资源描述
电能、电功率、电热,电能的特点,1、无污染2、效率高3、便于输送4、使用方便5、便于转换,电能,一电能,电流通过电灯、电炉等用电器时都要消耗电能。,电灯发光，电能转化成光能,电炉发热，电能转化成热能,电扇转动，电能转化成动能,电车开动，电能转化成动能,电能表,俗称：电度表,又称：千瓦时计（KWh）,计量用电器在一段时间里消耗的电能.,1电能的计量：,2.电能表,电能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。,a.220V额定电压是220V。b.5A电能表持续工作的最大电流c.10A短时间允许通过的最大电流。d.3000r/Kw.h每千瓦时转数。(6400imp/Kw.h-)其意义是：电流通过用电器每做l千瓦时的功，这只电能表转盘转3000转。,电能的单位：焦耳，简称焦，符号是J。常用单位kW.h.换算：1kW.h=3.6106J,1KWh电的作用,电炉炼钢1.6Kg,生产化肥0.7Kg,1KWh电的作用,采掘原煤105Kg,电车行驶0.85km,1KWh电的作用,一次灌溉麦田330m2,机织棉布11m,二、电功率,1.电功率：为了表示用电器消耗电能的快慢，物理学中引入了电功率的概念。,用电器在1秒内所消耗的电能叫做电功率。公式：P=W/t=UI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,3.额定功率,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,额定电压：用电器正常工作时电压（铭牌上标出的电压）,、电压、电流、电功率及灯的亮度关系,P实P额,P实P额,P实P额,发光亮，影响寿命,正常发光,发光较暗,三、实验：测定小灯泡的功率,1.原理：,电路图,P=UI,2.实验器材：,3.连接实验电路：,4.测量数据如下表，实验数据的处理：,2.5,0.3,0.75,3,0.35,1.05,2,0.24,0.48,正常,较亮,较暗,四、关于电功率的计算,例题1、“PZ22025”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？“PZ220V60”的灯泡呢？,解：对“PZ22025”的灯泡：,电流,电阻,对“PZ22060”的灯泡：,电流,电阻,四、关于电功率的计算,例题2、“PZ22025”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？,“PZ22025”的灯泡接在210V的电路中：,电流,功率,“PZ22060”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：“PZ22025”的灯泡的内电阻,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,内容：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=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，这样热量Q的单位就是焦耳。,意义：表示电流通过用电器有多少电能转化为热能。,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=I2Rt来表示，适用于任何电路。,在电流所消耗的电能全部用来产生热量时，焦耳定律可根据电能公式W=UIt和欧姆定律导出：Q=W=UIt=t，这里的条件是电能全部用来产生电热，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。,吹风机和电熨斗通电时都会发热，哪种电器可以认为能将电能全部转化成内能？,思考,若电流所做的功全部转化为电热器的内能，则：WQ所以，QWUItI2Rt也可QWPt=,若电流所做的功只有一部分转化为内能，则只可用焦耳定律来计算,纯电阻电路,例题：一根60的电阻丝接在36V的电源上，在5min内共产生多少热量？,焦耳定律,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)260300J=6480J,六、电热的作用,常见的电热器：,2、电流通过导体产生的热量叫电热。,一、电流的热效应：,1、电流通过任何一个导体，导体都要发热，温度升高，这种现象叫电流的热效应,二、电热器是利用电流的热效应来工作的用电器。1、常见的电热器：电热水器、电炉、电烙铁、电饭锅、电熨斗、电热毯等等。,2、电热器电路模型,3、电热器结构,主要部分是发热体,发热体特点：电阻率大、熔点高,三、电流热效应的实质：,思考：1、电流的热效应有什么利和弊？2、如何减少电流热效应而产生的负面影响？