第十五章 电功和电热

1、电学的基本物理量电学的基本物理量一、电压：由电源提供。一、电压：由电源提供。二、电流：电荷的定向移动形成电流二、电流：电荷的定向移动形成电流电流产生的条件：电流产生的条件：1、有电压；、有电压；2、电路是通路。、电路是通路。 三、电阻：物理学中表示导体对电流的阻碍作用三、电阻：物理学中表示导体对电流的阻碍作用影响导体电阻大小的因素：影响导体电阻大小的因素： 导体的长度导体的长度 导体的横截面积导体的横截面积 导体的材料导体的材料 实验方案实验方案-控制变量法控制变量法 方案方案1: 控制控制_不变不变, 研究电阻研究电阻R与材料的关系与材料的关系 方案方案2: 控制控制_不变不变, 研究电阻研

2、究电阻R与与S的关系的关系 方案方案3: 控制控制_不变不变, 研究电阻研究电阻R与与L的关系的关系L和和SL和材料和材料S和材料和材料实验设计实验设计-实验仪器 电阻丝（电阻丝（4根）根）;电池组电池组;开关开关;电电流表流表; 导线若干导线若干实验设计实验设计-电路图的设计电路图的设计A AAB 怎样比较电阻大小怎样比较电阻大小? 在相同的电压下，通过导体中的电流越在相同的电压下，通过导体中的电流越小小,说明导体的电阻越大。说明导体的电阻越大。二、决定电阻大小的因素：二、决定电阻大小的因素：材料材料长度长度横截面积横截面积温度温度电阻与材料有关电阻与材料有关L越长，电阻越大越长，电阻越大S

3、越小，电阻越大越小，电阻越大多数情况，温度越高，电阻多数情况，温度越高，电阻越大（金属）越大（金属）少数情况，温度越低，电阻少数情况，温度越低，电阻越大（玻璃）越大（玻璃）电阻是导体本身的一种性质！电阻是导体本身的一种性质！与电压、电流大小无关！与电压、电流大小无关！三、三、导体导体绝缘体绝缘体容易导电的物体容易导电的物体不容易导电的物体不容易导电的物体金属、石墨、人体、大地、金属、石墨、人体、大地、酸碱液的水溶液等酸碱液的水溶液等橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、油、纯水等油、纯水等相相 转转互互 化化导体、绝缘体之间没有绝对界限。导体、绝缘体之间没有绝对界限。条件改变时，条件

4、改变时，可互相转化可互相转化！导体中的电流与导体两端的电压成正导体中的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。比，与导体的电阻成反比。欧姆定律内容：欧姆定律内容：适用范围：适用范围：纯电阻电路纯电阻电路公式：公式：I = U R R = U I U = IR瓷筒瓷筒线圈线圈金属棒金属棒滑片滑片CD第二节第二节 变阻器变阻器构造构造二、滑动变阻器：二、滑动变阻器：P 右右 RP变大！变大！A AB BC CD D 要使变阻器的滑片向右运动时电流表的读数减要使变阻器的滑片向右运动时电流表的读数减小，小，MM、N N应与变阻器上哪两个接线柱相连？有应与变阻器上哪两个接线柱相连？有几种接法？几

5、种接法？P PMN三、电阻箱：三、电阻箱：1、旋盘式电阻箱旋盘式电阻箱：2、插孔式电阻箱插孔式电阻箱：R=3第十五章第十五章 电功和电热电功和电热第一节第一节 电能表和电功电能表和电功03087电能表的示数kWh电能表示数的单位俗称“度”220V电能表适用的额定电压是220V300r/kWh表示电路中消耗1kWh的电能电能表的转盘转过的圈数是300圈 10A（40A）电能表的基本电流是10A额定最大电流40A1kwh= J电能表：测量消耗电能的仪表1600imp/(kWh)消耗1kWh电能，指示灯闪烁1600次二、电功（二、电功（W）电流所做的功电流所做的功1、定义：、定义：3、影响电功大小的

6、因素：、影响电功大小的因素：2、能量转化：、能量转化： 电能电能 其它能其它能 U U 、I I 、 t t 实验方法：实验方法：控制变量法控制变量法电流做功的过程就是电能转化成其他形式能的过程。电流做功的过程就是电能转化成其他形式能的过程。电流做多少功，就有多少电能转化成其他形式的能。电流做多少功，就有多少电能转化成其他形式的能。 、研究电功与电压的关系：、研究电功与电压的关系：控制电流、通电时间相同控制电流、通电时间相同V1V2L甲甲L乙乙SL甲甲L乙乙、研究电功与电流的关系：、研究电功与电流的关系：控制电压、通电时间相同控制电压、通电时间相同A1A2S 电功 计算公式计算公式 WUIt

7、电流在某段电路上所做的电功，等于这段电路两端的电压、电路中电流以及通电时间的乘积。注意：注意：电流做功的过程就是电能转化成其他形式能的过程。电流做功的过程就是电能转化成其他形式能的过程。电流做多少功，就有多少电能转化成其他形式的能。电流做多少功，就有多少电能转化成其他形式的能。 单位：单位：1 J = 1V1A1S1 J = 1V1A1S1 1 度度 = 1kWh = 3.6= 1kWh = 3.610106 6 J J三、电功计算三、电功计算L甲甲L乙乙W = W = U IU I t t纯电阻电路中：纯电阻电路中： I = U / R I = U / R U = I R U = I R纯电

