九年级物理15.3 怎样使用电器正常工作
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第十五章 电能与电功率
第十五章 电能与电功率
15.3 怎样使用电器正常工作
导学设计 应用示例 课堂小结 课堂反馈
15.3 怎样使用电器正常工作
导学设计
学点1 额定电压与额定功率
结合桌面的器材,小组之间交流、讨论完成下面的实验探究. 问题1:如图15-3-3所示,结合下列两个小灯泡的对话可以看 出甲灯的标示电压是__3_._8__V,乙灯的标示电压是__2_._5_V.
11 =U2=2U=2×4
V=2
V,由图像知,通过灯泡的电流为 I′=0.5
A,灯泡
消耗的功率为 P=U1I′=2 V×0.5 A=1 W.
15.3 怎样使用电器正常工作
[实验点拨] (1)由于灯泡的电阻随温度的变化而变化,所以在测量小灯 泡的电阻和电功率时,不能取平均值. (2)伏安法测小灯泡电功率的电路故障及原因分析: ①电流表或电压表的指针反向偏转→电流表或电压表的正、负接线柱接 反了. ②电压表示数为电源电压,电流表无示数→小灯泡断路或电流表与电压 表位置互换. ③电流表示数较大且不可变,电压表示数为电源电压→将滑动变阻器上 面两个接线柱接入了电路中(或滑动变阻器短路).
W;由 P=UR2可得,灯泡电阻:R=UP额额2=(212000
V)2 W =484
Ω,灯泡
接入 230 V 电路中,它的实际电压是 230 V;灯泡实际功率:P 实
=UR实2=(428340
V)2 Ω ≈109
W.
15.3 怎样使用电器正常工作
4.标有“220 V 25 W”“110 V 25 W”和“36 V 25 W”字样的三只电灯,各自在额定电压下发光,则( D ) A.“220 V 25 W”的灯最亮 B.“110 V 25 W”的灯最亮 C.“36 V 25 W”的灯最亮 D.三只电灯的亮度相等
15.3 怎样使用电器正常工作
课堂小结
额定电压 额定功率 实际电压 实际功率
实验探究
电
功
测量小灯泡的电
率
功率原理:P=UI
关系: U实>U额,P实>P额 U实=U额,P实=P额 U实>U额,P实<P额
电压表测电压 电流表测电流
15.3 怎样使用电器正常工作
课堂反馈A
1.用电器铭牌上标着的电压值是用电器___正_常____工作时的电 压,叫___额__定___电压;用电器铭牌上标着的功率值是用电器在 __额__定____电压下的电功率,叫___额_定____功率. 2.标着“PZ220V 40W”字样的电灯正常工作时,通过灯丝的 电流约是__0_._1_8___A,灯丝的电阻约是___1_2_1_0__Ω .
15.3 怎样使用电器正常工作
(5)根据测出的数据,画出了小灯泡的电流与电压的关系图像, 如图丙所示,发现图线是弯曲的,其主要原因是 _温__度__升_高__,_灯__丝__电_阻__(_或_电__阻_率__)_增_大___. (6)若把这样的两只灯泡串联接在4 V的电源上,则此时每个灯 泡消耗的实际功率是____1____W.
15.3 怎样使用电器正常工作
④电流表示数很小且不可变,电压表示数较小→将滑动变阻器下面两个 接线柱接入了电路中. ⑤电压表和电流表都无示数→滑动变阻器断路. ⑥闭合开关前灯泡已亮,电流表和电压表都正常偏转,但闭合开关后, 灯泡熄灭,两电表指针不再偏转→开关并在电源两端,此时应立即断开 开关并改正错误,以防烧坏电源. ⑦闭合开关瞬间,灯泡发出强光后立即熄灭,电流表偏转后又回到零刻 度线,电压表仍有示数→闭合开关前,没有将滑动变阻器的滑片移到阻 值最大位置
图15-3-3
15.3 怎样使用电器正常工作
问题2:现将其中的甲灯接入电路中,改变其两端的电压,然后 观察其亮暗的变化,小组间相互交流并画出设计的电路图.
