（整理版）九年級(jí)物理科學(xué)探究電流做功與哪些因素有關(guān)和電流做功的快慢上

1、九年級(jí)物理九年級(jí)物理科學(xué)探究：電流做功與哪些因素有關(guān)和電流做功的快慢科學(xué)探究：電流做功與哪些因素有關(guān)和電流做功的快慢科技版科技版【本講教育信息本講教育信息】一. 教學(xué)內(nèi)容：科學(xué)探究：電流做功與哪些因素有關(guān)和電流做功的快慢根本要求：1. 從能量轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識(shí)電能，能簡(jiǎn)單描述電能和我們生活的關(guān)系。2. 通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究認(rèn)識(shí)電流做功的相關(guān)因素。3. 學(xué)讀家用電能表，會(huì)通過(guò)電能表計(jì)算電費(fèi)。4. 理解電功率和電流、電壓之間的關(guān)系，并能進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算。能區(qū)別用電器的額定功率和實(shí)際功率。5. 在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中，培養(yǎng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，收集證據(jù)、分析與論證等科學(xué)探究能力。重點(diǎn)內(nèi)容有：通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究認(rèn)識(shí)電流做功的多少和快慢各與哪

2、些因素有關(guān)。難點(diǎn)內(nèi)容有：電功和電功率的計(jì)算。一. 電功1. 電功過(guò)去學(xué)過(guò)力可以做功，如果一個(gè)力使物體在力的方向上移動(dòng)一段距離，就說(shuō)力對(duì)物體做了功。電流也可以做功：電車的牽引力實(shí)際是由電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的，電動(dòng)機(jī)是通過(guò)電流才工作的。所以，電車行駛，實(shí)際上是電流做功的結(jié)果。電流做功的表現(xiàn)形式是多種多樣的：電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)可以做功，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；電流通過(guò)白熾電燈時(shí)發(fā)光，電流做功，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。電流通過(guò)電爐時(shí)發(fā)熱，電流做功，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；給蓄電池充電時(shí)，電流做功，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；等等。在這里我們應(yīng)把“功的概念加以擴(kuò)大。用電動(dòng)機(jī)移動(dòng)物體或使機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)，是電流做功的一種表現(xiàn)。電流使導(dǎo)體發(fā)

3、熱、發(fā)光，是電流做功的又一種表現(xiàn)?？傊?，電流做功的現(xiàn)象很多，例如電流通過(guò)電鈴發(fā)聲，電子表顯示數(shù)字，電視機(jī)顯示圖像等，都是電流做功的表現(xiàn)。人類之所以下這樣大的力度來(lái)研究電流，主要目的就是想要讓電流通過(guò)用電器做功，來(lái)為人類效勞。電流所做的功叫做電功。電流做功的過(guò)程就是將電能轉(zhuǎn)化為其它形式能的過(guò)程。2. 科學(xué)探究：電流做功與哪些因素有關(guān)一個(gè)力越大，使物體在力的方向上通過(guò)的距離越大，這個(gè)力所做的功就越多。所以功是一個(gè)有大小的量。那么電流所做的功與哪些因素有關(guān)呢？我們想到，電流做功，很顯然做功的多少應(yīng)該與電流的大小有關(guān)系；電流又是由電壓形成的，所以我們想到電流所做的功可能與電壓的大小有關(guān)；同時(shí)同學(xué)們可能

4、想到還應(yīng)該與導(dǎo)體的電阻有關(guān)系。由于導(dǎo)體的電壓、電流、電阻必然遵循歐姆定律，加之一個(gè)導(dǎo)體的電阻是固定不變的，所以我們只要研究電功與電壓和電流的關(guān)系就可以了。另外電流所做的功還應(yīng)該與通電時(shí)間有關(guān)系。我們可以用如下圖的實(shí)驗(yàn)來(lái)研究：實(shí)驗(yàn)步驟1將變阻器的滑片置于一適當(dāng)位置，合上開關(guān)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，把重物提起。觀察在短時(shí)間內(nèi)重物上升的高度，并分別記下電壓表和電流表的讀數(shù)。2改變變阻器滑片的位置。在相同的時(shí)間內(nèi)觀察重物上升的高度，并記下電壓表和電流表的讀數(shù)。記錄表格實(shí)驗(yàn)結(jié)論1在通電時(shí)間相同的情況下，電壓越大，電流越大，砝碼被提升得越高，表示電流做的功越多。2如果保持電壓和電流不變，通電時(shí)間越長(zhǎng)，砝碼被提升得越

