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1、第三章第三章 电功和电功率 电热电功和电功率 电热 器器 九年义务教育三年制初中自然科学第五册 电功和电功率 定义 公式 电功 电流所做的功 用W表示 国际 焦耳 简称焦 用 J 表示 W U I t P t UQ 单位 电热 定义 测定 电功率 焦耳定律 内容 电流在单位时间内所做的功 用P表示 单位 常用单位 千瓦时 用KW h表示 换算关系 1KW h 3 6 106 J 公式 国际 瓦特 简称瓦 用W表示 常用 千瓦 用KW表示 原理 电路图 器材 用电器的功率 额定功率 实际功率 公式 Q I2 Rt 电热的利用和防止 换算 1KW 1000W 一 电一 电 功功 1 1 电功 电功
2、 下图表明 电流是可以做功的 这时 电动下图表明 电流是可以做功的 这时 电动 机消耗电能 同时 砝码的机械能增加 在这个过程中 机消耗电能 同时 砝码的机械能增加 在这个过程中 电能转化为机械能 电能转化为机械能 1 1 电电 功功 电流通过电灯 电炉等用电器时都要做功 电流通过电灯 电炉等用电器时都要做功 电流做功 电灯发光 电流做功 电炉发热 电流做功 电扇转动 电流做功 电车开动 电能转化为其他形式的能电能转化为其他形式的能 电流不仅通过电动机时做功 通过电灯电流不仅通过电动机时做功 通过电灯 电炉等用电器时都要做功 电流通过电炉 电炉等用电器时都要做功 电流通过电炉 时发热 电能转化
3、为热能 电流通过电灯时时发热 电能转化为热能 电流通过电灯时 灯丝灼热发光 电能转化为热能和光能 灯丝灼热发光 电能转化为热能和光能 电流做功的过程 实际就是电能转化为电流做功的过程 实际就是电能转化为 其他形式能量的过程 电流做了多少功 就其他形式能量的过程 电流做了多少功 就 有多少电能转化为其他形式的能量 有多少电能转化为其他形式的能量 1 1 电电 功功 研究表明 研究表明 电流所做的功跟电压 电流电流所做的功跟电压 电流 和通电时间成正比 电流所做的功叫做和通电时间成正比 电流所做的功叫做电功电功 如果电压如果电压U U 的单位用伏特 电流的单位用伏特 电流 I I 的单位的单位 用
4、安培 时间用安培 时间 t t 的单位用秒 电功的单位用秒 电功 WW 的单位的单位 就是焦耳 计算电功的公式是 就是焦耳 计算电功的公式是 W W U I tU I t 这就是说 电流在某段电路上所做的功这就是说 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 等于这段电路两端的电压 电路中的电流 和通电时间的和通电时间的乘积乘积 2 2 电电 能能 表表 电功通常用电电功通常用电 能表来测定 把电能表来测定 把电 能表接在电路中 能表接在电路中 电能表的记数器上电能表的记数器上 前后两次读数之差前后两次读数之差 就是这段时间内 就是这段时间内 用电的度数 用电的度数 1KW
5、 h1KW h电的作用电的作用 电炉炼钢电炉炼钢1 6Kg1 6Kg 生产化肥生产化肥0 7Kg0 7Kg 1KW h1KW h电的作用电的作用 采掘原煤采掘原煤105Kg105Kg 电车行驶电车行驶0 85km0 85km 1KW h1KW h电的作用电的作用 一次灌溉麦田一次灌溉麦田330m330m 2 2 机织棉布机织棉布11m11m 二 电功率二 电功率 1 1 电功率 电功率 为了表示电流做功的快慢 物为了表示电流做功的快慢 物 理学中引入了电功率的概念 理学中引入了电功率的概念 电流在单位时间内所做的功叫做电功率电流在单位时间内所做的功叫做电功率 公式 公式 P W t U IP
6、W t U I 上式表明 电功率等于电压与电流的乘积 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 电功率的单位 瓦特 WW 还有千瓦 还有千瓦 KWKW 1KW 1000W1KW 1000W 2 2 额定功率额定功率 额定功率 用电器正常工作时电压 铭牌上标出的电压 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 实际功率实际功率 用电器在实际电压下的功率 实际功率与额定功率的关系 实 际 电 压 大于 等于 小于 额 定 电 压 实 际 功 率 大于 等于 小于 额 定 功 率 影响寿命 正常工作 不能正 常工作 额定电压 特点 物理 比较 概念
7、电功电功率 概念 意义 公式 单位 测量方法 联系 电流在单位时间内所做的功 电流做功多少电流做功快慢 W UItP UI 焦耳 千瓦时 瓦特 千瓦 用电能表直接测量用伏安法间接测量 W P t 电流所做的功 电功和电功率的区别和联系 三 实验 测定小灯泡的功率 原理 原理 电路图电路图 P UIP UI 三 实验 测定小灯泡的功率 U额 2 5V 实验器材实验器材 三 实验 测定小灯泡的功率 U额 2 5V 连接实验电路 连接实验电路 三 实验 测定小灯泡的功率 U额 2 5V 测量数据如下表 实验数据的处理 测量数据如下表 实验数据的处理 2 50 30 75 30 351 05 20 2
