九年级上册物理第十三章电功思维导图

# 《九年级上册物理第十三章电功思维导图》

## 一、电功 (W)

### 1. 定义：电流所做的功。

### 2. 物理意义：电能转化为其他形式能量的量度。

### 3. 公式：
    *   W = UIt (普适公式)
    *   W = Pt (已知电功率)
    *   W = I²Rt (串联电路常用)
    *   W = U²/R * t (并联电路常用)
    *   W = Q (电热完全转化为内能时)

### 4. 单位：焦耳 (J)  1J = 1V·A·s

### 5. 测量：
    *   实验原理：W = UIt，使用电压表和电流表测量U和I，使用秒表测量t。
    *   方法：通过电压表测量导体两端电压，电流表测量通过导体的电流，秒表测量通电时间，代入公式W = UIt计算。
    *   注意事项：确保电路连接正确，仪表量程选择合适，读数时视线垂直刻度。

### 6. 计算电功的注意事项：
    *   明确电路连接方式（串联/并联）
    *   选择合适的公式进行计算
    *   单位统一 (电压V，电流A，时间s，电阻Ω，功率W)
    *   注意实际功率和额定功率的区别

## 二、电功率 (P)

### 1. 定义：电流在单位时间内所做的功。

### 2. 物理意义：表示电流做功快慢的物理量。

### 3. 公式：
    *   P = W/t
    *   P = UI (普适公式)
    *   P = I²R (串联电路常用)
    *   P = U²/R (并联电路常用)

### 4. 单位：瓦特 (W)  1W = 1J/s = 1V·A
    *   常用单位：千瓦 (kW)  1kW = 1000W

### 5. 额定功率和实际功率：
    *   额定电压 (U额)：用电器正常工作时的电压。
    *   额定功率 (P额)：用电器在额定电压下工作时的功率。
    *   实际电压 (U实)：用电器实际工作时的电压。
    *   实际功率 (P实)：用电器在实际电压下工作时的功率。
    *   关系：P实/P额 = (U实/U额)² (电阻不变的情况下)

### 6. 影响电功率大小的因素：电压和电流。

### 7. 电功率的应用：
    *   判断用电器的亮度：灯泡的亮度由实际功率决定，实际功率越大，灯泡越亮。
    *   估算用电器耗电量：通过电功率和使用时间可以估算用电器消耗的电能。

## 三、电热 (Q)

### 1. 定义：电流通过导体时产生的热量。

### 2. 焦耳定律：电流通过导体产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。

### 3. 公式：
    *   Q = I²Rt (焦耳定律)
    *   Q = W = UIt (电热完全转化为内能时)
    *   Q = cmΔt  (吸收/放出的热量，c:比热容，m:质量，Δt:温度变化)

### 4. 单位：焦耳 (J)

### 5. 影响因素：电流大小、电阻大小、通电时间。

### 6. 应用：
    *   电热器：利用电流的热效应来加热物体，如电饭锅、电暖器。
    *   保护电路：保险丝利用电流的热效应在电流过大时熔断，保护电路。

### 7. 电热的利用和防止：
    *   利用：电饭锅、电暖器、电熨斗等。
    *   防止：家用电器外壳散热、电机散热、变压器散热。

## 四、测量小灯泡的电功率

### 1. 实验原理：P = UI

### 2. 实验器材：
    *   电源 (电压合适的稳压电源)
    *   小灯泡 (额定电压已知)
    *   电压表
    *   电流表
    *   滑动变阻器
    *   开关
    *   导线若干

### 3. 实验步骤：
    *   连接电路：按照电路图连接实物图，注意电流表和电压表的量程选择，滑动变阻器滑片置于阻值最大处。
    *   检查电路：检查电路连接是否正确，确认无误后才能闭合开关。
    *   调节滑动变阻器：闭合开关，调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压等于额定电压，记录电压表和电流表示数。
    *   多次测量：改变滑动变阻器的阻值，使小灯泡两端电压略低于额定电压和略高于额定电压，分别记录电压表和电流表示数。
    *   数据记录和处理：将测量数据记录在表格中，并计算出小灯泡在不同电压下的实际功率，求平均值。

