电工和电功率初中物理

第三章电功和电功率、电热器九年义务教育(yìwùjiàoyù)三年制初中自然科学第五册第一页，共31页。1电功和电功率定义(dìngyì)：公式(gōngshì)：电功电流(diànliú)所做的功，用W表示。国际：焦耳，简称焦，用J表示W=UIt=Pt=UQ单位：电热定义：测定电功率焦耳定律内容电流在单位时间内所做的功，用P表示。单位常用单位：千瓦时，用KW·h表示。换算关系：1KW·h=3.6×106J公式：国际：瓦特，简称瓦，用W表示。常用：千瓦，用KW表示。原理、电路图、器材用电器的功率额定功率实际功率公式：Q=I2Rt电热的利用和防止换算：1KW=1000W第二页，共31页。2一、电功1.电功：以下图说明，电流是可以做功的。这时，电动机消耗(xiāohào)电能，同时，砝码的机械能增加，在这个过程中，电能转化为机械能。第三页，共31页。31.电功电流(diànliú)通过电灯、电炉等用电器时都要做功。电流(diànliú)做功，电灯发光。电流(diànliú)做功，电炉发热。电流做功，电扇转动。电流做功，电车开动。第四页，共31页。4电能(diànnéng)转化为其他形式的能电流不仅通过电动机时做功，通过电灯、电炉等用电器时都要做功，电流通过电炉时发热，电能转化为热能(rènéng)。电流通过电灯时灯丝灼热发光，电能转化为热能(rènéng)和光能。电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式(xíngshì)能量的过程。电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式(xíngshì)的能量。第五页，共31页。51.电功研究说明：电流所做的功跟电压、电流和通电时间成正比。电流所做的功叫做电功。如果电压U的单位用伏特，电流I的单位用安培(ānpéi)，时间t的单位用秒，电功W的单位就是焦耳。计算电功的公式是：W=UIt这就是说，电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压(diànyā)、电路中的电流和通电时间的乘积。第六页，共31页。62.电能表电功通常(tōngcháng)用电能表来测定。把电能表接在电路中，电能表的记数器上前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。第七页，共31页。71KW·h电的作用(zuòyòng)第八页，共31页。81KW·h电的作用(zuòyòng)采掘(cǎijué)原煤105Kg第九页，共31页。91KW·h电的作用(zuòyòng)一次灌溉(guàngài)麦田330m2机织(jīzhī)棉布11m第十页，共31页。10二、电功率1.电功率：为了表示(biǎoshì)电流做功的快慢，物理学中引入了电功率的概念。电流在单位时间内所做的功叫做电功率。公式(gōngshì)：P=W/t=UI上式说明，电功率等于电压与电流的乘积。电功率的单位：瓦特〔W〕，还有千瓦〔KW〕1KW=1000W第十一页，共31页。11额定功率(édìnɡɡōnɡlǜ)用电器正常(zhèngcháng)工作时电压〔铭牌上标出的电压〕用电器在额定电压下的功率(gōnglǜ)〔铭牌上标出的功率(gōnglǜ)〕实际电压用电器实际工作时的电压实际功率用电器在实际电压下的功率实际功率与额定功率的关系实际电压大于等于小于额定电压实际功率大于等于小于额定功率影响寿命正常工作不能正常工作额定电压第十二页，共31页。12特点物理比较概念电功电功率概念意义公式单位测量方法

