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1、十五章电功和电热Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望一、电功1 1、电流做功的本质：、电流做功的本质：、电流做功的本质：、电流做功的本质： 电流做功就是电流做功就是电流做功就是电流做功就是 能转化为能转化为能转化为能转化为 能。能。能。能。2 2、电功的单位、测量：、电功的单位、测量：、电功的单位、测量：、电功的单位、测量： 单位：电功的国际单位是单位：电功的国际单位是单位：电功的国际单位是单位：电功的国际单位是 ，常用单位是，常用单位是，常用单位是，常用单位是 。 千瓦
2、时俗称为千瓦时俗称为千瓦时俗称为千瓦时俗称为 ， 1kWh= 1kWh= J J 测量：家庭电路中测量电功的仪器是测量：家庭电路中测量电功的仪器是测量：家庭电路中测量电功的仪器是测量：家庭电路中测量电功的仪器是 。 电电电电其他形式的其他形式的其他形式的其他形式的焦耳焦耳焦耳焦耳千瓦时千瓦时千瓦时千瓦时 度度度度3.63.610106 6电能表电能表电能表电能表知识梳理如何测量、计算电功如何测量、计算电功（W）？）？某电器两端的电压为220V，通过它的电流为5/11A，则10s内它消耗多少电能？ 课堂练习某家庭某家庭1月底月底电能表示数电能表示数为为 3月底月底示数为示数为 则则2、3两个月共
3、消耗电能两个月共消耗电能_度，度， 合合_焦耳，如果每焦耳，如果每1kWh电费电费0.5元，则元，则3月底需要交电月底需要交电费费_元。元。课堂练习某同学观察到当家中只有某同学观察到当家中只有 电视机开着的时候，标有电视机开着的时候，标有3000r/kWh的电能表在一的电能表在一段时间内转动段时间内转动121圈，则这圈，则这段时间内电视消耗了多少段时间内电视消耗了多少电能？电能？课堂练习将一个将一个10的的电电阻和一个阻和一个15电电阻串阻串联联在在15V电电源两源两端，端，则则20s内内10 的的电电阻阻消耗多少消耗多少电电能，整个能，整个电电路路消耗多少消耗多少电电能？能？课堂练习二、电功
4、率1 1、电功率的物理意义：电功率的物理意义： 电功率是表示电功率是表示 的物理量，电功率大的用电器做的物理量，电功率大的用电器做功功 （多（多/少少/快快/慢）。慢）。2、电功率的单位、测量：、电功率的单位、测量： 单位：电功率的国际单位是单位：电功率的国际单位是 。测量：用测量：用“ 法法”可可以测量小灯泡电功率。以测量小灯泡电功率。电流做功快慢电流做功快慢快快瓦特瓦特伏安伏安知识梳理如何测量、计算电功如何测量、计算电功率（率（P P）？三、额定功率与实际功率1 1、额定电压：用电器、额定电压：用电器、额定电压：用电器、额定电压：用电器 时两端应加时两端应加时两端应加时两端应加的电压。的电
5、压。的电压。的电压。2 2、额定功率：用电器在、额定功率：用电器在、额定功率：用电器在、额定功率：用电器在 下工作下工作下工作下工作时的功率。时的功率。时的功率。时的功率。 例如例如例如例如“220V 100W”“220V 100W”表示：表示：表示：表示：3 3、实际功率：、实际功率：、实际功率：、实际功率：4 4、实际功率与额定功率的关系：、实际功率与额定功率的关系：、实际功率与额定功率的关系：、实际功率与额定功率的关系：知识梳理额定电压是额定电压是额定电压是额定电压是220V 220V 220V 220V 额定功率是额定功率是额定功率是额定功率是100W100W100W100W指用电器实
