第17章 電功電功率電流的熱效應(yīng)

1、第十七講電功 電功率 電流的熱效應(yīng)?？键c(diǎn)一：電能?？键c(diǎn)二：電功率?？键c(diǎn)三：測小燈泡的電功率 重點(diǎn)摘要?？键c(diǎn)四：焦耳定律第十七章電功 電功率 電流的熱效應(yīng) ?？键c(diǎn)一電能?？键c(diǎn)一電能1電功：電流通過某段導(dǎo)體所做的功叫做電功，消耗電能的過程即電流做功的過程，實(shí)質(zhì)上是將電能轉(zhuǎn)化為 能的過程2電能(電功)：國際主單位是 ，符號 ，日常生活中常用單位是 ，物理學(xué)中叫 ，1 kWh 3電功的基本計(jì)算公式為 ，推導(dǎo)公式為 、 、 。 其他形式焦耳J度千瓦時(shí)(kWh)3.6106 JWUIt5電能表的使用：(1)最后一位有紅色標(biāo)記的數(shù)字表示小數(shù)位(2)電能表前后兩次讀數(shù)之差，就是這段時(shí)間內(nèi)用電的度數(shù)如電能表月初

2、讀數(shù) ，月底讀數(shù)是 ，這個(gè)月用電 度，合 J.4電能表：俗稱電度表，是測量 的儀表電能表上標(biāo)有“220 V2.5 A”和“3000 r/(kWh)”等字樣，表示的物理意義分別是：這只電能表只能在電壓為 的電路中使用，允許通過的標(biāo)定電流是 ，每消耗1 kWh的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過 r.電能(電功)220 V2.5 A300018.63 2 6 5 43 2 4 6 8 ?？键c(diǎn)二電功率常考點(diǎn)二電功率1電功率：反映電流做功 的物理量，電功率等于 與 之比2電功率公式：P ，若是純電阻電路，由歐姆定律可得變形公式P 或P 3單位：國際主單位是 ，另一個(gè)單位是 ，二者換算關(guān)系是 快慢電功時(shí)間UI瓦特千

3、瓦4額定電壓和額定功率：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 電壓下的電功率，與實(shí)際電壓、實(shí)際功率的關(guān)系如下： ，則 ，用電器正常工作；若 額時(shí)，則 ，用電器不能正常工作； ，損壞用電器 幫你歸納不同的用電器功率一般不同：空調(diào)、微波爐的功率大約為1000 W；電視機(jī)、電子計(jì)算機(jī)的功率大約為200 W；電冰箱、電風(fēng)扇的功率約為100 W.正常工作額定= 易錯(cuò)警示1.由公式PUI可知不能單純地說電功率與電壓U成正比，與電流I成正比，因?yàn)楫?dāng)加在電路兩端的電壓變化時(shí)，通過電路中的電流也隨著變化2電功率大的用電器只能說明該用電器消耗電能快或電流做功快，并不表示電流做功的多少3公式PUI的

4、適用條件：用于一切電功率的計(jì)算， 是功率的定義式，適合力、熱、電和其他任何情況下的能量轉(zhuǎn)化功率的計(jì)算，對于純電阻電路來說還可先用推導(dǎo)式P 和P = 來計(jì)算4燈泡的亮度是由燈泡的實(shí)際功率決定的5用電器的P額、U額具有唯一性、對應(yīng)性，而用電器的U實(shí)、P實(shí)有很多個(gè)，且U實(shí)、P實(shí)具有同體性、同時(shí)性 常考點(diǎn)三測小燈泡的電功率?？键c(diǎn)三測小燈泡的電功率1原理：用 表測出小燈泡兩端電壓U，用 表測出通過小燈泡的電流I，用公式 算出小燈泡的功率P.電壓電流P PUI I2電路圖：如圖所示3滑動變阻器的作用：(1) (2)改變 ，從而實(shí)現(xiàn)多次測量保護(hù)電路小燈泡兩端電壓 幫你歸納多次測量的目的：1在測量小燈泡電功率

