电功和电热经典教案

电功和电热专题复习

【考点分析】

本章的电功、电功率、焦耳定律的综合计算是中考电学知识的重点考点。对此部分知

识的考查所涉及的内容有：电功、电功率、电热等概念、意义及与其它电学物理量（电路）之间的相互关系，每个概念在各电路中的应用及延伸（如由电功率延伸到额定功率和实际功率，由电热延伸到热学中热量、温度比热容等数量关系），特别是由电表、用电器铭牌引出相关计算等问题；测量灯泡的功率具有开放性，对学生的实验操作技能和思维能力的考查提出了较高的要求。

一、知识点复习提纲

（一）电功：

1、定义：电流通过某段电路所做的功叫电功。

2、实质：电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能（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。

电流做功的形式：电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表

现。

例：电流→用电器

如果电路中电流所做的功全部转化为内能时，我们称此电路为纯电阻电路。

3、规定：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。

4、计算公式：W=UIt =Pt （定义式，适用于所有电路）

对于纯电阻电路可推导出：W= I 2Rt= U 2

t/R

①串联电路中常用公式：W= I 2

Rt

②并联电路中常用公式：W= U 2

t/R

5、单位：国际单位是焦耳（J ）常用单位：度（kwh ） 1度=1千瓦时=1 kwh=3.6×106

J 6、电功测量—电能表：

⑴电能表：是测量用户用电器在某一段时间内所做电功（某一段时间内消耗电能）的仪器。 ⑵重要参数的意义：电能表上“220V ”、“5A （20A ）”、“3000R/kwh ”等字样，分别表示：“220V ”表示：电能表额定电压220V ；“5A （20A ）”表示：电能表的额定电流为5A ，在短时间内允许通过的最大电流是20A ；“3000R/kwh ”表示：每消耗一度电电能表转盘转3000转。

{

白炽灯→电能转化为内能和光能

电动机→大部分电能转化为机械能

⑶读数：电能表前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。

（二）电功率：

1、定义：电流在单位时间内所做的功。

2、物理意义：表示电流做功快慢的物理量。

3、电功率计算公式：P= W/t = UI（定义式，适用于所有电路）

对于纯电阻电路可推导出：P= I2R= U2/R

①串联电路中常用公式：P= I2R

②并联电路中常用公式：P= U2/R

③计算电路总功率常用公式：P = UI（U为定值电源电压）

4、单位：国际单位：瓦特（W）常用单位：千瓦（kw）

5、额定功率和实际功率：

⑴额定电压：用电器正常工作时的电压。

额定功率：用电器在额定电压下的功率。

注：用电器上标有“220V 10A”字样，表示用电器正常工作时的电压和当用电器两端加上额定电压时通过它的电流。此时，我们可以直接算出用电器的电阻值。

⑵实际功率：是用电器在非额定电压下实际消耗的功率。由公式P=UI可知，实际功率的大小随用电器两端电压的变化而变化。

(3)实际功率与额定功率的关系：

当U实实=U额时，P实实=P额额用电器正常工作；

当U实实＜U额额时，P实实＜P额额用电器不能正常工作；

当U实实> U额时，P实实> P额额可能会损坏用电器。

(4)灯泡的亮度由实际功率决定。

6、测量：

Ⅰ、伏安法测灯泡的额定功率：Array

①原理：P=UI

②电路图：

③选择和连接实物时须注意：

电源：其电压高于灯泡的额定电压

滑动变阻器：接入电路时要变阻，且调到最大值。

根据能否调到灯泡的额定电压选择滑动变阻器。

电压表：并联在灯泡的两端“+”接线柱流入，“－”接线柱流出。

根据额定电压选择电压表量程。

电流表：串联在电路里““+”接线柱流入，“－”接线柱流出。

根据I额=P额/U额或I额=U额/R 选择量程。

Ⅱ、测量家用电器的电功率：器材：电能表秒表原理：P=W/t

（三）电热

1、实验：我们知道电流通过导体会产生热量，产生的热量跟那些因素有关？

2、焦耳定律：电流通过导体产生的热量：跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。

3、计算公式：Q=I2Rt (适用于所有电路)

