电功和电热、焦耳定律、电阻定律(知识梳理)
《电功 电功率》 知识清单
《电功电功率》知识清单一、电功电功,简单来说,就是电流所做的功。
电流通过各种用电器时,会将电能转化为其他形式的能,这个转化的过程就是电流做功的过程。
电功的单位是焦耳(J),在日常生活中,我们常用“度”来计量电功,1 度= 1 千瓦时(kW·h)。
电功的计算公式为:W = UIt ,其中 W 表示电功,U 表示电路两端的电压,I 表示通过电路的电流,t 表示通电时间。
例如,一个灯泡两端的电压是 220V,通过的电流是 05A,通电 10分钟,我们可以先把 10 分钟换算成 600 秒,然后计算电功:W =220V×05A×600s = 66000J 。
如果知道电功率 P 和通电时间 t ,电功还可以用公式 W = Pt 来计算。
电功的大小与电压、电流和通电时间都有关系。
在电压和电流不变的情况下,通电时间越长,电流做的功越多;在通电时间相同的情况下,电压越大,电流越大,电流做的功就越多。
二、电功率电功率是表示电流做功快慢的物理量。
它等于单位时间内电流所做的功。
电功率的单位有瓦特(W)、千瓦(kW)等。
电功率的计算公式有:P = UI ,其中 P 表示电功率。
如果用电器的电阻为 R ,那么电功率还可以用公式 P = U²/R 或者P = I²R 来计算。
例如,一个电阻为484Ω 的灯泡,接在 220V 的电路中,它的电功率可以用 P = U²/R 来计算,即 P =(220V)²÷484Ω = 100W 。
在串联电路中,电流处处相等,电阻越大的用电器,其电功率越大;在并联电路中,各支路两端的电压相等,电阻越小的用电器,其电功率越大。
三、额定电压、额定功率和实际功率用电器正常工作时的电压叫做额定电压,在额定电压下工作时的功率叫做额定功率。
用电器在实际电压下工作时的功率叫做实际功率。
例如,一个灯泡上标有“220V 100W”,其中“220V”就是额定电压,“100W”就是额定功率。
高二物理电功、电功率、焦耳热通用版知识精讲
高二物理电功、电功率、焦耳热通用版【本讲主要内容】电功、电功率、焦耳热【知识掌握】【知识点精析】(一)电功和电功率1. 电功(1)定义:在一段电路中电场力所做的功,也就是通常所说的电流所做的功,简称为电功。
(2)公式:W=UIt。
电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I和通电时间t 三者的乘积。
注意:电功的计算式W=UIt对在恒定电流下的任何一段电路或用电器均成立。
(3)单位:在国际单位制中是焦(J),常用单位有千瓦时(kW·h),1kW·h=3.6×106J。
2. 电功率:表示电流做功的快慢(1)定义:单位时间内电流所做的功叫做电功率。
(2)公式:PWtUI ==一段电路上的电功率P等于这段电路两端的电压U和电路中电流I的乘积。
(3)单位:在国际单位制中是瓦(W),常用单位还有毫瓦(mW),千瓦(kW)。
1kW=103W=106mW。
(4)额定功率和实际功率用电器铭牌上所标称的功率是额定功率,用电器在实际电压下工作的功率是实际功率,用电器只有在额定电压下工作实际功率才等于额定功率。
彩电1. 电流做功的过程,是电能转化为其他形式能量的过程。
电动机把电能转化为机械能;电解槽把电能转化为化学能;电热器把电能转化为热能。
2. 焦耳定律、热功率在真空中,电场力对电荷做正功时,减少的电势能转化为电荷的动能;在金属导体中,在电场力作用下做加速运动的自由电子频繁地与离子碰撞,把定向移动的功能传给离子,使离子热运动加剧,将电能完全转化为内能。
(1)焦耳定律:电流通过导体时产生的热量Q等于电流I的二次方、导体的电阻R和通电时间t三者的乘积:Q=I2Rt。
焦耳定律不仅适用于纯电阻电路,还适用于非纯电阻电路。
纯电阻电路:只含有电阻的电路、如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路,白炽灯及转子被卡住的电动机也是纯电阻器件。
非纯电阻电路:电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应的电路。
电功、电功率、焦耳定律
答案:考题组
1
2
模拟题组
3
4
3.在如图 8 所示的电路中,输入电压 U 恒 解析 为 8 V,灯泡 L 标有“3 V,6 W”字样,电 动机线圈的电阻 RM=1 Ω.若灯泡恰能 正常发光,下列说法正确的是( AB A.电动机的输入电压是 5 V B.流过电动机的电流是 2 A )
【解析】选B。每个家庭节省的功率为ΔP=0.1 kW,全国约有 n=4×108个家庭,每个家庭平均每天用电5小时,则全国一年
节省的电能为ΔW=ΔP·nt=0.1 kW×4×108×365×5 h=7.3×
1010 kW·h,选项B正确,其他选项错误。
2.(2012·上海高考)当电阻两端加上某一稳定 电压时,通过该电阻的电荷量为 0.3 C ,消耗的 电能为0.9 J。为在相同时间内使0.6 C的电荷量
[思维点拨] 转换 彩车→“非纯电阻电路”模型 对象 把复杂的实际研究对象转化成熟悉的非纯电阻电 思路 路进行处理, 抓住了问题的实质, 忽略了次要因素, 立现 看似复杂的问题变得非常容易
通过该电阻时,由q=It可知,I′=2I,又U=IR,则有
U′=2U=2×
3 V=6 V,所以Q′=I′2Rt=4Q=4×0.9 J=3.6 J,
故选项D正确。
所以由能量守恒可得电动机的输出功率 P出=P电-P热=2 W-0.5 W=1.5 W。 此时若电动机突然被卡住,则电动机又为纯电阻,其热功率
[思维流程] 第一步:抓信息关键点 ①一只电饭煲和一台洗衣机并联;②均正常工作 第二步:建立物理模型 纯电阻电路和非纯电阻电路 第三步:找解题突破口 U 要求纯电阻电路的电阻、消耗的电功率(热功率)可用公式 R= ,P 电= I 2 U P 热=UI=I2R;而非纯电阻电路的电功率为 P=IU≠ R ≠I2R 第四步:形成解题思路 ①电饭煲的电阻为 R=U/I=44 Ω,洗衣机主要元件是电动机,不能利 用欧姆定律 ②电饭煲的电功率为 P=UI=1 100 W,洗衣机电动机消耗的电功率为 P=UI=110 W ③1 min 内电饭煲消耗的电能为 Pt,洗衣机电动机消耗的电能为 Pt ④不能计算出洗衣机电动机内阻和发热功率
高二物理焦耳定律(3)
指转化为 内能的那 部分电能!
UIt
=
I=U/R
非纯电阻电路:
电能
W UIt
说明:欧姆 定律不适用 M 于非纯电阻 → 内能+其它形式的能 电路!
