题目内容

电功和电热的关系:
(1)纯电阻电路:电阻R,电路两端电压U,通过的电流强度I.
电功:W=
UIt
UIt
   电热:Q=
I2Rt
I2Rt
   电热和电功的关系
W=Q
W=Q

表明:在纯电阻电路中,电功
相当于
相当于
电热.也就是说电流做功将电能全部转化为电路的
热能
热能

(2)非纯电阻电路:电流通过电动机M时
电功:W=
UIt
UIt
   电热:Q=
I2Rt
I2Rt
   电热和电功的关系:
电功
电功
=机械能+
电热
电热

表明:在包含有电动机,电解槽等非纯电阻电路中,电功仍
等于
等于
UIt,电热仍
等于
等于
I2Rt.但电功不再等于电热而是
大于
大于
电热了.
分析:无论纯电阻还是非纯电阻电功都可以用W=UIt计算、电热用Q=I2Rt计算,但纯电阻消耗的电能完全转化为热能,非纯电阻部分电能转化为热能、大部分转化为其他形式的能.
解答:解:(1)纯电阻电路:电阻R,电路两端电压U,通过的电流强度I.
电功:W=UIt,电热:Q=I2Rt,电热和电功的关系W=Q,
表明:在纯电阻电路中,电功I2Rt,电热.也就是说电流做功将电能全部转化为电路的热能;
(2)非纯电阻电路:电流通过电动机M时
电功:W=W=UIt,电热:Q=I2Rt,电热和电功的关系:电功=机械能+电热,
表明:在包含有电动机,电解槽等非纯电阻电路中,电功仍等于UIt,电热仍等于I2Rt.但电功不再等于电热而是大于电热了.
故答案为:
(1)UIt;I2Rt;W=Q;相当于;热能;
(2)UIt;I2Rt;电功;电热;等于;等于;大于.
点评:本题考查了学生对电功与电热关系的理解与掌握,是一道基础题目.
练习册系列答案
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(2013?长清区二模)在学习“电流做功与哪些因素有关”的实验时,灵岩中学的教师找来了相关器材,组织学生进行实验探究.
(1)为了提高探究进度,教师分小组进行,让他们分别探究影响电流做功的不同因素.如图是小齐小组采用的实验装置,请你分析该实验装置,他们采用的是
并联
并联
(选填“并联”或“串联”)电路进行实验,他们小组准备探究电流做功与
电流大小
电流大小
的关系.
(2)为了找寻普遍性的规律,他们与小鲁小组协商,用相同的器材和等质量的煤油进行实验,取与室温20℃相同温度的煤油,用电热丝加热,记录实验数据如下表所示:
组别 通电时间t/min R1电流I1/A R2电流I2/A A瓶末温tA/℃ B瓶末温tB/℃ A瓶升温△tA/℃ B瓶升温
△tB/℃
小齐 4 0.6 1.2 28 35 8 15
小鲁 8 0.6 1.2 35 48 15 28
请你分析小齐小组的数据,并对比分析两个小组的数据,归纳两条结论:
在电压和通电时间相同时,用电器中的电流越大,电流做功越多;在电压和电流相同时,通电时间越长,电流做功越多
在电压和通电时间相同时,用电器中的电流越大,电流做功越多;在电压和电流相同时,通电时间越长,电流做功越多

