人教版九年級(jí)物理電功率電熱計(jì)算題

1、初中精品資料歡迎下載物理學(xué)科培訓(xùn)師輔導(dǎo)講義講義編號(hào)學(xué)員編號(hào)年 級(jí)九年級(jí)課時(shí)數(shù)2學(xué)員姓名輔導(dǎo)科目物理學(xué)科培訓(xùn)師學(xué)科組長(zhǎng)簽字教務(wù)長(zhǎng)簽字課題電功、電功率、焦耳定律復(fù)習(xí)備課時(shí)間：2013-11-17授課時(shí)間：2013-11-24教學(xué)目標(biāo)知道電流的熱效應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)探索電流的熱效應(yīng)跟電流、電阻、通電時(shí)間的關(guān)系重點(diǎn)、難點(diǎn)初步運(yùn)用電學(xué)相關(guān)公式解決申并聯(lián)電路中簡(jiǎn)單的實(shí)際問題 理解焦耳定律的內(nèi)容、公式、單位及其應(yīng)用考點(diǎn)及考試要求掌握功率的單位及計(jì)算公式：P= W ,并能利用公式進(jìn)行計(jì)算 t理解焦耳定律的內(nèi)容，公式并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算教學(xué)內(nèi)容1.電功和電功率（1）定義：電路中電場(chǎng)力對(duì)定向移動(dòng)的電荷所做的功，簡(jiǎn)稱電功，通常也

2、說成是電流的 功。（2）實(shí)質(zhì)：能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律在電路中的體現(xiàn)。電能通過電流做功轉(zhuǎn)化為其他形式能。章里學(xué)過電場(chǎng)力對(duì)電荷的功， 若電荷q在電場(chǎng)力作IT下從A搬至B, AB兩點(diǎn)間電勢(shì)差為Uab，則電場(chǎng)力做功 W=qUAB。對(duì)于一'段導(dǎo)體而言，兩端電勢(shì)差為 U ,把電何q從一端搬至另一端，電場(chǎng)力的功 W=qU , 在導(dǎo)體中形成電流，且q=It,（在時(shí)間間隔t內(nèi)搬運(yùn)的電量為q,則通過導(dǎo)體截面電量為q, I=q/t）,所以W=qU=ItU。這就是電路中電場(chǎng)力做功即電功的表達(dá)式。（3）表達(dá)式：W=IUt （適用于所有電路）說明：表達(dá)式的物理意義：電流在一段電路上的功，跟這段電路兩端電壓、電路中電

3、流和通電時(shí)間成正比。適用條件：I、u不隨時(shí)間變化一一恒定電流。（4）單位：電流單位用安培（A）,電壓?jiǎn)挝挥梅╒）,時(shí)間單位用秒（s）,則電功 的單位是焦耳（J）。1KW.h=3.6x10A6 J（5）電功率表達(dá)式：P= =IU t物理意義：一段電路上功率，跟這段電路兩端電壓和電路中電流成正比。此公式適用于 所有點(diǎn)路。單位：功的單位用焦耳（J）,時(shí)間單位用秒（s）,功率單位為瓦特（W）。1W=1J/s這里應(yīng)強(qiáng)調(diào)說明：推導(dǎo)過程中沒用到任何特殊電路或用電器的性質(zhì)，電功和電功率的表 達(dá)式對(duì)任何電壓、電流不隨時(shí)旬變化的電路都適用。所以在這里瞬時(shí)功率和平均功率相等。額定功率：用電器正常工作時(shí)所需電壓叫額

