第2課時(shí)電功電功率電熱

專題二電功電功率電熱★?？键c(diǎn)一電能1．電功：電流通過(guò)某段導(dǎo)體所做的功叫做電功，消耗電能的過(guò)程即電流做功的過(guò)程，實(shí)質(zhì)上是將電能轉(zhuǎn)化為

能的過(guò)程．2．電能(電功)：國(guó)際主單位是

，符號(hào)

，日常生活中常用單位是

，物理學(xué)中叫

，1kW·h＝

．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)(kW·h)3.6×106JW＝UIt4．電能表：俗稱電度表，是測(cè)量

的儀表．電能表上標(biāo)有“220V2.5A”和“3000revs/(kW·h)”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(guò)的標(biāo)定電流是

，每消耗1kW·h的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過(guò)

revs.電能(電功)220V2.5A3000★?？键c(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(guó)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1000W；電視機(jī)、電子計(jì)算機(jī)的功率大約為200W；電冰箱、電風(fēng)扇的功率約為100W.正常工作額定=<>

[易錯(cuò)警示]1.由公式P＝UI可知不能單純地說(shuō)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(guò)電路中的電流也隨著變化．2．電功率大的用電器只能說(shuō)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P＝UI的適用條件：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(duì)于純電阻電路來(lái)說(shuō)還可先用推導(dǎo)式P＝和P＝

來(lái)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(duì)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．★?？键c(diǎn)三測(cè)小燈泡的電功率1．原理：用

表測(cè)出小燈泡兩端電壓U，用

表測(cè)出通過(guò)小燈泡的電流I，用公式

算出小燈泡的功率P.電壓電流P＝UI2．電路圖：如圖所示．3．滑動(dòng)變阻器的作用：(1)

．(2)改變

，從而實(shí)現(xiàn)多次測(cè)量．保護(hù)電路小燈泡兩端電壓

[幫你歸納]多次測(cè)量的目的：1．在測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中，多次測(cè)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(cè)量小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)中，多次測(cè)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(cè)量定值電阻的實(shí)驗(yàn)中，多次測(cè)量的目的是為了求平均值，以減小測(cè)量誤差4．測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)與測(cè)量小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)的對(duì)比：(1)同：器材、電路圖、滑動(dòng)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(cè)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(cè)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(wú)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)故障現(xiàn)象：小燈泡不亮，電流表有示數(shù)，電壓表無(wú)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(dòng)滑動(dòng)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(dòng)變器

．(4)故障現(xiàn)象：燈泡發(fā)光較亮，移動(dòng)滑動(dòng)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(dòng)變阻器

．(5)故障現(xiàn)象：燈泡發(fā)光，移動(dòng)滑動(dòng)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?。a(chǎn)生原因：電壓表

．(6)故障現(xiàn)象：燈泡發(fā)光較暗，無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)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(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)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?。a(chǎn)生原因：滑動(dòng)變阻器的最大值太

相對(duì)于燈泡的電阻)．?dāng)嗦范搪方尤氲氖窍旅鎯蓚€(gè)接線柱接入的是上面兩個(gè)接線柱接在了滑動(dòng)變阻器兩端小于小★?？键c(diǎn)四焦耳定律1．電流通過(guò)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(guò)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Ω，t表示時(shí)間，單位是s，Q表示熱量，單位是J.(3)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而沒(méi)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Q＝W＝UIt，再根據(jù)歐姆定律U＝IR，就得到Q＝

.電流電阻通電時(shí)間3．電熱的利用和防止(1)利：電用熱水器、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)跷唬粗?，為低溫?fù)跷唬?．純電阻電路，串聯(lián)電路：，并聯(lián)電路：.

典例1★電能表的相關(guān)計(jì)算

例1一天，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

kW·h；該電能表的表盤每轉(zhuǎn)300轉(zhuǎn)，說(shuō)明小紅家的用電器消耗了

kW·h的電能．

解析：電能表的示數(shù)：314.5kW·h；小紅家用電器消耗的電能：W＝kW·h＝0.5kW·h.例1圖314.50.5典例2★對(duì)實(shí)際功率與額定功率認(rèn)識(shí)

例2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圖典例3★電功率的相關(guān)計(jì)算

例3

LED燈具有節(jié)能、環(huán)保等特點(diǎn)，如圖是額定電壓為220V、額定功率為4.4W的LED燈泡，該燈泡的額定電流是

A，若它每天正常發(fā)光5h，一個(gè)月(30天)消耗的電能是

kW·h，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典例4★焦耳定律及其應(yīng)用

例4將阻值為R甲＝40Ω和R乙＝10Ω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)生熱量較多是

．若將兩電阻并聯(lián)后接在4V的電源上，1min內(nèi)兩電阻產(chǎn)生的總熱量為

J.1202．如圖是“探究電流通過(guò)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(shuō)法正確的是(