Q
W-Q I<U/R
>
I2Rt
纯电阻电路:
电功等于电热
电能 → 内能
W Q
2Rt I I=U/R = 电功 = 电热 :W=Q = UIt =I2Rt =U2t/R 电功率=热功率:P =P热 = UI = I2R = U2/R
;
管知道弱水在浮生宫地位不弱/可怎么也没存在想到对方相信壹方圣主/修行者攻势很迅猛/马开闪躲/以煞气挡住对方の攻击/它知道说什么都没存在用咯/唯壹败咯对方/才存在可能见到弱水或者其它人咯/|得罪咯/|马开不在留手/恐怖の力量暴动而出/以潮水般冲击而出/壹波震动壹波/ 向着对方直射而去/马开意境涌动/控制煞气/当真非凡无比/仿佛海浪奔腾壹般/煞气从气海不断暴动而出/疯狂の消耗/让马开都觉得肉疼/原本壹只彩纹煞蛛の煞气/相信巨大の宝物/能借着它修行到极高境界/但这壹路来/就这样消耗の干干净净咯/修行者见潮水般の煞气涌向它/身体也猛 然の后退起来/手里の兵器舞动/想要挡住煞气/可煞气太过惊人咯/它根本无法彻底隔绝/终究还相信被壹丝煞气侵染到它の身体里/它惨叫壹声/肌肤开始腐蚀/手里の兵器抓不稳/直接掉落在地面上/修行者面色剧变/以自身之力驱除煞气/玄命境の强者确实非凡/虽然无法驱除煞气/可阻拦 咯煞气の侵蚀/但因此而露出破绽/马开身体壹跃/意境舞动/掉落在地上の兵器落在它の手里/兵器搁在对方の脑袋上/冰冷の感觉让修行者惊恐/马开并没存在杀对方/甚至帮助对方把体内の煞气牵引出来/晚辈并无和恁们为敌の意思/不过此次得罪咯/|马开说话间/兵器压在对方の脖颈/牙 齿壹道血
【教案】苏科版初三物理上册 第十五章《电功和电热》15
专项十五电功和电热3 电热器电流的热效应第1讲焦耳定律【知识梳理】1.电流的热效应:电流通过导体时转化为,这种现象叫做电流的热效应。
2.焦耳定律:电流通过导体产生的,与正比,与导体的成正比,与通电成正比。
3.焦耳定律公式:。
式中单位Q→焦(J);I→安(A);R→欧(Ω);t→秒。
4.当电流通过导体做的(电功)全部用来产生(电热),则有,可用电功公式来计算Q,如电热器、纯电阻就是这样的。
【易混淆点】一、电流的热效应1.电流的热效应:导体中有电流通过时会发热,将电能转化为内能,这种现象叫电流的热效应。
2.两类用电器:①纯电阻用电器:电流通过时将电能全部转化为内能的用电器。
如电饭煲、电炉、电熨斗、电烙铁、电取暖器、电热水器等单纯用来发热的用电器。
②非纯电阻用电器:电流通过时只有部分电能转化为内能的用电器。
如电风扇、电动机、电脑、电视机等,这类用电器除部分电能转化为内能外,大部分电能会转化成其他形式的能。
二、影响电流产生热量的因素1.实验方法:控制变量法和转换法。
2.结论①在电流和电阻相同的情况下,通电时间越长,产生的热量越多。
②在电流、通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多。
③在通电时间、电阻相同的情况下,电流越大,产生的热量越多。
知识点一:电流热效应【典例分析】1.下列措施中,属于利用电流热效应的是()A.电视机的后盖有很多孔B.电饭锅的发热板装在底部C.与空调器相连的导线很粗D.电脑的主机中安装微型风扇【真题操练】2.(2020·宿迁)图是探究“影响电流热效应因素”的实验装置,将R1、R2两电阻丝密封在两只完全相同的烧瓶内,且R1>R2,瓶内装入等质量的煤油,下列说法错误的是()A.烧瓶内选用比热容较小的液体,可以使实验现象更明显;B.该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系;C.实验中通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少;D.若要比较水和煤油的比热容大小,只需将一个烧瓶内的煤油换成等质量的水即可知识点二:探究电流热效应的因素【典例分析】3.如图是探究“电流通过导体时产生的热跟什么因素”有关的实验装置,两个透明的容器中密封着等质量的空气。
高二-焦耳定律电阻定律
教师辅导教案学员编号: 年 级:高二 课 时 数:3 学员姓名: 辅导科目:物理 学科教师: 课题 焦耳定律 电阻定律教学目标 1、焦耳定律 2、电功和电热 3、电阻定律授课日期教学内容Ⅰ.知识梳理一、焦耳定律、电功和电热电功就是电场力做的功,因此是W=UIt ;由焦耳定律,电热Q=I 2Rt 。
其微观解释是:电流通过金属导体时,自由电子在加速运动过程中频繁与正离子相碰,使离子的热运动加剧,而电子速率减小,可以认为自由电子只以某一速率定向移动,电能没有转化为电子的动能,只转化为内能。
(1)对纯电阻而言,电功等于电热:W=Q=UIt =I 2R t =t RU2 (2)对非纯电阻电路(如电动机和电解槽),由于电能除了转化为电热以外还同时转化为机械能或化学能等其它能,所以电功必然大于电热:W >Q ,这时电功只能用W=UIt 计算,电热只能用Q=I 2Rt 计算,两式不能通用。
1.纯电阻电路和非纯电阻电路的区别纯电阻电路 非纯电阻电路元件特点电路中只有电阻元件除电阻外还包括能把电能转化为其他形式能的用电器欧姆定律遵从欧姆定律I =UR不遵从欧姆定律:U >IR 或I <UR能量转化电流做功全部转化为内能电流做功除转化为内能外还要转化为其他形式的能元件举例电阻、电炉丝等 电动机、电解槽等2.电功和电热间的关系注意:1、电功和电热的区别:(1)纯电阻用电器:电流通过用电器以发热为目的,例如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、 白炽灯泡等。
(2)非纯电阻用电器:电流通过用电器是以转化为热能以外的形式的能为目的,发热不是目的,而是不可避免的热能损失,例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等。
在纯电阻电路中,电能全部转化为热能,电功等于电热,即W=UIt=I 2Rt =RU 2t 是通用的,没有区别,同理P=UI=I 2R =RU 2也无区别,在非纯电阻电路中,电路消耗的电能,即W=UIt 分为两部分,一大部分转化为其它形式的能;另一小部分不可避免地转化为电热Q=I 2Rt ,这里W=UIt 不再等于Q=I 2Rt ,应该是W=E 其它+Q ,电功就只能用W=UIt 计算,电热就只能用Q=I 2Rt 计算。
焦耳定律2
公式:Q=I2Rt
4. 热功率:P热 导体在单位时间内发出的热量 公式:P热=Q/t=I2R
单位:W kW
纯电阻电路: 电能
W
指转化为
→
内能
Q
内能的那 部分电能!
指某段电路 在某段时间
UIt
内消耗的全
部电能!