4、定電壓，在這個(gè)電壓下消耗的功率稱額定功率。一般說來，用電器電壓不能超過額定電壓，但電壓低于額定電壓時(shí)，用電器功率不是額定功率，而是實(shí)際功率。實(shí)際功率P=IU, U、I分別為用電器兩端實(shí)際電壓和通過用電器 的實(shí)際電流。再者，這里 W=IUt是電場(chǎng)力做功，是消耗的總電能，也是電能所轉(zhuǎn)化的其他 形式能量的總和。電流在通過導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體要發(fā)熱，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。這就是電流的熱效應(yīng)，那么如 果想求出轉(zhuǎn)化的內(nèi)能得多少，學(xué)習(xí)焦耳定律就可以求出了。英國(guó)物理學(xué)家焦耳，經(jīng)過長(zhǎng) 期實(shí)驗(yàn)研究后提出焦耳定律。2 .焦耳定律(1)純電阻和非純電阻電路純電阻電路：W=Q 如白熾燈、電爐非純電阻電路：W=Q+W其他如電動(dòng)機(jī)、電解

5、槽(2)焦耳定律表達(dá)式：Q=I2Rt (適用于所有電路)(3)簡(jiǎn)單介紹產(chǎn)生焦耳熱的原因：金屬中自由電子在電場(chǎng)力作用下定向移動(dòng)，由于電場(chǎng)做功，電子動(dòng)能增加，但不斷地與 晶格(原子核點(diǎn)陣)碰撞，不斷把能量傳給晶格，使晶格中各粒子在平衡位置附近的熱 運(yùn)動(dòng)加劇，從而溫度高。3 .熱功率(1)定義：點(diǎn)位時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量(2)表達(dá)式：P=Q/t=I2R (電功Q= I2Rt對(duì)所有電路中電阻的生熱都適用，所以熱功率 也適用于所有電路)4 .應(yīng)用(1)在純電阻電路中的應(yīng)用Q = njt -i3Kt tKP - UI - I2R -K注意：歐姆定律U=IR只適用于純電阻電路(2)在非純電阻電路中的應(yīng)用W=Q+ W

6、其他P=P電+P其他(3)非純電阻電路中的電功和電功率(以含電動(dòng)機(jī)電路為例)非純電阻電路中，電能與其他形式能轉(zhuǎn)化的關(guān)系非常關(guān)鍵。以電動(dòng)機(jī)為例，電動(dòng)機(jī)電路 如圖所示，電動(dòng)機(jī)兩端電壓為U,通過電動(dòng)機(jī)電流為I,電動(dòng)機(jī)線圈電阻為R,則電流做功或電動(dòng)機(jī)消耗的總電能為 W=IUt,電動(dòng)機(jī)線圈電阻生熱Q=I2R0t,電動(dòng)機(jī)還對(duì)外做功，把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，W=WQ=IUt-I 2R0t, W是電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能。這是一個(gè)非純電阻電路，可滿足 U=IR0,且W>0,則有U>IR0一類：電熱器S、So1.下面的圖表是從某臺(tái)電熱飲水機(jī)的說明書上收集到的信息。經(jīng)分析得知，電熱飲水機(jī)有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)

7、，當(dāng) S閉合、So斷開時(shí)，飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)，當(dāng)同時(shí)閉合時(shí)，飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)，求：(1)電熱飲水機(jī)在保溫狀態(tài)下正常工作時(shí)的電流(2)電熱飲水機(jī)保溫2h產(chǎn)生的熱量？(3)電阻Ri的阻值。(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù))熱水箱容量2 L額定電壓220 V加熱時(shí)的功率400 W保溫時(shí)的功率40 W二類：含有電動(dòng)機(jī)(非純電阻電路)1 .電吹風(fēng)是現(xiàn)代家庭的常用電器。如圖甲所示是電吹風(fēng)的電路原理圖，R是電熱絲，M是帶動(dòng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，某電吹風(fēng)的主要技術(shù)參數(shù)如圖乙所示。(1)當(dāng)只閉合Si時(shí)，電吹風(fēng)正常工作imin消耗的電能是多少焦？(2)當(dāng)同時(shí)閉合S1、S2時(shí)，電吹風(fēng)正常工作。通過 R的電流為多大？(3)當(dāng)電吹

