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苏科版九下物理 第十五章 电功和电热——本章总结复习（课件+内嵌式视频）
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第十五章 电功和电热电功率第2节电热器 电流的热效应第3节家庭电路与安全用电第4节 1. 电能表：用来测量电路消耗电能多少的仪表。①计量单位：千瓦时（kW•h），俗称度。②额定电压: 220V；③基本电流与最大电流：例如10（20）A；④电能表常数：“1600imp/kW·h”或“3200r/kW·h”2. 电能表的参数4. 电功：电流所做的功。计算：W=UIt5. 单位：国际单位是焦耳（J） 1J=1V×1A×1s 常用单位是千瓦时（kW•h）3. 电能表测量电能：电能表表盘上前后两次示数 之差即是用电器消耗的电能值。电能表与电功电能表电 功知识结构6.单位换算：1kw·h=3.6×106J第1节 电能表与电功1. 电能表①电能表：用来测量电路消耗电能多少的仪表。②常用的电能表：电子式和感应式两种。知识点一：电能表第1节 电能表与电功③电子式电能表的技术参数电能表适用的额定电压“10A”表示基本电流，它是确定电能表有关特性的电流值；“40A”是电能表能满足测量准确要求，且能长期运行的最大电流值。表示每消耗1kW·h电能，电能表指示灯闪烁的次数 适用于交流电的频率为50赫的电路 感应式电能表的“电能表常数” 与电子式不同， 一般标有“× × × × r/kW·h”。例如该电能表标有“1200r/kW·h”，表示电路每消耗1kW·h的电能，电能表上的转盘转过1200转.④感应式电能表的技术参数第1节 电能表与电功知识点一：电能表⑤电能表的读数（以感应式电能表为例）电能表当前的示数为 _________kW·h电能表的计量单位是千瓦时，符号为kW·h，俗称度。在数值上等于功率为1kW的用电器工作1h所消耗的电能。1kW·h=3.6×106J7986.2 观察电能表表盘上前后两次的示数，它们的示数差即是用电器消耗的电能值。⑥电能表测量消耗的电能第1节 电能表与电功知识点一：电能表 消耗的电能 4374.4kW·h-4267.8kW·h=106.6kW·h 【例题1】如图所示，对于电能表面板上的一些参数的理解，下列说法错误的是（ ） A. 此时电能表的读数为931.6度B. “220V”是指这个电能表应该在220V的电路中使用C. “10（20）A”是指这个电能表使用时正常工作电流为10A或20AD. “2500r/kW⋅h”是指用电器每消耗1度电能，电能表的转盘转过600转A. 此时电能表的读数为931.6度，说法正确，不符合题意。B. “220V”指电能表在220伏的电路中使用；说法正确，不符题意。C. “10”表示基本电流；“20A”是电能表能满足测量准确要求，且能长期运行的最大电流值。故C错误，符合题意。D. “2500r/kW⋅h”是指用电器每消耗1千瓦时电能，电能表的转盘转过2500转，不符合题意。 所以选C.第1节 电能表与电功知识点一：电能表C 1. 实验探究“影响电功大小的因素”设计实验控制变量法：保持电流、通电时间一定，探究电功与电压的关系（两盏小灯串联）；保持电压、通电时间一定，探究电功与电流的关系（两盏小灯并联）。 转化法：在一定时间内，电流做功越多，小灯越亮，用小灯的亮度表示电流做功的大小。 ①研究方法:②实验器材:干电池2～3节、两个阻值不等的小灯泡、滑动变阻器、开关、电流表、电压表及导线。知识点二：电功第1节 电能表与电功进行实验与收集证据 ①将两个电阻不等的白炽灯泡串联在电路中。闭合开关，调节滑动变阻器，比较两个灯泡的亮暗和两只电压表的示数.现象：两个白炽灯泡串联在电路中，甲灯更亮，其两端的电压也大。②如图所示，将这两个灯泡并联在电路中，闭合开关，调节滑动变阻器，比较两个灯泡的亮暗和两只电流表的示数.现象：两个灯泡并联在电路中，乙灯更亮，通过的电流也大。知识点二：电功第1节 电能表与电功两个灯泡串联时，通过灯泡的电流相等。因此，电压越高，电流做的功越多，灯泡就越亮。两个灯泡并联时，灯泡两端的电压相等。因此，电流越大,用流做的功越多，灯泡就越亮。实验结论分析与论证进一步实验可得出：电流所做的功与电压、电流、通电时间成正比知识点二：电功第1节 电能表与电功② 物理学规定：电功等于电压、电流与通电时间的乘积。④ 国际单位：焦耳（J）常用单位：千瓦时（kW·h）2. 电功 1kw·h=3.6×106J1J =1V·1A·1S知识点二：电功①电流所做的功叫作电功。 电能转化为其他形式能的过程是电流做功的过程，电流做了多少功，电路中就消耗了多少电能。第1节 电能表与电功⑤电功的推导公式W＝I2Rt 知识点二：电功第1节 电能表与电功 AB. 根据W=U2/Rt和W=I2Rt可知，仅使电压变为原来的2倍或仅使电流变为原来的2倍，则用电器消耗的电能要变为原来的4倍，故AB错误；C. 电压不变，而使用电器电阻变为原来的一半，由电功公式W=U2/Rt可知，用电器消耗的电能变为原来的两倍，故C正确；D.同时改变用电器两端的电压为原来的4倍，电阻为原来的2倍，由电功公式W=U2/Rt可知，消耗的电能变为原来的8倍，故D错误.。 所以选C.典型例题 【例题2】要使某用电器在相同时间内消耗的电能变为原来的2倍，以下措施可行的是（ ）A．仅使电压变为原来的2倍 B．仅使电流变为原来的2倍C．电压不变，而使用电器电阻变为原来的一半D．同时改变电压为原来的4倍，电阻为原来的2倍C第1节 电能表与电功视频总结——《第1节 电能表与电功》 1kW=103W 1W=103mW 1. 意义:表示电流做功快慢的物理量.2. 定义：电流单位时间内所做功的多少叫电功率。 电功率4. 单位: 3. 公式：瓦特（W） 、千瓦（kW）、毫瓦（mW）5. 额定功率和实际功率知识结构① ①额定功率：用电器在额定电压下工作时的功率P额 ②实际功率：用电器实际工作时的功率P实 P=W/t=UI 6. 测定小灯泡的电功率 第2节 电功率测量小灯泡的额定功率和实际功率电源、电压表、电流表、 小灯泡、滑动变阻器、开关、导线。 实验目的 实验原理 实验器材①根据电路图连接实物，连接电路时电键要断开，变阻器的滑片要调节到阻值最大端。 实验电路 实验步骤《测定小灯泡的电功率》②闭合电键，调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压分别低于、 等于、略高于额定电压，记录电压表、电流表的示数，观察小灯泡的发光情况。P = UI③根据公式P = UI计算出小灯泡的功率，并记录在表格中。 实验结论①小灯泡的额定功率为：P额=U额I额； ②小灯的亮度取决于灯的实际功率，实际功率越大，小灯越亮。知识结构②第2节 电功率1. 电功率①物理意义：是描述电流做功快慢的物理量。