初中第十五章 电能与电功率15.4 探究焦耳定律课文配套ppt课件

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1. 电能、电功、电能表2. 电功率的认识、计算3. 测量小灯泡的电功率4. 焦耳定律的探究、计算
一、电 功、电能、电能表1．电功 ( W ) ：(1)概念： 转化为 的过程，我们 就说电流做了功．(2)单位： ，简称 ，符号为 .常用单位： ，符号为 ，俗称“度”．换算关系：1 度＝ 1 kW·h = J.(3)计算式：W＝ .
t (只适用于纯电阻电路)．
(1)作用：测量 ；即记录电路消耗的 ．
(2)读数方法：电能表表盘上 就是这段时
(3)铭牌上参数的意义：
该电能表应该在220V的电路中使用。
该电能表在50Hz的交流电路中使用
电路持续工作时最大的电流（基本电流）为10A，在短时间应用时电流允许大些，但不能超过30A。
每消耗1千瓦时的电能，该电能表上的转盘转过3000转
下图所示的几种用电器工作时，以电能转化为内能为目的的是【 】
（福州)小玲家上月末抄表时电能表的示数是 ，本月末抄表时的示数如图所示，若电价为0.5元/kW·h，她家本月应交电费_____元.小玲家同时持续使用的用电器总功率不得超过 W。
解析：本题考查电能表的读法、电费计算和筛选信息.月末电能表示数减去月初电能表示数即本月所用电能.其中最后一位为十分位.本月所用电能为3 589.8 kW·h － 3249.8 kW·h=340kW·h.本月应交电费 340 kW·h×0.5元/kW·h=170元.
解答： 电能表正常工作电压为220 V, 平时允许通过电能表的最大电流为10 A； 据 P=UI=220V×10A=2200W
二、电功率1．理解电功率(P)：(1)物理意义： ．(2)定义： ．
(3)公式：
电流在某段时间内所做的电功与这段时间的比值
瓦特，简称瓦，符号是 W.
常用单位：千瓦，符号是 kW. 1 kW＝1 000 W.
表示电流做功快慢的物理量
探究灯泡的电功率跟哪些因素有关？
(1)探究电功率与电压有关 方案：可将两个规格不同的灯泡才 联起来，根据 情况判断电功率的大小。
(2)探究电功率与电流有关 方案：可将两个规格不同的灯泡才 联起来，根据 情况判断电功率的大小。
结论：电功率与电流、电压都有关。 并且在电压相同时， 越大，电功率也越大；在电流相同时， 越大，电功率也越大。
2．额定功率和实际功率：
(1)额定功率：用电器在额定电压下工作时的功率．(2)实际功率：用电器在实际电压下工作时的功率．
3．实际电功率跟实际电压的关系：(1)当 时，则 ，用电器正常工作．(2)当 时，则 ，用电器容易烧坏．(3)当 时，则 ，用电器不能正常工作．
①当实际电压不等于额定电压时，实际电流不等于额定电流，电阻不变是计算实际功率的突破口，一般利用公式 P 实＝ 计算实际功率比较简单．
②使用 W＝Pt 时，要注意单位的统一，两套单位不能混用．
甲用电器甲标有“220V 20W”,乙用电器甲标有“220V 、60W”,他们都在额定电压工作，下面说法正确的【 】A.甲用电器做功一定多B.做相同的功，甲用电器用的时间一定少C.乙用电器做功一定多D.相同时间内，乙用电器做的功一定多
解：额定电压下，甲的电功率为20W，乙的功率为60W．由W=Pt可知，电流做功的多少与通电时间有关，故AC不正确；根据t= W / P 可知，完成相同的功，乙所用的时间一定少，故B不正确；根据W=Pt可知，相同时间内，乙用电器完成的功一定多，故D正确．
点评：本题考查了学生对电功率物理意义和电功公式的理解与掌握，关键是知道额定电压下用电器的实际功率和额定功率相等．
标有“6 V 1.5 W”的小灯泡，通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示，若把这样的三只灯泡串联起来，接在12 V的电源两端，小灯泡的电阻及实际功率约为( )A.24 Ω0.67 WB.20 Ω0.8 WC.24 Ω0.96 WD.20 Ω0.67 W答案：B
三、测量小灯泡的额定电功率1．原理：P＝UI.2．电路图和实物图如图
(1)根据电路图连接实物．
(2)检查电路无误后，闭合开关 S，调节滑动变阻器使电压表的示数 等于 小灯泡的额定电压，同时，读出电流表的示数，并填入表格，再观察小灯泡的亮度，断开 S.