非纯电阻电路: 电能
=
I2Rt I=U/R
说明:欧姆
电功大于电热 W
UIt >
电功:W= UIt 电功率:P=UI
Q
W-Q
I2Rt
I<U/R
电热:Q=I2Rt
热功率:P热=IBiblioteka R电功、电功率的计算(1)用电器正常工作的条件: ①用电器两端的实际电压等于其额定电压. ②用电器中的实际电流等于其额定电流. ③用电器的实际电功率等于其额定功率.
由于以上三个条件中的任何一个得到满足时,其余两个 条件必定满足,因此它们是用电器正常工作的等效条 件.灵活选用等效条件,往往能够简化解题过程.
【练习】如图所示,电阻R1=8Ω,电动机绕组
电阻R0=2Ω,当电键K断开时,电阻R1消耗的电 功率是2.88W;当电键闭合时,电阻R1消耗的电功 率是2W,若电源的电动势为6V.求:电键闭合时 ,电动机输出的机械功率.
K
D
R1=8 Ω
Er
练习、如图示,电阻R1=20 Ω ,电动机的绕组R2=10 Ω 。当电键打开时,电流表的示数是0.5A,当电键
(B) P1=P2 (D) P1'>2P2'
【例】已知R1、R2都标有"4W 100Ω"字样, 而R3标有"1W 100Ω"字样.按图中所示的电 路连接,则A、B间允许消耗的最大电功率为
九年级物理全册第十八章电功率知识点总结新版新人教版
第十八章电功率本章知识结构图:一、电能电功1.电能(1)产生过程:其他形式的能转化为电能。
(2)利用:通过用电器将电能转化成其他形式的能。
(3)单位:国际单位是焦耳(J),常用单位是千瓦时(kW·h)。
(4)计量:用电能表来计量,计算方法是把计数器上前后两次读数之差,就是这段时间内用电的度数。
在表盘上的参数,只是用电量的累计度数。
2.电功(1)定义:有多少电能发生了转化或者消耗了多少电能我们就说电流做了多少功。
即:电流做了多少功,我们就说消耗了多少电能。
(2)计算:a.基本公式:研究表明,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。
表达式:W=UIt。
b.推导公式(只用于纯电阻电路):R tWU2=,RtW I2=。
二、电功率1.电功率及其测量(1)定义:电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量。
(2)单位:瓦特,简称瓦,用符号W 表示。
1kW=1000W 。
(3)计算公式:电功率等于电功与时间之比,即P=W/t ,P=UI 。
推导公式:R P I 2=,R P U 2=,PR U 2=。
(纯电阻电路可以任选公式,非纯电阻电路只能用基本公式。
其中,对非纯电阻电路,可以用R P I 2=来计算用电器的发热功率)(4)测量电功率:用电功表,通过测量出用电器两端的电压和通过用电器的电流,用P=UI 来计算。
(5)1kWh=3.6⨯106J 。
2.额定电压 额定功率(1)用电器上标明的电压(或功率)叫做额定电压(或额定功率),用U 额(或P 额)表示。
(2)用电器上实际工作时的电压(或功率)叫做实际电压(或实际功率),用U 实(或P 实)表示。
(3)当U 额=U 实,P 额=P 实时,用电器才能正常工作。
当U 额>U 实,P 额>P 实时,用电器不能正常工作。
当U 额<U 实,P 额<P 实时,用电器容易损坏。
(4)一个用电器消耗电能的快慢取决于它实际功率的大小。
物理电功电功率知识点(最新)
物理电功电功率知识点一、电功1、定义:电流所做的功。
2、电流做功的实质:电流做功的过程是电能转化为其它形式的能的过程,电功是电能转化的量度。
电功是过程量,电流做功时,总伴随着能量状态的变化。
电流通过用电器所做的功的数值与该用电器此时消耗的电能数值完全相同。
3、电功的公式及其变换式:W=UIt(变换式W=U2/Rt,W=I2Rt),即电流在某段电流上所做的功,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。
4、电功的单位;焦耳(J)、千瓦时(kwh)5、电功测量:电能表是测量电功的仪表。
二、电功率1、定义及意义:电流在单位时间内所做的功叫电功率。
电流做功不仅有大小而且有快慢之分。
用电器的功率表示做功的快慢。
电功率大的用电器只能说明用电器电流做功快,并不表示电流做功的多少。
2、公式:P=W/t=UIt=UI,该公式适用于任何电器。
3、单位:瓦特(W),千瓦(kw)4、额定电压与额定功率:额定电压是用电器正常工作时的电压,额定功率是用电器在额定电压下的功率。
5、测小灯泡的电功率:(1)实验原理;(2)实验电路图;(3)实验步骤;(4)数据处理。
三、焦耳定律1、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。
2、焦耳定律的数学表达式:Q=I2Rt四、熟记电学中基本量的规律和特点,进行电功、电功率和电热的计算物理量(符号)公式单位(符号)串联电路特点并联电路特点电功(W)电功率(P)电热(Q)物理学习方法有哪些1、重视定义和公式初中生要想学好物理一定要重视定义和公式。
在学习物理时,我们经常用到的有很多公式,有些公式表面没有什么联系,但是内在是有一些联系的,如果我们经常进行公式的推导,找出这些公式的内在联系,那么我们在做题时就会非常的顺手。
2、重视知识点之间的联系初中生学好物理的方法之一就是重视知识点之间的联系,相比其他学科,物理各个知识间的联系性更强,考试卷子试题非常综合,即在同一道题中会考察到多个考点。
2024届高考物理一轮专题复习学案:电流、电阻定律、电功和电热
电流、电阻定律、电功和电热【知识梳理】一、电流的概念及表达式1.电流:电荷的定向移动形成电流,I =qt.2.电流形成的条件:导体中有自由电荷;导体两端存在电压.3.电流的标矢性:电流是标量,但有方向,正电荷定向移动的方向规定为电流的方向. 4.电流的三种表达式及其比较公式 适用范围字母含义公式含义I =q t一切电路q 为时间t 内通过导体横截面的电荷量qt反映了I 的大小,但不能说I ∝q 、I ∝1tI =nqSv一切电路n :导体单位体积内的自由电荷数q :每个自由电荷的电荷量S :导体横截面积 v :电荷定向移动速率从微观上看n 、q 、S 、v 决定了I 的大小I =U R金属、 电解液U :导体两端的电压 R :导体本身的电阻I 由U 、R 决定,I ∝U 、I ∝1R二、欧姆定律及电阻定律 1.部分电路欧姆定律(1)内容:导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比. (2)表达式:I =UR.(3)适用范围:金属导电和电解质溶液导电,不适用于气态导体或半导体元件.(4)导体的伏安特性曲线(I -U 图线).①比较电阻的大小:图线的斜率k =I U =1R ,图中R 1>R 2(选填“>”“<”或“=”);②线性元件:伏安特性曲线是过原点的直线的电学元件,适用于欧姆定律;③非线性元件:伏安特性曲线是曲线的电学元件,不适用于欧姆定律. 2.电阻定律(1)内容:同种材料的导体,其电阻R 与它的长度l 成正比,与它的横截面积S 成反比;导体电阻还与构成它的材料有关. (2)公式:R =ρlS.其中l 是导体的长度,S 是导体的横截面积.