8、阻纯电阻W = W = I I 2 R R t tW = W = U U 2 t t/ / R RL甲甲L乙乙串联：串联： W = W = I I 2 R R t t并联：并联： W = W = U U 2 t t/ / R R1kWh的电能做些什么？第二节第二节 电功率电功率一、电功率：一、电功率： 描述电流做功快慢的物理量描述电流做功快慢的物理量1、定义：、定义：单位时间内电流所做的功单位时间内电流所做的功2、公式：、公式：P P = = W / W / t tP P = = U IU I 3、单位：、单位：W W（瓦）（瓦）k kW W（千瓦）（千瓦）1KWKW = 103W W = 1

9、06mWmW额定功率：额定功率：用电器在额定电压下工作（正常工用电器在额定电压下工作（正常工作）时的功率作）时的功率实际功率：实际功率：用电器在某一电压下工作的电功率用电器在某一电压下工作的电功率二、额定功率：二、额定功率： 用电器在额定电压下正用电器在额定电压下正常工作时的功率常工作时的功率额定电压：额定电压： 用电器正常工作时的电压用电器正常工作时的电压三、三、电功率电功率的的测量测量：1、原理：、原理：P P = = U IU I 2、电路图：、电路图：AVRPSLRP的作用：调节的作用：调节L两端电压。两端电压。U U实际实际 U U额定额定P P实际实际 P P额定额定灯过亮灯过亮灯

10、泡的亮度由实际功率决定灯泡的亮度由实际功率决定,越亮则实际功率越大越亮则实际功率越大注：注：注：串联时，注：串联时，R R大的灯亮；大的灯亮； 并联时，并联时，R R小的灯亮。小的灯亮。纯电阻纯电阻P P = = I I 2 R RP P = = U U 2 / / R RP P = = U IU I 第三节第三节 电流的热效应电流的热效应导体中有电流通过时发热的现象。导体中有电流通过时发热的现象。焦耳定律演示实验焦耳定律演示实验电流产生的热跟哪些因素有关：电流产生的热跟哪些因素有关：R R 实验方法：实验方法： 控制变量法控制变量法I It t 实验电路：实验电路：AR R1 1R R2 2

11、RPSAR R1 1R R2 2RPS油油通过观察油面高低来判通过观察油面高低来判断产生热量多少断产生热量多少AR R1 1R R2 2RPS气体气体通过观察气球体积大小通过观察气球体积大小来判断产生热量多少来判断产生热量多少气球气球AR R1 1R R2 2RPS火柴火柴通过观察哪根火柴先点通过观察哪根火柴先点燃判断哪根阻丝产生热量多燃判断哪根阻丝产生热量多焦耳定律：焦耳定律：电流通过导体时产生的热电流通过导体时产生的热量与电流的平方成正比，与导体的电阻量与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电的时间成正比成正比，与通电的时间成正比公式：公式： Q=IQ=I2 2RtRt单位：单位：Q

12、J， IA， R ， t s注意：注意：对于电风扇一类的用电器，不是把所消对于电风扇一类的用电器，不是把所消耗的所有电能耗的所有电能W=IUtW=IUt都转化为内能都转化为内能Q Q，所，所以那时的以那时的WQ.WQ.四、电热的防止和应用：四、电热的防止和应用：散热器散热器长期不用，定时通电长期不用，定时通电一、电热器：一、电热器： 电能转化为内能的装置电能转化为内能的装置1、电流的热效应：、电流的热效应： 导体中有电流通过导体中有电流通过时发热的现象。时发热的现象。2、发热器的组成：、发热器的组成： 发热体发热体电阻率大、电阻率大、熔点高的电阻丝熔点高的电阻丝（镍铬合金）（镍铬合金）3、对于

13、电热器：、对于电热器：Q = WQ = Wcmcmt = = U I tU I t第四节第四节 家庭电路与安全用电家庭电路与安全用电一、家庭电路的组成：一、家庭电路的组成：进进户户线线闸刀开关闸刀开关熔断器熔断器开关开关用电器用电器插座插座（七部分）（七部分）熔断器：熔断器：在电流达到危险程度前自动熔断在电流达到危险程度前自动熔断（1）电路中电流过大的原因：）电路中电流过大的原因：a、超负荷（总功率过大）：、超负荷（总功率过大）：b、短路：、短路：在备接大功率用电器的插在备接大功率用电器的插座支路单独接熔断器！座支路单独接熔断器！（2）熔丝：）熔丝：电阻率大、熔点低电阻率大、熔点低铅珶合金铅珶

14、合金（3）选择：）选择： I I保险额定保险额定 I I干路干路 螺口白炽灯：螺口白炽灯：火火零零三孔插座：三孔插座：接金属外壳、大功率电器接金属外壳、大功率电器火火零零大地大地上地、左零、右火上地、左零、右火接线方法：接线方法：5、三孔插座：、三孔插座：接金属外壳、大功率电器接金属外壳、大功率电器火火零零大地大地上地、左零、右火上地、左零、右火接线方法：接线方法：5、三孔插座：、三孔插座：接金属外壳、大功率电器接金属外壳、大功率电器火火零零大地大地上地、左零、右火上地、左零、右火接线方法：接线方法：7、判断家庭电路故障：、判断家庭电路故障：（1）先看保险丝）先看保险丝熔断熔断完整完整短路短路断路（停电）断路（停电）（2）若断路）若断路 用测电笔用测电笔火火零零A B 测电笔触测电笔触A点点不亮不亮火线断路火线断路亮亮火线完整火线完整测电笔触测电笔触B点点亮亮零线断路零线断路测电笔火零金属体火测电笔是用来辨别 线和 线的，手应该接触笔尾的 ，笔尖接触一根电线，如果氖管发光，表示接触的是 线,否则是 线。零安全用电安全用电触电形式：触电形式：单线触电单线触电双线触电双线触电高压电弧高压电