：
（1）有电流导体时，导体才会发热。则可能与通过导体的电流有关。
（2）电烤炉工作时，烤炉温度高，导线几乎不发热。则可能与导体的电阻有关
（3）电热水壶刚通电时，水并不能立即沸腾，而需要一定的时间。则可能与通电时间有关。
实验思路：
选取阻值不一样的电阻丝，如5Ω和10Ω的电阻丝，装入实验装置中，两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。
实验过程：
（1）电热与电阻的关系：如图两个容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过两段电阻丝的电流相同。通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度的变化。你看到的现象说明了什么？
结论一：在电流相同、通电时间相同的情况下，一段电阻丝的电阻 ，电阻丝产生的热量 。
（2）电热与电流的关系：选取阻值相同的两个5Ω电阻丝，装入两个透明容器中，并在其中一个容器的外部，并联一个阻值为5Ω电阻丝，则通过两个容器中电阻丝的电流不同。闭合开关，在通电时间相同的情况下，观察两个U形管中液面高度的变化。你看到的现象说明了什么？
结论二：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一段电阻丝的电流 ，电阻丝产生的热量 。
（3）电热与通电时间的关系：将一阻值为5Ω电阻丝，装入一个透明容器中。闭合开关，在通电时间相同的情况下，观察U形管中液面高度的变化。你看到的现象说明了什么？
结论三：电流通过导体产生的热量跟通电时间有关。通电时间越长，电阻丝产生的热量越多。
归纳总结：
①在电流相同和通电时间一定时，电阻 ，这个电阻产生的热量 ；
②在电阻和通电时间相同时，通过电阻电流 ，电阻产生的热量 ；
③在电流相同、电阻相同时，通电时间 ，这个电阻产生的热量 。
二、焦耳定律
1. 实验：探究电流通过导体产生的热量跟电阻是否成正比
将不同阻值的电阻串联接入电路，接在稳定电源上，接通电路，通电一段时间后，观察温度的变化情况，并记录数据。
实验结论：在电阻和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量跟电阻成正比。
理论探究：
两个定值电阻 R1＝5Ω、R2＝10Ω串联起来，接在电源上，通过它们的电流应该是相等的。通电一段时间后，电阻消耗的电能全部转化为内能，对这两个电阻产生的热量，应用 W=UIt 和欧姆定律进行分析，我们能得出什么推论？
结论：在电流和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量跟导体电阻成正比。
2.焦耳定律
（1）定义：电流通过导体产生的热量跟电流二次方成 ，跟导体的电阻成 ，跟通电时间成 ，这个规律叫作 。
（2）表达式：
用I表示电流，R表示电阻，t表示时间，只表示热量，焦耳定律可以表示为
Q＝I2Rt
（3）单位：
I的单位用安(A)，R的单位用欧(Ω)，t的单位用秒(s)，Q的单位用焦(J)。
1J＝1A2·Ω·s
（4）焦耳定律的理解
（5）电功与电热
（6）运用焦耳定律公式的计算热量
【例 题】四个电阻器的电阻分别为R1、R2、R3、R4。如图甲所示，电阻为R1、R2的电阻器串联后接在电压为U的电路中；如图乙所示，电阻为R3、R4的电阻器并联后也接在电压为U的电路中。已知R1＝R3， R2＝R4，R1＞R2。
①电阻为 R1 和 R2 的两个电阻器，在相同时间内哪个放出的热量多？
②电阻为 R3 和 R4 的两个电阻器，在相同时间内哪个放出的热量多？
答：①R1放出的热量更多；②R4放出的热量更多。
三、电热的利用和防止
1. 电热的利用
电流的热效应在生产生活中有着广泛的应用。
常见的家用电热器、孵化器、电烤箱、烘干机等也利用了电流的热效应。
2. 电热的危害
电流的热效应也可能产生危害。
例如，计算机、电视机工作时电流的热效应，导致温度过高，会影响其正常工作和使用寿命。故计算机、电视机的后盖都留有小孔，计算机还装有风扇。
电能的获取
能量转化
水力发电
能转化为电能
风力发电
能转化为电能
火力发电
燃料的 能转化为电能
太阳能发电
能转化为电能
核能发电
能转化为电能
干电池、蓄电池、锂电池
化学能转化为 能
电能的利用（用电器）
能量转化
电灯
电能转化为光能和 能
电风扇、电动车
电能转化为 能
热水器、电饭煲
电能转化为 能
电视机
电能转化为光能和 能
空调
电能转化为 能
充电宝充电
电能转化为 能
10（100）A ：表示电能表的标定电流为10A，额定最大电流为100A。电能表工作时的电流不应超过额定最大电流。
220V：表示该电能表正常工作电压为 V。
800imp /（kW·h）：表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1kW·h的电能，电能表上的脉冲指示灯闪烁 次。
50Hz：表示这个电能表在频率为 Hz的交流电路中使用。
说明
举例
电路的 性
W、U、I、t 必须是同一个导体在 对应的四个物理量。
甲灯与乙灯连接在电路中，计算电流通过甲灯做的功，应该等于甲灯两端电压、通过甲灯的电流和甲灯通电时间的乘积。
单位的 性
公式中单位必须是国际单位，
分别为：焦、伏、安、秒。
某灯两端电压是6V，通过的电流是0.2A，
求通电1min电流做的功。
W=UIt=6V×0.2A×60s=72J
适用范围
W=UIt是普遍适用的公式；电功的两个推导公式只适用于 电路。
①相同时间，比较电功的多少，电功越多，表示电流做功越快。
②电功相同，比较所用的时间，用的时间越短，表示电流做功越快。
用电功与时间的 表示电流做功的快慢， ，表示 。
电 功
电功率
物理意义
表示电流做功的
表示电流做功的
定义
电功等于电压、电流与通电时间的乘积
电功与时间之比
公式
W=UIt
P=W/t=UI
单位
焦（J）、 （kW·h）
瓦（W）、 （kW）
项目
定义
说明
额定电压
用电器 时的电压
用电器铭牌上所标电压值
额定功率
用电器在 下工作时的电功率
用电器铭牌上所标功率值
额定电流
用电器 时的电流
小电灯铭牌上所标电流值
实际电压
用电器 时的电压
可能等于额定电压也可能不相等
实际功率
用电器在 下工作时的功率
可能等于额定功率也可能不相等
项目
额定功率
实际功率
概念
用电器在 下工作时的电功率
用电器在 下工作时的功率
变化情况
一个用电器只有一个额定电压和一个额定功率，是确定的，与实际电压无关。
用电器的实际功率是不确定的，随着它两端电压的改变而改变。