②定义：电流在单位时间内所做的功叫电功率。 知识点一：电功率电功率=③公式：P=W/t=UI ④电功率单位 Ⅰ. 国际单位：瓦特（W） 1W=1J/s=1V·1AⅡ. 常用单位：千瓦（kW）、毫瓦（mW） Ⅲ. 换算关系： 1kW = 103 W 1W = 103 mW 第2节 电功率知识点二：用电器的额定功率①额定电压：用电器正常工作时的电压U额。②额定功率：用电器在额定电压下工作时的功率P额。1. 额定电压、额定功率2. 实际功率与额定功率用电器实际工作时的功率叫实际功率P实。 ① 一个用电器只有1个额定电压和1个额定功率，但可以有多个实际电压和实际功率。 ②灯泡的亮度是由灯泡在电路中工作时的实际功率所决定的，实际功率越大，灯泡越亮。第2节 电功率知识点三：测量小灯泡的电功率实验设计实验目的 1. 实验中需要测量的物理量 测量小灯泡的额定功率和实际功率 根据电功率计算公式 P=UI 可知：要测量的物理量是电压U与电流I 。2. 实验器材与电路图 用滑动变阻器改变小灯泡两端的电压。干电池2节（电压1.5V）、额定电压为2.5V的小灯泡、开关、滑动变阻器、电压表、电流表、导线若干。 第2节 电功率实验与记录1. 按照电路图连接电路。2. 调节滑动变阻器，使其接入电路中的电阻最大。3. 闭合开关，调节滑片，分别使电压表的示数小于、等于和略大于小灯泡的额定电压，观察小灯泡的亮度，读出电压表、电流表的示数并记录在表格中。知识点三：测量小灯泡的电功率第2节 电功率结 论1. 通过实验得出小灯泡的额定功率为： P额=U额I额2. 设小灯泡的实际电压为U实，额定电压为U额，实际功率为P实，额定功率为P额，可以发现：知识点三：测量小灯泡的电功率第2节 电功率交流与讨论1.滑动变阻器的作用：保护电路；改变灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，从而改变灯泡的电功率。2.连接电路前，开关应断开；闭合开关前，滑动变阻器应滑动到阻值最大处。3.使小灯泡正常发光的操作：移动滑片，观察电压表示数，当电压表示数等于小灯泡额定电压时，小灯泡正常发光。4.小灯泡的U－I图像不是直线（或不同电压下小灯泡电阻不同）的原因：灯丝电阻随温度的升高而增大。知识点三：测量小灯泡的电功率第2节 电功率交流与讨论5.灯泡亮暗程度与实际功率关系：小灯泡的亮暗由小灯泡实际功率决定，实际功率越大，小灯泡越亮。6.多次测量的目的在测量小灯泡电功率实验中，多次测量的目的是为了研究小灯泡的亮度（或电功率）与小灯泡两端电压的关系。不能用多次测量求电功率平均值作为小灯泡的额定功率.知识点三：测量小灯泡的电功率第2节 电功率 测电功率P=UI伏安法测电阻 R=U/I多次测量的 目的不同 测小灯泡在不同电压下的电功率，观察灯泡的亮暗程度，不需要求平均值。 伏安法测电阻要进行多次测量取平均值减小误差。测量”小灯泡的电功率”与”伏安法测电阻”比较实验原理不同知识点四：“测量小灯泡的电功率”与”伏安法测电阻” 第2节 电功率视频总结——《第2节 电功率》第2节 电功率 典型例题 【例题3】如图所示，R为定值电阻，L为标有“2.5V 0.5W”的小灯泡，灯丝阻值不变，电源电压恒定。闭合开关，小灯泡正常工作时，电流表读数为0.7A。求： （1）通过小灯泡的电流，以及小灯泡电阻； （2）定值电阻R的阻值，以及它的电功率。（1）小灯正常工作时，通过的电流：小灯泡电阻 RL=U/IL=2.5V/0.2A=12.5Ω（2）通过电阻R的电流 IR= I- IL=0.7A-0.2A=0.5A R=U/IR=2.5V/0.5A=5Ω 电功率PR=UIR=2.5V×0.5A=1.25W 第2节 电功率 典型例题第2节 电功率D A. 电能表是测量电功（消耗的电能）的仪表，A错误； B. 这个电能表的额定电流为10A，额定电压220V，允许电路用电器的总功率为P=UI=2200W，并不是电能表的额定功率。C. 他家消耗的电能（8633.5-8543.2）kW•h=90.3kW•h，C错误。D. “220V 1200W”电热水器正常工作10min，消耗的电能W=Pt=1.2kW×1/6h= 0.2kW•h，则该表圆盘转的圈数为 典型例题 第2节 电功率【例题5】在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V，图甲是未连接完整的实验电路：（1）用笔画线代替导线，将图甲的实验电路连接完整（要求滑动变阻器的滑片P向B端移动时电流表的示数变大）_______； 典型例题见右图第2节 电功率（2）闭合开关后，小明发现小灯泡不发光，电流表示数几乎为零，电压表示数接近4.5V，则电路的故障可能是_____________（填一种情况即可）；（3）排除故障后，调节滑动变阻器，如图乙所示，电压表的示数为_____ ，为了测小灯泡的额定功率，应将滑片____（选填“A”或“B”）端移动； 典型例题（2）闭合开关后，小灯泡不发光，电流表示数几乎为零，表明发生断路，而电压表示数接近4.5V，则小灯泡断路。（3）电压表的示数为1.8V，小灯泡额定电压为2.5V，所以应将滑片向B端移动减小电阻值。小灯泡断路1.8VB第2节 电功率（4）改变滑片P的位置，获得多组对应的电压、电流值，绘制了如图丙所示的I-U图像，由图像可知，小灯泡的额定功率为____W；（5）由图丙可知小灯泡正常发光时的电阻是______Ω，小灯泡的电阻是变化的，原因是灯丝电阻受______的影响。 典型例题（4）由图像可知，当小灯泡两端的电压为额定电压2.5V时，额定电流为0.3A，小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W（5）小灯泡正常发光时的电阻是R=U/I=2.5V/0.3A=8.3 Ω小灯泡的电阻是变化的，原因是灯丝电阻受温度的影响。0.758.3温度第2节 电功率电热器电流的热效应电流的热效应焦耳定律影响电流热效应的因素表述：电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。公式: Q = I2Rt 知识结构第3节 电热器 电流的热效应知识点一： 电热器第3节 电热器 电流的热效应 生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。1. 电流的热效应 导体中有电流通过时会发热，将电能转化成内能，这种现象称为电流的热效应。主要利用电流热效应工作的装置称为电热器。2. 电热器知识点二：探究影响电流热效应的因素设计实验1. 采用控制变量法进行探究 探究影响电流热效应的因素有3个：电流大小、电阻大小、通电时间。每次实验控制两个物理量不变。2. 转换法 如图所示，将一段电阻丝浸没在一定质量的液体(如煤油)中，通电时电阻丝产生的热量被液体吸收，液体的温度就会升高。因此，我们可以通过液体温度的变化来比较电阻丝产生热量的多少。