5、高，電流做的功就越多。這又遇到了研究一個(gè)量與多個(gè)量的控制關(guān)系的問(wèn)題，所以我們還是要采用控制變量法來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。為了直觀一些，我們可用小電動(dòng)機(jī)來(lái)提升砝碼。最好選用兩個(gè)不同的小電動(dòng)機(jī)，首先我們來(lái)研究電功與電壓的關(guān)系，這樣就要保證電流和通電時(shí)間一樣。怎樣設(shè)計(jì)電路才能到達(dá)這樣的要求呢？當(dāng)然采用并聯(lián)電路了，開關(guān)在干路上，這樣兩個(gè)小電動(dòng)機(jī)兩端的電壓相同，由于開關(guān)在干路上，同時(shí)工作，同時(shí)停止，通電時(shí)間也一樣，通過(guò)比擬砝碼被提升的高度來(lái)比擬電流做功的多少。從而得出電流所做的功和電流的關(guān)系。同理當(dāng)我們研究電功與電壓的關(guān)系時(shí)，采用串聯(lián)電路。因?yàn)榇?lián)電路中電流處處相等，而且電動(dòng)機(jī)的工作時(shí)間也相同，我們用兩個(gè)電壓表分別

6、測(cè)出兩電動(dòng)機(jī)兩端的電壓。通過(guò)砝碼的提升高度得出電功的大小關(guān)系，然后再通過(guò)兩電壓表的示數(shù)分析得出電功與電壓的關(guān)系。電流做功與時(shí)間的關(guān)系最容易理解，當(dāng)然是通電時(shí)間越長(zhǎng)，電流做功越多。這樣設(shè)計(jì)出的實(shí)驗(yàn)對(duì)于結(jié)論的得出是非常有利的。另外我們還可以設(shè)計(jì)這樣的實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)裝置如下圖。 a b該實(shí)驗(yàn)的目的是研究電流做功的多少跟哪些因素有關(guān)。當(dāng)電流通過(guò)電阻絲 a、b、c 時(shí)，電流做功，電阻絲產(chǎn)生的熱量就使三個(gè)瓶中的煤油溫度升高、體積膨脹，瓶塞上面原來(lái)一樣高的液柱就會(huì)逐漸上升。電流做功越多產(chǎn)生的熱量越多，液面就會(huì)上升得越高。我們可以通過(guò)三個(gè)管中液面上升的高度比擬電流所做功的多少。分析：分析：在圖 a 中，i、t 相

7、同，r 不同，rarb，根據(jù)串聯(lián)電路中電壓的分配關(guān)系與電阻成正比，當(dāng)然是 uaub。玻璃管中煤油上升的高度不同，hahb，說(shuō)明在通電電流和通電時(shí)間相同的條件下，電壓越高，電流所做的功就越多。在圖 b 中，電壓相同，但電流不同，可以得出電流所做的功與電流的關(guān)系。通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論，所得出的是電功與電壓、電流和通電時(shí)間的定性關(guān)系。如果把實(shí)驗(yàn)做得精確些，可以得出：電功跟電流、電壓、通電時(shí)間都是正比關(guān)系。如果電壓 u 用伏做單位，電流 i 的單位用安，時(shí)間 t 的單位用秒，電功 w 的單位用焦，那么有wuit公式中的 w、u、i 均指電路中同一段電路即某個(gè)用電器而言；另外 w、u、i、t必須統(tǒng)一采用國(guó)際

8、單位制。電功的單位與功的單位一樣，也是焦耳，簡(jiǎn)稱焦，用字母 j 來(lái)表示。常用電器工作時(shí)，1 分鐘能做的功：如手電筒燈泡為幾十焦，照明燈泡為幾百至幾千焦，洗衣機(jī)為幾萬(wàn)焦。由于焦這個(gè)單位很小，生活中常用“度，也就是千瓦時(shí)kwh作電功的單位：l 度106焦。1 度電的作用。二. 焦耳定律在一段只有電阻的電路我們常稱之為純電阻性電路中，我們就可以應(yīng)用歐姆定律來(lái)推導(dǎo)出兩個(gè)重要的導(dǎo)出公式。此式又叫焦耳定律。我們已經(jīng)知道，電流具有熱效應(yīng)，也就是只要導(dǎo)體中的電流流過(guò)，導(dǎo)體就要發(fā)熱，當(dāng)然如果電流流過(guò)電阻時(shí)，電流要做功，而且電流所做的功都完全用來(lái)轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，也就是用來(lái)產(chǎn)生熱量。這時(shí)我們可以用以下公式中任意一個(gè)來(lái)計(jì)

