資源簡介

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必備知識
方法技巧
知識1　電功、電能和電熱
一、電能
1.電能的定義:電流所具有的能量稱為電能。
2.電能的應(yīng)用

3.電能的國際單位制單位:焦耳(J);常用單位:kW·h(度),1 kW·h=1度,1 kW·h=3.6×106 J。
4.電能的優(yōu)越性
⑴電能的來源比較廣泛。自然界中存在著各種形式的能,如化學(xué)能、水能、風(fēng)能、太陽能等,這些
能都能較方便地轉(zhuǎn)化為電能,如電池和發(fā)電機(jī)就是實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化的裝置。
⑵電能便于輸送。用電線就可以把電能輸送到很遠(yuǎn)的地方,輸送電能比輸送煤、石油等燃料方便
得多。
⑶電能使用方便。電能能很方便地轉(zhuǎn)化為其他形式的能。
⑷用電器在管理和操作方面比較簡單,污染少,有利于環(huán)保。
二、電功
1.定義:電功就是電流所做的功,電流做功的過程就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程,因此,可以認(rèn)
為電功就是電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能的量度。
2.基本公式:W=UIt,在使用時(shí)要注意這四個量的單位必須統(tǒng)一,且這四個量必須是同一導(dǎo)體在相應(yīng)
時(shí)間的值。
3.推導(dǎo)公式:W=I2Rt(常用于純電阻的串聯(lián)電路)
W=U2t/R(常用于純電阻的并聯(lián)電路) W=Pt(力學(xué)與電學(xué)通用)
注:純電阻電路是指把電能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的電路,對于純電阻電路,以上公式都可以用,對于非純
電阻電路,只能用基本公式,不能用推導(dǎo)公式。
4.單位:電功的國際單位制單位和其他功的單位一樣,也是焦耳(J),常用單位是千瓦時(shí),也叫“度”,
用“kW·h”來表示。
5.測量工具:電能表。
三、利用電能表測家庭電路中消耗的電能
1.電能表中幾個重要的參數(shù)