图15-3-4
15.3 怎样使用电器正常工作
问题3:结合所设计的电路,分析一下,滑动变阻器在电路中的 作用是____保_护__电_路__,__同_时__改_变__小__灯_泡__两_端__的__电_压__________. 问题4:在探究实验的过程中,移动滑动变阻器,使电压表示数 等于其标示电压___3_._8___V,观察到小灯泡___正__常_发__光____;移动 滑动变阻器使电压表的示数大于标示电压,观察小灯泡 ___较__亮_____;继续移动滑动变阻器使电压表的示数小于标示电压, 观察小灯泡____较_暗_____.再替换上乙灯,重复上述实验,记录观 察到的现象.
问题2:由问题1中设计思路,试着选出正确的
实验器材,画出测量小灯泡电功率的电路图.
图15-3-5
15.3 怎样使用电器正常工作
小问题3:在连接实物图的过程中开关要___断_开____,滑动变阻器 的滑片要滑到____最_大__阻__值_处_____,电压表与小灯泡___并____联,电 流表与小灯泡___串____联. 问题4:在实验探究的过程中,首先移动滑动变阻器滑片,使小 灯泡在_____额_定__电_压_____下发光,观察____电__流_表__的_示__数____和 _____小_灯__泡_的__亮__度_____,计算出小灯泡的_____额_定__功_率______.然后 再调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压略高出或低于额定电压, 记录对应的____电_流__值___,观察小灯泡的___亮__度___.
15.3 怎样使用电器正常工作
[解析] (1)在连接电路的过程中,开关必须处于断开状态,目的是保护电
路.(2)把电压表并联在灯泡两端,因为小灯泡的额定电压为 2.5 V,所以 电压表的量程应选择 0~3 V.(3)闭合开关,灯泡不亮,可能是因为灯泡短
路或电路存在断路,电流表无示数,说明电路存在断路;电压表有示数,说 明电压表与电源相连通,测量电源电压,则与电压表并联的灯泡断路,电压
图15-3-6
15.3 怎样使用电器正常工作
应用示例
类型一 额定功率与实际功率
例1 把标有“6 V 6 W”的小灯泡L1和标有“6 V 3 W”的小 灯泡L2串联后接在电源电压为6 V的电路中(不考虑灯丝电阻的 变化),下列说法正确的是( B ) A.因为通过它们的电流相等,所以一样亮 B.因为灯L2电阻较大,实际功率较大,所以灯L2较亮 C.因为灯L1额定功率较大,所以灯L1较亮 D.灯L1实际功率为6 W
表串联在电路中.(4)由图乙知,电流表的量程为 0~0.6 A,分度值为 0.02 A,示数为 0.56 A,所以 P=UI=2.5 V×0.56 A=1.4 W.
15.3 怎样使用电器正常工作
(5)图中曲线弯曲的主要原因是随着灯丝中的电流增大,温度升高,灯丝的
电阻率增大,电阻增大.(6)两只这样的灯泡串联在 U=4 V 的电源上时,U1
15.3 怎样使用电器正常工作
问题5:从实验数据和实验现象可以得出,小灯泡的 ____实_际__功_率____越大,小灯泡越亮,实际功率___越_小____,小灯泡越 暗,由此可以得出小灯泡的亮度与___实__际_功__率____有关,与 ____额_定__功__率___无关.
15.3 怎样使用电器正常工作
15.3 怎样使用电器正常工作
[解析] 根据小灯泡 L1 的铭牌“6 V 6 W”可知,小灯泡 L1 的电阻:R1=UP112
=(66
V)2 W =6
Ω;根据小灯泡
L2 的铭牌“6
V
3 W”可知,小灯泡 L2 的
电阻:R2=UP222=(63
V)2 W =12
Ω;则有 R1<R2.由于 L1 和 L2 串联,根据串联
此类问题,通常已知用电器的额定电压 U0 和额定功率 P0,则先用
公式 R=UP002求出用电器的电阻.又由于此类问题通常已知用电器
的电阻不变,则可以利用公式
U2 P= R 或
P=I2R
求出该用电器的实
际功率.
15.3 怎样使用电器正常工作
类型二 测量小灯泡的电功率
例2 如图15-3-3所示,在“测量小灯泡的电功率”的实验中 (小灯泡的额定电压为2.5 V): (1)连接电路时,开关应___断__开___(选填“断开”或“闭合”). (2)图甲是未连接好的实验电路,请你用笔画线代替导线将它连 接完整.
