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初中科学

发布时间:2013-10-07 17:30:05  

九年义务教育三年制初中自然科学第五册

温州市瓯海区仙岩镇第一中学

电功

定义: 电流所做的功,用W表示。 公式: W = U I t = P t = UQ 国际:焦耳,简称焦,用 J 表示 单位: 常用单位:千瓦时,用KW· h表示。

换算关系:1KW· h=3.6×106 J

电 功 和 电 功 率

定义: 公式: 单位

电流在单位时间内所做的功,用P表示。

电功率

国际:瓦特,简称瓦,用W表示。 常用:千瓦,用KW表示。

换算:1KW =1000W 测定 原理、电路图、器材 额定功率 用电器的功率 实际功率 内容 公式:Q = I2 Rt 电热的利用和防止 焦耳定律

电热

一、电 功
1.电功:下图表明,电流是可以做功的。这时,电动 机消耗电能,同时,砝码的机械能增加,在这个过程中, 电能转化为机械能。

1.电 功
电流通过电灯、电炉等用电器时都要做功。

电流做功,电灯发光。

电流做功,电炉发热。

电流做功,电扇转动。

电流做功,电车开动。

电能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。电流通过电灯时灯

丝灼热发光,电能转化为热能和光能。
电流做功的过程,实际就是电能转化为

其他形式能量的过程。电流做了多少功,就
有多少电能转化为其他形式的能量。

1.电 功
研究表明: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,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 = U I t 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、电路中的电流和

通电时间的乘积。

2.电 能 表
电功通常用电
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。

1KW· h电的作用

电炉炼钢1.6Kg

生产化肥0.7Kg

1KW· h电的作用

采掘原煤105Kg

电车行驶0.85km

1KW· h电的作用

一次灌溉麦田330m2

机织棉布11m

二、电功率
1.电功率:为了表示电流做功的快慢,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:P = W/t=U I 上式表明,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

2.额定功率
额定电压 用电器正常工作时电压(铭牌上标出的电压) 额定功率 用电器在额定电压下的功率(铭牌上标出的功率) 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
大于

实 际 电 压

等于

额 定 电 压

实 际 功 率

大于 等于

额 定

功 率

影响寿命 正常工作

小于

小于

不能正 常工作

电功和电功率的区别和联系
特点 物理 比较 概念 概念

电功
电流所做的功
电流做功多少 W=UIt

电功率
电流在单位时间内所做的功

意义
公式

电流做功快慢 P=UI 瓦特 千瓦 用伏安法间接测量

单位 测量方法 联系

焦耳 千瓦时
用电能表直接测量 W=P t

三、实验:测定小灯泡的功率 原理: P = UI 电路图

三、实验:测定小灯泡的功率 (U额 = 2.5V ) 实验器材:

三、实验:测定小灯泡的功率(U额 = 2.5V ) 连接实验电路:

三、实验:测定小灯泡的功率(U额 = 2.5V ) 测量数据如下表,实验数据的处理:

2.5 3
2

0.3

0.75 正常

0.35 1.05 较亮 0.24 0.48 较暗

四、关于电功率的计算
例题1、“PZ220—25”的灯泡,接在220V的电路

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:

电流
电阻 对“PZ220—60”的灯泡: 电流

电阻

四、关于电功率的计算
例题2、“PZ220—25”的灯泡,接在210V的电路中,实际发 出的功率是多大?接在230V的电路中,实际发出功率又是多大?

解:

“PZ220—25”的灯泡的内电阻

电阻 R=U2/P=(220V)2/25W=1936欧=2000欧
“PZ220—25”的灯泡接在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

五、焦耳定律
灯泡接入电路中时, 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过

大的用电器可能引起火灾

实验:焦耳定律

焦耳定律
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 = I2 Rt 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,这样热量 Q 的单位就是焦耳。

焦耳定律
例题:一根60Ω的电阻丝接在36V的电源上,

在5min内共产生多少热量?
先利用欧姆定律计算出通过电阻丝的电流,

再利用焦耳定律公式计算电流产生的热量。

解:

Q=I2Rt=(0.6)2×60×300J=6480J

焦耳定律
焦耳定律可以根据电功的公式和欧姆定律的

公式推导出来。

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 = U I t,再根据欧姆定律 U = IR,

就得到Q = I 2 R t。

怎样理解焦

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 = I2 Rt 来表示,适用于任何电路。 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电路。在纯电阻电路中,

在不同的情况下,选用不同的公式去解决问题
会更简便。

六、电热的作用 常见的电热器:

六、电热的作用 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。

电热器的主要组成部分是发热体,发热 体是由电阻率大,熔点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。

六、电热的作用 2. 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,

温度超过绝缘材料的耐热温度,绝
缘材料会迅速老化,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、电热的作用 2. 防止电热的危害:
收音机、电视

机也要考虑散热,
所以在机壳上都有

散热孔。

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