第2課時(shí)電功電功率電熱

專題二電功電功率電熱★常考點(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(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

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(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＝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(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(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?，反之，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D第2題圖學(xué)生隨堂鞏固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“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

的簡單電路，電流表的示數(shù)為通過R1的電流，即

＝0.2A；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

＝0.3A.∵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)化過關(guān)

實(shí)驗(yàn)一測定小燈泡的電功率

★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(shí)，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?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，通電后通過玻璃管中液柱的高度來顯示

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)入玻璃管并高出瓶內(nèi)的液面，這是因?yàn)?/p>

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

．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)比液體好瓶內(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)系控制變量法測量定值電阻的阻值R＝測量小燈泡的電阻測量小燈泡的電功率P＝UI一圖三用：測電阻、測功率、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；改變被測量對(duì)象兩端電壓，多測幾組電流、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量定值電阻的阻值多次測量取平均值取平均值減小誤差，計(jì)算電阻值測量小燈泡的電阻多次測量不取平均值燈絲電阻隨溫度升高而增大測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”電表問題

(1)量程選擇：電壓表的量程由被測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)常見問題

①電表錯(cuò)連：流表并短路生，壓表串電路斷，柱接反針反偏。

②電表錯(cuò)測：壓表測滑變，兩表示數(shù)反；壓表測電源，其數(shù)不改變伏安法是一種較為普遍的測量電阻、電功率的方法，但由于電表的內(nèi)阻往往對(duì)測量結(jié)果有影響，所以這種方法常帶來明顯的系統(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)滑變問題電路故障多測目的(1)常見問題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)來確定測定值電阻阻值的實(shí)驗(yàn)中，多次測量是為了求平均值從而減小誤差；而測量小燈泡電阻和實(shí)際功率的實(shí)驗(yàn)中，多次測量是為了分析變化的普遍規(guī)律要點(diǎn)三特殊方法測電阻、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出電流大小。根據(jù)“串等流”特點(diǎn)將被測對(duì)象與已知電阻串聯(lián)，再利用電壓表測出兩者電壓，利用所測量導(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出兩端電壓。根據(jù)“并等壓”特點(diǎn)將被測對(duì)象與已知電阻并聯(lián)，再利用電流表測出兩者電流，利用所測量導(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)即與被測電阻的阻值相等Rx＝R0特殊方法測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)