6、际工作时的功率，它随用电器的实际指用电器实际工作时的功率，它随用电器的实际指用电器实际工作时的功率，它随用电器的实际指用电器实际工作时的功率，它随用电器的实际电压而变化。电压而变化。电压而变化。电压而变化。 如果如果如果如果U U实实实实 U U额额额额，则，则，则，则P P实实实实 P P额额额额如果如果如果如果U U实实实实 U U额额额额，则，则，则，则P P实实实实 P P额额额额如果如果如果如果U U实实实实 U U额额额额，则，则，则，则P P实实实实 P P额额额额不允许，容易损坏用不允许，容易损坏用不允许，容易损坏用不允许，容易损坏用电器，影响使用寿命电器，影响使用寿命电器，影
7、响使用寿命电器，影响使用寿命正常工作正常工作正常工作正常工作 额定电压额定电压额定电压额定电压 四、焦耳定律1 1、内容：、内容：、内容：、内容： 电流产生的热量和电流产生的热量和电流产生的热量和电流产生的热量和 、 、 都成正比。都成正比。都成正比。都成正比。2 2、公式：、公式：、公式：、公式：知识梳理适用于任何导体通电发热的计算适用于任何导体通电发热的计算适用于任何导体通电发热的计算适用于任何导体通电发热的计算电流的平方电流的平方电流的平方电流的平方电阻电阻电阻电阻通电时间通电时间通电时间通电时间Q=IQ=I2 2RtRt只适用于计算将电能完全转化为内能只适用于计算将电能完全转化为内能只
8、适用于计算将电能完全转化为内能只适用于计算将电能完全转化为内能（纯电阻电路）的用电器的电功（纯电阻电路）的用电器的电功（纯电阻电路）的用电器的电功（纯电阻电路）的用电器的电功Q=W=PtQ=W=Pt例例例例1 1、王老师关闭微机房的总电闸时，发现如图所示的、王老师关闭微机房的总电闸时，发现如图所示的、王老师关闭微机房的总电闸时，发现如图所示的、王老师关闭微机房的总电闸时，发现如图所示的电能表指示灯还在缓慢地闪烁，他利用手表估测了一电能表指示灯还在缓慢地闪烁，他利用手表估测了一电能表指示灯还在缓慢地闪烁，他利用手表估测了一电能表指示灯还在缓慢地闪烁，他利用手表估测了一下，下，下，下，2min2m
9、in内指示灯闪烁了内指示灯闪烁了内指示灯闪烁了内指示灯闪烁了1616次，那么次，那么次，那么次，那么2min2min内大约消内大约消内大约消内大约消耗了耗了耗了耗了 J J电能；经检查发现，原来电能；经检查发现，原来电能；经检查发现，原来电能；经检查发现，原来机房内还有机房内还有机房内还有机房内还有2020台型号相同的电脑显示器处于待机状台型号相同的电脑显示器处于待机状台型号相同的电脑显示器处于待机状台型号相同的电脑显示器处于待机状态则一台电脑显示器的待机功率约为态则一台电脑显示器的待机功率约为态则一台电脑显示器的待机功率约为态则一台电脑显示器的待机功率约为 WW。1.8101.8104 47
10、.57.5例题选讲例例例例2 2、把标有、把标有、把标有、把标有“6V 3W”“6V 3W”和和和和“12V 3W”“12V 3W”字样的两个灯字样的两个灯字样的两个灯字样的两个灯泡泡泡泡L L1 1、L L2 2串联接在串联接在串联接在串联接在15V15V的电源上，下列说法正确的是的电源上，下列说法正确的是的电源上，下列说法正确的是的电源上，下列说法正确的是（ ）A.A.灯灯灯灯L L1 1正常发光正常发光正常发光正常发光 B. B.灯灯灯灯L L2 2正常发光正常发光正常发光正常发光 C.C.两灯都能正常发光两灯都能正常发光两灯都能正常发光两灯都能正常发光 D. D.两灯都不能正常发两灯都
11、不能正常发两灯都不能正常发两灯都不能正常发光光光光 B B例题选讲总结：总结：总结：总结：灯泡能否正常工作取决于其实际电压，只有当灯泡能否正常工作取决于其实际电压，只有当灯泡能否正常工作取决于其实际电压，只有当灯泡能否正常工作取决于其实际电压，只有当实际电压等于其额定电压时，才正常发光实际电压等于其额定电压时，才正常发光实际电压等于其额定电压时，才正常发光实际电压等于其额定电压时，才正常发光例例例例3 3：甲灯：甲灯：甲灯：甲灯“PZ 22040”“PZ 22040”，乙灯，乙灯，乙灯，乙灯“PZ 220100”“PZ 220100”1 1）把它们并联接在照明电路中，）把它们并联接在照明电路中