第3节 电热器 电流的热效应①在比较电流大小对产生热量的影响，选用同一根电阻丝接入电路，保持通电时间一定，调节滑动变阻器，改变电阻丝的电流。 ②在比较电阻大小对产生热量的影响，可选用两段阻值不等的电阻丝R1和R2分别安装在两个相同装置中，然后将串联接入电路。③在比较通电时间对产生热量的影响时，可选用同一根电阻丝接入电路，保持电流不变，改变通电时间。 进行实验与收集证据第3节 电热器 电流的热效应知识点二：探究影响电流热效应的因素实验结论结论①：在通电电流和通电时间相同的条件下， 电阻越大，电流产生的热量越多。结论②：在电阻和通电时间相同的条件下， 电流越大，电流产生的热量越多。 结论③：在通电电流和电阻相同的条件下， 通电时间越长，电流产生的热量越多。第3节 电热器 电流的热效应知识点二：探究影响电流热效应的因素【例题5】同学们准备如图所示的装置进行实验探究，甲、乙是完全相同的两个烧瓶，里面装有未知液体、电阻R甲、R乙和相同的温度计。（1）小京想利用这套装置探究电流产生的热量跟电阻的大小是否有关，他设计电路时应使R甲、R乙阻值______（选填“相同”或“不同”）；在实验中，电流产生热量的多少是通过_________________________来反映的，此时选用的液体种类和质量应该______（选填“相同”或“不同”）； 不同 温度计示数变化的大小 相同 探究电流的热量跟电阻的大小是否有关，应保证R甲、R乙阻值不同。在实验中，运用转换的方法，电流产生热量的多少是通过温度计示数的变化来反映。实验中采用控制变量的方法，在探究电流产生的热量跟电阻的大小是否有关，此时选用的液体种类和质量应该相同。第3节 电热器 电流的热效应 典型例题（2）小红将烧瓶中的液体换成质量相同的不同种液体，利用这套装置比较甲、乙两烧瓶中液体的比热容，为了使两种液体在一定时间内吸收的热量相等， R甲、R乙的阻值应该______（选填“相同”或“不同”）。闭合开关，通电一段时间后，发现甲瓶中温度计示数升高的更多，则______（选填“甲”或“乙”）瓶中液体的比热容较小。（2）利用这套装置比较甲、乙两烧瓶中液体的比热容，应该使质量相同的两种液体在一定时间内吸收的热量相等。所以R甲、R乙的阻值应相同，时间相同，产生的热量才会相等。比热容是反映物质吸放热性能的物理量。质量相同时，吸收相同的热量，温度的变化量越大，比热容越小。闭合开关，通电一段时间后，发现甲瓶中温度计示数升高的更多，则甲瓶中液体的比热容较小。相同甲第3节 电热器 电流的热效应 典型例题较暗较亮 ①焦耳定律的内容： 电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。②公式： Q = I2Rt 1. 焦耳定律知识点三： 焦耳定律1J=1A2×1Ω ×1sI 表示电流，单位是安培（A） R 表示电阻，单位是欧姆（Ω） t 表示通电时间，单位是秒（S） Q 表示热量，单位是焦耳（ J ） ③公式中各量单位： Q = I2Rt 第3节 电热器 电流的热效应较暗0.22 2. 根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律 电流通过电饭煲、电炉、电熨斗等电热器时，电能几户全部转化为内能，电热器产生的热量等于电流做的功，即 Q = W 因为电功 W = UIt 根据欧姆定律 U= IR 所以 Q =I2Rt 焦耳定律适用于任何用电器的热量计算。 对只存在电流热效应的电路均可用这些公式来计算热量。第3节 电热器 电流的热效应知识点三： 焦耳定律0.220.28 3. 电功与电热的联系②在非纯电阻电路中，如含有电动机等，电流做的功一部分转化为内能，大部分转化为机械能，通过线圈电阻R的电流仍使线圈发热，产生的热量 Q=I2Rt 此时Q≠W， 电功=内能+机械能 W=Q+W机械能 ①在纯电阻电路，电流所做的功只转化为内能，产生的热量等于电流做的功，即W=Q，如电热器、电熨斗等。计算热量：第3节 电热器 电流的热效应知识点三： 焦耳定律【例题6】一电热毯接入220V的电路中正常工作时，其电阻丝的电阻约为500Ω，则该电热器在10 min内会产生多少热量？此时该电热毯的电功率多大？ 根据欧姆定律可求出通过电阻丝的电流，根据焦耳定律可求出由热器在20min内产生的热量. 通过电阻丝的电流 I=U/R=220V/500Ω=0.44A 电热器产生的热量 Q=I²Rt=(0.44A)² ×500Ω×10×60s=5.808×104J 电热毯的电功率 P=W/t= 5.808×104J/600s=96.8W 典型例题第3节 电热器 电流的热效应【例题7】某品牌电热扇工作原理如图所示。S1为双触点开关，1、2、3、4为开关触点，通过旋转开关S1，可实现加热功能的“空挡”、“低温挡”和“高温挡”之间的切换；电动机工作时可使电热扇往复转动。R1和R2均为电热丝，阻值不受温度影响，R1=88Ω。电热扇部分参数如表所示。（1）请画出电热扇处于低温挡且不转动时的等效电路图，并计算此时电路正常工作消耗的总功率。（2）求R2的阻值。（3）若电动机正常工作10min，内部线圈产生的热量为多少？ 典型例题第3节 电热器 电流的热效应 （1）由电路图知当电热扇处于低温挡且不转动时，只有电阻R1工作，等效电路图如下所示： 电路消耗的总功率为： P=UI=U2/R=（220V）2/88Ω=550W 典型例题第3节 电热器 电流的热效应 （2）由电路图知当电热扇处于高温挡时，电阻R1和R2并联，根据并联电路电功率的规律知， R2的电功率为： P2 ＝P高﹣P低＝1650W﹣550W＝1100W， R2 =U2/ P2 =（220V）2/1100W=44Ω 典型例题（3）电动机工作时的电流I=P/U=44W/220V=0.2A，内部线圈产生的热量为：Q＝I2Rt＝（0.2A）2×6Ω×600s＝144J 第3节 电热器 电流的热效应0.221. 实验装置 两个透明的容器内部密闭着等量的空气，与U形管一端相连通，容器中各有一段电阻丝，两个容器里的电阻丝串联在一起。实验方案知识点四：探究电流热效应的第2套方案2. 实验原理 当电流通过电阻丝时，电流产生的热量使容器中空气的温度升高、体积膨胀，U形管里面原来一样高的液柱就会逐渐上升。 电流产生的热量越多，液面的高度差越大。第3节 电热器 电流的热效应0.22为了进行多次实验，需要改变通过两个电阻丝的电流，所以在电路中串联一个滑动变阻器，通过移动滑片改变电流。3. 实验电路、器材如下所示：第3节 电热器 电流的热效应知识点四：探究电流热效应的第2套方案0.281. 探究电流通过导体时产生的热量跟电阻是否有关？进行实验 结论：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。第3节 电热器 电流的热效应知识点四：探究电流热效应的第2套方案2. 探究电流通过导体时产生的热量跟电流是否有关？