1.电功

电功 常见的用电器 电流通过电灯时 灯丝灼热发光 电能转化为内能和光能 电吹风利用电流做功 把电能转化成机械能和内能 电热水瓶 利用电能把水烧开 电能转化为内能 洗衣机利用电能 把衣物洗净 电能转化为机械能 1 以上用电器工作时 能是怎样转化的 答 把电能转化为其他形式的能 2 做功的实质什么 答 做功的实质是实现能的转化 能的转化是靠做功实现的 能转化的过程就是做功 观察结论 3 电流流动时能做功吗 电流流过用电器 把电能转化为其他形式能的过程 也就是电流做功的过程 所以 电流能够做功 电功 电流所做的功 表示 W实质 电流做功的过程实际上就是电能转化为其他形式能量的过程 电流作了多少功就有多少电能转化为其他形式的能 也就是消耗了多少电能 获得了多少其他形式的能 相信自己我能行 想一想 下面几种情况电流做功了没有 如果做了电路中的能量是如何转化的 1 正在转动的电动机 2 家中取暖的电热毯 3 教室里亮着的电灯 4 热饭用的微波炉 你能猜想电流做功的多少与哪些因素有关吗 电压 电流 电阻中你是否想到了什么 还想添加什么 确定电流做功与哪些因素有关 电压 电流 通电时间 交流论证 1 电路中电流电压一定 通电时间越长 钩码升高的越高 表明电流做功越多 2 在通电时间一定时 电压电流越大 钩码升高的越高 表明电流做功越多 结论 实验表明 电路中电压越大 电流越大 通电时间越长 电流所作的功越多 精确试验数据表明 电流所作的功跟电压 电流和通电时间成正比 电功等于电压 电流和通电时间的乘积 W UIt U 电压 伏特I 电流 安培t 时间 秒W 电功 焦耳 电功的单位 电功的单位是焦耳 J 生活中常用千瓦时又叫 度 符号是KW h 1KW h 3 6 106J 小明的书桌上有一盏台灯 正常使用时通过灯丝的电流为150mA 他每晚要在灯下面学习30min 那么每晚流经台灯的电流做多少功 牛刀小试 220V 电能标应在220V的电路中使用 2 5 10 A 电能表的允许通过的最大电流为2 5A 短时间允许通过的最大电流是10A 50Hz 电能表在50Hz的电路中使用 1440r kWh 每消耗1KWh的电能 电能表转盘转过1440转 3 技术参数和示数说明 额定电压220V 持续工作的最大电流5A 短时间可通过电流5A 10A 1KW h电能表转盘转动圈数为1200转 其他 电子式单向电能表重要参数imp KW h 表示用电1KW h指示灯闪烁的次数 如6400imp KW h IC卡电能表 月末的数字减去月初的数字 561 6 478 2 83 4kWh 电能表读数 计数特点 累计 三 电能表 1 电能表的作用 测电功 2 根据计数器读数 月初 月末 本月用电18 6KW h 3246 8kW h 3265 4kW h 1 小明家的电能表本月末的示数是3760 上月末的示数是3646 这个月他家用去多少电能 如果电费为0 45元 度 这个月他家应交多少电费 解 W W1 W2 3760度 3646度 114度114度 0 45元 度 51 3元答 这个月他家应交51 3元电费 练一练 2 家用电灯在一次使用时通过的电流是0 2A 消耗的电能是2 64 104J 这个电灯这次用了多长时间 已知 I 0 2A W 2 64 104J U 220V 求 t 解 由W UIt得 t 2 64 104J 220V O 2A 600S 例1 一电能表表盘上标明 1200r KW h 将某用电器单独接在该表上 当用电器工作4min后 电能表转盘转过55r 若用电器额定电压是220V 求通过该用电器的电流 解 W W 1 65 105J W UIt答 通过该用电器的电流为3 125A 例2 阻值分别是4 和6 的两个电阻 并联在4V的电路上时 通电1min 通过每只电阻的电流做的功分别是多少 串联在4V的电路上 通电1min 通过每只电阻的电流做的功分别是多少 分析 第一种情况 并联 I1 1A I2 