12、，）把它们并联接在照明电路中，）把它们并联接在照明电路中， 它们哪个能正常发它们哪个能正常发它们哪个能正常发它们哪个能正常发光？光？光？光？ ，两灯亮度相比是，两灯亮度相比是，两灯亮度相比是，两灯亮度相比是 灯更亮；灯更亮；灯更亮；灯更亮；2 2）如果把它们串联接在照明电路中，它们哪个能正常）如果把它们串联接在照明电路中，它们哪个能正常）如果把它们串联接在照明电路中，它们哪个能正常）如果把它们串联接在照明电路中，它们哪个能正常发光？发光？发光？发光？ ，两灯亮度，两灯亮度，两灯亮度，两灯亮度相比是相比是相比是相比是 灯更亮。灯更亮。灯更亮。灯更亮。都正常发光都正常发光都正常发光都正常发光 乙乙
13、乙乙 都不能正常发光都不能正常发光都不能正常发光都不能正常发光 甲甲甲甲 总结：总结：总结：总结：1 1 1 1、灯泡的铭牌含义要弄清、灯泡的铭牌含义要弄清、灯泡的铭牌含义要弄清、灯泡的铭牌含义要弄清2 2 2 2、灯泡的亮度取决于其实际功率、灯泡的亮度取决于其实际功率、灯泡的亮度取决于其实际功率、灯泡的亮度取决于其实际功率 例题选讲例例例例4 4、 将规格都是将规格都是将规格都是将规格都是“220V 100W”“220V 100W”的一台电风扇、一台的一台电风扇、一台的一台电风扇、一台的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁，分别接入电视机和一把电烙铁，分别接入电视机和一把电烙铁，分别接入电视机
14、和一把电烙铁，分别接入220V220V的电路中，通的电路中，通的电路中，通的电路中，通电时间相同，电流通过它们产生的热量最多的是电时间相同，电流通过它们产生的热量最多的是电时间相同，电流通过它们产生的热量最多的是电时间相同，电流通过它们产生的热量最多的是（ ）A A电烙铁电烙铁电烙铁电烙铁 B B电视机电视机电视机电视机 C C电风扇电风扇电风扇电风扇 D D一样多一样多一样多一样多想想看，你家里还有哪些电热器？这些电热器的共想想看，你家里还有哪些电热器？这些电热器的共想想看，你家里还有哪些电热器？这些电热器的共想想看，你家里还有哪些电热器？这些电热器的共同特点是什么？同特点是什么？同特点是什
15、么？同特点是什么？例题选讲A A总结：总结：总结：总结：电热器的发热体材料特点：电热器的发热体材料特点：电热器的发热体材料特点：电热器的发热体材料特点： . . . .电阻率大、熔点高电阻率大、熔点高电阻率大、熔点高电阻率大、熔点高例例例例5 5 5 5、小明和小红想利用如图所示的装置探究、小明和小红想利用如图所示的装置探究、小明和小红想利用如图所示的装置探究、小明和小红想利用如图所示的装置探究“导体产生的热导体产生的热导体产生的热导体产生的热量与电阻大小的关系量与电阻大小的关系量与电阻大小的关系量与电阻大小的关系”。两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，。两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，。两瓶煤油中都
16、浸泡着一段金属丝，。两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶烧瓶烧瓶烧瓶A A A A中的金属丝是铜丝，电阻比较小，烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小，烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小，烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小，烧瓶B B B B中的金属丝中的金属丝中的金属丝中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大。温度计显示煤油的温度。是镍铬合金丝，电阻比较大。温度计显示煤油的温度。是镍铬合金丝，电阻比较大。温度计显示煤油的温度。是镍铬合金丝，电阻比较大。温度计显示煤油的温度。 (1)(1)(1)(1)这两个烧瓶中所盛煤油的质量应该这两个烧瓶中所盛煤油的质量应该这两个烧瓶中所盛煤油的质量应该这两个烧瓶中所盛煤油的