)A．用溫度計(jì)示數(shù)的變化來(lái)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D第2題圖學(xué)生隨堂鞏固3．通過(guò)測(cè)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(shuō)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(wú)數(shù)個(gè)值，而額定功率只有唯一值C．將標(biāo)有“220V40W”的燈泡接在110V電路上時(shí)，它的實(shí)際功率為20WD．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0.2A，再閉合開關(guān)S1，電流表的示數(shù)變化了0.3A．那么閉合S、S1后，R1與R2

的電功率之比是(

)A．2∶3B．3∶2C．5∶2D．1∶2

解析：當(dāng)只閉合開關(guān)S時(shí)，電路為

的簡(jiǎn)單電路，電流表的示數(shù)為通過(guò)R1的電流，即

＝0.2A；當(dāng)再閉合時(shí)，兩電阻并聯(lián)，電流表測(cè)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(guò)

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(guò)

的電流等于電流表的示數(shù)變化量，即

＝0.3A.∵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題圖實(shí)驗(yàn)強(qiáng)化過(guò)關(guān)

實(shí)驗(yàn)一測(cè)定小燈泡的電功率

★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(dòng)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1在“測(cè)定小燈泡額定功率”的實(shí)驗(yàn)中，電源電壓為6V，小燈泡的額定電壓為3.8V.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(qǐng)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(dòng)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)，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

．?dāng)嚅_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(dòng)滑動(dòng)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實(shí)驗(yàn)二探究影響電流熱效應(yīng)的因素

★命題角度：1.實(shí)驗(yàn)過(guò)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(guò)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(duì)煤油加熱時(shí)，觀察溫度計(jì)的示數(shù)變化的過(guò)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(lái)做實(shí)驗(yàn)．設(shè)想二：通過(guò)加熱空氣來(lái)做實(shí)驗(yàn)．(1)根據(jù)所學(xué)知識(shí)，他們經(jīng)過(guò)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?cè)O(shè)計(jì)了下面的實(shí)驗(yàn)：①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(guò)玻璃管中液柱的高度來(lái)顯示

的大?。缓蟀阉鼈兎謩e接入相同的電路，發(fā)現(xiàn)在相同時(shí)間內(nèi)A管中的液柱比B管上升迅速，這說(shuō)明

．②在塞橡皮塞時(shí)發(fā)現(xiàn)有液體進(jìn)入玻璃管并高出瓶?jī)?nèi)的液面，這是因?yàn)?/p>

，使管內(nèi)的液柱與瓶?jī)?nèi)液面相平，他們用帶有針頭的注射器通過(guò)橡皮塞插入瓶?jī)?nèi)如圖C所示，接下來(lái)的操作是

．③同學(xué)們用兩根電阻絲(

)插入相同的甲、乙瓶中并接入電路如圖C所示，閉合開關(guān)，甲、乙兩玻璃管中液面如圖D所示，由此得出關(guān)于電熱的結(jié)論是

．)等質(zhì)量溫度變化氣體傳熱本領(lǐng)比液體好瓶?jī)?nèi)氣壓大于外部氣壓抽氣電流和通電時(shí)間一定時(shí)，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多要點(diǎn)一電學(xué)實(shí)驗(yàn)梳理實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑黼娐穲D探究電流與電壓的關(guān)系控制變量法測(cè)量定值電阻的阻值R＝測(cè)量小燈泡的電阻測(cè)量小燈泡的電功率P＝UI一圖三用：測(cè)電阻、測(cè)功率、探究電流與電壓的關(guān)系實(shí)驗(yàn)?zāi)康幕瑒?dòng)變阻器的作用所測(cè)量數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)結(jié)論探究電流與電壓的關(guān)系保護(hù)電路；改變被測(cè)量對(duì)象兩端電壓，多測(cè)幾組電流、電壓值電壓U/V電流I/A分析數(shù)據(jù)找規(guī)律電流與電壓成正比測(cè)量定值電阻的阻值多次測(cè)量取平均值取平均值減小誤差，計(jì)算電阻值測(cè)量小燈泡的電阻多次測(cè)量不取平均值燈絲電阻隨溫度升高而增大測(cè)量小燈泡的電功率燈泡兩端的電壓不同，電功率不同，燈泡兩端的電壓越高，實(shí)際功率越大，燈泡越亮要點(diǎn)二解讀“伏安法”解讀“伏安法”電表問(wèn)題

