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1、内容提要：复习提问电功和电功率电热和热功率电功与电热例题精讲请问：日常生活中有那些用电器？请问：日常生活中有那些用电器？这些用电器都在进行着哪些能量转这些用电器都在进行着哪些能量转化？举例说明化？举例说明.热水器热水器电池电池白炽灯白炽灯电吹风电吹风蓄电池蓄电池下一页下一页如图所示，在静电场中，如图所示，在静电场中，A、B两两点间电势差为点间电势差为U，电荷电荷q由由A点移动点移动到到B点电场力做多少功？点电场力做多少功？答：电场力对电荷做的功等于电量答：电场力对电荷做的功等于电量q和电和电势差势差U的乘积的乘积.W=UqA -+ BU下一页下一页若在电路两端加电压为若在电路两端加电压为U，电
2、路中电路中的电流强度为的电流强度为I，则在时间则在时间t内电流内电流做多少功？做多少功？讲解：如果在电路两端加上电压，导体内就建立讲解：如果在电路两端加上电压，导体内就建立了电场，自由电荷在电场力的作用下发生定向移了电场，自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，电场力对移动电荷做功动，电场力对移动电荷做功.设在时间设在时间t内通过这段内通过这段电路上任意一横截面的电量为电路上任意一横截面的电量为q，相当于在时间相当于在时间t内内电场力将电荷从电场力将电荷从A端移动到端移动到B端端.因此，电场力对电因此，电场力对电荷所做的功为荷所做的功为W=qU.其中，其中，q=It, 所以电流在时间所以电流在时
3、间t内做的功为内做的功为W=UIt.返回返回1、电功 在导体的两端加上电压，导体内建立了在导体的两端加上电压，导体内建立了电场电场. .自由电子在电场力的作用下定向移动，自由电子在电场力的作用下定向移动，电场力对自由电子做了功，这个功简称为电电场力对自由电子做了功，这个功简称为电功，通常说成电流做的功功，通常说成电流做的功. .（1 1）什么叫电功？）什么叫电功？（2 2）公式：）公式： W=W=UItUIt下一页下一页实质实质电能转化为其他形式的能，是通过电功来实现电能转化为其他形式的能，是通过电功来实现的的. .电流做了多少功，就有多少的电能转化为其他形式的能电流做了多少功，就有多少的电能
4、转化为其他形式的能. .( (3 3) )说明：说明：表达式的物理意义表达式的物理意义电流在一段电路上的功跟这段电电流在一段电路上的功跟这段电路两端的电压、电路中的电流强度和通电时间成正比路两端的电压、电路中的电流强度和通电时间成正比单位单位W W、U U、I I、t t单位分别为焦耳、伏特、安培、秒单位分别为焦耳、伏特、安培、秒. .即即1 1J=1VAs J=1VAs 下一页下一页2、电功率：(1)、什么是电功率？电功率是表示电流做功快慢的物理量电功率是表示电流做功快慢的物理量. .(2) (2) 公式：公式：P=W/t=P=W/t=UIt/tUIt/t=UI=UI下一页下一页(3)(3)
5、说明：说明：表达式的物理意义表达式的物理意义一段电路上的电一段电路上的电功率跟这段电路两端的电压和电路中的电功率跟这段电路两端的电压和电路中的电流成正比流成正比. .实质实质表示电能转化为其他能的快表示电能转化为其他能的快慢程度慢程度. .单位单位P P、U U、I I单位分别为瓦特、伏特、单位分别为瓦特、伏特、安培安培 即即 1 1W=1J/sW=1J/s下一页下一页演示实验演示实验1 1：按如图所示接好电路观察滑按如图所示接好电路观察滑片在滑动过程中灯泡的明暗程度以及电流片在滑动过程中灯泡的明暗程度以及电流表和电压表的示数变化情况的关系表和电压表的示数变化情况的关系.AV下一页下一页3、额
6、定功率和实际功率：（1 1）额定功率）额定功率是指用电器在额定电压下工作是指用电器在额定电压下工作的功率，是用电器正常工作的最大功率的功率，是用电器正常工作的最大功率. .（2 2）实际功率）实际功率是指用电器在实际电压下工作的是指用电器在实际电压下工作的实际的功率实际的功率. .下一页下一页返回返回29寸彩电寸彩电220V150W电烙铁电烙铁220V15-100W电熨斗电熨斗220V800W海尔海尔181电冰箱电冰箱220V130W格兰仕微波炉格兰仕微波炉220V1080W上一页上一页1、电热：英国物理学家焦耳，经过长期英国物理学家焦耳，经过长期实验研究后提出焦耳定律实验研究后提出焦耳定律.