ρ是导体的电阻率,其国际单位是欧·米,符号为Ω·m. (3)电阻率①物理意义:反映导体的导电性能,是导体材料本身的属性. ②电阻率与温度的关系金属:电阻率随温度升高而增大;负温度系数半导体:电阻率随温度升高而减小. 3.电阻的决定式和定义式的区别公式R =ρl SR =UI区别电阻的决定式 电阻的定义式说明了电阻的决定因素 提供了一种测电阻的方法,并不说明电阻与U 和I 有关只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解质溶液适用于任何纯电阻导体三、电功、电功率 电热、热功率 1.电功(1)定义:导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做的功. (2)公式:W =qU =IUt (适用于任何电路).(3)电流做功的实质:电能转化成其他形式能的过程. 2.电功率(1)定义:单位时间内电流所做的功,表示电流做功的快慢. (2)公式:P =Wt =IU (适用于任何电路).3.焦耳定律(1)电热:由于导体的电阻,使电流流过导体时消耗的电能中转化为内能的那一部分叫电热。
7焦耳定律
焦耳定律,电阻定律知识点1焦耳定律1 电场力做的功称为电功;公式:W = qU = .电流做功的实质是将 转化成其他形式能的过程.电功率:P = W /t = .(该公式适合于一切电阻)2电流经过导体时要产生热量。
焦耳定律:Q = ;热功率P = Q /t = .(该公式适合于一切电阻)3 额定功率:用电器正常工作时的功率,此时用电器电压是额定电压。
实际功率:用电器实际工作时的功率。
实际功率≤额定功率。
4 纯电阻:电能完全转化为热能。
Q=W=I²Rt=U²/Rt=U It 。
P 电=P 热=UI=I²R=U²/R 非纯电阻:电能部分转化为热能。
W=UIt ≠I²Rt。
欧姆定律不成立。
P 电=UI ≠I²R≠ U²/R。
P 热=I²R≠UI ≠U²/R。
P 电= P 热+P 其他知识点2 电阻定律电阻定律:同种材料的导体,其电阻跟它的 成正比,与它的 成反比,导体的电阻还与构成它的材料有关;表达式:R = .ρ 称为 ,它反映导体的导电性能,是导体材料本身的属性;电阻率与温度的关系:金属导体的电阻率随温度升高而 ;半导体的电阻率随温度升高而例1 灯L 1标有“6V 3W ”,灯L 2没有标记,但测得它的电阻是6 ,现将灯L 1和L 2串联在某电路中,灯L 1和L 2都能正常发光,则这个电路两端电压和L 2额定功率分别是( ) A . 12V 和1.5W B . 12V 和3W C. 9V 和1.5W D. 9V 和3W练习1一个电灯L 1接在电压恒定的电源上,消耗的功率为40瓦,另一电灯L 2也接在这一电源上消耗的功率为60瓦,若将L 1和L 2串联后接在这一电源上,则两个灯消耗的总功率是( )A . 100瓦B . 50瓦 C. 24瓦 D. 20瓦练习2 如图所示,把两相同的电灯分别拉成甲、乙两种电路,甲电路所加的电压为8V ,乙电路所加的电压为14V 。
高中物理电路知识点总结
高中物理电场与电路知识点总结电场1.两种电荷1)自然界中存在两种电荷:正电荷与负电荷。
2)电荷守恒定律:电荷既不能被创造也不能被消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分,系统的电荷代数和不变。
2.元电荷:由美国物理学家密立根用著名的油滴实验测定。
e=1.6*10-19C;3. 库仑定律(1)内容:在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们之间的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上.(2)公式:(3)适用条件:真空中的点电荷.点电荷是一种理想化的模型。
如果带电体本身的线度比相互作用的带电体之间的距离小得多,以致带电体的体积和形状对相互作用力的影响可以忽略不计时,这种带电体就可以看成点电荷,但点电荷自身不一定很小,所带电荷量也不一定很少。
4.电场强度(1)电场:带电体周围存在的一种物质,是电荷间相互作用的媒体.电场是客观存在的。
(2)电场强度:放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值,比值定义法。
适用于一切电场。
定义式:E=F/q ,方向:正电荷在该点受力方向.(3)点电荷周围的电场强度的公式:,Q表示场源电荷,r表示电场中的某一点到场源电荷的距离。
只适用于点电荷周围的电场强度计算。
5、电场线:英国科学家法拉第提出,在电场中画出一系列的从正电荷出发到负电荷终止的曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致,这些曲线叫做电场线.1)电场线的性质:①电场线是起始于正电荷(或无穷远处),终止于负电荷(或无穷远处);②电场线的疏密反映电场的强弱;③电场线不相交;④电场线不是真实存在的,是人们为了形象描述电场分布而假想的线;⑤电场线不一定是电荷运动轨迹。
2)几种典型电场线的画法:孤立正电荷,孤立负电荷,等量异种电荷,等量同种电荷电场线分布。
6、匀强电场:在电场中,如果各点的场强的大小和方向都相同,这样的电场叫匀强电场。
匀强电场中的电场线是间距相等且互相平行的直线.7、电场强度的叠加:电场强度是矢量,当空间的电场是由几个点电荷共同激发的时候,空间某点的电场强度等于每个点电荷单独存在时所激发的电场在该点的场强的矢量和.8、静电的利用和防范1. 利用静电的原理3种:1)第一种利用电场对带电微粒的吸引作用。
电路的基本概念和规律知识点
电路的基本概念和规律一、考纲要求1.理解欧姆定律、电阻定律、焦耳定律的内容,并会利用它们进行相关的计算与判断.2.会用导体的伏安特性曲线I-U图象及U-I图象解决有关问题.3.能计算非纯电阻电路中的电功、电功率、电热.二、知识梳理1.电流(1)定义:通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷所用时间t的比值,叫做电流.(2)方向:自由电荷的定向移动形成电流.规定正电荷定向移动的方向为电流的方向.(3)2.电阻(1)定义式:R=.(2)物理意义:导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小.3.电阻定律:R=ρ.4.电阻率(1)物理意义:反映导体导电性能的物理量,是导体材料本身的属性.(2)电阻率与温度的关系①金属的电阻率随温度升高而增大;②半导体的电阻率随温度升高而减小;③超导体:当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小为零,成为超导体.5.部分电路欧姆定律(1)内容:导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比,跟导体的电阻R成反比.(2)公式:I=.(3)适用条件:适用于金属导体和电解质溶液导电,适用于纯电阻电路.6.电功(1)定义:导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做的功.