15.3 怎样使用电器正常工作
问题5:当加在灯泡上的电压等于灯泡上的标示电压时,灯泡 __正_常__发__光_____;若略大于标示电压时,灯泡__发_光__较__亮_____;若小 于标示电压时,灯泡___发__光__较_暗____.在物理学中,用电器正常工 作时的电压值和电流值,分别叫做___额_定__电_压___和___额_定__电_流___.在 额定电压下工作时所消耗的功率叫做__额__定_功__率_____.在实际使用 时,加在用电器上的电压,有时略高于或低于额定电压,用电器 也能工作,这时的电压叫做____实__际_电__压____,用电器在实际电压 下工作所消耗的功率叫做_____实_际__功_率_____.
图15-3-3
15.3 怎样使用电器正常工作
[答案]如图所示
15.3 怎样使用电器正常工作
(3)连接好电路后,闭合开关,无论怎样移动变阻器的滑片,发 现小灯泡都不亮、电流表无示数、电压表有示数,则故障原因 可能是小灯泡___断_路____(选填“短路”或“断路”). (4)故障排除后,移动变阻器的滑片,当电压表的示数为2.5 V 时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 ___1_._4___W.
15.3 怎样使用电器正常工作
Baidu Nhomakorabea
学点2 测量小灯泡的电功率
小组之间交流、讨论,如何正确的测量出小灯泡的电功率,试着
解决下面的问题.
问题1:要想正确测量出小灯泡的电功率,你组所选择测量的理
论依据是____P_=_U_I___,所需要的测量工具是__电__压__表__、__电_流__表__,
测量的物理量是__电__压___、___电_流____.
15.3 怎样使用电器正常工作
3.一个标有“220 V 100 W”的电热器,当它接入电压为230 V的电路时,它的实际功率( A ) A.大于100 W B.等于100 W C.小于100 W D.条件不足,无法判断
15.3 怎样使用电器正常工作
[解析] 由灯泡铭牌可知,灯泡额定电压是 220 V,额定功率是 100
U 6V 1
1
=R=18 Ω=3 A,即通过小灯泡 L1 的电流 I1=I=3 A,故小灯泡 L1 的实
际功率 P1=I12R1=13
A2×6
Ω=23
W≈0.67 W,D 错误.综上所述,本题选
B.
15.3 怎样使用电器正常工作
[方法指导]判断灯泡亮暗、根据额定功率求实际功率的方法 (1)判断灯泡的亮暗 由于灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,且灯泡实际功率越大,灯
15.3 怎样使用电器正常工作
5.如下表所示是家庭常用的电热水壶,表中列出了其部分技术
参数.求: (1)该电热水壶正常工作时的电流; (2)该电热水壶正常工作10 min消 耗的电能.
型号 额定电压
频率 额定功率
容量
FY-TS1010A 220 V 50 Hz 1000 W 1.0 L
U2 泡越亮.判断灯泡亮暗,通常先根据灯泡的铭牌,利用公式 R= P 计 算或比较电阻的大小;然后根据电路特点,利用电功率的相关公式 进行分析;通常,在串联电路中首选公式 P=I2R 进行分析,在并联
U2 电路中首选公式 P= R 进行分析.
15.3 怎样使用电器正常工作
(2)根据额定功率求实际功率
电路中电流处处相等,则通过它们的电流相等;根据 P=I2R,以及 R1<R2,
则 P1 实<P2 实,故小灯泡 L2 较亮,A 错误、B 正确.额定功率是指灯泡正常工
作时的功率,而灯泡的亮度取决于实际功率的大小,故 C 错误.
15.3 怎样使用电器正常工作
此时,电路中的总电阻 R=R1+R2=6 Ω+12 Ω=18 Ω,电路中的电流 I
问题6:如图15-3-6所示,从灯泡的铭牌上可以直接获取到的 信息是___小_灯__泡__的_额__定_电__压__是_2_2_0_V ___________、____额_定__功__率_是__2_5W___; 从这一铭牌我们可以通过公式__U_=_PU____求出小灯泡的额定电流, 可以利用公式____R_=U_P2___求出小灯泡的电阻.
