初中物理电功、电热知识

2.如图是小明家新买的一台快速电水壶，电水壶的铭牌如下表。
讨论：
1.利用电能表和秒表如何测量该电水壶烧水时的实际功率？
实际转数
n
n
W＝ KW ·h= ×3.6×106J
m
m
电表参数
P=W/t
2.如何测量电水壶加热的效率？
3.通过比较P实与P额大小关系，简要回答造成这种关系的一种 可能原因。
3、小明家有一个电饭锅，铭牌已经看不清 楚，小明想利用电能表和秒表测出该电 饭锅的电功率，请你设计一个实验，并 推导出电功率的表达式。
电功与电热的关系
在电热器中，电功＝电 在其他电路中，电功＞
热； 电热。
电功率的意义：表示电 流做功快慢的物理量。
电 电功 功率 率的 的单 大位 小： ：国P＝际U单I 位为瓦特，简称瓦，符 号为W，1W＝1J/s。
电功率与电功的联系：
P＝
W t
。
易混淆概念对比：
小华解:W＝I2Rt＝(0.8A)2×1Ω×60s＝38.4J
你认为哪位同学做得对，请作出判断并说明理由． (2)求电动机正常工作lmin所转化的机械能是多少?
1min内这台电动机所转化的机械能 W机=W电 —Q= 96J — 38.4J = 57.6 J
电动机知识总结：
1、时间t内电动机消耗的电能（或电流所做的功）：W=UIt 2、时间t内线圈上产生的电热： Q= I2Rt 3、时间t内转化为的机械能： W机械=W电-Q =UIt- I2Rt 4、电动机的电功率（单位时间内消耗的电能）： 5、电动机线圈的发热功率（单位时间内线圈上产生的内能）： 6、电动机的机械功率（单位时间内转化为的机械能）： 7、电动机将电能转化为机械能的效率η= W机械/W电= （UIt- I2Rt）/UIt 注：若电动机线圈被卡住不转动，则电能全部转化为内能，可将
（2）如图是小明同学没有连接完的实物电路，请你用笔画线代替
导线帮他将电路连接完整；
（3）闭合开关小明发现灯泡发光很亮，其操作存在的问题
是
；
（4）小灯泡的额定功率是
；
（5）该实验测出三组数据的目的是
；
（6）小明根据测出的三组数据求出各次电阻，发现灯泡在不同电压
下的电阻值不同，这是因为灯泡的电阻值与
的变化有关。
9.要测量一个额定电压是3．8V的小灯泡的额定功率，估计小灯泡
工作时的电阻约为10Ω．现有电流表、电压表、开关各一个，三个
规格分别为“10Ω 1A”、“50Ω 0．5A”和“1kΩ 0．1A”的滑动变
阻器，导线若干，电源（8V）一个．
（1）小明设计了如图甲所示的电路图，通过分析你认为小明应选
用规格为________的滑动变阻器．
10.小明利用标有 “6V 6W”的灯泡L1和“6V 3W”的灯泡L2 进行实验。
（1）当L1正常发光时，电流表A的示数为
A。
（2）如图甲所示：ＯＡ和ＯＢ分别为通过灯泡L1和L2中的电
流随两端电压变化关系的曲线。现将两灯连入图乙所示电路，
要使其中一个灯泡正常发光，电路中电流表的示数为 A，
电压表的读数是 V ，电路消耗的总功率为
P1 =1.5W R x
L1
U=6V
三、实验：伏安法测量小灯泡的电功率
1、实验目的：测量小灯泡的额定功率和实际功率
探究小灯泡亮度与实际功率的关系
2、电路图：
3、步骤：移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数小于 、等于和略大于小灯泡的额定电压，记下相应的电流表 示数。
4、注意事项：连接电路时，开关应断开，滑片应放在阻 值最大处。
（7）若电压表0-15V的量程坏了，利用现有器材如何测灯泡的P额？
（8）若电压表有示数，电流表无示数，故障可能是
。
四、纯电阻电路（电热器）与非纯电阻电路（电动机）
1.将一只“220V100W”的白炽灯、一台“220V100W”
的电视机、一把“220V100W”的电烙铁分别接到220V
的电源上。在相同的时间内，电流通过它们产生的热
解：①都正常发光，因为U实 = U额，所以P实 = P额且P甲 <P乙，因此甲灯较暗，乙灯较亮；
②都不能正常发光，因为各自电压均达不到额定 电压。由公式R=U2额/P额，可以得到R甲 > R乙 ， 由P实 = I2实R得，P甲>P乙，甲灯较亮，乙灯较暗；
注意：灯泡的亮度是由实际功率决定的！不 是由额定功率决定的。
量最多的是（ C ）在相同的时间内，消耗电能最大的 是（ Ｄ ）
A.白炽灯
B.电视机
C.电烙铁
D.一样多
2.一电动机线圈的电阻为1Ω，线圈两端所加电压为2V时， 电流为0.8A，电动机正常工作． (1)在求电动机正常工作l min所消耗的电能时，有以下两 种不同的解法:
小明解:W＝UIt＝2V×0.8 A×60s＝96J
电功和电热
P I WRQ
U
关系：I=
U R
复习目标： 1．加深理解W、P、Q的意义及联系； 2．掌握W、P、Q与I、U、R的计算。
电功的意义：电流做了 多少功，用电器就消耗 了多少电能，也就有多 少电能转化
为其它形 式的能。
电功的大小： W＝UIt。
电功的单位
国际单位为焦耳，简称 实用单位为千瓦时，用
二、白炽灯的有关计算
1.一只小灯泡标有“6V 6W”字样,工作一小时,消耗
多少电能?做了多少电功?
2.一只小灯泡标有“6V 6W”字样,把它接入到9V的电路上 ，要使它正常发光，必须再接一个多大的电阻？电阻与灯 泡如何连接？
3.灯L1“6V、6W”，灯L2“6V、3W”. （1）并联在6V的电源中，其发光情况如何？为什么？ （2）串联在6V的电源中，其发光情况如何？为什么？
7.在如图所示的电路中，电源电压恒为6V，小灯泡的规格均 为“6V，3W”，该电路 可实现 小灯泡串并联的转换，该电 路可消耗的最大功率是_6_W，最小功率是_1_.5_W.
8.两个电阻规格分别为“5Ω，45W”和“10Ω，40W”，如果 把它们并入同一电路，则此电 路中允许通过的最大电流为
(B)
电动机视为纯电阻电路，欧姆定律适用。
电热（Q）与电功（W）的关系：
电动机：电能 机械能+内能
分析： 电流做功 消耗的电能 ＞ 产生的内能
电功 ＞ 电热 （W） （Q）
只有纯电阻电路(电热器）才可以用以下公式 U2
电功 W= R t W=I2Rt U2
电功率 P= R P=I2R
电热 Q=W= UIt= Q= U 2 t R
W。
图甲
L2 L1
A
V
S
图乙
11.现有“6V、6W”的电灯L1和“6V、1.5W”的电灯L2各一盏 。把它们分别接到电压6伏的电源上。 要求两灯具有同样的亮度，应在哪一盏灯的电路里串联一个 电阻？阻值为多大？（不计温度对灯丝电阻的影响）
解：∵U= U 额1 U 额2 6伏 ∴若L1、L2直接接入6伏电路上均能正常发光，即P1=6
4.标有“6V、6W”的灯L1和标有“6V、3W”的灯L2串联使 用时，电路两端允许加的最大电压是多少V？此时灯L1的 实际功率是多少？
5.标有“6V、6W”的灯L1和标有“6V、3W”的灯L2串联接 到12V的电源上，此时灯L1的实际功率是多少？（不计温 度对灯丝电阻的影响）
6.现有“10V、10W”的电灯L1和“9V、5.4W”的电灯L2。 当将它们并联使用时，干路允许通过的最大电流是多少A？ 此时电路消耗的最大功率是多少W？
电流做功 意义：电能
消耗电能 1、电功(W)
定义式：W＝UIt
2、电热(Q)
意义：电能 电 热 电流热效应
定义式：Q＝I2Rt
电功率
意义：电能
3、电功率(P)
转化快慢
定义式：P＝UI
其它形式能 内能 其它形式能
应用范围 物理量
电功
电功率
电热
普遍适用 W=UIt P=UI Q= I2Rt
只适用于电热器 等纯电阻电器
瓦与L，2的P2=额1定.5功瓦率。相今同要：求P两1=灯P2具= 有P额相2 同 1的.5亮瓦度，即L1的实际功率
L1的电路中应串联一个电阻RX起分压作用，如图所示
U2 P
R
RL1

