3.6 电能的利用3
3.6.3焦耳定律---电热器(教师版)
焦耳定律电热器【知识点1】电流的热效应1. 电流的热效应（1）概念：电流通过各种导体时，会使导体的温度升高的现象。
（现实生活中一定存在）（2）实质：电能→内能。
2. 焦耳定律（1）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。
（2）公式： （3）影响因素a. 当电流、通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多。
b. 当电阻、通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多。
c. 当电流与电阻相同时，通电时间越长，产生的热量越多。
（4）实验【运用控制变量法、转换法】【典例】例1 焦耳定律实验在研究电流产生的热量跟哪些因素有关的实验中（如图所示），两个密闭的透明容器中装有等量的空气。
（1）图甲中，两根电阻丝串联的原因是保证 电流和通电时间相同 ，U 形管中液面高度的变化反映了 电阻丝产生的热量的多少；通电10s ，观察到图中两个U 形管中液面高度的变化不相同，这说明：电流产生的热量与 电阻大小有关。
t2R I Q（2）图乙中，通电20s，电阻丝a、b产生的热量之比Qa：Qb=4：1 。
（3）在图乙的实验中，若电阻丝c发生了断路，那么与断路前相比，电阻丝b的功率将变大（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）图甲的实验结论能够解释“电炉子工作时，电炉丝热得发红，而与其相连导线却几乎不发热”的现象。
例2 焦耳定律应用一根电热丝的电阻值为R，将它接在电压为U的电路中时，在时间t内产生的热量为Q．使用一段时间后，将电热丝剪掉一小段，剩下一段的电阻值为0.5R．现将剩下的这段电热丝接入电路，则（）CA．若仍将它接在电压为U的电路中，在时间t内产生的热量为0.5QB．若仍将它接在电压为U的电路中，产生的热量为Q，所需时间为2tC．若将它接入电压为0.5U的电路中，在时间t内产生的热量为0.5QD．若将它接入另一电路，在时间t内产生的热量仍为Q，这个电路的电压为0.5U例3 证明证明：若将R1与R2并联后接在电压为U的电源上，在时间t内电流通过R1产生的热量为Q1，通过R2产生的热量为Q2，若将R1与R2串联，则t时间内两个电阻产生的总热量Q= 。
电能的来源原理及应用
电能的来源原理及应用1. 电能的基本概念电能是一种能量形式，物体在电场中具有的能量称为电能。
电能来源于电荷的势能转化而来，是由带电粒子所具有的能量。
2. 电能的来源原理电能的来源原理可以从以下几个方面进行解释：2.1 静电能静电能是指物体由于带有静电而具有的能量。
当两个带电体之间有电荷不平衡时，会形成静电场，从而储存了一定数量的电能。
例如，在摩擦过程中，摩擦物体之间会发生电荷转移，导致带电情况的出现。
2.2 电流能电流能是指通过导体中的电子流所具有的能量。
当电子在导体中流动时，会产生电流，电流的大小决定了电流能的大小。
电流能是电能应用中最常见的形式，包括我们日常使用的电器、电源等。
2.3 化学能转化为电能化学能是指物质内部的化学键所具有的能量，例如化学电池、燃料电池等。
这些设备通过化学反应将储存的化学能转化为电能，供我们使用。
例如，常见的碱性电池通过化学反应将化学能转化为电能。
2.4 光能转化为电能光能是指来自太阳、光源等光源的能量。
光能可以通过光伏效应转化为电能。
光伏效应指的是当光照射到光敏材料上时，会产生电子与空穴的运动，产生电势差，从而转化为电能。
3. 电能的应用电能作为一种重要的能源形式，被广泛应用于各个领域。
以下列举了一些常见的电能应用：3.1 家庭用电家庭用电是我们日常生活中最常见的电能应用。
包括电灯、电视、洗衣机、冰箱等电器设备，它们依靠电能来正常工作。
3.2 工业生产工业生产中也需要大量的电能。
例如，机械设备、电动工具、生产线等都需要电能来提供动力，推动生产的进行。
3.3 交通运输交通运输领域也有许多电能应用。
电动汽车、电动自行车等都是利用电能作为动力源，实现车辆的运行。
3.4 通信设备通信设备也离不开电能。
包括手机、电脑、路由器等设备，都需要电能来供应电力以保持正常工作。
3.5 太阳能电池板太阳能电池板利用太阳能转化为电能，广泛应用于建筑物的发电系统、太阳能灯等领域，实现绿色能源的利用和环境保护。
电路能量计算公式
电路能量计算公式
W=UIt=Pt
