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1、九年级物理第九章 电功 电功率（2）人教四年制【同步教育信息】一. 本周教学内容： 第九章 电功 电功率（2）二. 重难点： 1. 掌握伏安法测小灯泡功率的方法。 2. 理解焦耳定律的实验过程和内容。三. 知识点分析：复习提问投放课前测评（见附录）新课教学 1. 利用和，求和R投放例题1“22025”的灯泡，接在220V的电路中，通过灯泡的电流有多大？这时灯泡的电阻有多大？“22060”的灯泡呢？讲评两位同学的解题过程，推导出电阻的表达式，然后将两只灯泡实物投影，让同学们观察比较它们灯丝的粗细。两位同学在透明胶片上做，其余同学在练习本上做。观察比较两只灯泡灯丝的粗细。通过例题1总结解题规律。小
2、结： 若用电器上标明了额定电压和额定功率，并且已知用电器正常工作，则可求出，。 额定电压相同的灯泡，额定功率大的灯泡电阻小，灯丝粗。 2. 实际功率的计算投放例题2“22025”的灯泡，接在210V的电路中，实际发出的功率是多大？接在230V的电路中，实际发出的功率又是多大？讲评学生的作法，针对学生错误的解题思路，引导学生分析错误的原因是据计算时，U为实际电压，而I为额定电流，U与I不对应。投放两位同学在透明胶片上的解题过程，讲评例题2的第2问。设疑：例2还有没有其他的解法。师生共议如下：用比例法，求较为方便。完成例2的第一问，学生解该题的方法大致有两种，解题思路分别如下 错题：根据所给灯泡字
3、样，据求出新电压下的功率。 正确解法：根据额定状态求出灯泡的电阻。根据求出灯泡在新电压下的电流。根据求出新电压下的功率。完成例题2的第2问（两位同学在透明胶片上做，其余同学在练习本上做。） 3. 研究电路两端的电压大于时的情况投放例3：标有“8V 2W”的灯泡能不能直接接到12V的电源上？若要使小灯炮接上后正常发光应怎样办？分析：若要将小灯泡直接接到电源上，灯泡会烧坏，所以不能直接接入，若要接入，应让灯泡串联一个电阻后再接入，让电阻R分担4V的电压。小结：当加在用电器两端的实际电压比额定电压大时，用电器可能会烧坏，应将它串联一个电阻后再接入。解：应和一阻值是R的电阻串联后再接入。讨论例题3还有
4、哪些解法 4. 分析简单的电功率问题投放例题4：将灯L“220 25”和灯“220 60”的两灯泡并联接在220V的电源上，哪盏灯泡亮？为什么？若将它们串联后接在220V的电源上，哪盏灯泡亮？为什么？分析：要判断两灯的亮与暗，需要比较两灯的实际功率大小。小结：并联电路中，电阻大的用电器消耗的电功率小。串联电路中，电阻大的用电器消耗的电功率大。思考：要判断两灯的亮与暗需要比较什么？解：并联时，灯泡两端的电压相等，由得串联时，通过灯泡的电流相等，。得。复习引入 什么是电功？计算电功的公式是什么？ 电流做功的实质是什么？以课本P115前“？”部分设疑。引入：要解释上述现象，需要研究电流产生的热量跟哪
5、些因素有关系。思考： 灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么感觉，为什么？ 电风扇使用一段时间后，用手触摸电动机部分有什么感觉？为什么？新课教学： 1. 演示实验介绍如图1所示的实验装置和实验原理：给密闭容器内的电阻丝通电，电阻丝放出热量，使密闭容器内的空气吸热后体积增加，压强增大，从而推动U形管内的红墨水水面上升，水面上升高度的大小反映电流通过电阻丝放出热量的多少。图1将3个密闭容器内的电阻丝R1、R2、R3组成如图2所示的电路。（其中，）图2闭合开关3秒钟后断开开关，指导学生观察现象将有关数据或现象填入记录表中（自制投影片，如附录所示）观察实验装置和实验电路图1. 密闭容器2. 电阻丝3