8、40 48 正常 较亮 较暗 四 关于电功率的计算四 关于电功率的计算 例题1 PZ220 25 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 PZ220V 60 的灯泡呢 解 对 PZ220 25 的灯泡 电流 电阻 对 PZ220 60 的灯泡 电流 电阻 四 关于电功率的计算四 关于电功率的计算 例题2 PZ220 25 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 PZ220 25 的灯泡接在210V的电路中 电流 功率 PZ220 60 的灯泡接在230V的电路中 电流 功率 电阻 R U2 P 220V
9、 2 25W 1936欧 2000欧 解 PZ220 25 的灯泡的内电阻 五 焦耳定律五 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 焦耳定律实验 焦耳定律 焦耳定律焦耳定律 电流通过导体产生的热量跟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 跟通电时间成正比电阻成正比 跟通电时间成正比 这个规律叫做这
10、个规律叫做焦耳定律 焦耳定律 焦耳焦耳 定律可以用公式定律可以用公式Q IQ I 2 2 RtRt 来表示来表示 公式中电流公式中电流 I I 的单位要用安培 电阻的单位要用安培 电阻R R 的单位的单位 要用欧姆 通电时间要用欧姆 通电时间t t 的单位要用秒的单位要用秒 这样热量这样热量 Q Q 的单位就是焦耳的单位就是焦耳 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 2 60 300J 6480J 焦耳定律可以根据电功的公式和欧姆定律的焦耳定
11、律可以根据电功的公式和欧姆定律的 公式推导出来 公式推导出来 焦耳定律焦耳定律 证明 证明 电流通过导体时 如果电能全部转化电流通过导体时 如果电能全部转化 为热能 而没有转化为其他形式的热量 也为热能 而没有转化为其他形式的热量 也 就是电流所做的功全部用来产生热量 那么就是电流所做的功全部用来产生热量 那么 电流产生的热量 电流产生的热量 Q Q 就等于电流所做的功就等于电流所做的功WW 即 即 Q W U I tQ W U I t 再根据欧姆定律再根据欧姆定律 U IRU IR 就得到就得到Q I Q I 2 2 R tR t 怎样理解怎样理解焦耳定律焦耳定律 焦耳定律定量地描述了电能向
12、热能转化的规 律 用公式Q I2 Rt 来表示 适用于任何电路 在电流所做的功全部用来产生热量时 焦 耳定律可根据电功公式W UIt和欧姆定律 导出 Q W UIt 这里的条件是电 功全部用来产生电热 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 六 电热的作用六 电热的作用 常见的电热器 常见的电热器 六 电热的作用六 电热的作用 1 1 电热的利用 电热的利用 电热器是利用电来加热的设备 电炉 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电烙铁 电熨斗 电饭锅电烤炉等都是常见 的电热器 的电热器
13、 电热器的主要组成部分是电热器的主要组成部分是发热体发热体 发热 发热 体是由体是由电阻率大 熔点高电阻率大 熔点高的电阻丝绕在耐高的电阻丝绕在耐高 温的绝缘材料上做成的 温的绝缘材料上做成的 电热器的优点 电热器的优点 利用电热器清洁卫生 利用电热器清洁卫生 没有环境污染 热效率高 还可以方便地控没有环境污染 热效率高 还可以方便地控 制和调节温度 制和调节温度 2 2 防止电热的危害 防止电热的危害 在电动机里 电流主要用来做在电动机里 电流主要用来做 机械功 但电动机里的导线有电阻 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 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 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 外壳做成如图电动机里装有风扇 外壳做成如图 形状 都是为了加快散热 形状 都是为了加快散热 六 电热的作用六 电热的作用 2 2 防止电热的危害 防止电热的危害 收音机 电视收音机 电视 机也要考虑散热 机也要考虑散热 所以在机壳上都有所以在机壳上都有 散热孔 散热孔 六 电热的作用六 电热的作用 不识庐山真面不识庐山真面 目目 只缘身在此山中只缘身在此山中 同学们 再见 再见 返回