5、的實(shí)驗(yàn)中，多次測量的目的是為了研究小燈泡亮度(或電功率)與燈泡兩端電壓的關(guān)系2在測量小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)中，多次測量的目的是為了研究小燈泡的電阻是否與溫度有關(guān)3在測量定值電阻的實(shí)驗(yàn)中，多次測量的目的是為了求平均值，以減小測量誤差. 4測量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)與測量小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)的對比：(1)同：器材、電路圖、滑動變阻器作用、實(shí)驗(yàn)故障(2)異：實(shí)驗(yàn)原理(3)聯(lián)系：利用測量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也可以計(jì)算小燈泡的電阻；同樣，利用測量小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也可以計(jì)算小燈泡的電功率5實(shí)驗(yàn)中常見的故障及其產(chǎn)生的原因：(1)故障現(xiàn)象：燈泡不亮，電流表無示數(shù)，電壓表示數(shù)較大(指示電源電壓)產(chǎn)生原因：燈泡 (2)故

6、障現(xiàn)象：小燈泡不亮，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)產(chǎn)生原因：燈泡 (3)故障現(xiàn)象：燈泡發(fā)光較暗，移動滑動變阻器的滑片，電流表和電壓表的示數(shù)均不變產(chǎn)生原因：滑動變器 (4)故障現(xiàn)象：燈泡發(fā)光較亮，移動滑動變阻器的滑片，電流表和電壓表的示數(shù)均不變產(chǎn)生原因：滑動變阻器 (5)故障現(xiàn)象：燈泡發(fā)光，移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)變大，而電壓表的示數(shù)變小產(chǎn)生原因：電壓表 (6)故障現(xiàn)象：燈泡發(fā)光較暗，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)都不能達(dá)到燈泡的額定電壓產(chǎn)生原因：電源電壓 燈泡的額定電壓(7)故障現(xiàn)象：燈泡發(fā)光，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表的示數(shù)變化均很小產(chǎn)生原因：

7、滑動變阻器的最大值太 相對于燈泡的電阻)斷路短路接入的是下面兩個(gè)接線柱接入的是上面兩個(gè)接線柱接在了滑動變阻器兩端小于小 常考點(diǎn)四焦耳定律?？键c(diǎn)四焦耳定律1電流通過導(dǎo)體時(shí) 能轉(zhuǎn)化為 能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)電內(nèi)2焦耳定律(1)電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟 的平方成正比，跟導(dǎo)體的 成正比，跟 成正比，這個(gè)規(guī)律叫做焦耳定律(2)焦耳定律的公式為Q 其中I表示電流，單位是A，R表示電阻，單位是 ，t表示時(shí)間，單位是s，Q表示熱量，單位是J.(3)電流通過導(dǎo)體時(shí)，如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而沒有同時(shí)轉(zhuǎn)化為其他形式的能，那么，電流產(chǎn)生的熱量Q就等于消耗的電能W，即QWUIt，再根據(jù)歐姆定律UIR，就得到Q

8、.電流電阻通電時(shí)間3電熱的利用和防止(1)利用：電熱水器、電飯鍋、電熨斗等(2)防止：帶有孔的電視機(jī)后蓋、電腦的微型風(fēng)扇等 幫你歸納1.電熱擋位判定方法：由 在電源電壓U一定時(shí)，電阻越小，電功率越大，為高溫?fù)跷?，反之，為低溫?fù)跷?純電阻電路，串聯(lián)電路： ，并聯(lián)電路： . 剖析剖析1 電能表的相關(guān)計(jì)算電能表的相關(guān)計(jì)算 例例1 2014廣安，11一天，小紅看她家電能表的表盤如圖所示，此時(shí)電能表的讀數(shù)是 kWh；該電能表的表盤每轉(zhuǎn)300轉(zhuǎn)，說明小紅家的用電器消耗了 kWh的電能 解析：電能表的示數(shù)：314.5 kWh；小紅家用電器消耗的電能：W kWh0.5 kWh. 【方法點(diǎn)撥】(1)電能表讀數(shù)時(shí)