⑴“220 V”表示這個電能表應(yīng)該在220伏的電路中使用;
⑵“10(20)A”表示這個電能表的額定電流為10安,短時(shí)間內(nèi)最大電流為20安,電能表工作時(shí)的電流不應(yīng)超過20安;
⑶“2 500 r/(kW·h)”表示接在這個電能表上的用電器,每消耗1 kW·h的電能,電能表上的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過
2 500轉(zhuǎn);
⑷“50 Hz”表示這個電能表在頻率為50 Hz的交流電路中使用。
2.本月底電能表示數(shù)-上月底電能表示數(shù)=本月消耗電能。
3. =消耗電能(kW·h);
=消耗電能(kW·h)。
四、電熱
1.電熱的計(jì)算
電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的電熱Q=I2Rt,純電阻電路中Q=W=Pt=UIt= t=I2Rt。
2.電熱的利用率(熱效率)
以電水壺為例,電流通過時(shí)產(chǎn)生的熱量Q總=W=Pt,而水吸收的熱量Q吸知識2　電功率
一、電功率
1.定義:電流在單位時(shí)間內(nèi)做的功。
2.意義:表示電流做功快慢的物理量。
3.基本公式:P=W/t,P=UI。
4.推導(dǎo)公式:P=I2R(常用于純電阻的串聯(lián)電路)
P=U2/R(常用于純電阻的并聯(lián)電路)
注:純電阻電路是指把電能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的電路,對于純電阻電路,以上公式都可以用,對于非純
電阻電路,只能用基本公式,不能用推導(dǎo)公式。
5.單位:在國際單位制中,電功率的單位是瓦特(W),常用單位還有千瓦(kW)。
二、串、并聯(lián)電路中功率的規(guī)律
串聯(lián)電路 并聯(lián)電路
電路圖
總功率 P總=P1+P2 P總=P1+P2
各用電器功率關(guān)系 = =
三、測量小燈泡的電功率
1.實(shí)驗(yàn)原理:P=UI。
2.實(shí)驗(yàn)電路圖
3.實(shí)驗(yàn)器材
電源、滑動變阻器、電壓表、電流表、小燈泡、開關(guān)、導(dǎo)線若干。
4.實(shí)驗(yàn)步驟
⑴按設(shè)計(jì)的電路圖連接實(shí)物,并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄表格。
⑵檢查電路無誤后,將滑動變阻器滑片移至最右端,閉合開關(guān)S,移動滑動變阻器的滑片,觀察電壓
表的示數(shù)。當(dāng)電壓表的示數(shù)等于小燈泡的額定電壓時(shí),停止滑動,并記下電流表的示數(shù)。
⑶調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使小燈泡兩端的電壓為額定電壓的1.2倍,觀察小燈泡的發(fā)光情況,并記
下電壓表和電流表的示數(shù)。
⑷調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使小燈泡兩端的電壓為額定電壓的 ,觀察小燈泡的發(fā)光情況,并記下電
壓表和電流表的示數(shù)。
⑸利用公式P=UI分別計(jì)算出小燈光的電功率,記錄在表格中。
⑹整理實(shí)驗(yàn)器材。
5.實(shí)驗(yàn)表格
電壓U/V 電流I/A 電功率P/W 燈泡亮度
U實(shí)=U額
U實(shí)>U額
U實(shí)6.實(shí)驗(yàn)結(jié)論
若U實(shí)>U額,則P實(shí)>P額,小燈泡較亮;
若U實(shí)=U額,則P實(shí)=P額,小燈泡正常發(fā)光;
若U實(shí)四、額定功率和實(shí)際功率的區(qū)別與聯(lián)系
1.額定電壓:用電器正常工作時(shí)的電壓,或用電器上標(biāo)明的電壓,常用U額來表示。用電器兩端電壓
低于額定電壓時(shí),用電器不能正常工作;高于額定電壓時(shí),用電器易被燒壞。
2.額定功率:用電器在額定電壓下工作時(shí)的功率叫額定功率,用P額來表示。用電器上所標(biāo)出的功率
一般為額定功率。
3.實(shí)際電壓:用電器實(shí)際工作時(shí)的電壓,常用U實(shí)來表示。
4.實(shí)際功率:用電器實(shí)際消耗的電功率,常用P實(shí)來表示。
說明:每個用電器的額定電壓和額定功率只有一個,而實(shí)際電壓和實(shí)際功率可以有無數(shù)個。額定電
壓和額定功率與實(shí)際電壓和實(shí)際功率的關(guān)系如表。
電壓關(guān)系 功率關(guān)系 用電器工作情況
U實(shí)=U額 P實(shí)=P額 用電器正常工作
U實(shí)U實(shí)>U額 P實(shí)>P額 用電器不能正常工作,易損壞用電器
方法　多擋位電路的處理技巧
　　通常家用多擋用電器是通過改變開關(guān)或連接狀態(tài),改變工作電路,從而改變用電器消耗的電功
率,達(dá)到改變工作效果的目的。如常見的電飯鍋、電熱水器處于消耗電功率較大的擋,加熱效果明
顯。
電熱器工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,根據(jù)實(shí)際需要,往往要設(shè)計(jì)不同擋位。電熱器的高、低擋指的是
“功率”不同。由于電源電壓不變,高擋時(shí)功率大,電阻小,通常為單個小電阻或兩電阻并聯(lián);而低
擋時(shí)功率小,電阻大,通常為兩電阻串聯(lián)或單個大電阻。
例　小黃家中新購置了一臺掛式電熱水器,他查看了電熱水器說明書后,將電熱水器內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)
簡化成如圖所示電路圖,該熱水器設(shè)有高、中、低三擋,電熱絲R1=48.4 Ω,電熱絲R2=24.2 Ω,容積為
20 L,使水從20 ℃加熱到70 ℃,下列說法不正確的是[水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃)] (　 )
A.開關(guān)S、S1閉合,S2斷開,處于低溫?fù)?br/>B.水從20 ℃加熱到70 ℃需要吸收的熱量為4.2×10 6 J
C.若利用中溫?fù)跫訜嵝枰? 200 s,則電熱轉(zhuǎn)化效率為50%
D.高溫?fù)醯募訜峁β蕿? 800 W
D
變式　某興趣小組想要利用風(fēng)扇、發(fā)熱電阻等元件,制作一個有低溫?fù)鹾透邷負(fù)醯呐L(fēng)機(jī),設(shè)計(jì)了
發(fā)熱部分的兩種電路,如圖甲、乙所示。
(1)圖甲中,當(dāng)開關(guān)S閉合、S1斷開時(shí),R1和R2的連接方式是　　　 ,此時(shí)處于　　 擋工作狀態(tài)。
(2)若選用圖乙所示電路,電源電壓為24伏,想要實(shí)現(xiàn)發(fā)熱電阻R3的電功率為120瓦,則選用R3的阻值
應(yīng)為多少
(3)按圖乙電路制作的暖風(fēng)機(jī)高溫?fù)醯目偣β蕿?00瓦,在高溫?fù)豕ぷ?00秒,暖風(fēng)機(jī)所消耗的電能
是多少
串聯(lián)
低溫
1.2×10 5 J 　
4.8Ω　

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