7、 .（1 1）内容：）内容：电流通过导体电流通过导体产生的热量，跟电流强度的产生的热量，跟电流强度的平方、导体电阻和通电时间平方、导体电阻和通电时间成正比成正比. .（2 2）表达式：）表达式： Q=IQ=I2 2RtRt焦耳（1818-1889）下一页下一页 在金属导体中，除了自由电子，还有金属在金属导体中，除了自由电子，还有金属正离子正离子. .在电场力的作用下，做加速定向移动在电场力的作用下，做加速定向移动的自由电子要频繁的与离子发生碰撞，并把定的自由电子要频繁的与离子发生碰撞，并把定向移动的动能传递给离子，使离子的热运动加向移动的动能传递给离子，使离子的热运动加剧剧. .平均起来看，可
8、以认为大量自由电子以某平均起来看，可以认为大量自由电子以某一不变的速率作定向移动一不变的速率作定向移动. .可见，在电阻元件可见，在电阻元件中通过自由电子与离子的碰撞，电能完全转化中通过自由电子与离子的碰撞，电能完全转化成内能成内能. .（3 3）产生焦耳热的原因：）产生焦耳热的原因：下一页下一页（1）定义）定义：单位时间内导体的发热功率叫：单位时间内导体的发热功率叫热功率热功率.2 2、热功率、热功率（2）公式）公式：P=Q/t P=I2R （3 3）含义）含义：导体的发热功率与通电导体的电：导体的发热功率与通电导体的电流强度及电阻成正比流强度及电阻成正比.（4 4）单位）单位：热功率的国际
9、单位：热功率的国际单位表表示示W、kW下一页下一页演示实验演示实验2 2：将前面电路中灯泡换为电将前面电路中灯泡换为电动机，在电动机转动和不转时观察电流表动机，在电动机转动和不转时观察电流表和电压表的示数又和不同和电压表的示数又和不同. .AVM返回返回两种电路：两种电路：（1）纯电阻电路）纯电阻电路只含有纯电阻的电路，只含有纯电阻的电路，如电炉、白炽灯等，像演示中电动机不转时的如电炉、白炽灯等，像演示中电动机不转时的电路电路.P电P热 电流做的功全部转化为内能电流做的功全部转化为内能W电电= P内内即即P电电= P内内下一页下一页（2）非纯电阻电路）非纯电阻电路电路中含有电动机电路中含有电动
10、机在转动或电解槽在发生化学反应的电路在转动或电解槽在发生化学反应的电路.以电动机为例：以电动机为例：MP电P机P内电流做的功一部分转化为内能，主要的一部分转电流做的功一部分转化为内能，主要的一部分转化为机械能，化为机械能，W电= W内+W机即即P电= P内+P机下一页下一页（1）功是能量转化的量度同样，电功是电）功是能量转化的量度同样，电功是电能转化为其他形式能的量度，电热是电能转化能转化为其他形式能的量度，电热是电能转化为其他形式能的量度，因此，电功的定义式为为其他形式能的量度，因此，电功的定义式为W=UIt，电热的定义式是电热的定义式是Q=I2Rt.（2）从能量转化的角度分析，电功与电热的
11、）从能量转化的角度分析，电功与电热的数量关系为：数量关系为：WQ, 即即UIt I2Rt. 在纯电阻电路中，在纯电阻电路中，W=Q=UIt= I2Rt=U2/R选任一形式即可选任一形式即可 在非纯电阻电路中，只能用在非纯电阻电路中，只能用W=UIt计算电计算电功，只能用功，只能用Q=I2Rt计算电热计算电热电电功功和和电电热热下一页下一页电功率是指输入某段电路的全部电功率，或者断电路电功率是指输入某段电路的全部电功率，或者断电路上消耗的全部电功率，决定于这段电路两端电压上消耗的全部电功率，决定于这段电路两端电压U U和通和通过的电流过的电流I I的乘积的乘积. .热功率是指在这段电路上因发热而
12、损失的功率，其大热功率是指在这段电路上因发热而损失的功率，其大小决定于通过这段导体中电流强度的平方和导体电阻小决定于通过这段导体中电流强度的平方和导体电阻的乘积的乘积.对于纯电阻电路，电功率等于热功率，计算时可用中对于纯电阻电路，电功率等于热功率，计算时可用中P=IU=IP=IU=I2 2R=UR=U2 2/R/R的任一形式进行计算的任一形式进行计算. .对于非纯电阻电路，电路消耗的电功率等于热功率与机对于非纯电阻电路，电路消耗的电功率等于热功率与机械功率等其他形式的功率之和，即电功率大于热功率，械功率等其他形式的功率之和，即电功率大于热功率，计算时只能用计算时只能用P=IUP=IU 计算电功
13、率用计算电功率用P= IP= I2 2R R计算热功率计算热功率. .返回返回电功率和热功率电功率和热功率【例【例1 1】把一根长为】把一根长为L L的电炉丝接到的电炉丝接到220220V V的电路的电路中用它来烧沸一壶水，需时间中用它来烧沸一壶水，需时间t t秒钟，若将此电秒钟，若将此电炉丝均匀的拉长，使半径减小为原来的一半，炉丝均匀的拉长，使半径减小为原来的一半，而后再剪掉长为而后再剪掉长为L L的一段，再将余下的电炉丝接的一段，再将余下的电炉丝接到同样的电路中，仍用到同样的电路中，仍用 它烧沸一壶同样的水，它烧沸一壶同样的水，则需时间则需时间 秒秒. . 解析：由电阻定律可知，此电阻丝阻
