第17章 电功电功率电流的热效应

1、第十七讲电功 电功率 电流的热效应常考点一：电能常考点二：电功率常考点三：测小灯泡的电功率 重点摘要常考点四：焦耳定律第十七章电功 电功率 电流的热效应 常考点一电能常考点一电能1电功：电流通过某段导体所做的功叫做电功，消耗电能的过程即电流做功的过程，实质上是将电能转化为 能的过程2电能(电功)：国际主单位是 ，符号 ，日常生活中常用单位是 ，物理学中叫 ，1 kWh 3电功的基本计算公式为 ，推导公式为 、 、 。 其他形式焦耳J度千瓦时(kWh)3.6106 JWUIt5电能表的使用：(1)最后一位有红色标记的数字表示小数位(2)电能表前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数如电能表月初

2、读数 ，月底读数是 ，这个月用电 度，合 J.4电能表：俗称电度表，是测量 的仪表电能表上标有“220 V2.5 A”和“3000 r/(kWh)”等字样，表示的物理意义分别是：这只电能表只能在电压为 的电路中使用，允许通过的标定电流是 ，每消耗1 kWh的电能，电能表的转盘转过 r.电能(电功)220 V2.5 A300018.63 2 6 5 43 2 4 6 8 常考点二电功率常考点二电功率1电功率：反映电流做功 的物理量，电功率等于 与 之比2电功率公式：P ，若是纯电阻电路，由欧姆定律可得变形公式P 或P 3单位：国际主单位是 ，另一个单位是 ，二者换算关系是 快慢电功时间UI瓦特千

3、瓦4额定电压和额定功率：额定电压是指用电器在 时的电压，额定功率是指用电器在 电压下的电功率，与实际电压、实际功率的关系如下： ，则 ，用电器正常工作；若 额时，则 ，用电器不能正常工作； ，损坏用电器 帮你归纳不同的用电器功率一般不同：空调、微波炉的功率大约为1000 W；电视机、电子计算机的功率大约为200 W；电冰箱、电风扇的功率约为100 W.正常工作额定= 易错警示1.由公式PUI可知不能单纯地说电功率与电压U成正比，与电流I成正比，因为当加在电路两端的电压变化时，通过电路中的电流也随着变化2电功率大的用电器只能说明该用电器消耗电能快或电流做功快，并不表示电流做功的多少3公式PUI的

4、适用条件：用于一切电功率的计算， 是功率的定义式，适合力、热、电和其他任何情况下的能量转化功率的计算，对于纯电阻电路来说还可先用推导式P 和P = 来计算4灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的5用电器的P额、U额具有唯一性、对应性，而用电器的U实、P实有很多个，且U实、P实具有同体性、同时性 常考点三测小灯泡的电功率常考点三测小灯泡的电功率1原理：用 表测出小灯泡两端电压U，用 表测出通过小灯泡的电流I，用公式 算出小灯泡的功率P.电压电流P PUI I2电路图：如图所示3滑动变阻器的作用：(1) (2)改变 ，从而实现多次测量保护电路小灯泡两端电压 帮你归纳多次测量的目的：1在测量小灯泡电功率

5、的实验中，多次测量的目的是为了研究小灯泡亮度(或电功率)与灯泡两端电压的关系2在测量小灯泡电阻的实验中，多次测量的目的是为了研究小灯泡的电阻是否与温度有关3在测量定值电阻的实验中，多次测量的目的是为了求平均值，以减小测量误差. 4测量小灯泡电功率的实验与测量小灯泡电阻的实验的对比：(1)同：器材、电路图、滑动变阻器作用、实验故障(2)异：实验原理(3)联系：利用测量小灯泡电功率的实验数据也可以计算小灯泡的电阻；同样，利用测量小灯泡电阻的实验数据也可以计算小灯泡的电功率5实验中常见的故障及其产生的原因：(1)故障现象：灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数较大(指示电源电压)产生原因：灯泡 (2)故

6、障现象：小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数产生原因：灯泡 (3)故障现象：灯泡发光较暗，移动滑动变阻器的滑片，电流表和电压表的示数均不变产生原因：滑动变器 (4)故障现象：灯泡发光较亮，移动滑动变阻器的滑片，电流表和电压表的示数均不变产生原因：滑动变阻器 (5)故障现象：灯泡发光，移动滑动变阻器的滑片，发现电流表的示数变大，而电压表的示数变小产生原因：电压表 (6)故障现象：灯泡发光较暗，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现电压表的示数都不能达到灯泡的额定电压产生原因：电源电压 灯泡的额定电压(7)故障现象：灯泡发光，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现电压表和电流表的示数变化均很小产生原因：

7、滑动变阻器的最大值太 相对于灯泡的电阻)断路短路接入的是下面两个接线柱接入的是上面两个接线柱接在了滑动变阻器两端小于小 常考点四焦耳定律常考点四焦耳定律1电流通过导体时 能转化为 能，这种现象叫做电流的热效应电内2焦耳定律(1)电流通过导体产生的热量跟 的平方成正比，跟导体的 成正比，跟 成正比，这个规律叫做焦耳定律(2)焦耳定律的公式为Q 其中I表示电流，单位是A，R表示电阻，单位是 ，t表示时间，单位是s，Q表示热量，单位是J.(3)电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化为其他形式的能，那么，电流产生的热量Q就等于消耗的电能W，即QWUIt，再根据欧姆定律UIR，就得到Q