2 3A U1 U2 U 4V W1 U1 I1 t 4V 1A 60s 240J W2 U2 I2 t 4V 2 3A 60s 160J 第二种情况 串联 I U R串 4V 10 0 4A U1 1 6V U2 2 4V W1 U1 I t 1 6V 0 4A 60s 38 4J W2 U2 I t 2 4V 0 4A 60s 57 6J 思考 1 如果让你测量你家中电路中电流所做的功 你有哪些方法 2 电功的单位为焦耳 那么除了焦耳以外还有哪些是电功的单位 生活中的物理 用手摸一下电视机后盖 谁知道他爸爸是根据什么道理判定的吗 上周六 小刚同学的爸爸出门前嘱咐他好好写作业 不要看电视 当爸爸回来时看到他在认真写作业 电视机也没打开 很高兴 可是 后来发现小刚说了谎 生活中 许多用电器接通电源后 都伴有热现象产生 电烤箱 热水器 电热器 加热器 一 电流的热效应 电流通过导体时电能转化为热 这个现象叫做电流的热效应 思考一下前面的这些用电器都有什么特点 现象 1 电炉丝和导线通过的电流相同 2 为什么电炉丝热的发红 而导线却几乎不发热 电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关 猜想 问题 与有关 电阻 电流 时间 探究 设计实验 1 将一段铜丝与一段镍铬合金丝串联 并粘上等量的凡士林 通过观察凡士林熔化所用的时间长短进行比较 加热固体 2 在烧瓶A 中盛等量的煤油 温度计显示煤油的温度 烧瓶 中是铜丝 电阻较小 烧瓶 中是镍铬合金丝 电阻较大 两瓶中金属丝串联起来接到电源上 通电一定时间后 比较两瓶中煤油的温度变化 加热液体 把两烧瓶中密闭 中间插入带有水柱的细玻璃管 通观察管中水柱位置的变化来比较 加热气体 电流通过导体产生的热与电阻的关系 控制变量法转换法 科学靠我们发现 探究 改进 科学永无止境 控制变量法 条件 现象 结论 等量煤油 电流相同 时间相同 B瓶中电阻温度上升的多 电流和通电时间相同时 电阻越大 产生的热量越多 探究实验1 与电阻的关系 等效电路 RA RB 实验1 条件 通电时间相同 电阻相同 分别通过大小不同的电流 现象 电流大时 温度上升多 与电流的关系 探究实验2 在电阻相同 通电时间相同 通电电流越大 产生热越多 结论 试验2 与通电时间的关系 条件 通相同电流 电阻相同 观察不同通电时间的现象 现象 通电时间长的温度上升的多 结论 在电阻相同 通过电流相同 通电时间越长 产生热越多 探究实验3 实验3 实验结论 1 在电流 通电时间相同的情况下 电阻越大 产生的热量越多 I与t相同 R越大 Q越多 2 在通电时间 电阻相同的情况下 电流越大 产生的热量越多 R与t相同 I越大 Q越多 3 在电阻 电流相同的情况下 通电时间越长 产生的热量越多 R与I相同 t越大 Q越多 焦耳定律 Q I Rt 热量电流电阻时间 JA S 公式 意义 单位 焦耳定律 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 焦耳 1818 1889 科学靠我们发现 探究 改进 科学永无止境 焦耳定律的理论推导 电流通过导体时 如果消耗电能全部转化为热 而没有同时转化为其他形式的能量 那么 电流产生的热量Q就等于消耗的电能W 即 Q W Pt UIt IRIt I2Rt 考考你 电炉丝和导线通过的电流相同 为什么电炉丝热的发红 而导线却几乎不发热 原因 导线电阻远小于电炉丝电阻 产生的热量少 电热的利用 电热的防止 本节课学到了什么 电流热效应与电阻大小的关系 在电流一定时 发热功率与电阻成正比 即P R 在电压一定时 发热功率与电阻成反比 即P U2 R 电热的利用和防止 什么叫电流的热效应 电流通过导体时电能要转化成热 这个现象叫做电流的热效应 练一练 1 导体的电阻为5 通过它的电流为2A 在1秒内 导体上电能转化为多少J的热 2 标有 220V80