意义：定量地描述了电能向内能转化的规律，是电流做功的特殊情况。

对于纯电阻电路（电流做功全部转化为内能）可推导出：Q=W=UIt= U2t/R= Pt

①串联电路中常用公式：Q= I2Rt 。

并联电路中常用公式：Q= U2t/R

4、应用——电热器（电水壶、电烙铁、电饭煲）

①定义：利用电流的热效应而制成的发热设备。

②原理：焦耳定律

③组成：电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的合金制成。

（四）公式附录

表1 电学公式表

在纯电阻电路中（电流通过导体时，电能全部转化为内能的电路），结合欧母定律还可以推导出下列公式。

表2 推导公式

（五）实验物理思想：控制变量法、转化法

二、考点题型

考点1---正确认识电功

例1、一台洗衣机工作0.5h,电流做功3.6×106J, 这台洗衣机消耗的电能是_________ J。

例2、小明家里的用电器，1、电灯泡 2、洗衣机 3、电风扇 4、电饭锅 5、电熨斗 6、日光灯，请你按下列能的转化归类：

电能转化为光能______________

电能转化为热能______________

电能转化为动能______________

考点2---电能测量

例3、一只家用电能表标有“1500转／（kW·h）”的字样，今只让一台收录机工作，计时测得电能表转盘转过30圈，则这台收录机在这段时间内消耗的电能为__________J. （变试题）例4、如图，这是小明家1个月的电能表月初和月末的两次示数，

消耗的电能是__________ J.

考点3---电能计算

例5、某电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈的电阻为2Ω，线圈中的电流为10A，则这台电动机工10秒消耗的电能 J.

（变试题）例6、某课外小组的同学自制了一只电烙铁，这只电烙铁正常工作时的电阻是484 ，它的额定电压是220V，该电烙铁通电10min产生________J的热量。

考点4---认识电功率

例7、下列关于申功率的说法正确的是（）

A、用电器的电功率越大，它消耗的电能越多

B、用电器的电功率越大，它消耗电能越快

C、用电器工作时间越长，它的电功率越大

D、用电器的电能与其功率无关，只与通电时间有关

例8、甲、乙用电器上分别标着“220V,15W”、“110V,100W”,它们都在额定电压下工作,则下列说法中正确的是： ( )

A、甲用电器做功一定少

B、乙用电器做功一定快

C、完成相同的功, 甲用电器所用的时间一定少

D、相同的时间内, 乙用电器完成的功一定少

考点5---电功率计算

例9、小红家的电能表上标有600r/kW·h的字样，如果她家只有一件用电器正在工作，转盘在6min内转了60转，这个用电器在这段时间内消耗的电能是 J，这个用电器的功率是 W。

例10、将一个标有“6V、1.5W”的小灯泡L1和另一小灯泡L2串联后，接在电压为18V 的电源上，两灯都正常发光，那么L2的额定电压和额定功率分别是、

考点6---实际功率和额定功率（重难点）

例11、将一个标有“36V, 18W”的灯泡接入某电路中, 测得通过灯泡的电流强度为0.4安, 那么它的实际功率为： ( )

A、小于18W

B、大于18W

C、等于18W

D、无法确定

（变试题）例12、一盏标有“36V,40W”的电灯（电阻定值），正常工作时，流过它的电流是______A，此时的电阻是______Ω，如果将它接到某电路中，通过它的电流是1A，此时它的功率是______W，此时灯泡的亮度比额定功率情况下亮度______。(选填“更亮”、“更暗”或“一样”)。

例13、如下图所示，在下列四个电路中，两只灯泡都能正常发光的电路是（）

例14、如下图所示：闭合开关S，当滑动变阻器滑片P从a向b滑动过程中，电流表、电压表及电路总功率变化正确的是（电源电压不变）（）

A、电流表、电压表的示数都增大，总功率也增大

B、电流表、电压表的示数都减小，总功率也减小

C、电流表示数增大，电压表示数减小，总功率不变

D、电流表示数减小，电压表示数增大，总功率不变

考点7---测量小灯泡功率(重难点)

例15、下图是测定额定电压为2.5V小灯泡额定功率的实物连接图。

（1）请在方框内画出电路图。

（2）实验过程中某一时刻电压表示数如图甲所示，为了测得小灯泡的额定功率，闭合开关后，应把图中的滑动变阻器滑片P向_________（填“左”或“右”）移动，直至电压表示数为2.5V为止，这时电流表示数如图乙所示，为_________A，则此时灯泡的额定功率是_____________W。