(3)课间,小齐整理各小组汇总的数据,又查找课本相关内容,进一步定量分析实验数据,发现在末温较低时,实验数据与电功公式的原理基本吻合,而末温较高时的实验数据与理论相差较大,请你帮他分析原因:
煤油达到沸点,不断吸热,但温度不再升高
煤油达到沸点,不断吸热,但温度不再升高
(1)某物理兴趣小组的同学为探究导体电阻与导体长度和横截面积之间的定量关系,设计了如图1所示的电路.
实验时他们将所选的两种金属丝接入电路1和2的位置,通过比较电压表的示数来比较电阻丝电阻的大小.现有几根康铜合金丝和镍铬合金丝,其规格如下表所示:
编号 材料 长度(m) 横截面积(mm2
A 镍铬合金 0.3 0.5
B 镍铬合金 0.6 0.5
C 镍铬合金 0.3 1.0
D 康铜丝 0.3 0.5
E 康铜丝 0.3 1.0
F 康铜丝 0.8 0.8
①在探究导体电阻与导体长度之间的定量关系时,他们将编号为
A、B
A、B
两根金属丝对应接入电路1和2的位置,当发现电压表示数U1:U2接近
1:2
1:2
时,可以初步判定:在导体的材料和横截面积相同的条件下,导体的电阻与其长度成正比.
②在探究过程中,如果将编号为A和C两根金属丝接入电路1和2的位置,则他们想探究的是导体电阻与
横截面积
横截面积
之间的定量关系.
(2)为了探究影响电热的因素,实验室准备了两个装满煤油的烧瓶、两个带有橡皮塞的粗细均匀的相同玻璃管,两根不同阻值的电阻丝,以及滑动变阻器、开关、导线、电源等.两个实验小组根据提供的实验器材,分别设计了图2(甲、乙)所示的两个方案.
①这两个方案的共同点是:通过观察
温度计示数的变化
温度计示数的变化
知道电热的多少.
②甲方案探究的问题是:
电热与导体电阻的关系
电热与导体电阻的关系

③乙方案探究的问题是:
电功与电流的关系
电功与电流的关系

(3)用如图3所示的电路来测量未知电阻RX的阻值,R0阻值已知.请将实验过程补充完整:
a.对照电路图连接好电路,并将滑动变阻器的滑片滑至阻值最大处;
b.闭合开关,
移动滑片到适当位置,读出电压表V1、V2的示数U1、U2
移动滑片到适当位置,读出电压表V1、V2的示数U1、U2

c.断开开关,整理器材.

人教版第八章   电功率 复习提纲

一、电能

1、电能:用电器工作用的过程就是把电能转化为其它形式能的过程,消耗多少电能就转化为多少其它形式的能。单位是焦耳,常用的单位还有kW·h,1kW·h=3.6×106J。

2、电功:电流所做的功。用电器消耗电能的过程就是电流做功的过程。电流做了多少功,用电器就消耗了多少电能。电流做功的多少与电路两端的电压的高低、电流的大小、通电时间的长短有关。电流在一段电路上做的功跟这段电路两端的电流、电路中的电流和通电时间成正比,即W=UIt。

电功计算公式:W=Pt=UIt。推导公式:W=I2Rt=U2t/R,(只适用于纯电阻电路);W=UQ。

电功的单位:J、kW·h。

3、电能表:电能表是测量电功的仪表,即测量用电器在一段时间内消耗电能多少的仪表。

电能表的读数方法:电能表的表盘上某段时间前后两次读数之差即为这一段时间内消耗的电能,单位是kW·h。表盘上最右边一位数字是小数点后的数字。

二、电功率:

1、电功率的物理意义:表示用电器消耗电能(电流做功)快慢的物理量。

2、定义:用电器在单位时间内所消耗的电能。或电流在单位时间内所做的功。

3、单位:瓦特(W),常用单位还有kW。

4、公式:P=W/t=UI。P=W/t可用于计算电功率,也可以用于计算其它功率,是计算功率的通用公式。P=UI只能用于计算电功率,将欧姆定律I=U/R代入,还可以得到P=U2/R、P=I2R等推导公式。

注意:P=UI是计算电功率普遍适用的公式,在纯电阻电路中,P=UI与P=U2/R、P=I2R都可以用来计算电功率;而在非纯电阻电路中,只能用P=UI计算电功率。

5、额定功率:

①额定电压:用电器正常工作时的电压。

②额定功率:用电器在额定电压下工作时的功率。即用电器铭牌上标的用电器的功率。

③额定电流:用电器在额定电压下正常工作时的电流。用电器铭牌上标明的电流值就是用电器的额定电流。

④实际电压:用电器实际工作时加在用电器两端的电压。

⑤实际功率:加在用电器上的实际电压所对应的功率。

8实际功率和额定功率的关系:

若U>U,则P>P,用电器不能正常工作,严重时会影响用电器的使用寿命,甚至会烧坏用电器。

若U=U,则P=P,用电器正常工作。

若U<U,则P<P,用电器不能正常工作。

注意:小灯泡的亮度是由其实际功率决定的。

9、测量电功率的几种方法

⑴根据公式P=UI,用电压表、电流表分别测出用电器的电压、电流,即可求出用电器的功率。

⑵根据公式P=W/t,用电能表测出家庭电路中某段时间内用电器消耗的电能,用停表测出对应的时间,就可以用公式P=W/t计算出用电器的功率。

⑶如果只有电压表,没有电流表,需要一个已知阻值的电阻R0和用电器串联。

①如图所示1,用电压表测出R0不同意见的电压U0,则可知道通过电阻R0的电流I0= U0/ R0,根据串联电路的特点,通过用电器R的I和通过电阻R0的电流I0相等,即I= I0,再利用公式P=UI就可求出用电器的功率。

②如图所示2,用电压表测出R不同意见的电压U1和电路的总电压U,则可知道通过R0的电流I0=(U-U1)/R0,根据串联电路的特点,用电器的I=I0,再用公式P=U1I即或求出用电器的功率。

⑷如果只有电流表,没有电压表,需要一个已知阻值的电阻R0和用电器并联。

①如图所示3,用电流表分别测出通过R、R0的电流I、I0,则可知电阻R0两端的电压U0= I0 R0,根据并联电路的特点,用电器和电阻两端的电压相等,即U= U0,再用公式P=UI就可求出用电器的功率。

②如图所示4,用电流表分别测出电路的总电流I和R支路的电流I1,根据并联电路的特点和欧姆定律可求出电阻R0不同意见的电压U'=(I-I1)R0,根据并联电路的特点,用电器和电阻两端的电压相等,即U= U',再用公式P=UI1就可求出用电器的功率。

10、利用用电器铭牌求正常工作时的功率、电阻和电流

①已知U、I则P=UI;R=U/I额   ②已知U、P则I=P/U;R=U2/ P

三、测量小灯泡的电功率。

1、实验目的:测量的额定功率和小灯泡在不同电压下的电功率。

2、实验原理:根据电功率的公式P=UI,测出小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流,就可以计算出小灯光的电功率。

3、实验电路图:

4、实验器材:电源、小灯泡、电流表、电压表、开关、滑动变阻器各一,导线若干。

5、实验步骤:①按电路图连接好电路。②闭合开关,调节滑动变阻器,让小灯泡两端的电压达到它的额定电压,记下此时电流表的读数。并观察小灯泡的亮度。③调节滑动变阻器,分别使小灯泡两端的电压低于和稍高于它的额定电压,观察小灯泡的亮度,记下两次电流表的读数。

④利用公式P=UI计算灯泡的额定电功率的不在额定电压下的实际功率。

6、实验结果:测出小灯泡的额定功率,得到消耗的电功率越大,小灯泡就越亮这一规律,灯泡亮度取决于其在电路中消耗的实际功率。

说明:“伏安法”测电阻和“伏安法”测小灯泡的电功率都用到了滑动变阻器来改变电路的电流和部分电路两端的电压,但前者是为了多次测量求平均值使测量更准确,后者是为了让小灯泡两端的电压低于、等于和高于其额定电压,以观察比较三种情况下小灯泡的亮度,从比较暗到正常发光再到特别亮的变化。

四、电和热

1电流的热效应:电流通过导体时电能转化为热的现象。

2、电流产生的热量与电阻的关系:在电流和通电时间相同时,导体的电阻越大电流产生的热量越多。在电阻和通电时间一定时,电流越大,电流产生的热量越多。

3、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:Q =I2Rt③对于任何电路都可以用Q =I2Rt计算。在纯电阻电路中Q =W=Pt=UIt=U2t/R=I2Rt。串、并联电路中放出的总热量Q =Q1+Q2+…+Qn