9、，注意最后一位是小數(shù)；單位kWh.(2)600 r/kWh所表示的物理意義：電路中每消耗1 kWh的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)600 r，據(jù)此求出表盤轉(zhuǎn)300轉(zhuǎn)消耗的電能例 1 圖314.50.50.5剖析剖析2 對實(shí)際功率與額定功率認(rèn)識對實(shí)際功率與額定功率認(rèn)識例例2 2014巴中，11如圖所示，兩只額定電壓相同的燈泡 ，串聯(lián)在電路中，閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)， 不亮， 亮，電壓表有一定的示數(shù)，其原因可能是( )BA 的燈絲燒斷B 的電阻小于 的電阻C 的實(shí)際功率小于 的實(shí)際功率D 的額定功率大于 的額定功率例 2 圖 解析：如果燈泡 的燈絲燒斷，則燈泡 也不會亮，故A錯(cuò)誤；根據(jù)電路圖可知，兩燈泡串聯(lián)， 亮，

10、說明電路為通路；電壓表測量 兩端電壓，電壓表有示數(shù)，說明 完好，燈泡 不亮，說明燈泡 的實(shí)際功率太小，由 知，電流相同時(shí)，功率越小，阻值越小，因此燈 的阻值要小于燈 的阻值，故B正確；綜合B選項(xiàng)中的分析可知， 不亮， 亮，說明 的實(shí)際功率較大， 的實(shí)際功率較小，故C錯(cuò)誤；由B項(xiàng)分析可知： ，那么在額定電壓相同時(shí)，由 可得出阻值越大，其額定功率越小，即燈 的額定功率要大于燈 的額定功率，故D錯(cuò)誤，故選B. 【方法點(diǎn)撥】知道燈泡的亮度取決于燈泡的實(shí)際功率是正確解題的前提與關(guān)鍵，熟練應(yīng)用串聯(lián)電路的特點(diǎn)、功率公式及歐姆定律即可解題剖析剖析3 電功率的相關(guān)計(jì)算電功率的相關(guān)計(jì)算例例3 2014南京，19L

11、ED燈具有節(jié)能、環(huán)保等特點(diǎn)，如圖是額定電壓為220 V、額定功率為4.4 W的LED燈泡，該燈泡的額定電流是 A，若它每天正常發(fā)光5 h，一個(gè)月(30天)消耗的電能是 kWh，與普通白熾燈相比，在達(dá)到相同亮度的條件下，假設(shè)LED燈可以節(jié)約90%的電能，則這個(gè)LED燈與功率為 W的白熾燈亮度相當(dāng)例 3 圖0.020.6644 解析：該燈泡的額定電流是 ；消耗的電能WPt0.0044 kW5 h300.66 kWh；設(shè)兩種燈泡正常發(fā)光的時(shí)間為t， ，LED消耗的電能為 kWt，白熾燈消耗的電能為 ，在達(dá)到相同亮度的條件下，LED燈可以節(jié)約90%的電能， 90%，解得：剖析剖析4 焦耳定律及其應(yīng)用焦

12、耳定律及其應(yīng)用例例4 2014成都，22將阻值為R甲40 和R乙10 的兩個(gè)電阻串聯(lián)后接在電源上，相同時(shí)間內(nèi)，兩電阻中產(chǎn)生熱量較多的是 若將兩電阻并聯(lián)后接在4 V的電源上，1 min內(nèi)兩電阻產(chǎn)生的總熱量為 J.120 解析：已知 ，根據(jù)焦耳定律 ，兩個(gè)電阻串聯(lián)后，通過的電流相等，相同時(shí)間內(nèi)，電阻 中產(chǎn)生熱量較多；兩電阻并聯(lián)，由 得， 共產(chǎn)生的熱量 【方法點(diǎn)撥】此題考查學(xué)生對串聯(lián)電路、并聯(lián)電路特點(diǎn)的掌握和利用焦耳定律比較導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少，熟記電路特點(diǎn)，靈活運(yùn)用焦耳定律公式是解決此題的關(guān)鍵學(xué)生隨堂鞏固1如圖是一電能表面板的圖片，據(jù)此你認(rèn)為下面有關(guān)該表的幾個(gè)參數(shù)的說法正確的是( )A220 V說明