8、風(fēng)正常工作并且吹熱風(fēng)時(shí)，1min內(nèi)電流通過R產(chǎn)生的熱量是多少？1 額定電壓220 V 1頻率50 He吹熱風(fēng)時(shí)功率880 W1吹冷風(fēng)時(shí)功率80 W !2 .如圖所示的電動(dòng)機(jī)是一種使用廣泛的動(dòng)力機(jī)械，從能量轉(zhuǎn)化的角度看，它主要是把電 能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，還有一部分能量在線圈中以熱量的形式散失掉。現(xiàn)有一臺(tái)電動(dòng)機(jī)， 當(dāng)電動(dòng)機(jī)兩端加220 V電壓時(shí)，通過電動(dòng)機(jī)線圈的電流為 50A。問：(1)每分鐘該電動(dòng)機(jī)消耗的電能是多少？(2)已知電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量 Q=I2Rt (其中I、R和t分別表示通過導(dǎo)體的電流、 導(dǎo)體的電阻和通電時(shí)間)，若該電動(dòng)機(jī)線圈的電阻是0.4 0則線圈每分鐘產(chǎn)生的熱 量是多少？(3)

9、這臺(tái)電動(dòng)機(jī)每分鐘所做的機(jī)械功是多少?三類：物質(zhì)吸熱(一)1 .微波爐是一種清潔衛(wèi)生無污染，效率較高的家用電器.某微波爐的銘牌如下表所示.將體積為275mL、初溫是20c的水放入該微波爐中用最大功率加熱 1min,取出后測(cè)得 水溫是40c.若水的比熱容為4.2Xl03j/(kg . C).求：(1)微波爐加熱時(shí)，電路中的電流是多少?(2)加熱過程中消耗的電能是多少？(3)加熱過程中，水吸收的熱量是多少？防觸電保護(hù)類型1 類額定容積20L型號(hào) NNS313WF電源所50Hz額定電壓220V質(zhì)量12kg最大功率1100W(二)1.太陽能熱水器是利用太陽能來加熱水的一種裝置，小新同學(xué)家有一臺(tái)太陽能熱水

10、器安裝在離地面10m高的屋頂上，現(xiàn)需要初溫為10c的100kg的水，加熱到60 C,則(1)把這些水從地面輸送到屋頂?shù)臒崴髦校枰獙?duì)水做多少功？(2)這些水要從太陽那里吸收多少熱量？(3)下雨時(shí)，改用熱水器中的電輔助設(shè)備加熱(加熱功率1500w),若不計(jì)熱損失，加熱這些水需要多少時(shí)間？ g=10N/kg C水=4.2X 103J/kg C 1.李佳同學(xué)家里的電熱飲水機(jī)有加熱加保溫兩種狀態(tài)，這兩種狀態(tài)輪流工作，完全由溫 控開關(guān)So自動(dòng)控制：當(dāng)膽內(nèi)水的溫度被加熱到90c時(shí)，加熱狀態(tài)就停止而進(jìn)入保溫狀 態(tài)；當(dāng)膽內(nèi)水的溫度降到60c時(shí)，加熱狀態(tài)就啟動(dòng)。如圖是該飲水機(jī)的電路原理圖。李佳同學(xué)通過觀察還發(fā)

11、現(xiàn)：當(dāng)膽內(nèi)裝有 1kg水時(shí)，飲水機(jī)的加熱狀態(tài)每次只啟動(dòng) 5min 就停止。問：(1)溫控開關(guān)S0在何種狀態(tài)(斷開或閉合)時(shí)，飲水機(jī)處在保溫狀態(tài)？這時(shí)飲水機(jī)的 電功率是多少？34.2 X03J/ (kg C)(2)在加熱狀態(tài)中，飲水機(jī)把電能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能的效率是多少？已知水的比熱容為氏=1 21002-100 Q課后作業(yè)1、(一類：電熱器)如圖所示的電飯煲，內(nèi)部有兩條電阻絲，每條電阻絲的阻值都為 110Q (電阻絲的阻值恒定不變)。電飯煲的額定功率從大到小有高、中、低三擋，額定電壓是220V。把電飯煲接在220V的電源上，求：(1)把電飯煲的額定功率打到中檔時(shí)，內(nèi)部是一條電阻絲接入電路，通過它的