它们的关系是：1kW·h=3.6×10^6J
电能的单位是“度”，它的学名叫做千瓦时，符号是kW·h。
在物理学中，更常用的能量单位（也就是主单位，有时也叫国际单位）是焦耳，简称焦，符号是J。
电能的利用是第二次工业革命的主要标志，从此人类社会进入电气时代，电能是表示电流做多少功的物理量电能指电以各种形式做功的能力（所以有时也叫电功）。
分为直流电能、交流电能、高频电能等。
这几种电能均可相互转换。
扩展资料：
也可用W=U^2t/R=I^2Rt 1度=1千瓦时=3.6*10^6焦。
功率为1000 W的供能或耗能元件，在1小时的时间内所发出或消耗的电能量为1度。
1）电能单位：千瓦时（kW·h）或焦耳（J)
2）电能换算：1kW·h=3.6×10^6J
3)瓦和千瓦的运算：1kW=1000w
重要参数的意义：
1、“220V”—表示电能表应该在220V的电路中使用
2、“10（20A）”—表示这个电能表的标定电流为10A，额定最大电流为20A（※此处20A不是短时间内允许通过最大电流而是额定最大电流）
3、“50Hz”—表示它在50赫的交流电路中使用。
2.1电能的量度-电能电功(解析版)
1、电能（1）电能的转化：电能可以转化为其他形式的能量。
用电器工作的过程就是把电能转化为其他形式能的过程。
耳J 。
单位换算：1度＝1 kW·h ＝3.6×106 J 。
【电能的利用】用电器是消耗电能的装置，将电能转化为其他形式的能；电池（电源）是提供电能的装置，是将其他形式的能转化为电能的装置。
例如发电机：机械能→电能，干电池：化学能→电能。
（3）电能表的认识和使用【温馨提示】通过电能表求用电器消耗的电能时除所要求的用电器外，其余用电器均关闭。
2、电功(1)电流所做的功叫做电功。
电流做功，就是电能转化为其他形式的能的过程。
(2)电流在某段电路上做的功，等于这段电路两端的电压与通过这段电路的电流，以及通电时间的乘积，即W ＝UIt 。
(3)电功的单位为焦耳。
1焦＝1伏·安·秒。
常用单位还有“度”“千瓦时”。
1度＝1千瓦时＝3.6×106焦。
(4)电功的测量①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。
②电能表上“220V 、5A 、3000R/kW ·h ”等字样，分别表示：电能表额定电压是220V ；允许通过的最大电流是5A ；每消耗一度电电能表转盘转3000转。
③读数时：A 最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位；B 电能表前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。
【温馨提示】电功的计算公式：W ＝Pt ，W ＝UIt ，W ＝I 2Rt ＝U 2Rt(最后一个公式仅适用于纯电阻电路)。
（1）串联电路：2121R R W W =； （2）并联电路：1221R R W W =； （3）在任何情况下，在一定时间所做的总功n W W W W ⋅⋅⋅++=21。
【拓展】电量的单位：毫安时mAh 与安时Ah当电流强度用毫安（mA ）作单位，时间用小时（h ）做单位，它们两个相乘就是毫安时（mAh ），当然还是电量，根据公式It Q =，由于1A=1000mA ，1h=3600s ，所以1Ah=3600C；1mAh=10-3A×3600s=3.6C1、假期小明一家要出门旅游，出发前家里只有一台额定功率为200W的冰箱正常工作，其它用电器都已关闭。
4.电能的利用(3)-电功计算
三、中考冲刺
例2、手机、数码相机等常用充 电电池作为电源，如图所示是 某手机电池铭牌，观察可知该 电池的电压是 V。它充足 电后所储存的电能是 J。
例3、有一电瓶（蓄电池）车，工作电压为 24V，工作电流为50A，效率为80％。电瓶 车总重400N，阻力是车重的0.1倍，则此车 匀速行驶400m，所需时间为 s
例1、洗衣机洗涤时的工作顺序：
正转 30s 额定电压 额定频率 额定容量 停 5s 220V 50Hz 5kg 反转 30s 停 5s 正转 30s 600x560x850 350w 310w
机身尺寸 洗涤功率 脱水功率
该洗衣机的最大工作电流为____安，李丽的妈 妈使用该洗衣机洗涤14分钟，后又脱水2分钟，在 这段时间内洗衣机消耗电能______焦。
P R 4、与电 并联： 1 2 P2 R1 阻的关系 P总=P1+P2
并联： W1
W总=W1+W2
一、例题讲解