(2)公式:W=qU=IUt(适用于任何电路).(3)电流做功的实质:电能转化成其他形式能的过程.7.电功率(1)定义:单位时间内电流做的功,表示电流做功的快慢.(2)公式:P=W/t=IU(适用于任何电路).8.焦耳定律(1)电热:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻及通电时间成正比.(2)计算式:Q=I2Rt.9.热功率(1)定义:单位时间内的发热量.(2)表达式:P==I2R.10.串、并联电路的特点(1)特点对比U=U1=U2=…=U n=++…+=,==,==,==,=串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻.②并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻,且小于其中最小的电阻.③无论电阻怎样连接,某一段电路的总耗电功率P总是等于该段电路上各个电阻耗电功率之和.④无论电路是串联还是并联,电路中任意一个电阻变大时,电路的总电阻变大.三、要点精析1.对电阻率的理解:(1)电阻率可以用ρ=计算,在数值上等于用某种材料制成的长为1 m、横截面积为1 m2的导线的电阻值.(2)电阻率与导体材料有关,与导体长度l、横截面积S无关.(3)电阻率与温度有关.例如,金属材料的电阻率随温度的升高而增大.半导体材料的电阻率随温度的升高而减小.有些材料的电阻率几乎不受温度的影响,可制作标准电阻.2.R=ρ与R=的比较:R=ρR=3.应用公式R=ρ时的注意事项应用公式R=ρ解题时,要注意公式中各物理量的意义及变化情况.(1)公式R=ρ中,l为沿电流的方向的长度,S为垂直电流方向的面积.(2)导体长度l和横截面积S中只有一个发生变化,另一个不变.(3)l和S同时变化,有一种特殊情况是l与S成反比,即导线的总体积V=lS不变.(4)输电线问题中,输电线的长度等于两地距离的二倍.4.对伏安特性曲线的理解(1)图线的区别①下图中,图线a、b表示线性元件,图线c、d表示非线性元件.②图线a、b的斜率表示电阻的倒数,斜率越大,电阻越小,故R a<R b(如图甲所示).③图线c的电阻随电压的增大而减小,图线d的电阻随电压的增大而增大(如图乙所示).(1)图线的意义①由于导体的导电性能不同,所以不同的导体有不同的伏安特性曲线.②伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值,对应这一状态下的电阻.5.伏安特性曲线的“三点注意”(1)在I-U曲线上某点切线的斜率不是电阻的倒数.(2)要区分是I-U图线还是U-I图线.(3)对线性元件:R==;对非线性元件:R=≠.应注意,线性元件不同状态时比值不变,非线性元件不同状态时比值不同.6.计算电功、电热、电功率的方法技巧(1)P=UI、W=UIt、Q=I2Rt,在任何电路中都能使用.在纯电阻电路中,W=Q、UIt=I2Rt,在非纯电阻电路中,W>Q、UIt>I2Rt.(2)在非纯电阻电路中,欧姆定律R=不成立.(3)处理非纯电阻电路的计算问题时,要善于从能量转化的角度出发,紧紧围绕能量守恒定律,利用“电功=电热+其他能量”寻找等量关系求解.(4)导体在某状态下的电功率P=UI,也可以从U-I图线看该状态纵、横坐标围成的矩形面积,注意不是曲线与坐标轴包围的面积.7.8.“柱体微元”模型求解电流大小[模型构建]带电粒子在外加电场的作用下,形成定向移动的粒子流,从中取一圆柱形粒子流作为研究对象即为“柱体微元”模型.如图所示,粗细均匀的一段导体长为l,横截面积为S,导体单位体积内的自由电荷数为n,每个自由电荷的电荷量为q,当导体两端加上一定的电压时,导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v.[模型条件](1)外加电压为恒定电压.(2)带电粒子流仅带一种电荷.(3)带电粒子在柱体内做定向移动.[模型特点](1)柱体的长―→l.柱体的横截面积―→S.(2)带电粒子在柱体内做匀加速直线运动.[处理思路](1)选取一小段粒子流为柱体微元.(2)运用相关物理规律,结合柱体微元和整体对象的关联性进行分析计算.(3)常用的公式.①导体内的总电荷量:Q=nlSq.②电荷通过横截面D的时间:t=.③电流表达式:I==nqSv.。
焦耳定律知识点
焦耳定律1.电功和电功率(1)定义:电路中电场力对定向移动的电荷所做的功,简称电功,通常也说成是电流的功。
(2)实质:能量的转化与守恒定律在电路中的体现。
电能通过电流做功转化为其他形式能。
上一章里学过电场力对电荷的功,若电荷q在电场力作用下从A搬至B,AB两点间电势差为U,则电场力做功W=qU。
ABAB对于一段导体而言,两端电势差为U,把电荷q从一端搬至另一端,电场力的功W=qU,在导体中形成电流,且q=It,(在时间间隔t内搬运的电量为q,则通过导体截面电量为q,I=q/t),所以W=qU=ItU。
这就是电路中电场力做功即电功的表达式。
(3)表达式:W=IUt(适用于所有电路)说明:①表达式的物理意义:电流在一段电路上的功,跟这段电路两端电压、电路中电流和通电时间成正比。
②适用条件:I、U不随时间变化——恒定电流。
(4)单位:电流单位用安培(A),电压单位用伏(V),时间单位用秒(s),则电功的单位是焦耳(J)。
1KW.h=3.6x10^6 J(5)电功率物理意义:一段电路上功率,跟这段电路两端电压和电路中电流成正比。
此公式适用于所有点路。
②单位:功的单位用焦耳(J),时间单位用秒(s),功率单位为瓦特(W)。
1W=1J/s这里应强调说明:推导过程中没用到任何特殊电路或用电器的性质,电功和电功率的表达式对任何电压、电流不随时间变化的电路都适用。
所以在这里瞬时功率和平均功率相等。
额定功率:用电器正常工作时所需电压叫额定电压,在这个电压下消耗的功率称额定功率。
一般说来,用电器电压不能超过额定电压,但电压低于额定电压时,用电器功率不是额定功率,而是实际功率。
实际功率P=IU,U、I分别为用电器两端实际电压和通过用电器的实际电流。
再者,这里W=IUt是电场力做功,是消耗的总电能,也是电能所转化的其他形式能量的总和。
电流在通过导体时,导体要发热,电能转化为内能。
这就是电流的热效应,那么如果想求出转化的内能得多少,学习焦耳定律就可以求出了。
(完整版)高中物理电学知识点总结梳理