17、质量应该 。 (2)(2)(2)(2)小红问小明小红问小明小红问小明小红问小明“水比较容易获得，干嘛不用水代替煤油水比较容易获得，干嘛不用水代替煤油水比较容易获得，干嘛不用水代替煤油水比较容易获得，干嘛不用水代替煤油”。对于这个问题，小明与他的同学给出了下列四种答案，你对于这个问题，小明与他的同学给出了下列四种答案，你对于这个问题，小明与他的同学给出了下列四种答案，你对于这个问题，小明与他的同学给出了下列四种答案，你认为合理的是认为合理的是认为合理的是认为合理的是( )( )( )( ) A A A A因为煤油有颜色便于观察因为煤油有颜色便于观察因为煤油有颜色便于观察因为煤油有颜色便于观察 B
18、 B B B因为煤油有比较大的热值因为煤油有比较大的热值因为煤油有比较大的热值因为煤油有比较大的热值 C C C C因为煤油有比较小的密度因为煤油有比较小的密度因为煤油有比较小的密度因为煤油有比较小的密度 D D D D因为煤油有比较小的比热容因为煤油有比较小的比热容因为煤油有比较小的比热容因为煤油有比较小的比热容 (3)(3)(3)(3)实验中，小明和小红发现实验中，小明和小红发现实验中，小明和小红发现实验中，小明和小红发现B B B B烧瓶中温度计的示数升高的烧瓶中温度计的示数升高的烧瓶中温度计的示数升高的烧瓶中温度计的示数升高的快。这表明：在快。这表明：在快。这表明：在快。这表明：在 相
19、同的情况下，导相同的情况下，导相同的情况下，导相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多。体的电阻越大，产生的热量越多。体的电阻越大，产生的热量越多。体的电阻越大，产生的热量越多。例题选讲D D相等相等相等相等电流和通电时间电流和通电时间电流和通电时间电流和通电时间例例例例6 6、一台电视机出了故障经检查是一只阻值为、一台电视机出了故障经检查是一只阻值为、一台电视机出了故障经检查是一只阻值为、一台电视机出了故障经检查是一只阻值为2k2k的定的定的定的定值电阻器被烧坏，通过分析电路图知道这个电阻器的工值电阻器被烧坏，通过分析电路图知道这个电阻器的工值电阻器被烧坏，通过分析电路图知道这个电阻器的
20、工值电阻器被烧坏，通过分析电路图知道这个电阻器的工作电压为作电压为作电压为作电压为30V30V现在手头有如图所示的四只定值电阻，现在手头有如图所示的四只定值电阻，现在手头有如图所示的四只定值电阻，现在手头有如图所示的四只定值电阻，每只电阻上都标有它的阻值和额定功率欲用现有的电每只电阻上都标有它的阻值和额定功率欲用现有的电每只电阻上都标有它的阻值和额定功率欲用现有的电每只电阻上都标有它的阻值和额定功率欲用现有的电阻组成等效代用电阻替换被烧坏的那只电阻阻组成等效代用电阻替换被烧坏的那只电阻阻组成等效代用电阻替换被烧坏的那只电阻阻组成等效代用电阻替换被烧坏的那只电阻 请你通过简单计算，设计出所代用方
21、案，并说明其可请你通过简单计算，设计出所代用方案，并说明其可请你通过简单计算，设计出所代用方案，并说明其可请你通过简单计算，设计出所代用方案，并说明其可行性行性行性行性例题选讲注意：额定功率与实际功率之间的区别注意：额定功率与实际功率之间的区别注意：额定功率与实际功率之间的区别注意：额定功率与实际功率之间的区别1 1、将一个标有、将一个标有、将一个标有、将一个标有“12V 15W”“12V 15W”的灯泡接入某电路时，测的灯泡接入某电路时，测的灯泡接入某电路时，测的灯泡接入某电路时，测得通过它的电流是得通过它的电流是得通过它的电流是得通过它的电流是1A1A，则它的实际功率（，则它的实际功率（，