9、算電流流過(guò)導(dǎo)體時(shí)所產(chǎn)生的熱量。 如果電流流過(guò)的是一個(gè)電動(dòng)機(jī)，電流所做的功并沒(méi)有完全用來(lái)轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，還轉(zhuǎn)化成了其它形式的能，內(nèi)能只占能量轉(zhuǎn)化中的一局部。這種電路叫做非純電阻性電路。這時(shí)電流產(chǎn)生的熱量怎樣計(jì)算呢？我們來(lái)看下面的實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)裝置如下圖，rarb，rb=rc，通電后，從電流表的示數(shù)可知道 i 的數(shù)值可知ia=ib，ibic。該實(shí)驗(yàn)的目的是研究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)。該實(shí)驗(yàn)的原理是當(dāng)電流通過(guò)電阻絲 a、b、c 時(shí)，電流產(chǎn)生的熱量就使三個(gè)瓶中的煤油溫度升高、體積膨脹，瓶塞上面原來(lái)一樣高的液柱就會(huì)逐漸上升。電流產(chǎn)生的熱量越多，液面就會(huì)上升得越高。我們可以通過(guò)三個(gè)管中液面上升的高度

10、比擬電流產(chǎn)生的熱量。閉合一段時(shí)間開關(guān)，記錄下在同一時(shí)刻三管中煤油液面的上下情況：hchahb。分析：比擬 a、b 兩瓶，i、t 相同，r 不同，rarb；玻璃管中煤油上升的高度不同，hahb，說(shuō)明在通電電流和通電時(shí)間相同的條件下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。比擬 b、c 兩瓶，電阻相同，流過(guò)的電流不同，電流大的產(chǎn)生的熱量多。由此我們可以得出：在電阻和通電時(shí)間相同的條件下，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多，進(jìn)一步的研究說(shuō)明產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比。上述實(shí)驗(yàn)中，假設(shè)通電時(shí)間越長(zhǎng)，瓶中煤油上升得越高。所以我們可以得出：在通電電流和電阻相同的條件下，通電時(shí)間越長(zhǎng)，電流產(chǎn)生的熱量越多。英國(guó)物理學(xué)家焦耳

11、通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出關(guān)于電流流過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的實(shí)驗(yàn)定律叫做焦耳定律。內(nèi)容：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。公式：q=i2rt。單位：i安，r歐，t秒，q焦。焦耳定律適用于任何用電器電路的熱量計(jì)算。例如，一臺(tái)洗衣機(jī)的電動(dòng)機(jī)機(jī)械功率為 120w，電阻為 100 歐，在 220v 電壓下工作，通過(guò)它的電流為 0.6a，求：(1)通電 10min 它消耗多少電能？(2)它在 10min 內(nèi)產(chǎn)生的熱量是多少？3這臺(tái)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化效率是多少？分析:要計(jì)算電動(dòng)機(jī)消耗的電能，可計(jì)算電流做功，電流做了多少功，就消耗了多少電能。因電動(dòng)機(jī)消耗的電能沒(méi)有全部轉(zhuǎn)化

12、為熱，因此發(fā)熱和消耗的電能并不相等。所以我們必須用電功的定義式去計(jì)算。解：解：(1)w=uit=220v104j。(2)因?yàn)殡娏魍ㄟ^(guò)電動(dòng)機(jī)時(shí)，只有一小局部電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而大局部的電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能了。要想求電動(dòng)機(jī)在 10min 內(nèi)產(chǎn)生的熱量，要利用公式 q=i2rt 計(jì)算。q=i2rt=(0.6a)2100 歐600104j(3)電流所做的功一局部轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，一局部轉(zhuǎn)化成了機(jī)械能。w機(jī)=wq=104j104j=5.76104j。= w機(jī)/w=72.7%在日常生活中我們有這樣的經(jīng)驗(yàn)：一個(gè)白熾燈連接在電路中正常工作，燈絲熱得發(fā)紅，而與之相連接的導(dǎo)線卻不怎么熱，這是為什么呢？因?yàn)殡娋€和燈串聯(lián)，通過(guò)

13、它們的電流是一樣大，又因?yàn)闊舻碾娮璞入娋€的大得多，所以根據(jù)焦耳定律 q=i2rt 可知，在相同時(shí)間內(nèi)電流通過(guò)燈產(chǎn)生的熱量比通過(guò)電線產(chǎn)生的熱量大得多。因此，燈泡熱得發(fā)光，而電線卻感覺(jué)不到熱。而一個(gè)大功率的電爐連接在電路中時(shí)，和電爐相連的電線就會(huì)顯著發(fā)熱。這那么是因?yàn)椋赫彰麟娐返碾妷菏且欢ǖ?，?p=ui 可知，電路中接入大功率電爐時(shí)，通過(guò)的電流大，在電線的電阻相同的情況下，跟電爐相連的電線中通過(guò)的電流比跟燈泡相連的電線中通過(guò)的電流大得多。所以根據(jù)焦耳定律 q=i2rt 可知，在相同的時(shí)間內(nèi)，電流通過(guò)跟電爐相連的電線產(chǎn)生的熱量比通過(guò)跟燈泡相連的電線產(chǎn)生的熱量大得多。因此跟電爐相連的電線顯著發(fā)熱，有