联系电流(diànliú)在单位时间内所做的功电流做功(zuògōng)多少电流(diànliú)做功快慢W=UItP=UI焦耳千瓦时瓦特千瓦用电能表直接测量用伏安法间接测量W=Pt电流所做的功电功和电功率的区别和联系第十三页，共31页。13三、实验：测定(cèdìng)小灯泡的功率原理(yuánlǐ)：电路图P=UI第十四页，共31页。14三、实验：测定小灯泡(dēngpào)的功率(U额=2.5V)实验(shíyàn)器材：第十五页，共31页。15三、实验：测定(cèdìng)小灯泡的功率(U额=2.5V)连接(liánjiē)实验电路：第十六页，共31页。16三、实验：测定(cèdìng)小灯泡的功率(U额=2.5V)测量数据如下表，实验(shíyàn)数据的处理：32正常(zhèngcháng)较亮较暗第十七页，共31页。17四、关于(guānyú)电功率的计算例题1、“PZ220—25〞的灯泡，接在220V的电路(diànlù)中，通过灯泡的电流有多大？这个灯泡的电阻有多大？“PZ220V—60〞的灯泡呢？解：对“PZ220—25〞的灯泡(dēngpào)：电流电阻对“PZ220—60〞的灯泡：电流电阻第十八页，共31页。18四、关于(guānyú)电功率的计算例题2、“PZ220—25〞的灯泡，接在210V的电路中，实际(shíjì)发出的功率是多大？接在230V的电路中，实际(shíjì)发出功率又是多大？“PZ220—25〞的灯泡(dēngpào)接在210V的电路中：电流功率“PZ220—60〞的灯泡接在230V的电路中：电流功率电阻R=U2/P=(220V)2/25W=1936欧=2000欧解：“PZ220—25〞的灯泡的内电阻第十九页，共31页。19五、焦耳定律(jiāoěrdìnɡlǜ)灯泡接入电路(diànlù)中时，灯泡和电线中流过相同的电流，灯泡和电线都要发热，可是实际上灯泡热得发光，为什么电线的发热却觉察不出来？电路(diànlù)中接入大功率的电炉，电线将显著发热，有可能烧坏它的绝缘皮，甚至引起火灾，这是为什么？家庭电路中使用功率(gōnglǜ)过大的用电器可能引起火灾第二十页，共31页。20实验(shíyàn)：焦耳定律第二十一页，共31页。21焦耳定律(jiāoěrdìnɡlǜ)电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电(tōngdiàn)时间成正比。这个规律叫做焦耳定律。焦耳定律可以用公式Q=I2Rt来表示。公式中电流I的单位要用安培，电阻R的单位要用欧姆，通电时间t的单位要用秒，这样(zhèyàng)热量Q的单位就是焦耳。第二十二页，共31页。22例题：一根60Ω的电阻丝接在36V的电源上，在5min内共产生(chǎnshēng)多少热量？焦耳定律(jiāoěrdìnɡlǜ)先利用欧姆定律计算(jìsuàn)出通过电阻丝的电流，再利用焦耳定律公式计算(jìsuàn)电流产生的热量。解：Q=I2Rt=(0.6)2×60×300J=6480J第二十三页，共31页。23焦耳定律可以根据电功的公式和欧姆定律的公式推导(tuīdǎo)出来。焦耳定律(jiāoěrdìnɡlǜ)证明：电流通过导体时，如果电能全部转化为热能，而没有转化为其他形式的热量，也就是电流所做的功全部用来(yònɡlái)产生热量，那么，电流产生的热量Q就等于电流所做的功W，即Q=W=UIt，再根据欧姆定律U=IR，就得到Q=I2Rt。第二十四页，共31页。24怎样(zěnyàng)理解焦耳定律焦耳定律定量地描述了电能向热能转化的规律，用公式Q=I2Rt来表示，适用于任何(rènhé)电路。在电流所做的功全部用来产生热量时，焦耳定律可根据电功公式W=UIt和欧姆定律导出：Q=W=UIt=，这里的条件是电功全部用来产生电热，上述公式才成立，所以，它们只适用于纯电阻(diànzǔ)电路。在纯电阻(diànzǔ)电路中，在不同的情况下，选用不同的公式去解决问题会更简便。第二十五页，共31页。25六、电热(diànrè)的作用常见(chánɡjiàn)的电热器：第二十六页，共31页。26六、电热(diànrè)的作用1.电热的利用：电热器是利用电来加热的设备，电炉、电烙铁、电熨斗、电饭锅电烤炉等都是常见的电热器。电热器的主要组成局部是发热体，发热体是由电阻率大，熔点(róngdiǎn)高的电阻丝绕在耐高温的绝缘材料上做成的。电热器的优点：利用电热器清洁卫生，没有环境污染，热效率高，还可以方便地控制和调节温度。第二十七页，共31页。272.防止电热的危害：在电动机里，电流主要用来做机械功，但电动机里的导线有电阻，也要产生热量，使导线的温度升高，温度超过绝缘材料(cáiliào)的耐热温度，绝缘材料(cáiliào)会迅速老化，甚至可能烧坏。这就需要考虑如何加快散热。有的电动机里装有风扇，外壳做成如图形状，都是为了加快散热。六、电