高中物理电学知识点总结梳理一.电场1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:2.库仑定律:F=kQ 1Q 2/r 2(在真空中3.电场强度:E=F/q(定义式、计算式4.真空点(源电荷形成的电场E=kQ/r 25.匀强电场的场强E=U AB/d6.电场力:F=qE7.电势与电势差:U AB=φA-φB,U AB=W AB/q=-ΔE AB/q8.电场力做功:W AB=qU AB=Eqd 9.电势能:E A=qφA10.电势能的变化ΔE AB=E B-E A11.电场力做功与电势能变化ΔE AB=-W AB=-qU AB(电势能的增量等于电场力做功的负值12.电容C=Q/U(定义式,计算式13.平行板电容器的电容C=εS/4πkd14.带电粒子在电场中的加速(V o=0:W=ΔE K或qU=mV t 2/2,V t=(2qU/m1/215.带电粒子沿垂直电场方向以速度V o进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下类平垂直电场方向:匀速直线运动L=V o t(在带等量异种电荷的平行极板中:E=U/d抛运动平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at 2/2,a=F/m=qE/m二、恒定电流 1.电流强度:I=q/t 2.欧姆定律:I=U/R3.电阻、电阻定律:R=ρL/S4.闭合电路欧姆定律:I=E/(r+R或E=Ir+IR5.电功与电功率:W=UIt,P=UI6.焦耳定律:Q=I 2Rt7.纯电阻电路中:由于I=U/R,W=Q,因此W=Q=UIt=I 2Rt=U 2t/R 8.电源总动率、电源输出功率、电源效率:P总=IE,P出=IU,η=P出/P总9.电路的串/并联串联电路(P、U与R成正比并联电路(P、I与R成反比电阻关系(串同并反10.欧姆表测电阻(1电路组成(2测量原理(3使用方法(4注意事项11.伏安法测电阻电流表内接法:电流表外接法:三、磁场1.磁感应强度是用来表示磁场的强弱和方向的物理量,是矢量,单位:(T,1T=1N/A2.安培力F=BIL;3.洛仑兹力f=qVB(注V⊥B;质谱仪4.在重力忽略不计(不考虑重力的情况下,带电粒子进入磁场的运动情况(掌握两种:(1带电粒子沿平行磁场方向进入磁场:不受洛仑兹力的(2带电粒子沿垂直磁场方向进入磁场:做匀作用,做匀速直线运动V=V速圆周运动,四、电磁感应1.感应电动势的大小计算公式:1E=nΔΦ/Δt(普适公式{法拉第电磁感应定律,2E=BLV垂(切割磁感线运动3E=nBSω(交流发电机最大的感应电动势m4E=BL2ω/2(导体一端固定以ω旋转切割2.磁通量Φ=BS3.感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定{电源内部的电流方向:由负极流向正极}。
(完整word版)高二物理选修3-1第二章恒定电流第五节焦耳定律非纯电阻电路知识点精讲经典习题特训
学校:包头市百灵庙中学学科:高二物理编写人:史殿斌审稿人:高二物理选修3—1第二章恒定电流第五节焦耳定律非纯电阻电路知识点精讲典型习题特训【知识梳理】1.电功和电功率(1)电流做功,实质上是导体中的恒定电场对的力在做功.电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能量。
(2)电功表达式:(3)电功率表达式:2.焦耳定律(1)内容:电流通过导体产生的热量跟的二次方成正比,跟及通电时间成正比.(2)表达式:(3)电热等于产生的内能。
(4)热功率:3.电功和电热(1)纯电阻电路:(如电灯泡)①电功W电= ;电功率P电=②电热Q= ;热功率P热=③因在纯电阻电路中,电能全部转化为内能,故有:W电=Q= = =P电=P热= = =④在纯电阻电路中U=(2)非纯电阻电路:(如电动机)①电功W电= ;电功率P电=②电热Q= ;热功率P热=③因在非纯电阻电路中,电能除转化为内能外,更多的转化为其它形式的能,故有:W电= Q + 或W电QP电= P热+ 或P电P热④在非纯电阻电路中U= 或【典型例题】例1:一台电风扇,内阻为20 Ω,接上220 V电压后,电风扇正常工作消耗功率66 W,问:(1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少?(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少?转化为内能的功率是多少?电动机的效率是多少?(3)如果接上电源后,电风扇的风叶被卡住,不能转动,这时通过电动机的电流以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少?【典题特训】1.关于电功和焦耳热,下列说法正确的是( )A.在纯电阻电路中,计算电功可用W=I2Rt B.在非纯电阻电路中,计算电功可用W= I2RtC.在非纯电阻电路中,计算焦耳热可用Q= I2RtD.在纯电阻电路中,计算焦耳热可以用Q= I2Rt2.用电器两端电压220V,这意味着()A.1A电流通过用电器时,消耗的电能为220JB.1C正电荷通过用电器时,产生220J的热量C.1A电流通过用电器时,电流的发热功率为220WD.1C正电荷从电势高端移到电势低端时,电场力做功220J3.四盏灯泡接成如图3的电路。
初中物理中考电学知识点复习(电功率+电与磁)
中考物理电学知识点第一部分 电功率一 、电能及电能表1、电能:电源将其他形式的能转化为电能。
用电器可以把电能转化成其他形式的能。
(将电能全部转化成内能的用电器称为纯电阻用电器。
如电饭煲、电炉子等;非纯电阻电路是有一部分电能转化成除内能以外的其他形式的能,如洗衣机,电风扇等。
2、电能的单位:国际单位是焦耳,简称焦,符号J ,常用的单位是度,即千瓦时,符号kW ·h ,1kW ·h =3.6×106J3、电能表作用:电能表是测量电功或者说是用户的用电器在某段时间内消耗电能多少的仪表。
读数:电能表的计数器上前后两次的读数之差就是用户在这段时间内用电的度数。
注意:计数器显示的数字中最后一位是小数。
表盘上的参数:220V 表示电能表应接到220V 的电路中使用;5A 表示电能表允许通过的最大电流不超过5A ;2500r/kW ·h 表示消耗1kW ·h 的电能,电能表的表盘转2500转;50HZ 表示这个电能表应接在频率为50HZ 的电路中使用。
4、电功与电能电流做功的实质:电流做功的过程实质就是电能转化成其他形式的能的过程。
电流做了多少功就有多少电能转化成其他形式的能。
电功的单位也是焦耳。
5、计算普遍适用公式W=UIt=Pt (所有电路) 即电流在某段电路上所做的功等于这段电路两端的电压和电路中的电流,和通电时间的乘积。
电压的单位用V ,电流的单位用A ,时间的单位用s ,电功的单位就是J 。
导出公式t R U R I W 22t ==(纯电阻电路) 二 、电功率1、定义:电功与时间之比。
它是表示电流做功快慢的物理量。
2、单位:国际主单位 瓦特(W )常用单位 千瓦(kW )换算关系 1kW=1000W3、计算 普遍适用公式 UI tW P == 推导公式 P=I 2R=U 2/R (适用于纯电阻电路)4、额定功率和实际功率额定功率:用电器在额定电压下的功率。
第二节 电功和电功率 焦耳定律
第二节 电功和电功率 焦耳定律[知识要点](一)电功电功是指电流在一段时间里所作的功,它是电转化为其他形式能的多少的量度。
用公式表示W=qU=IUt该式适用于计算各种电路中电流所作的功。
在纯电阻电路中又可以用下式表示W=I 2Rt=2U t R 电功W 的单位是焦耳,简称焦,符号是J 。
(二)电功率电功率是电流所做的功跟完成这些功所用的时间的比值。
用公式表示 W P UI t== 该式适用于计算各种电路中电流的功率。
在纯电阻电路中,又可以用下式表示 22U P I R R == 电功率P 的单位是瓦特,简称瓦,符号W 。