14、可能燒壞它的絕緣皮，甚至引起火災(zāi)。各種用電器里都有導(dǎo)體，只要電流通過(guò)導(dǎo)體，導(dǎo)體就要發(fā)熱，那么，應(yīng)該怎樣正確使用家用電器呢？例如，家用電器連續(xù)工作較長(zhǎng)時(shí)間后，要停用一會(huì)兒，這是為了散熱，防止用電器的溫度過(guò)高而燒壞；而電器長(zhǎng)期停止使用時(shí)，隔一段時(shí)間又要通電，這是利用電熱來(lái)驅(qū)潮。電熱既可供我們利用，也要防止它造成的危害。1電熱的利用。主要是制成了電熱器。電熱器的原理：利用電熱進(jìn)行加熱的設(shè)備。如，電烙鐵、電燙斗、電飯鍋、電烤爐等。電熱器的主要組成局部：電熱器的主要組成局部是發(fā)熱體，發(fā)熱體是由電阻率大、熔點(diǎn)高的電阻絲繞在絕緣材料上做成的。電熱器的優(yōu)點(diǎn)：電熱器有許多優(yōu)點(diǎn)，它清潔衛(wèi)生，沒(méi)有環(huán)境污染，熱效率高

15、，有的還可以方便地控制和調(diào)節(jié)溫度。2防止電熱的危害電熱的危害：電線中電流過(guò)大時(shí)，電熱會(huì)使絕緣材料迅速老化，甚至燃燒起火。用電器，如不采取散熱措施，會(huì)被燒壞。防止電熱的危害的措施有的電動(dòng)機(jī)里裝有風(fēng)扇，電視機(jī)、收音機(jī)機(jī)殼上有散熱窗等。三. 電功率前面我們學(xué)習(xí)的內(nèi)容中關(guān)于電流做功多少的問(wèn)題。電力機(jī)車和電扇的電動(dòng)機(jī)做功大小不好比擬，但它們做功快慢不同，如何比擬電流做功的快慢呢？當(dāng)然有許多方法，如在做功時(shí)間一定時(shí)，通過(guò)比擬電流所做的功多少來(lái)比擬電流做功的快慢；還可以在電流所做的功一定時(shí)，來(lái)比擬做功的時(shí)間；如果電功和時(shí)間都不相同，那我們就要比擬電流在單位時(shí)間內(nèi)所做的功。為表示電流做功的快慢，引入電功率的概

16、念。1電功率的定義：電流在單位時(shí)間內(nèi)所做的功叫做電功率。這個(gè)單位時(shí)間就是 1 秒鐘，如果通電時(shí)間為 t 秒，電流所做的功為 w 焦，那么電功率是p=w/tw=uit p=ui即電功率等于電壓與電流的乘積。對(duì)于純電阻性電路，我們用歐姆定律來(lái)替換 p=ui 中的 u 和 i 就可以得出以下兩個(gè)計(jì)算電功率的公式。2電功率的單位。前面我們學(xué)過(guò)機(jī)械功率的單位是瓦，即每秒鐘做功 1 焦其功率為1 瓦。電功的單位也是焦，所以電功率的單位也是瓦。由 p=ui 可知：u 的單位為伏，i 的單位為安，p 的單位就是瓦。電功率的單位還有千瓦1 千瓦=1000 瓦。l 焦=1 瓦l 秒=1 瓦秒如 p 取千瓦，t 取

17、小時(shí)為單位，那么得一電功的新單位：千瓦時(shí)kwh1 千瓦時(shí)=1000 瓦3600 秒106瓦秒106焦3例題例一只小燈泡所用的電壓是 3 伏，通過(guò)的電流是安。通電時(shí)間是 100 秒。求電流所做的功和燈泡的電功率。解解 i：由 w=uit=3 伏安100 秒=150 焦。p=w/t=150 焦/100 秒瓦。解解：由 p=ui=3 伏安瓦。wpt瓦100 秒=150 焦。兩種解法是一樣的，但解在計(jì)算上簡(jiǎn)便些。例一只電阻絲，接在 40 伏電路中，通過(guò)的電流是 5 安，電阻絲的電功率是多少瓦？如把它接在 20 伏的電路中，電阻絲的電功率又是多少？解：解：接在 40 伏電路中的電功率p=ui=40 伏5

18、 安=200 瓦接在 20 伏電路中的電功率r=ui=40 伏/5 安=8 歐i=ur=20 伏8 歐安p=ui=20 伏安=50 瓦可見:同一用電器電阻不變所加電壓減小到原來(lái)的 12，那么電功率減小到原來(lái)的14，即電功率與所加電壓的平方成正比。4從例中可以看出，同一個(gè)用電器在不同電壓下，電功率是不同的?？墒菫槭裁慈粘Ｊ褂玫挠秒娖鞫加幸欢ǖ墓β手的?？我們可以取一標(biāo)有一定電壓和功率的小燈泡，分別接在標(biāo)定電壓、高于標(biāo)定電壓、低于標(biāo)定電壓的電路中，觀察發(fā)光情況。最后接入 220 伏的照明電路中。燈泡燒毀。所以我們說(shuō)用電器的功率是多大時(shí)，必須指明電壓是多少。由于照明電路電壓都是200 伏，所以我們說(shuō)