结论：在电阻相同、通电时间相同的情况下，电流越大，产生的热量越多。第3节 电热器 电流的热效应知识点四：探究电流热效应的第2套方案较暗0.28 将一根电阻丝接入电路中，控制通电电流不变、电阻大小不变，改变通电时间，观察U形管液面的高度差。3. 探究电流通过导体时产生的热量与时间的关系结论：在电流相同、电阻相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越多。第3节 电热器 电流的热效应知识点四：探究电流热效应的第2套方案较暗较亮0.220.28实验结论结论1结论2结论3第3节 电热器 电流的热效应知识点四：探究电流热效应的第2套方案视频总结——《第3节 电热器 电流的热效应》【例题8】小杰和小芳在探究“电流产生的热量与哪些因素有关系”的实验中，在两个透明容器中密封等量的空气，各放置一段电阻丝，并连接一个装水的U形管，通过U形管中水面的高度差来判断电阻产生热量的多少。装置的密封性能良好，电源电压为6V。 典型例题（1）小杰根据图甲观察到的现象得到“在通电时间和电阻相同时，___________，电阻产生的热量越多”的结论。由于右边容器的外部并联了一个5Ω电阻，使通过容器里电阻的电流是左边电阻的一半；左边U形管中水面的高度差较大，表明电阻产生的热量多。两个电阻阻值和通电时间都相等，故探究的是产生的热量与电流大小的关系。电流越大第3节 电热器 电流的热效应 典型例题（2）小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关，下列能支持她猜想的现象是（ ）A. 正常工作时，“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮B. 接线板上接入的用电器越多，导线越容易发热C. 电熨斗工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关，应该在电流与时间都相同的情况下比较才有意义。 AB. 正常工作时，“36V 54W”与“12V 6W”的灯泡中的电流、电阻都不相等；接线板上接入的用电器越多，电流越大；所以都无法比较电流产生的热量与电阻大小是否有关。C.电熨斗与导线串联，电流、时间都相等，可以通过工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热，能支持小芳的猜想。C第3节 电热器 电流的热效应 典型例题（2）小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关。（3）为了验证猜想，小芳选用了5Ω和100Ω的电阻丝进行实验，如图乙所示，请你用笔画线把电路连接完整______.闭合开关，她发现较长时间后两个U形管的高度差均不明显，原因是______，请你提出改进办法：______。（3）较长时间后两个U形管的高度差均不明显，原因是电路中电流太小（或者电阻太大或者电压太低）。可以将100Ω的电阻丝换为阻值更小的电阻丝（或增大电源电压）。第3节 电热器 电流的热效应见图见下见下家庭电路与用电安全家庭电路的组成防止触电安全用电熔丝是由熔点较低的铅锑合金材料成的 三线插头和三线插座 会使用测电笔①必须把用电器的开关装在火线上。 ②用电器的金属外壳应该接地.触电类型：单线触电、双线触电①是电路发生短路；②是电路中用电器的 实际总功率过大知识结构火线与零线知识点一： 家庭电路第4节 家庭电路与安全用电1. 家庭电路的组成由进户线、电能表、总开关、熔断器、开关、插座、用电器等组成。① 进户的两条输电线中，一条火线，另一条叫做零线。② 火线跟零线之间的电压为220V；火线和地线间电压为220V，零线与地线间电压为0V。2. 火线、零线与地线知识点一： 家庭电路3. 三线插头和三线插座 把三脚插头插入三孔插座时，就把用电器的外壳接入了大地。 第4节 家庭电路与安全用电②测电笔的结构 两个金属电极、氖管、弹簧和一个阻值很大的电阻（高电阻）等组成.氖管高电阻4．测电笔 ①作用：辨别火线和零线。知识点一： 家庭电路第4节 家庭电路与安全用电③使用方法: 用手接触笔尾的金属体、笔尖金属体接触被测电路。若氖管发光，则接触的是火线，否则为零线。错误的使用方法正确的使用方法知识点一： 家庭电路第4节 家庭电路与安全用电5．用电器与零线、火线的连接 ①各用电器（插座）并联在电路中。 ②控制用电器的开关要连接在火线和用电器之间。知识点一： 家庭电路第4节 家庭电路与安全用电知识点二： 安全用电1. 熔丝安装在熔断器中的熔丝俗称“保险丝”，是由熔点较低的铅锑合金材料成的。当电路中的电流超过一定限度，熔丝的温度达到熔点时，它便会熔断，自动切断电路，从而保证电路安全。导致熔丝熔断的原因一般有两个：一是电路发生短路，二是电路中用电器的实际总功率超过电路所能承受的最大功率(人们称之为“超负荷运行”)。2. 熔丝熔断的原因注意：①熔丝有不同的规格。熔丝越粗，使它熔断的电流越大。②千万不要用铁丝、铜丝代替熔丝。③熔丝熔断后，在排除故障后才能更换熔丝，恢复供电。第4节 家庭电路与安全用电知识点三： 防止触电通常所说的“触电”是指一定强度的电流通过人体所引起的伤害事故.1. 触电类型触电一般分为单线触电和双线触电。①单线触电是人体接触火线或漏电的用电器等，使人体、大地和电网中的供电设备构成闭合回路。②双线触电是人体的两个部位(如两只手)分别接触火线和零线，使人体与设备通过导线构成闭合回路.第4节 家庭电路与安全用电知识点三： 防止触电2. 防止触电的方法①必须把用电器的开关装在火线上。这样，当断开开关后，用电器与火线分离，人碰到用电器就不会发生危险。②用电器的金属外壳接地。使用三脚插头插入三孔插座时，就把用电器的外壳接入了大地。 第4节 家庭电路与安全用电3. 发现有人触电或因电引发火灾时，应立即切断电源，要采取合理的措施，如图所示.发现有人触电时，应立即切断电源。无法切断电源时，应用干木棍等绝缘体挑开电线。知识点三： 防止触电第4节 家庭电路与安全用电视频总结——《第4节 家庭电路与安全用电》 典型例题【例题9】电给我们的生活带来了极大的便利，但不正确用电也会带来很大的危害，甚至会危及生命，安全用电是每一位公民的必备素养．下列做法中符合安全用电原则的是（ ）A．手机充电器长期插在插座上B．有人发生触电时，应马上用手把人拖开，并立即施救C．空气开关跳闸后，直接将其复位即可D．及时更换达到使用寿命的插座、导线和家用电器D第4节 家庭电路与安全用电解析见下页A．手机充电器长期插在插座上B．有人发生触电时，应马上用手把人拖开，并立即施救C．空气开关跳闸后，直接将其复位即可D．及时更换达到使用寿命的插座、导线和家用电器 A．手机充电器长时间插在电源插孔上会发热，引起线路安全事故，故A不符合题意；B．发现有人触电时，应赶快切断电源或用干燥木棍将电线挑开，不能用手直接拉，防止施救者也触电，故B不符合题意；C．