12、電流多 大？(2)把電飯煲的額定功率打到低擋時(shí)，內(nèi)部是兩條電阻絲串聯(lián)接入電路，電飯煲的電 功率多大？(3)電飯煲在中檔和低檔相同時(shí)間產(chǎn)生的電熱之比是多少？(三類：物質(zhì)吸熱)(一)2、一天，廠家正在為一種新型電熱水壺做宣傳。只見宣傳廣告上寫道“ HR型電熱水壺效 率高、省時(shí)、省電，功率僅為700W,燒開一壺水僅需5min是現(xiàn)代家庭必不可少的節(jié)能 飲水器具”。過路的小軍買了一個(gè)這樣的電熱水壺，壺身上標(biāo)有“2.5L”字樣?；丶液蠊酀M水通上電，果然5min多點(diǎn)就把一壺水燒開了！己知水的密度是1.0X 103kg/m3,水的比熱容是4.2X 103J/(kgC),試計(jì)算并回答：(1)這壺水的質(zhì)量是多少？

13、(2)這壺水從20c到燒開，需要吸收多少熱量？(3)通過計(jì)算說明該廣告是否可信。(4)你認(rèn)為不法廠商最可能從電熱水壺的哪項(xiàng)指標(biāo)上做虛假宣傳？為什么？3.如圖所示是小明家的電熱水壺及銘牌，他用該電熱水壺將1.5 kg的水從20c加熱到100(1)水吸收的熱量是多少？ c水=4.2X103 J/(kg - C)(2)若電熱水壺正常工作，且產(chǎn)生的熱量全部被水吸收L需要加熱多長(zhǎng)時(shí)間？(3)若電熱水壺實(shí)際加熱時(shí)間大于上述計(jì)算的加熱時(shí)間，可能的原因有哪些？(寫出兩種)產(chǎn)品型號(hào) EL-S952 額定電壓220 V 頻率 50 He額定功率 150QW 容量1.5 L(二)2.森林是一巨大的天然“氧吧”，因?yàn)?/p>

14、綠色植物在光合作用下可以放出大量的氧氣. 小 明同學(xué)為測(cè)量地球表面植物吸收太陽能的本領(lǐng)，做了如下實(shí)驗(yàn)：用一臉盆裝6kg的水水的比熱容是4.2X103j/(kg . C),水面的表面積為0.1m2,經(jīng)太陽垂直照射15min,溫度升高了 1C.請(qǐng)計(jì)算：(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)6kg的水吸收了多少熱量？(2)若地表植物接收太陽能的能力與水相等，每平方米綠色植物每秒接收的太陽能為 多少焦耳？(3) 100m3綠地每秒可以放出多少升的氧氣？(設(shè)綠色植物在光合作用下每吸收103J的太陽能可以放出0.05L的氧氣)3.太陽能是一種理想的綠色能源。李剛家最近安裝了一臺(tái)太陽能、電能兩用熱水器，如 圖所示。請(qǐng)回答下列問題：(1)設(shè)水箱可裝水80kg,在一般的光照條件下，一滿箱20c的水到傍晚時(shí)，水溫可達(dá) 到55 C,則水吸收的熱量是多少？相當(dāng)于多少立方米的煤氣完全燃燒放出的熱 量？ c 水=4.2X 103 j/(kg - C )；煤氣的熱值約 4 x 107J/m3(2)在陰雨連綿的天氣里，水箱中的水需要用電加熱器來加熱。若該電加熱器規(guī)格為 “220V 1.8kW”，要使?jié)M箱水同樣從20c升高到5