19、15 瓦的電燈。1000 瓦的路燈，40 瓦的日光燈等等，都是指在 220 伏電壓時(shí)的功率。但在這些用電器上必須同時(shí)標(biāo)明電壓和功率。不同廠家生產(chǎn)的用電器上的標(biāo)記小異，如 40 瓦電燈泡，標(biāo)記為“220 伏 40 瓦、“220v40w、 “pz22040等等。用電器上標(biāo)定的電壓和功率叫做額定電壓和額定功率。用電器只有在額定電壓下工作，其功率才是額定功率，只有在這種情況下使用，用電器工作才是正常的。例如電燈在額定電壓下正常發(fā)光，假設(shè)電壓低于額定電壓，就發(fā)光暗淡，高于額定電壓就發(fā)光強(qiáng)烈，時(shí)間長(zhǎng)了就容易燒壞，假設(shè)遠(yuǎn)高于額定電壓，就立即燒毀；因此，使用用電器時(shí)，一定不要使電壓高于額定電壓。額定電壓和額定

20、功率是一切用電器的重要性能指標(biāo)，一般都標(biāo)在用電器上或使用說(shuō)明書中。知道：家用電器的額定電壓均為 220 伏。小燈泡只標(biāo)有額定電壓如“、 “、 “等。功率大說(shuō)明單位時(shí)間做功多，功率表示了用電器做功本領(lǐng)的大小。如電爐 1500 瓦比500 瓦發(fā)熱快，電燈 100 瓦比 40 瓦發(fā)光強(qiáng)等。電能表應(yīng)用舉例：電能表是電學(xué)中的重要儀表之一，它除用來(lái)測(cè)量電功外，還有一個(gè)較為廣泛的用途就是測(cè)量用電器的功率值，測(cè)量時(shí)通常采用以下步驟：1. 先按測(cè)量要求設(shè)計(jì)合理的測(cè)量電路圖。2. 觀察電能表，記下它每千瓦時(shí)的轉(zhuǎn)數(shù) n。3. 測(cè)量時(shí)使待測(cè)用電器工作，其他用電器(屬于該電能表的)都停止工作。4. 用秒表或手表記下電能

21、表轉(zhuǎn)一定圈數(shù)(盤的邊緣有個(gè)紅點(diǎn))n 時(shí)所用時(shí)間 t 秒)。 5. 利用公式值。算出所測(cè)用電器的功率（秒）（焦耳）tnnp6106 . 3例如：用一只標(biāo)有 3000r/kwh 的電能表測(cè)量一盞燈泡的功率值，發(fā)現(xiàn)在 3 分鐘時(shí)間內(nèi)電度表的轉(zhuǎn)盤(盤的邊緣有個(gè)紅點(diǎn))轉(zhuǎn)了 15 圈，所測(cè)燈泡的功率值為多大？分析：分析：要求燈泡功率值，只要求出電流在 3 分鐘內(nèi)做的功即可。解：解：n=3000， n=15， t=3 分=180 秒 本實(shí)驗(yàn)器材不多，操作簡(jiǎn)單，在家中即可進(jìn)行，但應(yīng)注意平安。有關(guān)電功率的例題：例 1：分別求出“pz22025和“pz220100的電阻。解：解：根據(jù)導(dǎo)出公式額額pur2，直接進(jìn)行

22、計(jì)算就行了。算完后我們觀察發(fā)現(xiàn) 25w 的燈的燈絲更細(xì)一些電阻大 。例題小結(jié)：例題小結(jié)：假設(shè)用電器的額定狀態(tài)，可求出用電器正常工作時(shí)的電流額額upi 和用電器的電阻額額pur2。 一般地說(shuō)，應(yīng)當(dāng)把用電器上所標(biāo)明的額定條件，理解為給出了用電器的電阻。不考慮溫度對(duì)電阻的影響。 額定電壓相同的燈泡，額定功率大的燈泡電阻小，燈絲粗。例 2：將燈 l1pz22025和燈 l2pz22060并聯(lián)接在 220 伏的電壓上，哪盞燈泡亮？為什么？假設(shè)將它們串聯(lián)接在 220 伏的電路上，哪盞燈泡亮些？為什么？分析：分析：要判斷兩燈的亮與暗，只要比擬二燈的實(shí)際功率大小就可以了。解：解：并聯(lián)時(shí)，每盞燈的實(shí)際電壓均為