13、該電能表只能在220 V的電路中使用B10(20) A表明該表在工作時(shí)，流過的電流可以是10 A也可以是20 AC50 Hz是說該表在50 Hz的交流電路中使用D600 revs/(kWh)是說，當(dāng)電能表上的圓盤轉(zhuǎn)過600轉(zhuǎn)時(shí)，該表已消耗了1 kWh的電能第 1 題圖C 解析：220 V告訴我們該電能表應(yīng)該在多高電壓的電路中工作，但稍高或稍低于此電壓時(shí)，電能表仍舊可以使用，且不影響工作，故A錯(cuò)；10(20)A表明該表正常工作時(shí)，通過的電流為10 A或10 A以下，短時(shí)間應(yīng)用時(shí)電流可大些，但不能超過20 A，故B錯(cuò)誤；50 Hz是說這個(gè)電能表應(yīng)在50 Hz的交流電路中使用，不同國家交流電頻率不同

14、，我國交流電頻率為50 Hz，故C正確；600 revs/(kWh)說的是接在這個(gè)電表上的用電器，每消耗1 kWh的電能，電能表的表盤轉(zhuǎn)過600轉(zhuǎn)，故D錯(cuò)誤，故選C.2如圖是“探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體電阻間關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置，兩阻值分別為R和2R的電阻絲浸在相同質(zhì)量和初溫的煤油中，每一燒瓶里各插入一溫度計(jì)關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)的做法和說法正確的是( )A用溫度計(jì)示數(shù)的變化來反映電阻絲產(chǎn)生熱量的多少的方法，用的是控制變量法B兩根電阻絲采用如圖所示中的連接方式的目的是控制電壓相同C在通電時(shí)間相同時(shí)，兩瓶中煤油吸收的熱量相同D實(shí)驗(yàn)中用的是煤油而不是水，主要是因?yàn)槊河褪墙^緣體，且在相同的條件下煤油的溫度變

15、化明顯D第2題圖3通過測量小燈泡的電功率的實(shí)驗(yàn)，我們了解了實(shí)際功率與額定功率的區(qū)別，以下關(guān)于電功率的說法中正確的是( )A用電器的實(shí)際功率一定大于其額定功率B同一用電器的實(shí)際功率可有無數(shù)個(gè)值，而額定功率只有唯一值C將標(biāo)有“220 V40 W”的燈泡接在110 V電路上時(shí)，它的實(shí)際功率為20 WD額定功率大的用電器，電流做的功也越多B4如圖所示電路，電源電壓保持不變只閉合開關(guān)S，電流表的示數(shù)為0.2 A，再閉合開關(guān)S1，電流表的示數(shù)變化了0.3 A那么閉合S、S1 后，R1與R2 的電功率之比是( )A2 3B3 2C5 2D1 2 解析：當(dāng)只閉合開關(guān)S時(shí)，電路為 的簡單電路，電流表的示數(shù)為通過

16、R1的電流，即 0.2 A；當(dāng)再閉合 時(shí)，兩電阻并聯(lián)，電流表測干路電流，并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響，閉合開關(guān) 時(shí)通過 的電流不變，并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，通過 的電流等于電流表的示數(shù)變化量，即 0.3 A.并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，閉合S、 后， 與 的電功率之比： .A第4題圖5如圖所示，是研究電流熱效應(yīng)的部分實(shí)驗(yàn)電路，甲電阻絲的阻值小于乙電阻絲的阻值比較通電后兩根電阻絲各自兩端的電壓 以及它們在相同時(shí)間內(nèi)分別產(chǎn)生的熱量 的大小，下面關(guān)系中正確的是( )C 解析：由于兩電阻絲串聯(lián)，流過它們的電流I相等，通電時(shí)間t相等，由題意知： 知： 第5題圖 實(shí)驗(yàn)強(qiáng)化過關(guān) 實(shí)驗(yàn)