第十五章 电能与电功率
15.3 怎样使用电器正常工作
导学设计 应用示例 课堂小结 课堂反馈
15.3 怎样使用电器正常工作
导学设计
学点1 额定电压与额定功率
结合桌面的器材,小组之间交流、讨论完成下面的实验探究. 问题1:如图15-3-3所示,结合下列两个小灯泡的对话可以看 出甲灯的标示电压是__3_._8__V,乙灯的标示电压是__2_._5_V.
11 =U2=2U=2×4
V=2
V,由图像知,通过灯泡的电流为 I′=0.5
A,灯泡
消耗的功率为 P=U1I′=2 V×0.5 A=1 W.
15.3 怎样使用电器正常工作
[实验点拨] (1)由于灯泡的电阻随温度的变化而变化,所以在测量小灯 泡的电阻和电功率时,不能取平均值. (2)伏安法测小灯泡电功率的电路故障及原因分析: ①电流表或电压表的指针反向偏转→电流表或电压表的正、负接线柱接 反了. ②电压表示数为电源电压,电流表无示数→小灯泡断路或电流表与电压 表位置互换. ③电流表示数较大且不可变,电压表示数为电源电压→将滑动变阻器上 面两个接线柱接入了电路中(或滑动变阻器短路).
W;由 P=UR2可得,灯泡电阻:R=UP额额2=(212000
V)2 W =484
Ω,灯泡
接入 230 V 电路中,它的实际电压是 230 V;灯泡实际功率:P 实
=UR实2=(428340
V)2 Ω ≈109
W.
15.3 怎样使用电器正常工作
4.标有“220 V 25 W”“110 V 25 W”和“36 V 25 W”字样的三只电灯,各自在额定电压下发光,则( D ) A.“220 V 25 W”的灯最亮 B.“110 V 25 W”的灯最亮 C.“36 V 25 W”的灯最亮 D.三只电灯的亮度相等
15.3 怎样使用电器正常工作
课堂小结
额定电压 额定功率 实际电压 实际功率
实验探究
电
功
测量小灯泡的电
率
功率原理:P=UI
关系: U实>U额,P实>P额 U实=U额,P实=P额 U实>U额,P实<P额
电压表测电压 电流表测电流
15.3 怎样使用电器正常工作
课堂反馈A
1.用电器铭牌上标着的电压值是用电器___正_常____工作时的电 压,叫___额__定___电压;用电器铭牌上标着的功率值是用电器在 __额__定____电压下的电功率,叫___额_定____功率. 2.标着“PZ220V 40W”字样的电灯正常工作时,通过灯丝的 电流约是__0_._1_8___A,灯丝的电阻约是___1_2_1_0__Ω .
15.3 怎样使用电器正常工作
(5)根据测出的数据,画出了小灯泡的电流与电压的关系图像, 如图丙所示,发现图线是弯曲的,其主要原因是 _温__度__升_高__,_灯__丝__电_阻__(_或_电__阻_率__)_增_大___. (6)若把这样的两只灯泡串联接在4 V的电源上,则此时每个灯 泡消耗的实际功率是____1____W.
15.3 怎样使用电器正常工作
④电流表示数很小且不可变,电压表示数较小→将滑动变阻器下面两个 接线柱接入了电路中. ⑤电压表和电流表都无示数→滑动变阻器断路. ⑥闭合开关前灯泡已亮,电流表和电压表都正常偏转,但闭合开关后, 灯泡熄灭,两电表指针不再偏转→开关并在电源两端,此时应立即断开 开关并改正错误,以防烧坏电源. ⑦闭合开关瞬间,灯泡发出强光后立即熄灭,电流表偏转后又回到零刻 度线,电压表仍有示数→闭合开关前,没有将滑动变阻器的滑片移到阻 值最大位置
图15-3-3
15.3 怎样使用电器正常工作
问题2:现将其中的甲灯接入电路中,改变其两端的电压,然后 观察其亮暗的变化,小组间相互交流并画出设计的电路图.