8、.电流电阻通电时间3电热的利用和防止(1)利用：电热水器、电饭锅、电熨斗等(2)防止：带有孔的电视机后盖、电脑的微型风扇等 帮你归纳1.电热挡位判定方法：由 在电源电压U一定时，电阻越小，电功率越大，为高温挡位，反之，为低温挡位2纯电阻电路，串联电路： ，并联电路： . 剖析剖析1 电能表的相关计算电能表的相关计算 例例1 2014广安，11一天，小红看她家电能表的表盘如图所示，此时电能表的读数是 kWh；该电能表的表盘每转300转，说明小红家的用电器消耗了 kWh的电能 解析：电能表的示数：314.5 kWh；小红家用电器消耗的电能：W kWh0.5 kWh. 【方法点拨】(1)电能表读数时

9、，注意最后一位是小数；单位kWh.(2)600 r/kWh所表示的物理意义：电路中每消耗1 kWh的电能，电能表的转盘转600 r，据此求出表盘转300转消耗的电能例 1 图314.50.50.5剖析剖析2 对实际功率与额定功率认识对实际功率与额定功率认识例例2 2014巴中，11如图所示，两只额定电压相同的灯泡 ，串联在电路中，闭合开关后发现， 不亮， 亮，电压表有一定的示数，其原因可能是( )BA 的灯丝烧断B 的电阻小于 的电阻C 的实际功率小于 的实际功率D 的额定功率大于 的额定功率例 2 图 解析：如果灯泡 的灯丝烧断，则灯泡 也不会亮，故A错误；根据电路图可知，两灯泡串联， 亮，

10、说明电路为通路；电压表测量 两端电压，电压表有示数，说明 完好，灯泡 不亮，说明灯泡 的实际功率太小，由 知，电流相同时，功率越小，阻值越小，因此灯 的阻值要小于灯 的阻值，故B正确；综合B选项中的分析可知， 不亮， 亮，说明 的实际功率较大， 的实际功率较小，故C错误；由B项分析可知： ，那么在额定电压相同时，由 可得出阻值越大，其额定功率越小，即灯 的额定功率要大于灯 的额定功率，故D错误，故选B. 【方法点拨】知道灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率是正确解题的前提与关键，熟练应用串联电路的特点、功率公式及欧姆定律即可解题剖析剖析3 电功率的相关计算电功率的相关计算例例3 2014南京，19L

11、ED灯具有节能、环保等特点，如图是额定电压为220 V、额定功率为4.4 W的LED灯泡，该灯泡的额定电流是 A，若它每天正常发光5 h，一个月(30天)消耗的电能是 kWh，与普通白炽灯相比，在达到相同亮度的条件下，假设LED灯可以节约90%的电能，则这个LED灯与功率为 W的白炽灯亮度相当例 3 图0.020.6644 解析：该灯泡的额定电流是 ；消耗的电能WPt0.0044 kW5 h300.66 kWh；设两种灯泡正常发光的时间为t， ，LED消耗的电能为 kWt，白炽灯消耗的电能为 ，在达到相同亮度的条件下，LED灯可以节约90%的电能， 90%，解得：剖析剖析4 焦耳定律及其应用焦

12、耳定律及其应用例例4 2014成都，22将阻值为R甲40 和R乙10 的两个电阻串联后接在电源上，相同时间内，两电阻中产生热量较多的是 若将两电阻并联后接在4 V的电源上，1 min内两电阻产生的总热量为 J.120 解析：已知 ，根据焦耳定律 ，两个电阻串联后，通过的电流相等，相同时间内，电阻 中产生热量较多；两电阻并联，由 得， 共产生的热量 【方法点拨】此题考查学生对串联电路、并联电路特点的掌握和利用焦耳定律比较导体产生热量的多少，熟记电路特点，灵活运用焦耳定律公式是解决此题的关键学生随堂巩固1如图是一电能表面板的图片，据此你认为下面有关该表的几个参数的说法正确的是( )A220 V说明

13、该电能表只能在220 V的电路中使用B10(20) A表明该表在工作时，流过的电流可以是10 A也可以是20 AC50 Hz是说该表在50 Hz的交流电路中使用D600 revs/(kWh)是说，当电能表上的圆盘转过600转时，该表已消耗了1 kWh的电能第 1 题图C 解析：220 V告诉我们该电能表应该在多高电压的电路中工作，但稍高或稍低于此电压时，电能表仍旧可以使用，且不影响工作，故A错；10(20)A表明该表正常工作时，通过的电流为10 A或10 A以下，短时间应用时电流可大些，但不能超过20 A，故B错误；50 Hz是说这个电能表应在50 Hz的交流电路中使用，不同国家交流电频率不同