23、220 伏，那么其實(shí)際功率就等于燈的額定功率，因此可直接判斷出燈 l2比燈 l1亮。串聯(lián)時(shí)，因每盞燈兩端的電壓均小于 220 伏，所以兩燈均不能正常發(fā)光，根據(jù)例 1 的結(jié)果知道，燈 l1的電阻 r1大于燈 l2的電阻 r2，又因?yàn)閮杀K燈串聯(lián)，所以通過(guò)它們的電流一樣大。因此可根據(jù) pui=i2r 判斷出 p1p2，l1這盞燈亮些。例題小結(jié)：例題小結(jié)：在并聯(lián)電路中，電阻大的用電器消耗的電功率小；在串聯(lián)電路中，電阻大的用電器消耗的電功率大。研究串聯(lián)電路與并聯(lián)電路功率：器材：5 歐電阻、10 歐電阻、開關(guān)、電流表、電壓表、干電池兩節(jié)、導(dǎo)線假設(shè)干。步驟：1. 串聯(lián)電路功率1把兩個(gè)電阻、開關(guān)、電池、電流表

24、用導(dǎo)線串聯(lián)起來(lái)。2閉合開關(guān)，記錄電流表的示數(shù)。3分別用電壓表測(cè)量出兩個(gè)電阻兩端的電壓和總電壓如圖 ，并記錄其示數(shù)。4分別算出每只電阻的功率和它們的總功率。從實(shí)驗(yàn)得出，串聯(lián)電路功率分配與電阻成正比。2. 并聯(lián)電路功率1把兩只電阻并接，然后與開關(guān)、電池串聯(lián)組成電路。2用電流表分別測(cè)量出干路和支路中的電流如圖 ，并記錄其示數(shù)。3分別算出每只電阻的功率和它們的總功率。從實(shí)驗(yàn)得出，并聯(lián)電路功率分配與電阻成反比。當(dāng)然我們也可以用理論證明的方式來(lái)證明上述兩個(gè)結(jié)論?！镜湫屠}典型例題】例 1. 一把電烙鐵接在 220v 的電路中，通過(guò)的電流是 350ma，問(wèn)通電 1h 消耗了多少電能？分析：分析：只需求出 1

25、h 的電功，就可知道所消耗的電能。解：解：由電功的公式得w=uit=220v105j答：答：消耗電能105j。例 2. 加在導(dǎo)體兩端的電壓為 6v，30s 內(nèi)電流通過(guò)導(dǎo)體做功 72j，那么通過(guò)導(dǎo)體的電流多大？這段時(shí)間內(nèi)通過(guò)該導(dǎo)體某截面的電量是多少？ 分析：解：解：由 w=uit 得 答：答：通過(guò)導(dǎo)體的電流是，通過(guò)截面的電量是 12c。例 3. 有兩個(gè)電阻，r1=4 歐，r2=6 歐，先把它們串聯(lián)起來(lái)接在 6 伏電池組的兩極間，求每分鐘電流通過(guò)各個(gè)電阻所做的功和整個(gè)電路的總功，再把它們并聯(lián)起來(lái)接在 6 伏電池組的兩極間，求每分鐘電流通過(guò)每個(gè)電阻所做的功和整個(gè)并聯(lián)電路的總功。分析：分析：在求電功時(shí)

26、，一般根據(jù)公式 w=uit，只要我們能知道所求電路或用電器的i、u 和 t，即可應(yīng)用電功公式求出 w，在此題的串聯(lián)電路中，時(shí)間，我們可利用歐姆定律求出串聯(lián)電路中兩電阻的電流和各自兩端的電壓，再代入公式求電功；而并聯(lián)電路中，由于各電阻兩端的電壓都相等，所以只要求出各自通過(guò)的電流即可代入公式求電功。解答：解答：解法解法 1：串聯(lián)電路中的電流u1=ir1安4 歐伏u2=ir2安6 歐伏根據(jù)電功公式 w=uitw1=u1伏安60 秒焦w2=u2伏安60 秒焦w=uit=6 伏安60 秒=216 焦在并聯(lián)電路中，u1=u2=u=6 伏w2=ui2t=6 伏1 安60 秒=360 焦w總=uit=u(i1

27、+i2)t=6 伏安+1 安60 秒=900 焦解題時(shí)要注意到各種電路的特點(diǎn)，靈活運(yùn)用電功公式的變形式，可使解題過(guò)程簡(jiǎn)化，因?yàn)樵摾}屬于純電阻電路，我們可以應(yīng)用 w=i2rt 或truw2求電功。解法解法 2：如串聯(lián)電路中求出電流后w1=i2r1安)24 歐60 秒焦w2=i2r2安)26 歐60 秒焦w=i2rt=i2(r1+r2)t=i2r1t+i2r2t=w1+w2焦焦=216 焦說(shuō)明：說(shuō)明：由以上運(yùn)算可知，兩個(gè)導(dǎo)體無(wú)論是串聯(lián)還是并聯(lián)，電流通過(guò)兩個(gè)導(dǎo)體所做的總功都等于電流通過(guò)每個(gè)導(dǎo)體所做的功之和。同樣，對(duì)于假設(shè)干個(gè)用電器無(wú)論串聯(lián)還是并聯(lián)電流所做的總功都等于電流通過(guò)每個(gè)用電器所做的功之和。