图15-3-4
15.3 怎样使用电器正常工作
问题3:结合所设计的电路,分析一下,滑动变阻器在电路中的 作用是____保_护__电_路__,__同_时__改_变__小__灯_泡__两_端__的__电_压__________. 问题4:在探究实验的过程中,移动滑动变阻器,使电压表示数 等于其标示电压___3_._8___V,观察到小灯泡___正__常_发__光____;移动 滑动变阻器使电压表的示数大于标示电压,观察小灯泡 ___较__亮_____;继续移动滑动变阻器使电压表的示数小于标示电压, 观察小灯泡____较_暗_____.再替换上乙灯,重复上述实验,记录观 察到的现象.
问题2:由问题1中设计思路,试着选出正确的
实验器材,画出测量小灯泡电功率的电路图.
图15-3-5
15.3 怎样使用电器正常工作
小问题3:在连接实物图的过程中开关要___断_开____,滑动变阻器 的滑片要滑到____最_大__阻__值_处_____,电压表与小灯泡___并____联,电 流表与小灯泡___串____联. 问题4:在实验探究的过程中,首先移动滑动变阻器滑片,使小 灯泡在_____额_定__电_压_____下发光,观察____电__流_表__的_示__数____和 _____小_灯__泡_的__亮__度_____,计算出小灯泡的_____额_定__功_率______.然后 再调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压略高出或低于额定电压, 记录对应的____电_流__值___,观察小灯泡的___亮__度___.
15.3 怎样使用电器正常工作
[解析] (1)在连接电路的过程中,开关必须处于断开状态,目的是保护电
路.(2)把电压表并联在灯泡两端,因为小灯泡的额定电压为 2.5 V,所以 电压表的量程应选择 0~3 V.(3)闭合开关,灯泡不亮,可能是因为灯泡短
路或电路存在断路,电流表无示数,说明电路存在断路;电压表有示数,说 明电压表与电源相连通,测量电源电压,则与电压表并联的灯泡断路,电压
图15-3-6
15.3 怎样使用电器正常工作
应用示例
类型一 额定功率与实际功率
例1 把标有“6 V 6 W”的小灯泡L1和标有“6 V 3 W”的小 灯泡L2串联后接在电源电压为6 V的电路中(不考虑灯丝电阻的 变化),下列说法正确的是( B ) A.因为通过它们的电流相等,所以一样亮 B.因为灯L2电阻较大,实际功率较大,所以灯L2较亮 C.因为灯L1额定功率较大,所以灯L1较亮 D.灯L1实际功率为6 W
表串联在电路中.(4)由图乙知,电流表的量程为 0~0.6 A,分度值为 0.02 A,示数为 0.56 A,所以 P=UI=2.5 V×0.56 A=1.4 W.
15.3 怎样使用电器正常工作
(5)图中曲线弯曲的主要原因是随着灯丝中的电流增大,温度升高,灯丝的
电阻率增大,电阻增大.(6)两只这样的灯泡串联在 U=4 V 的电源上时,U1
15.3 怎样使用电器正常工作
问题5:从实验数据和实验现象可以得出,小灯泡的 ____实_际__功_率____越大,小灯泡越亮,实际功率___越_小____,小灯泡越 暗,由此可以得出小灯泡的亮度与___实__际_功__率____有关,与 ____额_定__功__率___无关.
15.3 怎样使用电器正常工作
15.3 怎样使用电器正常工作
[解析] 根据小灯泡 L1 的铭牌“6 V 6 W”可知,小灯泡 L1 的电阻:R1=UP112
=(66
V)2 W =6
Ω;根据小灯泡
L2 的铭牌“6
V
3 W”可知,小灯泡 L2 的
电阻:R2=UP222=(63
V)2 W =12
Ω;则有 R1<R2.由于 L1 和 L2 串联,根据串联
此类问题,通常已知用电器的额定电压 U0 和额定功率 P0,则先用
公式 R=UP002求出用电器的电阻.又由于此类问题通常已知用电器
的电阻不变,则可以利用公式
U2 P= R 或
P=I2R
求出该用电器的实
际功率.
15.3 怎样使用电器正常工作
类型二 测量小灯泡的电功率
例2 如图15-3-3所示,在“测量小灯泡的电功率”的实验中 (小灯泡的额定电压为2.5 V): (1)连接电路时,开关应___断__开___(选填“断开”或“闭合”). (2)图甲是未连接好的实验电路,请你用笔画线代替导线将它连 接完整.