### 4. 注意事项：
    *   连接电路时，开关应断开。
    *   滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处。
    *   选择合适的电压表和电流表量程，避免损坏仪表。
    *   读数时，视线应与刻度垂直。
    *   避免长时间通电，防止小灯泡烧坏。

## 五、家庭电路用电

### 1. 家庭电路的组成：
    *   进户线
    *   电能表
    *   总开关
    *   保险装置
    *   用电器
    *   插座
    *   控制开关
    *   导线

### 2. 电能表：
    *   作用：测量用户在一段时间内消耗的电能。
    *   单位：千瓦时 (kW·h)，俗称“度”。 1kW·h = 3.6×10⁶J
    *   参数：
        *   “220V”：表示电能表应该在220V的电路中使用。
        *   “10(20)A”：表示电能表的标定电流为10A，短时间允许通过的最大电流为20A。
        *   “600imp/kW·h”：表示每消耗1kW·h的电能，转盘转600圈。
        *   “50Hz”：表示电能表应在频率为50Hz的交流电路中使用。

### 3. 安全用电：
    *   不接触低压带电体，不靠近高压带电体。
    *   不要在电线上晾晒衣服，不要用湿手触摸电器开关。
    *   家用电器金属外壳要接地。
    *   保险丝的选择要合适，不能用铜丝或铁丝代替。
    *   发生触电事故时，应立即切断电源。

### 4. 电路故障分析：
    *   短路：电路中某处直接用导线连接，导致电流过大，烧坏电路。
    *   断路：电路中某处断开，导致电路不通，用电器无法工作。
    *   常见故障的判断：通过观察熔丝是否熔断、用电器是否正常工作等来判断。

### 5. 家庭用电计算：
    *   计算总电功率：P总 = P1 + P2 + P3 + ...
    *   计算总电流：I总 = P总/U
    *   计算总电能：W = Pt

## 六、思维导图总结

电功和电功率是电学的重要概念，掌握其定义、公式、单位以及应用是学习电学的基础。 理解额定功率和实际功率的区别，掌握测量电功率的方法，以及了解家庭电路的组成和安全用电知识，对于解决实际问题具有重要意义。 注意电热的利用和防止，以及焦耳定律的应用。 在解决电功和电功率相关问题时，要明确电路连接方式，选择合适的公式，并注意单位统一。