空气开关突然跳闸，是由于短路或总功率多大等原因导致电流过大形成的，应先检查排除电路的故障后，再将开关复位，C不合题意；D．插座、导线和家用电器等达到使用寿命后继续使用，容易造成触电事故，故D符合题意。 故选D。 典型例题第4节 家庭电路与安全用电【例题10】请将图中所示的元件，连接成符合安全用电要求的家庭电路，开关控制灯泡。火线首先接入开关，再接入灯泡，零线直接接入灯泡；三孔插座的连接：上孔接地线，左孔接零线，右孔接火线，如图所示： 典型例题第4节 家庭电路与安全用电【例题11】家里某用电器发生短路，熔丝立即熔断，用下列方法进行检测，如图所示，断开所有用电器的开关，用一个普通的白炽灯L作为“校验灯”，与熔断的熔丝并联，然后只闭合S、S1，若L正常发光，说明L1______；只闭合S、S2，若L发出暗红色的光（发光不正常），说明L2______。（选填“正常”、“短路”或“断路”）。解析见下页正常短路 典型例题第4节 家庭电路与安全用电断开所有用电器的开关，用一个普通的白炽灯L作为“校验灯”，与熔断的熔丝并联，然后只闭合S、S1，若L正常发光，说明L1_______；只闭合S、S2，若L发出暗红色的光（发光不正常），说明L2______。（选填“正常”、“短路”或“断路”）。正常短路 当检验灯正常发光时，该灯泡两端的电压应为220V，说明另一灯泡L1没有分到电压，则此时一定是灯泡L1发生了短路。 若校验灯发出暗红色的光（发光不正常），此校验灯电压应小于220V，则此时应该是检验灯泡与另一灯泡L2串联接在火线与零线之间，故该灯泡L2正常。 典型例题第4节 家庭电路与安全用电【例题12】如图所示是某家庭电路，闭合开关S1、S2，灯泡L1正常发光、L2不亮，断开S1、保持S2闭合，用测电笔插入插座上孔氖管发光，插入插座下孔氖管发光．则故障可能是（ ）A．ac间断路 B．bd间断路C．灯泡L2断路 D．b点到零线之间断路B 典型例题第4节 家庭电路与安全用电解析见下页【例题12】如图所示是某家庭电路，闭合开关S1、S2，灯泡L1正常发光、L2不亮，断开S1、保持S2闭合，用测电笔插入插座上孔氖管发光，插入插座下孔氖管发光．则故障可能是（ ） A．断开S1、保持S2闭合，用测电笔插入插座上孔氖管发光，则插座上孔与火线之间电路正常，故A错误；BC．测电笔插入插座下孔氖管发光，正常情况下插座下孔氖管不发光，所以插座下孔与灯泡串联接入火线电路，则灯泡L2未断路，零线部分bd间断路；故B正确，C错误；D．闭合开关S1、S2，灯泡L1正常发光、L2不亮，则灯泡L1所在电路正常，故D错误。 故选B。 典型例题第4节 家庭电路与安全用电B
第十五章 电功和电热电功率第2节电热器 电流的热效应第3节家庭电路与安全用电第4节 1. 电能表：用来测量电路消耗电能多少的仪表。①计量单位：千瓦时（kW•h），俗称度。②额定电压: 220V；③基本电流与最大电流：例如10（20）A；④电能表常数：“1600imp/kW·h”或“3200r/kW·h”2. 电能表的参数4. 电功：电流所做的功。计算：W=UIt5. 单位：国际单位是焦耳（J） 1J=1V×1A×1s 常用单位是千瓦时（kW•h）3. 电能表测量电能：电能表表盘上前后两次示数 之差即是用电器消耗的电能值。电能表与电功电能表电 功知识结构6.单位换算：1kw·h=3.6×106J第1节 电能表与电功1. 电能表①电能表：用来测量电路消耗电能多少的仪表。②常用的电能表：电子式和感应式两种。知识点一：电能表第1节 电能表与电功③电子式电能表的技术参数电能表适用的额定电压“10A”表示基本电流，它是确定电能表有关特性的电流值；“40A”是电能表能满足测量准确要求，且能长期运行的最大电流值。表示每消耗1kW·h电能，电能表指示灯闪烁的次数 适用于交流电的频率为50赫的电路 感应式电能表的“电能表常数” 与电子式不同， 一般标有“× × × × r/kW·h”。例如该电能表标有“1200r/kW·h”，表示电路每消耗1kW·h的电能，电能表上的转盘转过1200转.④感应式电能表的技术参数第1节 电能表与电功知识点一：电能表⑤电能表的读数（以感应式电能表为例）电能表当前的示数为 _________kW·h电能表的计量单位是千瓦时，符号为kW·h，俗称度。在数值上等于功率为1kW的用电器工作1h所消耗的电能。1kW·h=3.6×106J7986.2 观察电能表表盘上前后两次的示数，它们的示数差即是用电器消耗的电能值。⑥电能表测量消耗的电能第1节 电能表与电功知识点一：电能表 消耗的电能 4374.4kW·h-4267.8kW·h=106.6kW·h 【例题1】如图所示，对于电能表面板上的一些参数的理解，下列说法错误的是（ ） A. 此时电能表的读数为931.6度B. “220V”是指这个电能表应该在220V的电路中使用C. “10（20）A”是指这个电能表使用时正常工作电流为10A或20AD. “2500r/kW⋅h”是指用电器每消耗1度电能，电能表的转盘转过600转A. 此时电能表的读数为931.6度，说法正确，不符合题意。B. “220V”指电能表在220伏的电路中使用；说法正确，不符题意。C. “10”表示基本电流；“20A”是电能表能满足测量准确要求，且能长期运行的最大电流值。故C错误，符合题意。D. “2500r/kW⋅h”是指用电器每消耗1千瓦时电能，电能表的转盘转过2500转，不符合题意。 所以选C.第1节 电能表与电功知识点一：电能表C 1. 实验探究“影响电功大小的因素”设计实验控制变量法：保持电流、通电时间一定，探究电功与电压的关系（两盏小灯串联）；保持电压、通电时间一定，探究电功与电流的关系（两盏小灯并联）。 转化法：在一定时间内，电流做功越多，小灯越亮，用小灯的亮度表示电流做功的大小。 ①研究方法:②实验器材:干电池2～3节、两个阻值不等的小灯泡、滑动变阻器、开关、电流表、电压表及导线。知识点二：电功第1节 电能表与电功进行实验与收集证据 ①将两个电阻不等的白炽灯泡串联在电路中。闭合开关，调节滑动变阻器，比较两个灯泡的亮暗和两只电压表的示数.现象：两个白炽灯泡串联在电路中，甲灯更亮，其两端的电压也大。②如图所示，将这两个灯泡并联在电路中，闭合开关，调节滑动变阻器，比较两个灯泡的亮暗和两只电流表的示数.现象：两个灯泡并联在电路中，乙灯更亮，通过的电流也大。知识点二：电功第1节 电能表与电功两个灯泡串联时，通过灯泡的电流相等。因此，电压越高，电流做的功越多，灯泡就越亮。两个灯泡并联时，灯泡两端的电压相等。因此，电流越大,用流做的功越多，灯泡就越亮。实验结论分析与论证进一步实验可得出：电流所做的功与电压、电流、通电时间成正比知识点二：电功第1节 电能表与电功② 物理学规定：电功等于电压、电流与通电时间的乘积。④ 国际单位：焦耳（J）常用单位：千瓦时（kW·h）2. 电功 1kw·h=3.6×106J1J =1V·1A·1S知识点二：电功①电流所做的功叫作电功。 