6、. 接线柱4. 气管夹5. 出气口橡胶管6. 液面口橡胶管7. U形玻璃管8. 高度标尺9. 红墨水观察：同样在3秒钟的时间内，3个U形管内红墨水水面的变化情况有何不同？将观察到的数据和现象记录下来。2. 焦耳定律在教师引导学生对实验数据和现象充分讨论的基础上，指出，英国物理学家焦耳做了大量的实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，总结出焦耳定律。内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。公式：单位：焦 安2 欧 秒据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律若电流做的功全部用来产生热量，即由于则指出：适合于任何用电器的热
7、量计算，对只存在电流热效应的电路也可用来计算电热。投放并讲解课本中的例题，指出解此题也可直接用进行计算。 通过分析表中第一行与第三行记录的数据和现象，可得出什么结论？ 通过分析表中第一行与第二行记录的数据和现象，又可得出什么结论？ 上述实验中，若通电时间延长，则会观察到什么现象？由此会得出什么结论？小结： 在通电电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，电流产生的热量越多。 在电阻和通电时间相同的情况下，电流越大，电流产生的热量越多。 在通电电流和电阻相同的情况下，通电时间越长，电流产生的热量越多。练习：一根电炉丝的电阻是，当通过它的电流为2A时，通电1分钟产生多少热量？若电流减小到1A，通电1分
8、钟产生的热量又是多少？思考：家里都有哪些家用电器？各种家用电器都有导体，当电流通过导体时，导体就要发热，这对家用电器是有利还是有害呢？新课教学1. 电热器（板书）出示相关的电热器。电热器是利用电来加热的设备。出示一废旧“热得快”。电热器的组成部分是发热体。在学生充分讨论的基础上，师生共同小结。发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上制成的。（板书）电热器有许多优点清洁卫生，没有环境污染，热效率高，有的还可以方便地控制和调节温度。播放录像各种不同的电热器讲解各种电热器的构造和用途虽然不同，但原理却是一样的。观察“热得快”，注意管中的电阻丝。思考讨论： 发热体应选择什么样的材料？ 电阻丝是
9、绕在什么材料上，其原因是什么？ 电热器有什么优点？观看录像 供暖用的电褥 烘干物品的电烘箱 孵化家禽的电热孵卵器 引发炸药的电热装置 高空飞行员所穿衣服里的电热保温装置2. 防止电热的危害，电热给人们生活带来了极大方便，极大地丰富了人们的物质文化生活，但电热也可能给人们带来危害。举出电热给人们生活带来危害的实例在电动机里，电流所做的功主要用来做机械功，但电动机里的导线有电阻，电流通过它还要产生热量，使导线的温度升高，若温度超过绝缘体会迅速老化，甚至可能烧坏。师生共议：防止电热危害的措施装风扇：如有的电动机、计算机、投影仪等。有散热窗：如电视机、收音机等。讨论：举出电热给人们带来危害的实例。如电
10、线中电流过大时，电热会使绝缘材料迅速老化，甚至燃烧起火。讨论：用电器采取哪些措施防止电热的危害？【典型例题】例1 在测定小灯泡的实验中，某同学在实验时选用额定电压为2.5V的小灯泡（电阻约为），电源为2节干电池，规格为，1A的滑动变阻器。（1）在图中按电路图连好实物图。（2）正确连接电路后，闭合开关前应把滑动变阻器的滑片调到 。（3）实验时电压表量程为 ，电流表量程为 。（4）若示数为2.5V时读取的示数为0.3A，则灯的额定功率为 。 解题思路：连接实物图要保持与电路图一致，不能更改元件位置，同时还要注意两表量程的选择，由题意可知为2.5V，为0.3A，故表只能选3V，表只能选0.6A，再按