22、则它的实际功率（，则它的实际功率（ ）A A小于小于小于小于15W B15W B等于等于等于等于15W 15W C C大于大于大于大于15W D15W D不能确定不能确定不能确定不能确定2 2、将标有、将标有、将标有、将标有“6V3W”“6V3W”和和和和“6V6W”“6V6W”的两个灯泡串联起来，的两个灯泡串联起来，的两个灯泡串联起来，的两个灯泡串联起来，接在可调的电源两端，为保证其中一个灯泡正常发接在可调的电源两端，为保证其中一个灯泡正常发接在可调的电源两端，为保证其中一个灯泡正常发接在可调的电源两端，为保证其中一个灯泡正常发光，另一个灯泡不超过额定电压，则下列说法正确光，另一个灯泡不超过
23、额定电压，则下列说法正确光，另一个灯泡不超过额定电压，则下列说法正确光，另一个灯泡不超过额定电压，则下列说法正确的是（的是（的是（的是（ ）A A电源电压是电源电压是电源电压是电源电压是12V B12V B电路中电流是电路中电流是电路中电流是电路中电流是1A1AC C电路的总功率是电路的总功率是电路的总功率是电路的总功率是6W D6W D电路的总功率是电路的总功率是电路的总功率是电路的总功率是4.5W4.5W课堂练习A AD D3 3、我国第一条特高压输电线路输电电压可达、我国第一条特高压输电线路输电电压可达、我国第一条特高压输电线路输电电压可达、我国第一条特高压输电线路输电电压可达10001
24、000千伏千伏千伏千伏，输送功率，输送功率，输送功率，输送功率500500万千瓦，正常输电时线路中的电流是万千瓦，正常输电时线路中的电流是万千瓦，正常输电时线路中的电流是万千瓦，正常输电时线路中的电流是 A A，若输电线路的总电阻为，若输电线路的总电阻为，若输电线路的总电阻为，若输电线路的总电阻为1010欧，输电线路上损耗欧，输电线路上损耗欧，输电线路上损耗欧，输电线路上损耗的功率是的功率是的功率是的功率是 WW。课堂练习500050002.5102.5108 8总结：总结：总结：总结：1 1 1 1、P P损损损损=I=I2 2R R线线线线2 2 2 2、高压输电的优点：、高压输电的优点：
25、、高压输电的优点：、高压输电的优点： . . . .减少输电线路上的能量损耗减少输电线路上的能量损耗减少输电线路上的能量损耗减少输电线路上的能量损耗4 4、如图所示，电源电压不变，当在、如图所示，电源电压不变，当在、如图所示，电源电压不变，当在、如图所示，电源电压不变，当在a a、b b间接入间接入间接入间接入“6V “6V 6W”6W”的灯泡时，闭合开关，灯的灯泡时，闭合开关，灯的灯泡时，闭合开关，灯的灯泡时，闭合开关，灯L L恰好正常发光。断开恰好正常发光。断开恰好正常发光。断开恰好正常发光。断开开关，在开关，在开关，在开关，在a a、b b间接入间接入间接入间接入“6V 4W”“6V 4
26、W”的灯泡后，再闭合开的灯泡后，再闭合开的灯泡后，再闭合开的灯泡后，再闭合开关，下列说法中错误的是（关，下列说法中错误的是（关，下列说法中错误的是（关，下列说法中错误的是（ ）A A灯灯灯灯L L将变亮将变亮将变亮将变亮 B B灯灯灯灯L L将变暗将变暗将变暗将变暗 C C换接的灯可能烧坏换接的灯可能烧坏换接的灯可能烧坏换接的灯可能烧坏 D D电路总功率要变小电路总功率要变小电路总功率要变小电路总功率要变小 LSabA A课堂练习5 5、小华同学在、小华同学在、小华同学在、小华同学在“ “测定小灯泡的功率测定小灯泡的功率测定小灯泡的功率测定小灯泡的功率” ”实验中，所用电实验中，所用电实验中，