28、即 w=w1+w2+wn例 4. 一定阻值的電阻，接在電壓為 3v 的電路上，消耗的功率為，求這個(gè)電阻的阻值，5min 電流做功多少？分析：分析：解：解：答：答：這個(gè)電阻的阻值是 15，5min 電流做的功是 180j。例 5. 1kwh 的電能能使一只“220v 40w的燈泡正常工作幾小時(shí)？分析：分析：解：解：答：答：使電燈工作 25h。例 6. 電阻 r1，r2的阻值分別為 6 和 3，現(xiàn)有電壓為 6v 且保持不變的電源。 1將兩電阻串聯(lián)起來(lái)接在電源兩極。 2將兩電阻并聯(lián)起來(lái)接在電源兩極，分別求兩電阻的實(shí)際功率。分析：分析：電功率的計(jì)算公式有：當(dāng)兩電阻串聯(lián)時(shí)，只要先求出電流，用公式 p=i

29、2r 就可直接求解。解：解：答：答：串聯(lián)時(shí)，兩電阻功率分別是， ；并聯(lián)時(shí)分別是 6w，12w。例 7. 家用電能表盤面上標(biāo)有“3000r/kwh這一標(biāo)記，能否利用這一標(biāo)記與秒表測(cè)量家用電器的電功率？分析：分析：“3000r/kwh表示電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過(guò) 3000 轉(zhuǎn)時(shí)用電器所做的功為 1kwh 或106j。答：答：利用這一數(shù)據(jù)和秒表可以測(cè)量家用電器的電功率。具體做法是：在電路中斷開其他電器，只留下待測(cè)電器。電器接通后，看到電能表轉(zhuǎn)盤上的紅點(diǎn)轉(zhuǎn)出時(shí)，開始計(jì)時(shí)并計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)。假設(shè)在 t 秒內(nèi)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過(guò) n 圈，那么用電器做功例 8. 一個(gè)電能表的外表上每千瓦時(shí)轉(zhuǎn)數(shù)的數(shù)據(jù)已模糊不清，但電表轉(zhuǎn)盤在工作

30、時(shí)能正常轉(zhuǎn)動(dòng)。現(xiàn)要利用此表測(cè)定一家用電風(fēng)扇的功率。給出的器材有：標(biāo)有“220v，100w的白熾燈一只，秒表一只。試簡(jiǎn)述測(cè)量的主要步驟和所測(cè)的數(shù)據(jù)，并寫出計(jì)算電風(fēng)扇功率的表達(dá)式。分析：分析：不同的電器單獨(dú)接在電能表上，只要轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)相同，那么電流做功必然相等。答：答：實(shí)驗(yàn)步驟如下：1將電能表接入照明電路中，且在此表后只接入“220v，100w的白熾燈一盞，用秒表測(cè)出通電 t 秒時(shí)電能表轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)數(shù) n。2在此表后只接入被測(cè)的電扇，記下電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過(guò) n 圈時(shí)所用的時(shí)間 t秒。3由于二次轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)數(shù)相同，因此電流做功相同，即 w=w，pt=pt，所以電風(fēng)扇的功率為例 9. 有兩個(gè)電阻，r1的阻值為

31、 2 歐，r2的阻值為 8 歐，當(dāng)把它們串聯(lián)起來(lái)接在某電源的兩極上，r1的電功率為 4 瓦，假設(shè)把兩個(gè)電阻并聯(lián)起來(lái)接在同樣的電源上，這時(shí) r1的電功率和 r2的電功率多大？分析：分析：此題表示兩個(gè)電阻先串聯(lián)后并聯(lián)，但兩次電源電壓一樣，所以在電阻的條件下，只要先求電源電壓是多少，就可以根據(jù)rup2求出兩個(gè)電阻在并聯(lián)電路中各自的功率。在串聯(lián)電路中利用111rpii正好可求得電源電壓。解答：解法一：解答：解法一：在串聯(lián)電路中：i=i1，根據(jù) p=i2r，有 解法二：解法二：并聯(lián)時(shí)，r1的功率是 100 瓦，r2的功率是 25 瓦。此題假設(shè)采用比例的方法更顯得簡(jiǎn)便。根據(jù)串聯(lián)電路中各導(dǎo)體的電功率與它的電