U
2 额1
P额1
(6V )2
6W

6
U1 P1RL1 1.5瓦 6欧 3伏 串联 U 2 U U1 6伏 3伏 3伏 由分压原理可得 : RX RL1 6欧
五、挡位问题
分析：
判断家用电器处在高温档还是低温档关 键是比较用电器在相同时间内产生电热的多 少，即比较用电器的发热功率。
因为电饭锅、饮水机、电热毯等均为纯 电阻电路，所以P热=P电=U2/R
电压一定，电功率与电阻成反比
W=
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U R
2
t
W=I2Rt
U2
P= R P = I2R
Q= UIt Q= U 2 t
R
一、电能表
1.如图是一个电能表，对其中的重要参数，说法错误的是（ ） A．“220V”是说这个电能表应该在220伏的电路中使用 B．“10(20)A”是说这个电能表使用时允许通过的电流为20安 C．“50Hz”是说这个电能表应在50赫兹的交流电路中使用 D．“600revs／kW·h”是说，接在这个电能表上的用电器，每消 耗1千瓦时的电能，电能表上的转盘转过600转
焦，符号 符号kW
J。 h表示，1kW

h＝3.610
6
J
测量电功的仪器－－电 能表。
电功与电热
电流的热效应－－由于 会发 电热的大小（焦耳定律
导体具有电阻，所以当 热，将电能转化为内能 ）：Q＝I 2 Rt。
有电流通过时，导体 。

A. 4A
B. 4.5A
C. 5A
D. 5.5A
9.一只“220V，100W”的灯泡(灯泡电阻不变)与一电阻串联 后，接在220V的电源上，电阻 消耗的功率为10W，则此时
( D) A.灯泡与电阻消耗的总功率为110W B.灯泡与电阻消耗的总功率为100W C.灯泡消耗的功率为90W D.以上判断均不正确