27、所用电实验中，所用电源电压为源电压为源电压为源电压为4.5V4.5V、7.5V7.5V和和和和9V9V中的一个，滑动变阻器上中的一个，滑动变阻器上中的一个，滑动变阻器上中的一个，滑动变阻器上标有标有标有标有”20 2A”20 2A”字样，小灯泡标有字样，小灯泡标有字样，小灯泡标有字样，小灯泡标有“4.5V”“4.5V”字样，字样，字样，字样，估计小灯泡的额定功率小于估计小灯泡的额定功率小于估计小灯泡的额定功率小于估计小灯泡的额定功率小于1.5W1.5W。他按图连接好电。他按图连接好电。他按图连接好电。他按图连接好电路，先将变阻器的滑片移至路，先将变阻器的滑片移至路，先将变阻器的滑片移至路，先将
28、变阻器的滑片移至_端端端端( (选填选填选填选填“A”“A”或或或或“B”)“B”)，然后闭合开关，然后闭合开关，然后闭合开关，然后闭合开关S S，再移动变阻器的滑片，再移动变阻器的滑片，再移动变阻器的滑片，再移动变阻器的滑片P P，观察到小灯泡发光逐渐变观察到小灯泡发光逐渐变观察到小灯泡发光逐渐变观察到小灯泡发光逐渐变_(_(选填选填选填选填“ “亮亮亮亮” ”或或或或“ “暗暗暗暗”)”)。当小灯泡正常发光时，变阻器的滑片。当小灯泡正常发光时，变阻器的滑片。当小灯泡正常发光时，变阻器的滑片。当小灯泡正常发光时，变阻器的滑片P P恰好在恰好在恰好在恰好在中点上中点上中点上中点上( (即连入电
29、路的电阻为即连入电路的电阻为即连入电路的电阻为即连入电路的电阻为10)10)。小华所用的电源。小华所用的电源。小华所用的电源。小华所用的电源电压为电压为电压为电压为_V_V，小灯泡的额定功率为，小灯泡的额定功率为，小灯泡的额定功率为，小灯泡的额定功率为_W_W。 课堂练习A A亮亮亮亮7.57.51.351.356 6、某同学对录音机中的小电动机用如图电路进行实验、某同学对录音机中的小电动机用如图电路进行实验、某同学对录音机中的小电动机用如图电路进行实验、某同学对录音机中的小电动机用如图电路进行实验研究。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压研究。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压研究。闭
30、合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压研究。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为表的示数为表的示数为表的示数为0.4V0.4V时，电流表的示数为时，电流表的示数为时，电流表的示数为时，电流表的示数为0.2A0.2A，此时电，此时电，此时电，此时电动机未转动。当电压表的示数为动机未转动。当电压表的示数为动机未转动。当电压表的示数为动机未转动。当电压表的示数为2V2V时，电流表的示时，电流表的示时，电流表的示时，电流表的示数为数为数为数为0.3A0.3A，此时电动机匀速转动，不计电动机转动，此时电动机匀速转动，不计电动机转动，此时电动机匀速转动，不计电动机转动，此时电动机匀速转动，不计电
31、动机转动时的摩擦，求：时的摩擦，求：时的摩擦，求：时的摩擦，求：（1 1）电动机线圈的电阻；）电动机线圈的电阻；）电动机线圈的电阻；）电动机线圈的电阻；（2 2）电动机转动时消耗的电功率；）电动机转动时消耗的电功率；）电动机转动时消耗的电功率；）电动机转动时消耗的电功率； （3 3）电动机转动时产生的机械功率；）电动机转动时产生的机械功率；）电动机转动时产生的机械功率；）电动机转动时产生的机械功率；（4 4）电动机的机械效率是多少？）电动机的机械效率是多少？）电动机的机械效率是多少？）电动机的机械效率是多少？课堂练习总结：总结：总结：总结：1 1、电动机工作时把电能转化为机械能和内能、电动机工作时把电能转化为机械能和内能、电动机工作时把电能转化为机械能和内能、电动机工作时把电能转化为机械能和内能2 2、注意、注意、注意、注意“ “功率功率功率功率” ”和和和和“ “效率效率效率效率” ”的本质区别的本质区别的本质区别的本质区别