(1)量程選擇：電壓表的量程由被測(cè)元件的額定電壓或電源電壓決定；電流表的量程由I＝或I＝?jīng)Q定。(2)常見問(wèn)題

①電表錯(cuò)連：流表并短路生，壓表串電路斷，柱接反針?lè)雌?/p>

②電表錯(cuò)測(cè)：壓表測(cè)滑變，兩表示數(shù)反；壓表測(cè)電源，其數(shù)不改變伏安法是一種較為普遍的測(cè)量電阻、電功率的方法，但由于電表的內(nèi)阻往往對(duì)測(cè)量結(jié)果有影響，所以這種方法常帶來(lái)明顯的系統(tǒng)誤差。電路有兩種接法：外接法和內(nèi)接法，所謂外接、內(nèi)接，即為電流表接在電壓表的外面或里面(如下圖所示)滑變問(wèn)題電路故障多測(cè)目的(1)常見問(wèn)題①錯(cuò)選：選大阻值——電路連接完好，燈泡不亮，電流表與電壓表幾乎無(wú)示數(shù)，在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)滑片，現(xiàn)象不變。選小阻值——燈很亮，滑動(dòng)變阻器分壓不足，無(wú)論如何調(diào)節(jié)滑片，燈泡都不能正常發(fā)光。②錯(cuò)連：同時(shí)接兩個(gè)上接線柱——燈很亮，電壓表示數(shù)很大接近電源電壓；滑動(dòng)變阻器相當(dāng)于導(dǎo)線，發(fā)生短路。同時(shí)接兩個(gè)下接線柱——燈很暗，無(wú)論如何調(diào)節(jié)滑片，電壓表、電流表的示數(shù)不變；滑動(dòng)變阻器相當(dāng)于定值電阻小燈泡不亮的原因：(1)電路完好燈不亮：滑動(dòng)變阻器選擇了大阻值或滑動(dòng)變阻器連入的阻值太大，接下來(lái)的操作是移動(dòng)滑片，觀察燈泡是否發(fā)光。

(2)電路故障燈不亮：燈泡短路或斷路，根據(jù)電表示數(shù)來(lái)確定測(cè)定值電阻阻值的實(shí)驗(yàn)中，多次測(cè)量是為了求平均值從而減小誤差；而測(cè)量小燈泡電阻和實(shí)際功率的實(shí)驗(yàn)中，多次測(cè)量是為了分析變化的普遍規(guī)律要點(diǎn)三特殊方法測(cè)電阻、額定功率等壓、等流巧設(shè)計(jì)①只有電壓表：利用已知電阻間接測(cè)出電流大小。根據(jù)“串等流”特點(diǎn)將被測(cè)對(duì)象與已知電阻串聯(lián)，再利用電壓表測(cè)出兩者電壓，利用所測(cè)量導(dǎo)出表達(dá)式，可記為“壓表等流串”。②只有電流表：利用已知電阻間接測(cè)出兩端電壓。根據(jù)“并等壓”特點(diǎn)將被測(cè)對(duì)象與已知電阻并聯(lián)，再利用電流表測(cè)出兩者電流，利用所測(cè)量導(dǎo)出表達(dá)式，可記為“流表等壓并”。③滑動(dòng)變阻器特殊用法：移動(dòng)滑片在兩端位置，滑動(dòng)變阻器作為導(dǎo)線或定值電阻使用。具體設(shè)計(jì)如下表：特殊方法測(cè)量電阻主要器材設(shè)計(jì)電路主要步驟表達(dá)式單表＋滑動(dòng)變阻器①閉合開關(guān)，滑片移至阻值最小位置，記下電壓表示數(shù)U1；②滑片移至阻值最大位置，記下電壓表示數(shù)U2Rx＝①閉合開關(guān)，滑片移至阻值最小位置，記下電流表示數(shù)I1；②滑片移至阻值最大位置，記下電流表示數(shù)I2Rx＝兩表＋定值電阻閉合開關(guān)S，記下電壓表V1、V2的示數(shù)U1、U2Rx＝

閉合開關(guān)S，記下電流表A1、A2的示數(shù)I1、I2Rx＝單表＋定值電阻＋開關(guān)

①閉合兩開關(guān)，記下電壓表示數(shù)U1；②斷開開關(guān)S2，記下電壓表示數(shù)U2Rx＝①閉合兩開關(guān)，記下電流表示數(shù)I1；②斷開開關(guān)S2，記下電流表示數(shù)I2Rx＝單表＋電阻箱

①閉合開關(guān)S1，將S2撥到a，記下電流表的示數(shù)I；②再將S2撥到b，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電流表示數(shù)與I相等，這時(shí)電阻箱的示數(shù)即與被測(cè)電阻的阻值相等Rx＝R0特殊方法測(cè)量額定功率主要器材設(shè)計(jì)電路主要步驟表達(dá)式兩表＋定值電阻＋滑動(dòng)變阻器閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片，使電壓表V1示數(shù)等于燈泡的額定電壓U額，同時(shí)記下電壓表V2的示數(shù)UP額＝閉合開關(guān)，移動(dòng)