对于由电源和用电器组成的闭合回路,其功率问题可以从电源和用电器两方面来认识。
A 电源部分电源的总功率:是指电源内部非静电力做的功率P 总=I ε=IU 外+IU 内=P 外+P 内电源输出功率:是指电源工作时内外电路输出的功率P 外=IU 外=I ε-I 2r=P 总-P 内电源内部发热功率:是指电源内部因发热而损耗的功率P 内=IU 内=I 2r=2U r 内=P 总-P 外B 用电器部分用电器的额定功率:是指用电器在额定电压下工作的功率。
一般用电器铭牌上标明的电压和功率即为用电器的额定电压和额定功率。
用电器的实际功率,是指用电器在工作时实际消耗的功率。
它等于用电器两端的实际电压与通过用电器的实际电流的乘积。
即P 实=I 实U 实。
3.焦耳定律:电流通过导体所产生的热量跟电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比。
公式表示Q=I 2Rt使用上式时应注意统一单位:电流I 的单位是安,电阻R 的单位是欧,时间t 的单位是秒,热量Q 的单位是焦。
[疑难分析]1.电功和电热的关系。
如果电路是由纯电阻组成,这时电流所做的功全部转化为电流通过导体所产生的热量,即W=Q在纯电阻电路中,电功W=UIT=I2Rt=2 Ut R如果电路中含有电动机、电解槽等非纯电阻性质的用电器,这样的电路叫非纯电阻电路。
电功、电功率、焦耳定律知识点总结
电功、电功率、焦耳定律知识点总结知识点一、电功:1、定义:电流所做的功叫做、定义:电流所做的功叫做___________________________。
2、实质:电流做功的过程,实际就是、实质:电流做功的过程,实际就是________________________转化为转化为转化为__________________________________________(消耗电能)的过程;电(消耗电能)的过程;电流做多少功,就有多少电能转化为其他形式的能,就消耗了多少电能。
流做多少功,就有多少电能转化为其他形式的能,就消耗了多少电能。
电流做功的形式:电流通过用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。
3、电流做功跟、电流做功跟_______________________________________、、__________________________和和__________________________有关。
有关。
有关。
4、电功公式:(电流做的功等于电路两端的电压,电路中的电流和通电时间的乘积)(电流做的功等于电路两端的电压,电路中的电流和通电时间的乘积)W =__________[电功单位:焦耳(电功单位:焦耳(J J ),电压单位:伏(,电压单位:伏(V V ),电流单位:安(,电流单位:安(A A ),通电时间单位:秒(,通电时间单位:秒(s s )] 对于纯电阻电路可推导出:t RU Rt I W 22==①串联电路中常用公式:Rt I W 2=;推导出:W 1:W 2= U 1:U 2 = R 1:R 2②并联电路中常用公式:t R U W 2=;推导出:W 1:W 2= I 1:I 2= R 2:R 1③无论用电器串联或并联,做的总功:W 总 = W 1 + W 2+ … + W n 5、单位:电功国际单位是、单位:电功国际单位是______(_____)______(_____)______(_____)常用单位:常用单位:常用单位:________ ( ) ________ ( ) ,也是能量的一种单位。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
电功和电热、焦耳定律、电阻定律(知识梳理)功.(2)表达式:设加在一段电路两端的电压为U,流过电路的电流强度为I,则t时间内流过电路的电量q It=.电场力移动电荷做的功t时间内电流做功表明:电流在一段电路上所做的功,跟这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间成正比.注意:电功W UIt=适用于任何电路.在纯电阻电路中,由于U=,所以在纯电阻电路中的电功可表示为IR(3)单位:在国际单位中功的单位是焦耳,符号为J,常见的电功单位还有:千瓦时(kW h⋅),也称“度”,6⋅=⨯度.1=1kW h 3.610J(4)意义:电流做功的过程是电能转化为其他形式能的过程,电流做了多少功,就表明有多少电能转化为其他形式的能,即电功反映了电能转化为其他形式能的多少.2.电功率(1)定义:电流所做的功跟完成这些功所用时间的比值,叫做电功率.(2)公式:计算电功率的普适公式为W=和P UI=,Pt对于纯电阻电路,计算电功率还可以用公式2P I R =和2U P R =.(3)单位:在国际单位制中的单位是瓦,符号为W ,常用的还有千瓦(kW ),1kW=1000W .(4)意义:电功率表示电流做功的快慢.用电器的额定功率和实际功率:①额定功率:用电器长期正常工作时的最大功率,也就是用电器加上额定电压(或通以额定电流)时消耗的电功率。
②实际功率:用电器的实际工作时消耗的电功率。
要点诠释:为了使用电器不被烧毁,要求实际功率不能大于其额定功率。
知识点二、焦耳定律1.焦耳定律: (1)1841年,英国物理学家焦耳发现载流导体中产生的热量Q (称为焦耳热)与电流I 的平方、导体的电阻R 、通电时间t 成正比,这个规律叫焦耳定律。
焦耳定律是一个实验定律。
它的适用范围很广,纯电阻电路、非纯电阻电路在计算电热时都用到它。
(2)热功率:单位时间内导体的发热功率叫做热功率.热功率等于通电导体中电流I的二次方与导体电阻R 的乘积.(3)电功率与热功率对纯电阻电路,电功率等于热功率即:此时,可得U IR=,所以纯电阻电路也可以说是欧姆定律成立的电路对非纯电阻电路,电功率等于热功率与转化为除热能外其他形式的功率之和.即:此时,可得U IR>,所以,对非纯电阻电路欧姆定律不成立.2.电热(1)电热:由于导体的电阻,使电流通过导体时消耗的电能中转化为内能的那一部分能量叫电热。
(2)内容:电流通过导体时产生的热量等于电流的平方、导体的电阻和通电时间的乘积。
(3)公式:2=.Q I Rt(4)适用对象凡是要计算电热,都应首选2=,可求任何电路中Q I Rt电流I通过电阻R时所产生的热量。
3.热功率的意义及计算(1)热功率:单位时间内发热的功率叫作热功率。
热功率即电能转化为内能的功率,即2QP I R t ==. (2)热功率计算当电路不是纯电阻电路时,电功用W UIt =来计算,电热Q 只能用2Q I Rt =进行计算,电功率用P UI =计算,热功率只能用2PI R =热计算。