电能转化为其他形式能的过程是电流做功的过程，电流做了多少功，电路中就消耗了多少电能。第1节 电能表与电功⑤电功的推导公式W＝I2Rt 知识点二：电功第1节 电能表与电功 AB. 根据W=U2/Rt和W=I2Rt可知，仅使电压变为原来的2倍或仅使电流变为原来的2倍，则用电器消耗的电能要变为原来的4倍，故AB错误；C. 电压不变，而使用电器电阻变为原来的一半，由电功公式W=U2/Rt可知，用电器消耗的电能变为原来的两倍，故C正确；D.同时改变用电器两端的电压为原来的4倍，电阻为原来的2倍，由电功公式W=U2/Rt可知，消耗的电能变为原来的8倍，故D错误.。 所以选C.典型例题 【例题2】要使某用电器在相同时间内消耗的电能变为原来的2倍，以下措施可行的是（ ）A．仅使电压变为原来的2倍 B．仅使电流变为原来的2倍C．电压不变，而使用电器电阻变为原来的一半D．同时改变电压为原来的4倍，电阻为原来的2倍C第1节 电能表与电功视频总结——《第1节 电能表与电功》 1kW=103W 1W=103mW 1. 意义:表示电流做功快慢的物理量.2. 定义：电流单位时间内所做功的多少叫电功率。 电功率4. 单位: 3. 公式：瓦特（W） 、千瓦（kW）、毫瓦（mW）5. 额定功率和实际功率知识结构① ①额定功率：用电器在额定电压下工作时的功率P额 ②实际功率：用电器实际工作时的功率P实 P=W/t=UI 6. 测定小灯泡的电功率 第2节 电功率测量小灯泡的额定功率和实际功率电源、电压表、电流表、 小灯泡、滑动变阻器、开关、导线。 实验目的 实验原理 实验器材①根据电路图连接实物，连接电路时电键要断开，变阻器的滑片要调节到阻值最大端。 实验电路 实验步骤《测定小灯泡的电功率》②闭合电键，调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压分别低于、 等于、略高于额定电压，记录电压表、电流表的示数，观察小灯泡的发光情况。P = UI③根据公式P = UI计算出小灯泡的功率，并记录在表格中。 实验结论①小灯泡的额定功率为：P额=U额I额； ②小灯的亮度取决于灯的实际功率，实际功率越大，小灯越亮。知识结构②第2节 电功率1. 电功率①物理意义：是描述电流做功快慢的物理量。②定义：电流在单位时间内所做的功叫电功率。 知识点一：电功率电功率=③公式：P=W/t=UI ④电功率单位 Ⅰ. 国际单位：瓦特（W） 1W=1J/s=1V·1AⅡ. 常用单位：千瓦（kW）、毫瓦（mW） Ⅲ. 换算关系： 1kW = 103 W 1W = 103 mW 第2节 电功率知识点二：用电器的额定功率①额定电压：用电器正常工作时的电压U额。②额定功率：用电器在额定电压下工作时的功率P额。1. 额定电压、额定功率2. 实际功率与额定功率用电器实际工作时的功率叫实际功率P实。 ① 一个用电器只有1个额定电压和1个额定功率，但可以有多个实际电压和实际功率。 ②灯泡的亮度是由灯泡在电路中工作时的实际功率所决定的，实际功率越大，灯泡越亮。第2节 电功率知识点三：测量小灯泡的电功率实验设计实验目的 1. 实验中需要测量的物理量 测量小灯泡的额定功率和实际功率 根据电功率计算公式 P=UI 可知：要测量的物理量是电压U与电流I 。2. 实验器材与电路图 用滑动变阻器改变小灯泡两端的电压。干电池2节（电压1.5V）、额定电压为2.5V的小灯泡、开关、滑动变阻器、电压表、电流表、导线若干。 第2节 电功率实验与记录1. 按照电路图连接电路。2. 调节滑动变阻器，使其接入电路中的电阻最大。3. 闭合开关，调节滑片，分别使电压表的示数小于、等于和略大于小灯泡的额定电压，观察小灯泡的亮度，读出电压表、电流表的示数并记录在表格中。知识点三：测量小灯泡的电功率第2节 电功率结 论1. 通过实验得出小灯泡的额定功率为： P额=U额I额2. 设小灯泡的实际电压为U实，额定电压为U额，实际功率为P实，额定功率为P额，可以发现：知识点三：测量小灯泡的电功率第2节 电功率交流与讨论1.滑动变阻器的作用：保护电路；改变灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，从而改变灯泡的电功率。2.连接电路前，开关应断开；闭合开关前，滑动变阻器应滑动到阻值最大处。3.使小灯泡正常发光的操作：移动滑片，观察电压表示数，当电压表示数等于小灯泡额定电压时，小灯泡正常发光。4.小灯泡的U－I图像不是直线（或不同电压下小灯泡电阻不同）的原因：灯丝电阻随温度的升高而增大。知识点三：测量小灯泡的电功率第2节 电功率交流与讨论5.灯泡亮暗程度与实际功率关系：小灯泡的亮暗由小灯泡实际功率决定，实际功率越大，小灯泡越亮。6.多次测量的目的在测量小灯泡电功率实验中，多次测量的目的是为了研究小灯泡的亮度（或电功率）与小灯泡两端电压的关系。不能用多次测量求电功率平均值作为小灯泡的额定功率.知识点三：测量小灯泡的电功率第2节 电功率 测电功率P=UI伏安法测电阻 R=U/I多次测量的 目的不同 测小灯泡在不同电压下的电功率，观察灯泡的亮暗程度，不需要求平均值。 伏安法测电阻要进行多次测量取平均值减小误差。测量”小灯泡的电功率”与”伏安法测电阻”比较实验原理不同知识点四：“测量小灯泡的电功率”与”伏安法测电阻” 第2节 电功率视频总结——《第2节 电功率》第2节 电功率 典型例题 【例题3】如图所示，R为定值电阻，L为标有“2.5V 0.5W”的小灯泡，灯丝阻值不变，电源电压恒定。闭合开关，小灯泡正常工作时，电流表读数为0.7A。求： （1）通过小灯泡的电流，以及小灯泡电阻； （2）定值电阻R的阻值，以及它的电功率。（1）小灯正常工作时，通过的电流：小灯泡电阻 RL=U/IL=2.5V/0.2A=12.5Ω（2）通过电阻R的电流 IR= I- IL=0.7A-0.2A=0.5A R=U/IR=2.5V/0.5A=5Ω 电功率PR=UIR=2.5V×0.5A=1.25W 第2节 电功率 典型例题第2节 电功率D A. 电能表是测量电功（消耗的电能）的仪表，A错误； B. 这个电能表的额定电流为10A，额定电压220V，允许电路用电器的总功率为P=UI=2200W，并不是电能表的额定功率。C. 他家消耗的电能（8633.5-8543.2）kW•h=90.3kW•h，C错误。D. “220V 1200W”电热水器正常工作10min，消耗的电能W=Pt=1.2kW×1/6h= 0.2kW•h，则该表圆盘转的圈数为 典型例题 第2节 电功率【例题5】在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V，图甲是未连接完整的实验电路：（1）用笔画线代替导线，将图甲的实验电路连接完整（要求滑动变阻器的滑片P向B端移动时电流表的示数变大）_______； 典型例题见右图第2节 电功率（2）闭合开关后，小明发现小灯泡不发光，电流表示数几乎为零，电压表示数接近4.5V，则电路的故障可能是_____________（填一种情况即可）；（3）排除故障后，调节滑动变阻器，如图乙所示，电压表的示数为_____ ，为了测小灯泡的额定功率，应将滑片____（选填“A”或“B”）端移动； 典型例题（2）闭合开关后，小灯泡不发光，电流表示数几乎为零，表明发生断路，而电压表示数接近4.5V，则小灯泡断路。