（3）若电源电压为6V，滑动变阻器有“10Ω 1.5A”和“20Ω 1A”两种规格，那么实验中应选用规格为_________的滑动变阻器。

考点8---电热器

例16、下列事件中，不属于利用电热的是（）

A、用电饭锅煮饭

B、电动机的转动

C、电熨斗熨衣服

D、电水壶烧开水

考点9---电热计算

例17、通过某导体的电流是0．2A，导体的电阻为10Ω，导体的发热功率为________W，若该导体两端的电压增加到原来的2倍，则导体的发热功率是原来的_______ 倍。

（变式题）例18、一台电动机线圈电阻0.3Ω，接在12V的电路上时通过电动机的电流为0.5A，在5min内电流做功及电流产生的热量分别多？

考点10---用电器档位问题（重难点题型）

例19、给你一个稳压电源、两根电阻不同的电热丝．用来加热一壶水，使水温升高最快的连接方法是 （ ）

A 、将两根电阻丝串联

B 、 将两根电阻丝并联

C 、 只用电阻较小的电阻丝

D 、只用电阻较大的电阻丝

（变试题） 例20、小红家买了一台电烤箱，有高、中、低三个档位的发热功率。如图是其内部简化电路图，开关S 1可分别与触点a 、b 接触。已知R 1=60．5Ω，R 2=121Ω，电源电压保持不变。当开关S 1置于b 端，S 2断开时，电烤箱处于______档位；电烤箱在中档位工作时，消耗的电功率是______W ；电烤箱在高档位工作时，对食物加热5min ，消耗的电能是____J 。

三、电学计算题思路总结

第一步：仔细审题，弄清电路结构（串联、并联）；弄清各表（电流表、电压表）测量对象。

第二步；画出等效电路。首先将因短路或开路等不工作的用电器删除；进一步方便判断，可以将电压表看做开路，电流表看做导线；明确电路结构后，将对面的电表还原到位置，确定其测量对象。

第三步：进行电路分析：根据相应电路结构特点进行分析（串联电路电流处处相等、并联各支路电压相等）；利用欧姆定律计算电流电压电阻的数值。

第四步：注意明确公式适用范围以及灵活选公式。

计算电功通用式 W ＝UIt ，W ＝Pt ；变形式串联选取W ＝I 2

Rt ，并联选取公式W ＝R

U 2

t ；

计算电功率通用式P=UI,P=W/t ，变形式串联选取2I P =/R ,并联选取2

U P =/R ；计算电源功率一般P=UI （电源U 定值）；电热定义式 Q ＝I 2

Rt ，,变形式并联选择Q= U 2

t/R 第五步：检查计算结果，从电流电压安全范围角度考虑，保证电路安全。

例1、（如图所示，电源电压不变，灯泡L标有“6V、3W”字样。当开关S闭合时，灯泡L 正常发光，电流表示数为0.8A。求：

（1）通过灯泡L的电流。

（2）电阻R0的阻值。

（3）在10s内，电阻R0消耗的电能。

例2、如图所示电路，灯L上标有“12V 9W”字样，当开关S 和都闭合，变阻器的滑片P移到a端时，灯恰好正常发光，电流表示数是1.25A，求：

（1）变阻器的最大阻值是多少？

（2）当开关S 闭合，断开，变阻器的滑片P移到b端时，灯消耗的功率是多少？

（变试题）例3、如图所示，已知电源电压保持4.5V不变，电压表的量程为0到3V，滑动变阻器R的最大阻值是20Ω，小灯泡L标有“2.5V 1.25W”的字样，闭合开关后，当

小灯泡下正常发光时，它的阻值为Ω，滑动变阻器接入电路的阻值为____________Ω。若小灯泡的电阻不变，在此电路中小灯泡工作时的最小功率为____________W。

例4、如图所示的电路中，电源电压和灯泡电阻不变，电阻，灯L标有“6V 12W”

的字样，电流表量程为0～3A，电压表量程为0～15V，滑动变阻器上标有“2.5A”的字样。

（1）只闭合，电流表的示数为0.6A，求电源电压；

R0

A

S

L

（2）当闭合和，并将滑片P移到b端时，电流表的示数为1.2A，求滑动变阻器的最大阻值；

（3）只闭合时，求电路总功率的最大值。