15.3 怎样使用电器正常工作
问题5:当加在灯泡上的电压等于灯泡上的标示电压时,灯泡 __正_常__发__光_____;若略大于标示电压时,灯泡__发_光__较__亮_____;若小 于标示电压时,灯泡___发__光__较_暗____.在物理学中,用电器正常工 作时的电压值和电流值,分别叫做___额_定__电_压___和___额_定__电_流___.在 额定电压下工作时所消耗的功率叫做__额__定_功__率_____.在实际使用 时,加在用电器上的电压,有时略高于或低于额定电压,用电器 也能工作,这时的电压叫做____实__际_电__压____,用电器在实际电压 下工作所消耗的功率叫做_____实_际__功_率_____.
图15-3-3
15.3 怎样使用电器正常工作
[答案]如图所示
15.3 怎样使用电器正常工作
(3)连接好电路后,闭合开关,无论怎样移动变阻器的滑片,发 现小灯泡都不亮、电流表无示数、电压表有示数,则故障原因 可能是小灯泡___断_路____(选填“短路”或“断路”). (4)故障排除后,移动变阻器的滑片,当电压表的示数为2.5 V 时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 ___1_._4___W.
15.3 怎样使用电器正常工作
Baidu Nhomakorabea
学点2 测量小灯泡的电功率
小组之间交流、讨论,如何正确的测量出小灯泡的电功率,试着
解决下面的问题.
问题1:要想正确测量出小灯泡的电功率,你组所选择测量的理
论依据是____P_=_U_I___,所需要的测量工具是__电__压__表__、__电_流__表__,
测量的物理量是__电__压___、___电_流____.
15.3 怎样使用电器正常工作
3.一个标有“220 V 100 W”的电热器,当它接入电压为230 V的电路时,它的实际功率( A ) A.大于100 W B.等于100 W C.小于100 W D.条件不足,无法判断
15.3 怎样使用电器正常工作
[解析] 由灯泡铭牌可知,灯泡额定电压是 220 V,额定功率是 100
U 6V 1
1
=R=18 Ω=3 A,即通过小灯泡 L1 的电流 I1=I=3 A,故小灯泡 L1 的实
际功率 P1=I12R1=13
A2×6
Ω=23
W≈0.67 W,D 错误.综上所述,本题选
B.
15.3 怎样使用电器正常工作
[方法指导]判断灯泡亮暗、根据额定功率求实际功率的方法 (1)判断灯泡的亮暗 由于灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,且灯泡实际功率越大,灯
15.3 怎样使用电器正常工作
5.如下表所示是家庭常用的电热水壶,表中列出了其部分技术
参数.求: (1)该电热水壶正常工作时的电流; (2)该电热水壶正常工作10 min消 耗的电能.
型号 额定电压
频率 额定功率
容量
FY-TS1010A 220 V 50 Hz 1000 W 1.0 L
U2 泡越亮.判断灯泡亮暗,通常先根据灯泡的铭牌,利用公式 R= P 计 算或比较电阻的大小;然后根据电路特点,利用电功率的相关公式 进行分析;通常,在串联电路中首选公式 P=I2R 进行分析,在并联
U2 电路中首选公式 P= R 进行分析.
15.3 怎样使用电器正常工作
(2)根据额定功率求实际功率
电路中电流处处相等,则通过它们的电流相等;根据 P=I2R,以及 R1<R2,
则 P1 实<P2 实,故小灯泡 L2 较亮,A 错误、B 正确.额定功率是指灯泡正常工
作时的功率,而灯泡的亮度取决于实际功率的大小,故 C 错误.
15.3 怎样使用电器正常工作
此时,电路中的总电阻 R=R1+R2=6 Ω+12 Ω=18 Ω,电路中的电流 I
问题6:如图15-3-6所示,从灯泡的铭牌上可以直接获取到的 信息是___小_灯__泡__的_额__定_电__压__是_2_2_0_V ___________、____额_定__功__率_是__2_5W___; 从这一铭牌我们可以通过公式__U_=_PU____求出小灯泡的额定电流, 可以利用公式____R_=U_P2___求出小灯泡的电阻.