,优点：无污染，热效率高，方便控制和调节温度,缺点：1)在家庭电路中，由于长期的电流热效应，导线外的绝缘层会加速老化，甚至会烧毁绝缘层而引发火灾。,2）由于电流的热效应，会影响家电的使用性能和寿命。,防止措施：加装散热系统（如散热电扇）或为了更好散热而特别设计的结构（散热窗）,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。,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。,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。,有关电能的计算,例1：一把电烙铁接在220V的电路中，通过的电流是350mA，问通电1h消耗的电能为多少焦？合多少千瓦时？,解：由电能的公式得W=UIt=220V0.35A3600s,答：消耗电能2.8105J，合0.078KWh。,合0.078KWh,=2.8105J,（1千瓦时=3.6106焦）,有关电功率的计算,例2:一只标有“PZ220100”的灯泡，若现测得它两端得电压为200V的，则这只灯泡得实际功率是多少？,分析：“PZ220100”表示额定电压为220伏，额定功率为100瓦，而现在灯泡实际电压为200伏，不等于额定电压。则实际功率也不等于额定功率了。只有灯得电阻不变，所以先算电阻R。,解：,=484欧,=82.6瓦,根据P额=U额I额，是否可以测出灯泡的额定功率？,电功率计算注意,实际电功率随电压变化而改变，用电器的额定电压只有个，而实际电压有个.,灯泡亮暗由实际电功率大小决定.,电灯泡的电阻一般不变,当电压发生改变时,引起电流变化,从而引起实际电功率大小变化.,1,无数,测小灯泡的额定功率,例3：如图所示的是测定额定电压为25V灯泡的额定功率的电路图.（1）a是_表，b是_表.,（2）如果小灯泡的阻值约为10，电源由2节干电池串联组成，电流表有量程为06A和3A两档，电压表有量程为3V和15V两档，则a表量程应选_档，b表量程应选用_档.,（3）闭合开关，发现小灯泡两端电压只有18V，滑动变阻器的滑片P应向_端移动，才能使电压表示数为_.此时灯泡的实际功率就是额定功率.,（4）要测量的数据是_和_，计算灯泡的额定功率公式为_.,电压,电流,3V,06A,A（左）,25V,电压,电流,P=UI,有关电热的计算,例4：家用电熨斗为满足不同布料的整烫需要，通常设计成三档不同的温度档右图是它的工作原理图，其中、为电热丝，且110，图乙是电熨斗旋转开关在不同温度档时的连接情况求电熨斗处于“高温档”时，工作1分钟所产生的热量,Q=I2Rt=,解：,=,=55,=52810J,答：电熨斗处于“高温档”时，工作1分钟所产生的热量为52810J.,例5：如图的所示为现在家庭、宾馆常用的无线电水壶（一种在倒水时导线脱离，用电加热的方便水壶）的名牌。某同学用这种电水壶烧开水，他将水放至最大水量，测得水的初温是20，通电5分50秒，水少开（在一个标准大气压下）。试通过计算，回答下面问题。（1）算一算此电水壶正常工作时的电流。（2）该电水壶电热丝的电阻多大？（3）水所吸收的热量是多少？（4）现测得电源电压为210伏，算一算此电水壶工作的效率。,解：,（1）根据P额=U额I额，得：,=5.5A,=40,（3）m=V=,1千克,Q=Cmt,=1102.5W,=0.87=87%,答:略,公式小结,R1、R2串联时：电功、电功率、热量与电阻成正比，W1：W2=P1：P2=Q1：Q2=R1：R2,R1、R2并联时：电功、电功率、热量与电阻成反比，W1：W2=P1：P2=Q1：Q2=R2：R1,组间竞赛：,下列关于电功率得说法正确的是（）A、电功率越大，所做的功就越多B、电功率越大，做功所用时间就越少C、电功率越大，电流做功越快D、电功率越大，所消耗的电能就越多,看哪一组答对得多呦!,竞赛1、,C,竞赛2、,一台家用彩色电视机正常工作时的电功率最接近于（）A、1瓦B、10瓦C、100瓦D、1000瓦,C,竞赛3、,电灯的亮暗由下列哪个物理量决定的（）A、额定功率B、额定电压C、实际电压D、实际功率,D,竞赛4、,两盏电灯串联接入电路中，闭合开关，看到甲灯比乙灯亮，则下列说法中不正确的是（）A、甲灯的电阻比乙灯大B、甲灯的实际功率比乙灯大C、甲灯的两端电压比乙灯高D、甲灯的额定功率比乙灯大,D,竞赛5、,一杯开水冷却到室温，放出的热量约为（）A、几百焦B、几千焦C、几万焦D、几十万焦,D,竞赛6、,一只标有“6V9W”的灯泡接在某电源上，测得流过灯得电流为1安，则此时灯得功率为（）A、小于9瓦B、等于9瓦C、大于9瓦D、无法确定,A,
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