例、如图所示的电路中，灯L与电阻R串联 后接在12伏的电路中。已知灯L的电阻为10 欧，电阻R的阻值为20欧，那么通电10分钟 电流通过灯L做了多少功？在这段时间内电 流做的总功为多少？
一、比较电功与电功率概念
电功率 电流在单位时间内做 1、定义 的功
P
电功 电流所做的功
2、公式
W t
W Pt
U2 R
2 U W UIt I 2 Rt t Uq R 焦耳
P UI I 2 R
瓦特 3、单位 1千瓦=1000瓦 串联： P1 R1
P2
R2 R2 R1
二、简单运用
• 1、灯泡的电阻为1210欧姆，把它接在220 伏的电路中，每分钟消耗电能____焦耳， 该灯的电功率为_____瓦。 • 2、阻值为15欧和60欧A、B两个电阻串连 后接在电压为14伏的电源上，半小时内该 电路共消耗____焦耳的电能。其中15欧的 电阻消耗了____焦耳。
电能的利用(计算题)
如图8所示，电源有两节新的干电池串联组 成，电阻 R=20Ω ，灯L标有“6V 3.6W”字 样，闭合开关S后，串联电路中的电流为 0.1 A，R两端电压为 2 耗的功率为 0.12 W。
V，灯L消
图8
一个标有“220V 100W”的灯泡，在正常发 光时，由此你可以求出哪些已经学过的量？ 若通电5分钟，消耗的电能是多少？
回家作业：
调查一下家里各用电器的功率，将其按从 大到小的顺序排列，并估算出一天大约用 多少度电？ 如果这些电能全部用来加热水，将水从20 摄氏度加热至100摄氏度，能加热多少升 的水？
由一个电压为U且保持不变的电源、一个开关、 一个定值电阻R和一个电流表组成的串联电路， 当接通开关后，电流表的读数为1.2安；在电路 中再串联一个标有“10V 2W”字样的白炽灯后， 灯泡恰能正常发光。设灯丝的电阻不变。求： (1)灯丝的电阻值RL 50 欧 (2)通电多少时间，灯泡消耗240焦的电能 120 秒 (3)定值电阻R的值和电源电压U的值。 10 欧 12 伏
拓展题 有一块手机充电板，如果充电电压是5V，充 电电流为1500mA时，则需要一个小时使得电 板充满电。问： （1）该电板在充满电的过程中电流做了多少 功？电板储存了多少电能？ （2）如果手机在待机工作期间电压为2.5V， 电流是9.45mA。那么手机的待机工作时间是 几天？ 答案 （1）27000J （2）约13 天
原来用一盏“220V 40W”的白炽灯， 每晚亮10小时。同学们发现灯泡容易损坏，需 要经常更换。后来，学校电工用两盏 “220V 40W”的灯泡串联后代替原路灯。结果，两盏灯 的亮度比改装前要暗，但灯泡使用寿命明显延长。 (1) 改装前，一盏路灯每晚需要消耗多少电能？ W=Pt=0.04KWh×10h=0 .4KWh (2) 改装后两灯的总功率是多少？比原来省电还 是费电？ W=Pt=0.02KW×10h=0.2 (20W) KWh
人教版九年级物理(初中)第十八章电功率(共4节)
第1节电能电功第十八章电功率人教版九年级物理（初中）课堂导入问题：生活中利用的多而且方便的，是哪一种形式的能？家里的电饭锅、电热水壶都消耗电能上学骑电动车也用电能上课用的投影仪，得依靠电能工作电能确实是利用方便又广泛的能，我们用的电能来自哪里呢？1.电能的来源各种各样的发电厂和电池，把不同形式的能转化为电能，供人们使用。
火电厂化学能转化成电能风力发电站风能转化成电能太阳能发电站太阳能转化成电能一、电能各类用电器，在生产生活中把电能转化成其他形式的能电能转化成光能和内能电能转化成内能电能转化为机械能电能的国际单位：焦耳（J）生活中的电能单位：千瓦时，符号是kW·h, 俗称“度”他们之间的换算关系是：1kW·h=1×103W ×3600s=3.6 ×106J想一想你知道家里一个月要交多少电费吗?供电部门怎样来确定用户所用的电量的?（1）电能表：用来测量用电器在一段时间内消耗电能的仪表1.认识电能表IC卡式电能表电子式电能表机械式电能表二、电能的计量（2）. 电能表上个参数的含义①.220V:表示该电能表在220 V的电路中使用；②.5A:这个电能表的标定电流为5A ；③.(10A): 通过电能表的电流在短时间应用时允许大些，但不能超过10A；④. 50Hz:这个电能表在50赫兹的交流电路中使用；⑤.720r/KW.h: 电能表的铝盘转过720转时，接在电路里的用电器消耗的电能是1kW·h ；⑥.3200imp/(Kw·h):电能表上的指示灯闪烁3200次，接在电路里的用电器消耗的电能是1kW·h.本周用电：823.3kw.h-781.5kw.h=41.8kw.h①.数字表盘有5位数字，最后一位红框里表示小数位。