知识点三、电功和电热的比较对任何电路,电流做的功恒为W UIt =;电流产生的热恒为2Q I Rt =. 1.在纯电阻电路中,由于U IR =,因此22U UIt I Rt t R ==,即电流做的功全部转化为电热. 2.在非纯电阻电路(像含有电动机、电解槽的电路)中,电流做的功只有很少一部分转化为电热,绝大部分转化成(机械能或化学能等)其他形式的能.因此,W Q >即2UIt I Rt >, 根据能的转化和守恒定律知,在非纯电阻电路中满足:电功=电热+其他形式的能,即例如,一台电动机,额定电压是110V ,电阻是0.40 Ω,在正常工作时通过的电流是50 A ,每秒钟电流做的功为3=5.510J W UIt =⨯,而每秒钟电流产生的热为23==1.010J Q IRt ⨯,可见,电功W比电热Q大得多.其中3=4.510JW Q-⨯为每秒钟产生的机械能.知识点四、电路中电功率和热功率的计算方法1.注意区别“负载”“负荷”与“电阻”“负载”或“负荷”是对用电器功率特征的一种习惯称谓.通常说“负载”或“负荷”大,是指用电器的功率大,并不是用电器的“电阻”大.在一般情况下,“负载”大的用电器电阻反而小.如“220V,60 W与220V,100 W”的两个灯泡,后者的功率大但电阻却较小.2.注意区别纯电阻电路与一般电路电路消耗的电能全部转化为电热(内能)的电路称为纯电阻电路,对纯电阻电路有电路消耗的电能并不完全转化为内能,还有一部分转化为其它形式的能(如机械能、化学能等),这种电路叫非纯电阻电路,如电动机、电解槽的电路等。
对非纯电阻的电路有:2P UI I R=>电,此时UIR<或U IR>,决不能乱套用公式。
要点诠释:对非纯电阻电路计算电功率只能用P UI=电,计算热功率只能用2P I R=热.知识点五、电动机工作过程的能量转化1.电流做功的过程,是电能转化为其他形式能量的过程.电动机把电能转化为机械能;电解槽把电能转化为化学能;电热器把电能转化为热能.在真空中,电场力对电荷做正功时,减少的电势能转化为电荷的动能;在金属导体中,在电场力作用下做加速运动的自由电子频繁地与离子碰撞,把定向移动的动能传给离子,使离子热运动加剧,将电能完全转化为内能.2.电动机的总功率(输入功率):.总=P UI总3.电动机的热功率.2=P I r热4.电动机的输出功率(机械功率):.2P UI I r=-出5.电动机的效率:要点诠释:注意区分电动机的几种功率,从能量守恒角度去分析和考虑电动机问题。
知识点六、电阻定义及意义1.导体电阻的定义及单位导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻,导体的电阻与导体本身性质有关,与电压、电流均无关。
(1)定义:导体两端的电压与通过导体的电流大小之比叫导体的电阻。
(2)公式:U=.RI(3)单位:欧姆(Ω),常用单位还有千欧(k Ω)、兆欧(M Ω).361M Ω=10k Ω=10Ω. 2.物理意义反映导体对电流阻碍作用的大小。
要点诠释:①导体对电流的阻碍作用,是由于自由电荷在导体中做定向运动时,跟导体中的金属正离子或原子相碰撞发生的。
②电流流经导体时,导体两端出现电压降,同时将电能转化为内能。
③U R I=提供了测量电阻大小的方法,但导体对电流的这种阻碍作用是由导体本身性质决定的,与所加的电压,通过的电流均无关系,决不能错误地认为“导体的电阻与导体两端的电压成正比,与电流成反比。
”④对U R I =,因U 与I 成正比,所以U R I∆=∆.知识点七、电阻定律1.电阻定律的内容及适用对象(1)内容:同种材料制成的导体,其电阻R 与它的长度l 成正比,与它的横截面积S 成反比;导体电阻与构成它的材料有关。
(2)公式:l R S ρ=.要点诠释:式中l 是沿电流方向导体的长度,S 是垂直电流方向的横截面积,ρ是材料的电阻率。
(3)适用条件:温度一定,粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解质溶液。
要点诠释:①电阻定律是通过大量实验得出的规律,是电阻的决定式。
②导体的电阻反映了导体阻碍电流的性质,由导体本身的因素决定。
2.电阻率的意义及特性(1)物理意义:电阻率ρ是一个反映导体导电性能的物理量,是导体材料本身的属性,与导体的形状、大小无关。
(2)大小:RS lρ=. 要点诠释:各种材料的电阻率在数值上等于用该材料制成的长度为1m ,横截面积为21m 的导体的电阻。
(3)单位是欧姆·米,符号为Ωm ⋅.(4)电阻率与温度的关系:各种材料的电阻率都随温度的变化而变化。
①金属的电阻率随温度升高而增大,可用于制造电阻温度计。
②有些合金如锰铜、镍铜的电阻率几乎不受温度变化的影响,可用来制作标准电阻。
③各种金属中,银的电阻率最小,其次是铜、铝,合金的电阻率大于组成它的任何一种纯金属的电阻率。
【典型例题】类型一、纯电阻电路功率分配与计算例1.电热毯、电饭锅等是人们常用的电热式家用电器,它们一般具有加热和保温功能,其工作原理大致相同.如图所示为某种电热式电器的简化电路图,主要元件有电阻丝1R 、2R 和自动开关S . (1)当自动开关S 闭合和断开时,用电器分别处于什么工作状态?(2)用电器由照明电路供电220V U =,设加热时用电器的电功率为400W ,保温时用电器的电功率为40W ,则1R 和2R 分别为多大?【答案】(1)S 闭合时为加热状态,S 断开时为保温状态.(2)121Ω,1089Ω.【解析】(1)由于是纯电阻电路,当开关S 闭合时,2R 被短路,电路中只有1R ,此时电器消耗的电功率为211U P R =,S 断开时,2212U P R R =+,故S 闭合时为加热状态,S 断开时为保温状态.(2)S 闭合时,由211U P R =得 S 断开时,1R 和2R 串联,由2212U P R R =+得【总结升华】在纯电阻电路中,2UP IU I R R ===均适用,可以根据电路的连接情况灵活选择公式.此题的难点是知道开关断开与闭合时电路的连接情况.举一反三:【变式1】有两个标有“110V,25W ”和“110V,60W ”字样的灯泡,要把它们接在220V 的电源上,灯泡即能正常发光,又能省电的连接方式应是图中的哪个?【答案】D【变式2】把“220V100W ”的A 灯和“220V200W ”的B 灯串联起来接到220V 的电路中,导线的电阻不计,则两灯( )A .电阻之比:2:1AB R R = B .电压之比为:1:2A B U U =C .功率之比为:2:1A B P P =D .电热之比为:2:1A B Q Q =【答案】ACD类型二、识别纯电阻与非纯电阻电路例2.一台电风扇的额定功率是60W ,内阻为2Ω,当它接在220V 的电压下正常运转,求:(1)电风扇正常运转时,通过它的电流多大?每秒有多少电能转化为机械能?(2)若接上电源后,电风扇因故不能转动,这时通过它的电流多大?电风扇实际消耗的电功率多大?此时可能会发生什么问题?【答案】(1)0.27A ;59.85J ,(2)110A ;24200W ;电风扇将被烧坏.【解析】(1)电风扇正常运转,消耗的功率为额定功率P UI =,所以由能量守恒定律得W Q E =+,2Pt I Rt E =+.所以(2)电风扇不转动,相当于纯电阻,由欧姆定律得:'U I R =,所以实际消耗电功率由于电风扇实际消耗的功率远大于其额定功率,且电能全部转化为内能,电风扇将被烧坏.【点评】(1)正确识别纯电阻电路域非纯电阻电路。
巧用能的转化与守恒定律是分析求解该类题目的关键.(2)不要认为有电机的电路一定是非纯电阻电路,当电动机不转动时,应视为纯电阻电路,欧姆定律仍适用.举一反三:【变式1】一直流电动机线圈的内阻一定,用手握住转轴使其不能转动,在线圈两端加电压为0.3V时,电流为0.3A。