（3）电压表的示数为1.8V，小灯泡额定电压为2.5V，所以应将滑片向B端移动减小电阻值。小灯泡断路1.8VB第2节 电功率（4）改变滑片P的位置，获得多组对应的电压、电流值，绘制了如图丙所示的I-U图像，由图像可知，小灯泡的额定功率为____W；（5）由图丙可知小灯泡正常发光时的电阻是______Ω，小灯泡的电阻是变化的，原因是灯丝电阻受______的影响。 典型例题（4）由图像可知，当小灯泡两端的电压为额定电压2.5V时，额定电流为0.3A，小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W（5）小灯泡正常发光时的电阻是R=U/I=2.5V/0.3A=8.3 Ω小灯泡的电阻是变化的，原因是灯丝电阻受温度的影响。0.758.3温度第2节 电功率电热器电流的热效应电流的热效应焦耳定律影响电流热效应的因素表述：电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。公式: Q = I2Rt 知识结构第3节 电热器 电流的热效应知识点一： 电热器第3节 电热器 电流的热效应 生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。1. 电流的热效应 导体中有电流通过时会发热，将电能转化成内能，这种现象称为电流的热效应。主要利用电流热效应工作的装置称为电热器。2. 电热器知识点二：探究影响电流热效应的因素设计实验1. 采用控制变量法进行探究 探究影响电流热效应的因素有3个：电流大小、电阻大小、通电时间。每次实验控制两个物理量不变。2. 转换法 如图所示，将一段电阻丝浸没在一定质量的液体(如煤油)中，通电时电阻丝产生的热量被液体吸收，液体的温度就会升高。因此，我们可以通过液体温度的变化来比较电阻丝产生热量的多少。第3节 电热器 电流的热效应①在比较电流大小对产生热量的影响，选用同一根电阻丝接入电路，保持通电时间一定，调节滑动变阻器，改变电阻丝的电流。 ②在比较电阻大小对产生热量的影响，可选用两段阻值不等的电阻丝R1和R2分别安装在两个相同装置中，然后将串联接入电路。③在比较通电时间对产生热量的影响时，可选用同一根电阻丝接入电路，保持电流不变，改变通电时间。 进行实验与收集证据第3节 电热器 电流的热效应知识点二：探究影响电流热效应的因素实验结论结论①：在通电电流和通电时间相同的条件下， 电阻越大，电流产生的热量越多。结论②：在电阻和通电时间相同的条件下， 电流越大，电流产生的热量越多。 结论③：在通电电流和电阻相同的条件下， 通电时间越长，电流产生的热量越多。第3节 电热器 电流的热效应知识点二：探究影响电流热效应的因素【例题5】同学们准备如图所示的装置进行实验探究，甲、乙是完全相同的两个烧瓶，里面装有未知液体、电阻R甲、R乙和相同的温度计。（1）小京想利用这套装置探究电流产生的热量跟电阻的大小是否有关，他设计电路时应使R甲、R乙阻值______（选填“相同”或“不同”）；在实验中，电流产生热量的多少是通过_________________________来反映的，此时选用的液体种类和质量应该______（选填“相同”或“不同”）； 不同 温度计示数变化的大小 相同 探究电流的热量跟电阻的大小是否有关，应保证R甲、R乙阻值不同。在实验中，运用转换的方法，电流产生热量的多少是通过温度计示数的变化来反映。实验中采用控制变量的方法，在探究电流产生的热量跟电阻的大小是否有关，此时选用的液体种类和质量应该相同。第3节 电热器 电流的热效应 典型例题（2）小红将烧瓶中的液体换成质量相同的不同种液体，利用这套装置比较甲、乙两烧瓶中液体的比热容，为了使两种液体在一定时间内吸收的热量相等， R甲、R乙的阻值应该______（选填“相同”或“不同”）。闭合开关，通电一段时间后，发现甲瓶中温度计示数升高的更多，则______（选填“甲”或“乙”）瓶中液体的比热容较小。（2）利用这套装置比较甲、乙两烧瓶中液体的比热容，应该使质量相同的两种液体在一定时间内吸收的热量相等。所以R甲、R乙的阻值应相同，时间相同，产生的热量才会相等。比热容是反映物质吸放热性能的物理量。质量相同时，吸收相同的热量，温度的变化量越大，比热容越小。闭合开关，通电一段时间后，发现甲瓶中温度计示数升高的更多，则甲瓶中液体的比热容较小。相同甲第3节 电热器 电流的热效应 典型例题较暗较亮 ①焦耳定律的内容： 电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。②公式： Q = I2Rt 1. 焦耳定律知识点三： 焦耳定律1J=1A2×1Ω ×1sI 表示电流，单位是安培（A） R 表示电阻，单位是欧姆（Ω） t 表示通电时间，单位是秒（S） Q 表示热量，单位是焦耳（ J ） ③公式中各量单位： Q = I2Rt 第3节 电热器 电流的热效应较暗0.22 2. 根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律 电流通过电饭煲、电炉、电熨斗等电热器时，电能几户全部转化为内能，电热器产生的热量等于电流做的功，即 Q = W 因为电功 W = UIt 根据欧姆定律 U= IR 所以 Q =I2Rt 焦耳定律适用于任何用电器的热量计算。 对只存在电流热效应的电路均可用这些公式来计算热量。第3节 电热器 电流的热效应知识点三： 焦耳定律0.220.28 3. 电功与电热的联系②在非纯电阻电路中，如含有电动机等，电流做的功一部分转化为内能，大部分转化为机械能，通过线圈电阻R的电流仍使线圈发热，产生的热量 Q=I2Rt 此时Q≠W， 电功=内能+机械能 W=Q+W机械能 ①在纯电阻电路，电流所做的功只转化为内能，产生的热量等于电流做的功，即W=Q，如电热器、电熨斗等。计算热量：第3节 电热器 电流的热效应知识点三： 焦耳定律【例题6】一电热毯接入220V的电路中正常工作时，其电阻丝的电阻约为500Ω，则该电热器在10 min内会产生多少热量？此时该电热毯的电功率多大？ 根据欧姆定律可求出通过电阻丝的电流，根据焦耳定律可求出由热器在20min内产生的热量. 通过电阻丝的电流 I=U/R=220V/500Ω=0.44A 电热器产生的热量 Q=I²Rt=(0.44A)² ×500Ω×10×60s=5.808×104J 电热毯的电功率 P=W/t= 5.808×104J/600s=96.8W 典型例题第3节 电热器 电流的热效应【例题7】某品牌电热扇工作原理如图所示。