17、一測定小燈泡的電功率實(shí)驗(yàn)一測定小燈泡的電功率 命題角度命題角度：1.實(shí)驗(yàn)電路圖的連接.2.在連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)該斷開.3.滑動變阻器的使用.4.電路故障分析.5.電流表和電壓表的使用和讀數(shù).6.電功率的計(jì)算公式的應(yīng)用例例1 在“測定小燈泡額定功率”的實(shí)驗(yàn)中，電源電壓為6 V，小燈泡的額定電壓為3.8 V.例 1 圖(1)小明同學(xué)在連接實(shí)驗(yàn)電路時(shí)還有導(dǎo)線未接上，如圖甲所示，請你用筆畫線代替導(dǎo)線把圖甲中的電路連接好(導(dǎo)線不得交叉)如答圖所示 例 1 答圖(2)在連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)該是 (3)小明同學(xué)在檢查電路連接時(shí)，滑動變阻器的滑片應(yīng)該移到 端(選填“A”或“B”)另一同學(xué)小紅接好電路后，閉合開關(guān)

18、，發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表指針的轉(zhuǎn)向情況如圖乙所示，則可能的原因是：電流表 ，電壓表 斷開的B正負(fù)接線柱接反了量程太小(4)要使小燈泡正常發(fā)光，小明應(yīng)移動滑動變阻器的滑片使電壓表的示數(shù)為 V，若此時(shí)電流表的示數(shù)如圖丙所示，其示數(shù)為 A，那么小燈泡的額定功率是 W.3.80.31.14 解析：(1)如答圖所示(2)在連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)該是斷開的；(3)由實(shí)物電路圖知，滑片在B端時(shí)，滑動變阻器接入電路的阻值最大，因此在檢查電路連接時(shí)，滑動變阻器的滑片應(yīng)該移到B端；由圖乙知，電流表指針反向偏轉(zhuǎn)向左偏轉(zhuǎn)，是因電流表正負(fù)接線柱接反造成的；由圖乙知，電壓表指針超過電壓表的最大刻度線，這是所選電壓表量程太小造成的

19、；(4)當(dāng)電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓3.8 V時(shí)燈泡正常發(fā)光；由圖丙知：電流表量程是0.6 A，最小分度值是0.02 A，電流表示數(shù)是0.3 A，燈泡的額定功率PUI3.8 V0.3 A1.14 W.實(shí)驗(yàn)二探究影響電流熱效應(yīng)的因素實(shí)驗(yàn)二探究影響電流熱效應(yīng)的因素 命題角度：命題角度：1.實(shí)驗(yàn)過程的改進(jìn).2.實(shí)驗(yàn)結(jié)論的判斷依據(jù).3.錐形瓶中裝入等質(zhì)量的紅墨水的目的.4.用相同的電阻絲及玻璃管的作用.5.通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果.6.實(shí)驗(yàn)結(jié)論例例2 在學(xué)習(xí)“探究影響電流熱效應(yīng)的因素”時(shí)，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)用電阻絲對煤油加熱時(shí)，觀察溫度計(jì)的示數(shù)變化的過程非常耗時(shí)，為了減少實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，他們提出了如下改進(jìn)的設(shè)想：設(shè)想一：將煤油換成水來做實(shí)驗(yàn)設(shè)想二：通過加熱空氣來做實(shí)驗(yàn)(1)根據(jù)所學(xué)知識，他們經(jīng)過討論，斷定設(shè)想一是錯(cuò)誤的，你認(rèn)為他們判斷的依據(jù)是： 水的比熱容大，溫度難升難降例 2 圖(2)為了驗(yàn)證設(shè)想二，他們設(shè)計(jì)了下面的實(shí)驗(yàn)：在錐形瓶中裝入 的紅墨水，用相同的電阻絲及玻璃管組成如圖A、B的裝置，通電后通過玻璃管中液柱的高度來顯示 的大小然后把它們分