11、一定次序（可由正极开始，或由负极开始）连接，在计算额定功率用就可，答案为：（1）见图；（2）连入电路最大电阻值；（3）3V，0.6A；（4）0.75W。借题发挥：这道题容易出错的地方在第（3）问，易选15V 3A认为这不会烧坏电表，其实不行，选电压表的量程时，再由灯的额定功率值来确定，而选电流表的量程时，本题由于交待灯泡的电阻，电路中电流I约为，故应选0.6A，这种方法叫估算法。同时我们从第（4）问中看出为，这就告诉我们做题时要把题目看清楚，可从图形上及已知条件的暗示中来确定量程。例2 在做伏安法测电功率的实验中，下列现象中哪几种会出现（ ）A. 小灯不能正常发光B. 电流表指针不偏转C. 电
12、压表指针不偏转D. 滑动变阻器失去调节作用解题思路：小灯泡不能正常发光是因为两端电压没有达到额定电压，因为刚闭合S时，P还在阻值最大处，因此会出现小灯不能正常发光的现象，A选项正确。电流表指针不偏转说明电路中电流非常小，这有可能是电流表发生短路，也可能电流表损坏或电路中某处断开，还可能是与表串在一起，B选项正确。电压表指针不偏转，有可能是电压表短路，也可能是电压表损坏，或电路中断开，C项正确。滑动变阻器失去调节作用，那就是连接变阻器的时候接线柱接错了，D选项正确，答案为A、B、C、D。借题发挥：电路故障分析是一难点，学生的动手操作能力本来就较差，再加上对这些现象又观察得不够，因此只有多动手，勤
13、观察，才能提高自己的实验动手能力。例3 小明同学在做实验中，要测额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率，做实验时发现电压表15V档已损坏，电源电压为6V，他经过思考后还是准确地测出了小灯泡的额定功率，你知道他是怎样做的吗？ 甲 乙解题思路：实验时应与灯并联，选用的量程为15V，而15V档已损显然不行？怎么办？从图甲中可知灯与变阻器是串在6V电源上，要使灯正常发光，只能使其两端电压为3.8V，而电源电压为6V，这时变阻器两端电压为2.2V，3V档完好，故可以采用如图乙方法移动P，使示数为2.2V时，这时灯两端电压为3.8V，记下的示数，就可测出功率值。借题发挥：间接测量功率的方法有很多，既不能违背
14、实验原理，又要正确测量。例4 1min内通过电阻丝的电流为2A时，产生的热量是多少？解题思路：这是一道直接运用焦耳定律进行计算的题目，由于已知时间、电阻、电流，由就可求解，但同时要注意，I、R、t对应的单位是A、s，因此解答时要将单位统一。由得借题发挥：由可知，由电热与I、R、t之间的关系还可求出R、t、I等。例5 下列说法正确的是（ ）A. 电流通过任何用电器都将电能全部转化为内能B. 电热人们可以利用，它不可能给人类造成危害C. 电流通过导体产生的热量是等于电流所做的功D. 解题思路：电流通过纯电阻电路时，电能才全部转化为内能，A项不正确。电热人们是可以利用，但也会给人类造成危害，许多火灾
15、都是由于电热引起的，B项不正确，电流做功过程是消耗电能过程，但不一定等于电流所做的功，C项不正确。D项由可推导出是正确的。所以答案为D。借题发挥：适用于任何电热的计算，是电热计算的普遍式，而，等都只能适用于纯电阻电路中。例6 电热丝R1与R2阻值之比为，将它们串在电路中时，产生热量之比为： ，将它们并在同一电源上，相等时间内产生热量之比为： 。解题思路：串在电路中时，电流相同、通电时间相同，。并在电器中时，两端电压相同。借题发挥：这两个结论是两个很重要的规律，串联时有，并联时有，我们还可以发现无论串联电路，还是并联电路，产生热量都等于各电热器产生热量之和，即：。例7 如图所示的四个电路中，R为
16、电烙铁，为了使电烙铁在不焊接时烙铁头不致过热，但又保持一定的温度，断开开关时满足要求的是（ ）A BC D解题思路：为了使电烙铁在焊接时，烙铁头不致过热可采取两种方法，其一是让烙铁停止工作；其二是串联电阻分压，使烙铁上实际电压小于额定电压，烙铁工作而不过热。通常采用第二种方法，因为第一种方法存在着用烙铁时需要重新加热烙铁的弊病，A中开关断开时电灯分压，电烙铁上的电压比220V的额定电压小，电烙铁发热而温度不高，B中开关闭合时电烙铁停止工作，断开时R重新加热，但不能马上使用，还由于与灯串联，R的温度不能升高到正常的温度，C中开关的断开不影响R的发热情况，D中开关断开，电烙铁不工作，答案为A。借题