32、阻成正比，在并聯(lián)電路中各導(dǎo)體的電功率跟它的電阻成反比。解法如下：例 10. 某電熱器通入電流為時(shí)，1min 內(nèi)產(chǎn)生 100j 的熱量。如果通過(guò)它的電流為 1a 時(shí)，那么通電 lmin 產(chǎn)生的熱量是多少？分析：分析：電熱器通電產(chǎn)生的熱量可由 q=i2rt 求得，由于是同一電熱器，可認(rèn)為電阻 r 不變，電流變化后的放熱，用比例法求解較方便。解：解：根據(jù)rtiq2可知，1211rtiq ，2222rtiq ，由于是同一電熱器，可認(rèn)為 r不變，通電時(shí)間都是 1min，那么答：答：通電 lmin 產(chǎn)生的熱量是 400j?！灸M試題模擬試題】 答題時(shí)間：50 分鐘一. 填空題1. 電動(dòng)起重機(jī)通電能提升物體

33、，電燈通電能發(fā)熱發(fā)光，電爐通電能發(fā)熱，那是因?yàn)殡娏鱛的原因，其實(shí)，所有的電器通電時(shí)，電流就_。2. 電流在某段電路上所做的功，等于這段電路兩端的_與電路中的_以及_有關(guān)，可用公式 w=_表示，其單位是_，符號(hào)為_。3. 根據(jù)電功的公式可知，1 焦=_。4. 一小電珠當(dāng)兩端加上 3 伏電壓時(shí)，通過(guò)的電流為 300 毫安，那么通電 60 秒電流所做的功為_焦。5. 電車上用的直流電動(dòng)機(jī),在千伏的電壓下通過(guò)的電流是 80 安，那么工作 30 分，電流所做的功是_焦。6. 兩個(gè)燈泡連在同一個(gè)電路中，兩秒鐘內(nèi)通過(guò)燈 l1的電量是庫(kù)，60 秒內(nèi)通過(guò)燈 l2的電量是 6 庫(kù)，那么通過(guò) l1和 l2的電流之比

34、 i1i2=_,由此可以斷定兩燈一定不是_聯(lián)。7. 電阻 r1=20 歐，r2=10 歐，將 r1和 r2串聯(lián)起來(lái)接到三節(jié)串聯(lián)干電池的電源上。r1中通過(guò)的電流為_安，5 分內(nèi)通過(guò) r2的電量為_庫(kù)。加在 r1和 r2兩端的電壓之比是_，5 分內(nèi)電流通過(guò) r2做的功為_焦。8. 電功率是指_，額定電壓是指用電器在_時(shí)的電壓，額定功率是指用電器在_時(shí)的電功率。9. 燈泡的亮暗是由_的大小決定的，假設(shè)加在它兩端的電壓不等于額定電壓，燈泡就不能正常發(fā)光，它的_功率也就不等于它的額定功率。10. 小燈泡正常工作時(shí)的電流是安，經(jīng)過(guò) 1 秒，電流做了 1 焦的功，由此可見小燈泡兩端的電壓是_伏，在 60 秒

35、內(nèi)它消耗了_焦的功。11. 功率為千瓦的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)水泵工作 2 時(shí)，共做_焦的功。12. 如下圖，兩只電阻 r1、r2阻值相等，分別串聯(lián)和并聯(lián)接在相同的電壓下，那么在此兩種情況下，在相同時(shí)間里電流分別通過(guò)串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中的總電阻所消耗的電功率之比是_。13. 有三只不同規(guī)格的燈泡分別標(biāo)有“220v，40w、 “110v，40w、 “36v，40w的字樣，各自在額定電壓下工作，通過(guò)_規(guī)格燈泡中的電流強(qiáng)度最大，在相同時(shí)間內(nèi)三只燈泡所消耗的電能應(yīng)該是_。14. 某一用電器標(biāo)有“12v，12w的字樣，把它跟另一電阻 r 串聯(lián)后接在 18 伏的電源上，該用電器恰好正常工作，那么電阻 r 上消耗

36、的電功率是_。二. 選擇題1. 在一段電路中，電流做的功決定于電路中的 a. 電流b. 電流、這段電路兩端的電壓與電路中的電阻c. 電流、這段電路兩端的電壓與通電時(shí)間d. 電流與這段電路兩端的電壓2. 一只手電筒小燈泡正常工作時(shí)所用電壓是 3 伏，通過(guò)的電流是安，通電 1 分，電流所做的功為 a. 焦 b. 度 c. 54 焦 d. 54 度3. 某電源的電壓為 6 伏，這就是說(shuō)由這個(gè)電源組成的電路中 a. 每秒電流一定做 6 焦的功b. 電路里一定產(chǎn)生 6 安的電流c. 每通過(guò) 1 庫(kù)的電量，電流做 6 焦的功d. 每秒一定有 6 焦的電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能4. 以下各項(xiàng)不屬于功的單位的是 a. 焦耳 b. 牛頓米 c. 伏特庫(kù)侖 d. 伏特安