# 《九年级上册物理第十三章电功思维导图》 ## 一、电功 (W) ### 1. 定义：电流所做的功。 ### 2. 物理意义：电能转化为其他形式能量的量度。 ### 3. 公式： * W = UIt (普适公式) * W = Pt (已知电功率) * W = I²Rt (串联电路常用) * W = U²/R * t (并联电路常用) * W = Q (电热完全转化为内能时) ### 4. 单位：焦耳 (J) 1J = 1V·A·s ### 5. 测量： * 实验原理：W = UIt，使用电压表和电流表测量U和I，使用秒表测量t。 * 方法：通过电压表测量导体两端电压，电流表测量通过导体的电流，秒表测量通电时间，代入公式W = UIt计算。 * 注意事项：确保电路连接正确，仪表量程选择合适，读数时视线垂直刻度。 ### 6. 计算电功的注意事项： * 明确电路连接方式（串联/并联） * 选择合适的公式进行计算 * 单位统一 (电压V，电流A，时间s，电阻Ω，功率W) * 注意实际功率和额定功率的区别 ## 二、电功率 (P) ### 1. 定义：电流在单位时间内所做的功。 ### 2. 物理意义：表示电流做功快慢的物理量。 ### 3. 公式： * P = W/t * P = UI (普适公式) * P = I²R (串联电路常用) * P = U²/R (并联电路常用) ### 4. 单位：瓦特 (W) 1W = 1J/s = 1V·A * 常用单位：千瓦 (kW) 1kW = 1000W ### 5. 额定功率和实际功率： * 额定电压 (U额)：用电器正常工作时的电压。 * 额定功率 (P额)：用电器在额定电压下工作时的功率。 * 实际电压 (U实)：用电器实际工作时的电压。 * 实际功率 (P实)：用电器在实际电压下工作时的功率。 * 关系：P实/P额 = (U实/U额)² (电阻不变的情况下) ### 6. 影响电功率大小的因素：电压和电流。 ### 7. 电功率的应用： * 判断用电器的亮度：灯泡的亮度由实际功率决定，实际功率越大，灯泡越亮。 * 估算用电器耗电量：通过电功率和使用时间可以估算用电器消耗的电能。 ## 三、电热 (Q) ### 1. 定义：电流通过导体时产生的热量。 ### 2. 焦耳定律：电流通过导体产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。 ### 3. 公式： * Q = I²Rt (焦耳定律) * Q = W = UIt (电热完全转化为内能时) * Q = cmΔt (吸收/放出的热量，c:比热容，m:质量，Δt:温度变化) ### 4. 单位：焦耳 (J) ### 5. 影响因素：电流大小、电阻大小、通电时间。 ### 6. 应用： * 电热器：利用电流的热效应来加热物体，如电饭锅、电暖器。 * 保护电路：保险丝利用电流的热效应在电流过大时熔断，保护电路。 ### 7. 电热的利用和防止： * 利用：电饭锅、电暖器、电熨斗等。 * 防止：家用电器外壳散热、电机散热、变压器散热。 ## 四、测量小灯泡的电功率 ### 1. 实验原理：P = UI ### 2. 实验器材： * 电源 (电压合适的稳压电源) * 小灯泡 (额定电压已知) * 电压表 * 电流表 * 滑动变阻器 * 开关 * 导线若干 ### 3. 实验步骤： * 连接电路：按照电路图连接实物图，注意电流表和电压表的量程选择，滑动变阻器滑片置于阻值最大处。 * 检查电路：检查电路连接是否正确，确认无误后才能闭合开关。 * 调节滑动变阻器：闭合开关，调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压等于额定电压，记录电压表和电流表示数。 * 多次测量：改变滑动变阻器的阻值，使小灯泡两端电压略低于额定电压和略高于额定电压，分别记录电压表和电流表示数。 * 数据记录和处理：将测量数据记录在表格中，并计算出小灯泡在不同电压下的实际功率，求平均值。 ### 4. 注意事项： * 连接电路时，开关应断开。 * 滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处。 * 选择合适的电压表和电流表量程，避免损坏仪表。 * 读数时，视线应与刻度垂直。 * 避免长时间通电，防止小灯泡烧坏。 ## 五、家庭电路用电 ### 1. 家庭电路的组成： * 进户线 * 电能表 * 总开关 * 保险装置 * 用电器 * 插座 * 控制开关 * 导线 ### 2. 电能表： * 作用：测量用户在一段时间内消耗的电能。 * 单位：千瓦时 (kW·h)，俗称“度”。 1kW·h = 3.6×10⁶J * 参数： * “220V”：表示电能表应该在220V的电路中使用。 * “10(20)A”：表示电能表的标定电流为10A，短时间允许通过的最大电流为20A。 * “600imp/kW·h”：表示每消耗1kW·h的电能，转盘转600圈。 * “50Hz”：表示电能表应在频率为50Hz的交流电路中使用。 ### 3. 安全用电： * 不接触低压带电体，不靠近高压带电体。 * 不要在电线上晾晒衣服，不要用湿手触摸电器开关。 * 家用电器金属外壳要接地。 * 保险丝的选择要合适，不能用铜丝或铁丝代替。 * 发生触电事故时，应立即切断电源。 ### 4. 电路故障分析： * 短路：电路中某处直接用导线连接，导致电流过大，烧坏电路。 * 断路：电路中某处断开，导致电路不通，用电器无法工作。 * 常见故障的判断：通过观察熔丝是否熔断、用电器是否正常工作等来判断。 ### 5. 家庭用电计算： * 计算总电功率：P总 = P1 + P2 + P3 + ... * 计算总电流：I总 = P总/U * 计算总电能：W = Pt ## 六、思维导图总结电功和电功率是电学的重要概念，掌握其定义、公式、单位以及应用是学习电学的基础。理解额定功率和实际功率的区别，掌握测量电功率的方法，以及了解家庭电路的组成和安全用电知识，对于解决实际问题具有重要意义。注意电热的利用和防止，以及焦耳定律的应用。在解决电功和电功率相关问题时，要明确电路连接方式，选择合适的公式，并注意单位统一。

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