17、发挥：按一般思维，开关应串联使用，此题开关并联使用，打破了常规，这种方法在电热器档位开关中常用。例8 某电动机的线圈，电阻为在220V的照明电路中工作时，电流为6A，试求：（1）该电动机工作1min电流做了多少功？（2）该电动机在1min内放出的热量是多少？解题思路：首先弄清这不是纯电阻电路计算，公式只能用，而不能用，因此有：（1）；（2）借题发挥：对于纯电阻与非纯电阻电路，我们不仅要求电功、电热，有时还要求电功率，热功率等，对于纯电阻电路讲，由于。因此，而对于非纯电阻电路来讲，因此总功率只能用而热功率，望大家彻底分清楚。例9 如图所示电路，电压表示数为6V，电阻R的阻值为，S闭合通电电阻R产
18、生热量为120J，若灯泡的额定功率是4W，则灯的额定电压多大？解题思路：要求灯的额定电压，由于灯的额定功率是4W，因此先要求出灯的电阻才行。而要求灯的电阻则要求出电路中电流，而R上产生电热为120J，由就可求I。解：由有由 得借题发挥：这是焦耳定律运用的一个典型题目：由可知，由这个公式，不仅可求Q，还可求I、R、t，再与功率问题，串并联电路，欧姆定律等知识，可解决许多综合性电学问题。【模拟试题】第三节一. 填空题：1. 在测定小灯泡额定功率实验中，电源电压为6V，小灯的额定电压为3.8V，小灯的阻值不小于，下图是某同学的连接的实物图，如图所示。请认真观察，并纠正这位同学接线的错误之处。（1）
19、；（2） 。2. 图是测定额定电压为2.5V小灯的额定功率的电路图。（1）电路图中a是 表，b是 表。（2）按图接好器材，测量前开关应 。（3）如果小灯的电阻值约为，电源由两节干电池串联组成，电流表量程有0.6A 3A两档，电压表量程有3V 15V两档，那么a表应选 量程，b表应选 量程。（4）实验中测量的数据是 和 ，计算灯的额定功率公式是 。（5）闭合开关，发现小灯两端电压只有1.8V，滑片P应向 端移动，使电压表示数为 V。第四节一. 选择题：1. 电阻，将它们串在电路中，两端电压之比为，消耗功率之比为，则在R1、R2上产生热量之比为（ ） A. B. C. D. 2. 输电线输送电能时
20、，由于输电线有电阻，发热有电能损失，如果在输送的总功率不变的条件下，当输送的电压增大1倍时，输电线上产生的热量是原来的（ ） A. B. C. 2倍D. 4倍 3. 某电路两端电压增为原来的3倍，电路的电阻为原来的，则在相同的时间内，此电路里产生的热量是原来的（ ） A. 6倍B. 9倍C. 18倍D. 倍二. 填空题：1. 有两根电阻丝，第一根电阻为，第二根电阻为，把它们串联接入电路，当第一根电阻丝上产生的热量时，第二根电阻丝上产生的热量是 。2. 某导体的电阻是，若在100s内通过该导体横截面电量是60C，那么导体中电流为 A。第五节一. 作图题：如图所示的方框中有一种发热装置，它是由三段
21、阻值相同的电热丝组成的，这个发热装置的电路与方框外的电路相连接。S与A连接时为高温，与B连时为低温，且相同的时间内，高温时产生的热量是低温的两倍，试画出电路图。二. 计算题：1. 一台电动机正常工作时线圈两端电压为380V，线圈电阻为，线圈中电流为10A，这台电动机1s内消耗电能为多少？产生的热量是多少？2. 容器内有温度为的水1.5kg，由于热量散失，水温每分钟下降，现在把一根电阻为的电热器浸在水中，要使水温恒定，加在电阻两端电压多大？试题答案第三节一. 填空题：1. （1）电压表的正负接线柱接反了（2）电流表应选0.6A量程2. （1）电压 电流 （2）断开（3）03V 00.6A（4）小灯两端电压U 通过小灯的电流I （5）A 2.5第四节一. 选择题： 1. A2. B3. C二. 填空题：1. 2. 0.6第五节一. 作图题：略二. 计算题：1. 3800J 200J2. 约87V