14、值变为原解析：由电阻定律可知，此电阻丝阻值变为原来的来的1212倍，在电压不变的情况下，功率变为原倍，在电压不变的情况下，功率变为原来的来的1/121/12，烧沸同一壶水，需要电功相同，则，烧沸同一壶水，需要电功相同，则时间变为原来的时间变为原来的1212倍，故，答案为倍，故，答案为1212t.t.t下一页下一页【例【例2 2】某一用直流电动机提升重物的装某一用直流电动机提升重物的装置如上图所示，重物质量置如上图所示，重物质量m=50kgm=50kg，电源提电源提供恒定电压供恒定电压U=110VU=110V，不计各处摩擦，当电不计各处摩擦，当电动机以动机以v=0.90mv=0.90ms s的恒
15、定速度向上提升重的恒定速度向上提升重物时，电路中电流强度物时，电路中电流强度I=5AI=5A，求电动机线求电动机线圈电阻圈电阻R R（g=10mg=10ms s2 2）. .分析分析:答案答案:4:4下一页下一页跳页跳页解析：解析： 从能量角度讲，电流做的功一小部分从能量角度讲，电流做的功一小部分用来转化为内能，而大部分用来提升物体，所用来转化为内能，而大部分用来提升物体，所以有以有P P电电= =P P热热+P+P机机 而而P P电电= =IU=550WIU=550W，匀速提升时拉力匀速提升时拉力F=mg F=mg , ,所以输出的机械功率即拉力做功的功率为所以输出的机械功率即拉力做功的功率
16、为P P机机= =Fv=Fv=mgvmgv=450W,=450W,所以用来发热的功率为所以用来发热的功率为P P热热100100W,W,又因为又因为P P热热I I2 2R,R,所以所以R R= = P P热热/ /I I2 2=4 =4 . .答案：答案： 4 4 上一页上一页【例【例3 3】额定电压都是额定电压都是110110V V，额定功率额定功率P=100WP=100W，P=40WP=40W的电灯两盏，若接在电压是的电灯两盏，若接在电压是220220V V的电路上，使的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的是下图中的哪一个？是
17、下图中的哪一个？A B(1)AB(4)(3)AB(2)BA答案答案（3 3）下一页下一页解析解析: : 判断灯泡能否正常发光，就要判断电压是否是额定电压，判断灯泡能否正常发光，就要判断电压是否是额定电压，或电流是否是额定电流或电流是否是额定电流. . 由由P=UP=U2 2/R/R和已知条件可知，和已知条件可知，R RA ARRB B. . 对于对于(1)(1)电路电路, , 由于由于R RA AR110V110V, , 灯被烧毁灯被烧毁, , 两两灯不能正常发光灯不能正常发光. . 对于对于(2)(2)电路电路, , 由于由于R RA ARUUA A, B, B灯被烧毁灯被烧毁. . 对于对
18、于(3)(3)电路电路, , B B灯与变阻器并联电阻可能等于灯与变阻器并联电阻可能等于R RA A, , 所以所以可能可能U UA A=U=UB B =110V=110V，两灯可能正常发光两灯可能正常发光. . 对于对于(4)(4)电路电路, ,若变阻器的有效电阻等于若变阻器的有效电阻等于A A、B B的并联电阻，的并联电阻， U UA A=U=UB B =110V=110V，两灯可能正常发光两灯可能正常发光. . 比较比较(3)(3)、(4)(4)两个电路，由于两个电路，由于(3)(3)电路中变阻器功率为电路中变阻器功率为( (I IA A-I-IB B) ) 110110，而而(4)(4
19、)电路中变阻器功率为电路中变阻器功率为( (I IA A+I+IB B) ) 110 110 ，所以，所以(3)(3)电路消耗电功率最小电路消耗电功率最小. .上一页上一页（1 1）理理解解电电功功、电电功功率率的的概概念念，公公式式的的物物理理意意 义。义。（5 5）能运用能量转化与守恒的观点解决简）能运用能量转化与守恒的观点解决简单的含电动机的非纯电阻电路问题。单的含电动机的非纯电阻电路问题。 （4 4）知知道道非非纯纯电电阻阻电电路路中中电电能能与与其其他他形形式式能转化关系，电功大于电热。能转化关系，电功大于电热。（3 3）了解公式和的适用条件。）了解公式和的适用条件。（2 2）了解电功和电热的关系。）了解电功和电热的关系。布置作业布置作业1 1把课本把课本158158页练习三（页练习三（2 2）、（）、（3 3）、（）、（5 5）题）题做在作业本上做在作业本上. .2 2把课本把课本158158页练习三（页练习三（1 1）、（）、（4 4）题）题写在课写在课本上本上. .