(3)闭合开关 S，调节滑动变阻器使电压表的示数略高于小灯泡的额定电压，同时读出电流表的示数，并填入表格，再观察小灯泡的亮度，断开 开关S.
(4)闭合开关 S，调节滑动变阻器使电压表的示数稍小于小灯泡的额定电压，同时，读出电流表的示数，并填入表格，再观察小灯泡的亮度，断开 S.
②根据灯泡的额定电压选择电压表的量程，根据I＝ 或 选择电流表的量程．
①灯泡的亮度取决于它的实际功率，灯泡的实际功率越大，灯泡越亮．
20．李明同学设计了图示电路测量小灯泡的电功率。 (1)根据图示电路(实物图)，在方框内画出电路图。 (2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移至________(选填“A”或“B”)端。 (3)实验时，电压表的示数为U，电流表的示数为I，，该同学利用P=UI计算出小灯泡的电功率。若考虑电表的电阻对测量的影响，则电功率的测量结果与真实值相比偏________(选填“大”或“小”)，原因是_____________________。
电流表测量是小灯泡与电压表的总电流，该电流比小灯泡电流大，而电压表测量是小灯泡的电压，故电功率的测量结果与真实值比偏大。
例： 3．用两节串接后的干电池给小灯泡供电，电压是3V，小灯泡发光时通过的电流为0.3A，此时小灯泡的电阻为_____，工作0.5min消耗的电功为_____J。
所以 W=U I t = 3V×0.3A×30S =27J
1.电流通过导体时，导体会发热的学现象 叫做电流的 效应.
这时，电能转化成 能.
探究通电导体放出热量跟 哪些因素有关实验过程
请回答下列问题： （1）实验通过控制煤油的____ __相同，观察温度计升高的__ __来比较电流通过导体产生热量的多少． （2）利用图中的电路进行实验，可以说明：当________ 一定时，导体的电阻越大，产生的热量就_____．
（3）利用图中的电路进行实验，还可以说明：当导体的电阻一定时，通过导体的 越大，产生的热量就______．
（4）利用甲图中的电路进行实验，还可以说明：通电时间越长产生的热量就________．
1.电流通过导体时电能转化成内能的现象叫做电流的_ __效应.2.焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的______成正比，跟导体的_____成正比，跟 成正比. 其数学表达式为： 焦耳定律适用于任何用电器产生热量的计算.
3.在仅有电流热效应存在的电路 ( 纯电阻电路 )中，电能全部转化成了内能，而没有转化为其他形式的能，这时电流产生的热量等于电流所做的功，即Q=W；此时焦耳定律也可写作Q= = .
考点焦耳定律例2（2013·德州)某养鸡场新购进一台电热孵卵器，其电阻为110 Ω不变，在额定电压下工作时通过孵卵器的电流是2 A，则该孵卵器正常工作10 s所产生的热量为__________J.解析：本题考查焦耳定律的应用. 孵卵器正常工作10 s所产生的热量： Q=I2Rt=（2 A）2×110 Ω×10 s=4 400 J.答案：4 400
3.（08安徽）如图所示的电动机是一种使用广泛的动力机械，从能量转化的角度看．它主要是把电能转化为机械能，还有一部分能量在线圈中以热量的形式散失掉。现有一台电动机，当电动机两端加220V电压时，通过电动机线圈的电流为50A。问：（1）每分钟该电动机消耗的电能是多少，（2）已知电流通过导体时产生的热量Q=I2Rt（其中I、R和t分别表示通过导体的电流、导体的电阻和通电时间），若该电动机线圈的电阻是0.4Ω，则线圈每分钟产生的热量是多少?（3）这台电动机每分钟所做的机械功是多少?
解（1） W=U I t= 220V×50A×60S =6.6 × 105J
（2） Q=I2Rt=（50A）2×0.4 Ω×60 s =6.0 × 104J
（3） W机=W － Q =6.6× 105J－ 6.0 × 104J = 6.0 × 105J