焦耳定律与电功的关系:在纯电阻电路中W=Q,表明电流做的功全部转化为电阻的内能;在非纯电阻电路中W>Q,表明电流做的功只有一部分转化为内能,另一部分电能转化为其它形式的能,计算非纯电阻电路中通过导体转化为内能的部分只能用Q =I2Rt

4、电热功率的计算:P=I2R,电能转化为热时的发热功率即电流通过导体时产生热量的功率跟导体中电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比。

5、电热的利用—电热器:电热器的主要部分是发热体,发热体由电阻率大、熔点高的合金制成。电热的优点:清洁卫生、无环境污染、热效率高、可以方便地控制和调节温度。

6、电热的防止:电热会使用电器温度过高影响用电器的工作、使用寿命甚至损坏用电器。电脑、电视、电动机等许多用电器上都有散热设备,就是为了防止电热的破坏。

五、电功率与安全用电

1、电流I与用电器电功率P的关系:I=P/U。家庭电路中的电压是一定的,用电器的电功率越大,电路中的电流越大。为了防止同时使用的用电器总功率过大,如需添置大功率的用电器时,应先计算一下增加用电器后电路的电流,看电路的总电流是否超过供电电路和电能表允许的最大电流。

3、家庭电路中电流过大的原因:过载,即用电器总功率太大;短路。

4、保险丝:保险丝用熔点低、电阻率较大的铅锑合金制成。当电流过大时,根据P=I2R,电流在保险丝上的发热功率大,保险丝的温度升高,达到熔点而熔断,切断电路保护电路的安全。

保险丝越粗其额定电流和熔断电流越大。选用保险丝时,其额定电流应等于或者稍大于电路的额定电流,过粗的保险丝不能起到保险作用,过细的保险丝接入电路用电器不能正常工作。决不能用铜丝或铁丝代替保险丝。

5、测电笔:

①作用:识别火线和零线

②使用方法:用手接触笔尾金属体,笔尖金属体接触电线或与电线相连接的导体时,如果氖管发光,表示接触的是火线。

③判别简单的电路故障的方法:当电路发生故障时,用电器一般不能工作,用测电笔检查插座,如果两孔内的金属片与测电笔笔尖金属均使氖管发光,则表明干路中零线断路;如果接触时两孔都不能使氖管发光,则表明火线断路。

六、串、并联电路的特点

串联电路

并联电路

电路图

电流

电流处处相等I=I1=I2=…=In

干路电流等于各支路电流之和,I=I1+I2+I3+…+In 电流分配:通过各支路的电流跟支路上的电阻成反比,即:

I1:I2=R2:R1

电压

两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。即:U=U1+U2+…+Un。电压分配:加在各导体两端的电压跟导体的电阻成正比,即

U1:U2=R1:R2

两端的电压与各支路两端的电压相等。即:U=U1=U2=Un

电阻

总电阻等于各串联导体电阻之和,即:R=R1+R2+…+Rn

总电阻的倒数等于各支路中电阻的倒数之和,即:1/R=1/R1+1/ R2+…+1/R

电功(不管是串联电路还是并联电路,电流所做的总功都等于各部分用电器电流所做功之和。即:W=W1+W2

电流通过各电阻所做的功与它们的电阻成正比。

即:W1:W2= R1:R2

电流通过各电阻所做的功与它们的电阻成反比。

即:W1:W2= R2:R1

电功率(不管是串联电路还是并联电路,总功率都等于各用电器功率之和。

即:P=P1+P2)

各用电器的电功率与它们的电阻成正比。

即:P1:P2= R1:R2

各用电器的电功率与它们的电阻成反比。

即:P1:P2= R2:R1

电热(不管是串联电路还是并联电路,电流所产生的总热量都等于电流通过各部分用电器所产生的热量之和。即:Q=Q1+Q2

电流通过各用电器啼生的热量与它们的电阻成正比。即:Q1:Q2= R1:R2

电流通过各用电器产生的热量与它们的电阻成反比。即:Q1:Q2= R2:R1

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