②.读数方法：一段时间电能表计数器前后两次读数差，就是这段时间用去的电能。
如：某电能表在一周内的示数变化为：（3）. 电能表的读数①.观察电能表表盘上前后两次的示数，它们的示数差即是所求的电能值.J 5102.1J 6106.360020圈，消耗的电能为：20则：电能表转过J 1200J 6106.3300013000h kW 1消耗的电能是：解：电能表转过一圈，⨯=⨯⨯=⨯⨯=⋅例如：某电能表的表盘上标有“3000R/KWh”字样，现只让一台40英寸彩电工作，发现一段时间内转盘转了20R ，则这段时间内，电视机消耗了多少电能？②.测出一定时间内电能表上转盘的转数，再算出电能值.（4）通过电能表求用电器消耗的电能三、电功1．概念：电流通过用电器所做的功叫电功2．电功的实质：电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程。
第6节电能的利用(LY)
解：设空调在3分钟内消耗的电能为W. 依题意得 1 kW•h ＝ W 3000圈 150圈 1 kW•h W= × 150圈 ＝0.05 kW•h 3000圈 P＝W / t＝0.05 kW•h/ (3÷60) h =1 kW
实验 测定小灯泡的功率 (课本P104)
测量小灯泡的功率，实际上是测量 灯泡的哪些物理量？如何测量？ 根据公式:P=UI 可知,测量出小 灯泡两端的电压和通过灯泡的 电流,就能求出灯泡的电功率.
电功的计算式： W= Pt = U I t
单位： J(焦) W(瓦) s(秒) V(伏) A(安)
1 焦=1 瓦· 秒=1 伏· 秒 安·
1 J= 1 W· = 1 V· s s A·
生活中经常说，我们家一个月用了多少度电。
“度”是哪个量的单位？ 电功和电能的常用单位 1度＝1 kW· h
单位
单位 单位 W=Pt
灯泡的亮度跟电功率的关系 思路：要保证三个灯泡正常发光，通过三个灯泡 的电压应为6V, 所以三个灯泡应并联.
实验电路图:
A ”6V，1.5W” B”6V，2.5W” C”6V，3.5W”
实验表格:
电压/V 功率/W 6 1.5 灯泡A
灯泡B 6 2.5
亮度 较暗
较亮 最亮
灯泡C
6
3.5
6V 在额定电压下，灯泡的额定功率越大，灯泡越亮； 结论： 或相同电压下，灯泡越亮，表明灯泡的功率越大。
PZ：普通照明灯泡 220V：额定电压 40W：额定功率 电器在额定 电压下工作 时的功率。 电器上标明 的功率值都 是额定功率。
电器正常工 作时的电压。 电器上标明 的电压值都 是额定电压。
从洗衣机的铭牌上，你可以了解到哪些信息？
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8、一间教室里有16盏40W的日光灯，
由于同学们平时注意节约用电，做到人
走灯灭，这样平均每天每盏灯少开半小
时，那么一个月（以30天）可以节约多
少度电？
9、如图是一台电冰箱的铭牌。其中“耗电量 0.50(kW.h)/24h”这个参数的含义是，该冰箱 0.50kW·h 正常使用24h消耗的电能为_________ 。如果按 照额定功率70W和工作24h计算，则消耗的电能 1.68kW·h 是__________kW.h ，这个计算结果与冰箱铭牌 上提供的相关参数差异较大，是由于冰箱具有 不连续 工作的特点而造成的。 _________
如图所示电路中，灯L与电阻R串联 后接在12V的电路中。已知灯L的电阻为 10欧，电阻R的阻值为20欧，那么通电 10分钟电流通过灯L做了多少功？在这段 时间内电流做的总功为多少？
“220V 10(20)A”
10（20） 标定电流 （额定电流）为10安。 短时间内电流允许大些， 但最大不能超过20安
“600r/kW·h” 电能表 千瓦时计
每消耗1千瓦时的电 能，转盘转600转
小明家的电能表上标有600r/kW·h的 字样，如果他家只有一件用电器正在工作，
该转盘在6min内转了10转。这个用电器在
这段时间内消耗的电能是 （填一件家用电器的名称）。 ，这个用电
器的功率是_____，这个用电器可能是
4、1度电可供“220V 、500W”的电烤炉
正常工作
小时。
5、1度电可供“220V 、40W”的电灯正
常工作
小时。
6、一个“220V 2.5A”的电能表，最多 可把 盏明家的电能表上标有如图所示的字样，则 正常情况下小明家用电器的最大功率不能超过 2200 。若他家电视机的功率为200W，平均 ______W 每天使用2h，则一个月他家的电视机耗电 12 _______kW· h(一个月按30天计算)