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。
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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。