14、，我国交流电频率为50 Hz，故C正确；600 revs/(kWh)说的是接在这个电表上的用电器，每消耗1 kWh的电能，电能表的表盘转过600转，故D错误，故选C.2如图是“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻间关系”的实验装置，两阻值分别为R和2R的电阻丝浸在相同质量和初温的煤油中，每一烧瓶里各插入一温度计关于这个实验的做法和说法正确的是( )A用温度计示数的变化来反映电阻丝产生热量的多少的方法，用的是控制变量法B两根电阻丝采用如图所示中的连接方式的目的是控制电压相同C在通电时间相同时，两瓶中煤油吸收的热量相同D实验中用的是煤油而不是水，主要是因为煤油是绝缘体，且在相同的条件下煤油的温度变

15、化明显D第2题图3通过测量小灯泡的电功率的实验，我们了解了实际功率与额定功率的区别，以下关于电功率的说法中正确的是( )A用电器的实际功率一定大于其额定功率B同一用电器的实际功率可有无数个值，而额定功率只有唯一值C将标有“220 V40 W”的灯泡接在110 V电路上时，它的实际功率为20 WD额定功率大的用电器，电流做的功也越多B4如图所示电路，电源电压保持不变只闭合开关S，电流表的示数为0.2 A，再闭合开关S1，电流表的示数变化了0.3 A那么闭合S、S1 后，R1与R2 的电功率之比是( )A2 3B3 2C5 2D1 2 解析：当只闭合开关S时，电路为 的简单电路，电流表的示数为通过

16、R1的电流，即 0.2 A；当再闭合 时，两电阻并联，电流表测干路电流，并联电路中各支路独立工作、互不影响，闭合开关 时通过 的电流不变，并联电路中干路电流等于各支路电流之和，通过 的电流等于电流表的示数变化量，即 0.3 A.并联电路中各支路两端的电压相等，闭合S、 后， 与 的电功率之比： .A第4题图5如图所示，是研究电流热效应的部分实验电路，甲电阻丝的阻值小于乙电阻丝的阻值比较通电后两根电阻丝各自两端的电压 以及它们在相同时间内分别产生的热量 的大小，下面关系中正确的是( )C 解析：由于两电阻丝串联，流过它们的电流I相等，通电时间t相等，由题意知： 知： 第5题图 实验强化过关 实验

17、一测定小灯泡的电功率实验一测定小灯泡的电功率 命题角度命题角度：1.实验电路图的连接.2.在连接电路时，开关应该断开.3.滑动变阻器的使用.4.电路故障分析.5.电流表和电压表的使用和读数.6.电功率的计算公式的应用例例1 在“测定小灯泡额定功率”的实验中，电源电压为6 V，小灯泡的额定电压为3.8 V.例 1 图(1)小明同学在连接实验电路时还有导线未接上，如图甲所示，请你用笔画线代替导线把图甲中的电路连接好(导线不得交叉)如答图所示 例 1 答图(2)在连接电路时，开关应该是 (3)小明同学在检查电路连接时，滑动变阻器的滑片应该移到 端(选填“A”或“B”)另一同学小红接好电路后，闭合开关

18、，发现电流表和电压表指针的转向情况如图乙所示，则可能的原因是：电流表 ，电压表 断开的B正负接线柱接反了量程太小(4)要使小灯泡正常发光，小明应移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为 V，若此时电流表的示数如图丙所示，其示数为 A，那么小灯泡的额定功率是 W.3.80.31.14 解析：(1)如答图所示(2)在连接电路时，开关应该是断开的；(3)由实物电路图知，滑片在B端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，因此在检查电路连接时，滑动变阻器的滑片应该移到B端；由图乙知，电流表指针反向偏转向左偏转，是因电流表正负接线柱接反造成的；由图乙知，电压表指针超过电压表的最大刻度线，这是所选电压表量程太小造成的

19、；(4)当电压表示数等于灯泡额定电压3.8 V时灯泡正常发光；由图丙知：电流表量程是0.6 A，最小分度值是0.02 A，电流表示数是0.3 A，灯泡的额定功率PUI3.8 V0.3 A1.14 W.实验二探究影响电流热效应的因素实验二探究影响电流热效应的因素 命题角度：命题角度：1.实验过程的改进.2.实验结论的判断依据.3.锥形瓶中装入等质量的红墨水的目的.4.用相同的电阻丝及玻璃管的作用.5.通过实验现象可以得到实验结果.6.实验结论例例2 在学习“探究影响电流热效应的因素”时，同学们发现用电阻丝对煤油加热时，观察温度计的示数变化的过程非常耗时，为了减少实验的时间，他们提出了如下改进的设想：设想一：将煤油换成水来做实验设想二：通过加热空气来做实验(1)根据所学知识，他们经过讨论，断定设想一是错误的，你认为他们判断的依据是： 水的比热容大，温度难升难降例 2 图(2)为了验证设想二，他们设计了下面的实验：在锥形瓶中装入 的红墨水，用相同的电阻丝及玻璃管组成如图A、B的装置，通电后通过玻璃管中液柱的高度来显示 的大小然后把它们分