S1为双触点开关，1、2、3、4为开关触点，通过旋转开关S1，可实现加热功能的“空挡”、“低温挡”和“高温挡”之间的切换；电动机工作时可使电热扇往复转动。R1和R2均为电热丝，阻值不受温度影响，R1=88Ω。电热扇部分参数如表所示。（1）请画出电热扇处于低温挡且不转动时的等效电路图，并计算此时电路正常工作消耗的总功率。（2）求R2的阻值。（3）若电动机正常工作10min，内部线圈产生的热量为多少？ 典型例题第3节 电热器 电流的热效应 （1）由电路图知当电热扇处于低温挡且不转动时，只有电阻R1工作，等效电路图如下所示： 电路消耗的总功率为： P=UI=U2/R=（220V）2/88Ω=550W 典型例题第3节 电热器 电流的热效应 （2）由电路图知当电热扇处于高温挡时，电阻R1和R2并联，根据并联电路电功率的规律知， R2的电功率为： P2 ＝P高﹣P低＝1650W﹣550W＝1100W， R2 =U2/ P2 =（220V）2/1100W=44Ω 典型例题（3）电动机工作时的电流I=P/U=44W/220V=0.2A，内部线圈产生的热量为：Q＝I2Rt＝（0.2A）2×6Ω×600s＝144J 第3节 电热器 电流的热效应0.221. 实验装置 两个透明的容器内部密闭着等量的空气，与U形管一端相连通，容器中各有一段电阻丝，两个容器里的电阻丝串联在一起。实验方案知识点四：探究电流热效应的第2套方案2. 实验原理 当电流通过电阻丝时，电流产生的热量使容器中空气的温度升高、体积膨胀，U形管里面原来一样高的液柱就会逐渐上升。 电流产生的热量越多，液面的高度差越大。第3节 电热器 电流的热效应0.22为了进行多次实验，需要改变通过两个电阻丝的电流，所以在电路中串联一个滑动变阻器，通过移动滑片改变电流。3. 实验电路、器材如下所示：第3节 电热器 电流的热效应知识点四：探究电流热效应的第2套方案0.281. 探究电流通过导体时产生的热量跟电阻是否有关？进行实验 结论：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。第3节 电热器 电流的热效应知识点四：探究电流热效应的第2套方案2. 探究电流通过导体时产生的热量跟电流是否有关？结论：在电阻相同、通电时间相同的情况下，电流越大，产生的热量越多。第3节 电热器 电流的热效应知识点四：探究电流热效应的第2套方案较暗0.28 将一根电阻丝接入电路中，控制通电电流不变、电阻大小不变，改变通电时间，观察U形管液面的高度差。3. 探究电流通过导体时产生的热量与时间的关系结论：在电流相同、电阻相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越多。第3节 电热器 电流的热效应知识点四：探究电流热效应的第2套方案较暗较亮0.220.28实验结论结论1结论2结论3第3节 电热器 电流的热效应知识点四：探究电流热效应的第2套方案视频总结——《第3节 电热器 电流的热效应》【例题8】小杰和小芳在探究“电流产生的热量与哪些因素有关系”的实验中，在两个透明容器中密封等量的空气，各放置一段电阻丝，并连接一个装水的U形管，通过U形管中水面的高度差来判断电阻产生热量的多少。装置的密封性能良好，电源电压为6V。 典型例题（1）小杰根据图甲观察到的现象得到“在通电时间和电阻相同时，___________，电阻产生的热量越多”的结论。由于右边容器的外部并联了一个5Ω电阻，使通过容器里电阻的电流是左边电阻的一半；左边U形管中水面的高度差较大，表明电阻产生的热量多。两个电阻阻值和通电时间都相等，故探究的是产生的热量与电流大小的关系。电流越大第3节 电热器 电流的热效应 典型例题（2）小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关，下列能支持她猜想的现象是（ ）A. 正常工作时，“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮B. 接线板上接入的用电器越多，导线越容易发热C. 电熨斗工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关，应该在电流与时间都相同的情况下比较才有意义。 AB. 正常工作时，“36V 54W”与“12V 6W”的灯泡中的电流、电阻都不相等；接线板上接入的用电器越多，电流越大；所以都无法比较电流产生的热量与电阻大小是否有关。C.电熨斗与导线串联，电流、时间都相等，可以通过工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热，能支持小芳的猜想。C第3节 电热器 电流的热效应 典型例题（2）小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关。（3）为了验证猜想，小芳选用了5Ω和100Ω的电阻丝进行实验，如图乙所示，请你用笔画线把电路连接完整______.闭合开关，她发现较长时间后两个U形管的高度差均不明显，原因是______，请你提出改进办法：______。（3）较长时间后两个U形管的高度差均不明显，原因是电路中电流太小（或者电阻太大或者电压太低）。可以将100Ω的电阻丝换为阻值更小的电阻丝（或增大电源电压）。第3节 电热器 电流的热效应见图见下见下家庭电路与用电安全家庭电路的组成防止触电安全用电熔丝是由熔点较低的铅锑合金材料成的 三线插头和三线插座 会使用测电笔①必须把用电器的开关装在火线上。 ②用电器的金属外壳应该接地.触电类型：单线触电、双线触电①是电路发生短路；②是电路中用电器的 实际总功率过大知识结构火线与零线知识点一： 家庭电路第4节 家庭电路与安全用电1. 家庭电路的组成由进户线、电能表、总开关、熔断器、开关、插座、用电器等组成。① 进户的两条输电线中，一条火线，另一条叫做零线。② 火线跟零线之间的电压为220V；火线和地线间电压为220V，零线与地线间电压为0V。2. 火线、零线与地线知识点一： 家庭电路3. 三线插头和三线插座 把三脚插头插入三孔插座时，就把用电器的外壳接入了大地。 第4节 家庭电路与安全用电②测电笔的结构 两个金属电极、氖管、弹簧和一个阻值很大的电阻（高电阻）等组成.氖管高电阻4．测电笔 ①作用：辨别火线和零线。知识点一： 家庭电路第4节 家庭电路与安全用电③使用方法: 用手接触笔尾的金属体、笔尖金属体接触被测电路。若氖管发光，则接触的是火线，否则为零线。错误的使用方法正确的使用方法知识点一： 家庭电路第4节 家庭电路与安全用电5．用电器与零线、火线的连接 ①各用电器（插座）并联在电路中。 ②控制用电器的开关要连接在火线和用电器之间。知识点一： 家庭电路第4节 家庭电路与安全用电知识点二： 安全用电1. 熔丝安装在熔断器中的熔丝俗称“保险丝”，是由熔点较低的铅锑合金材料成的。当电路中的电流超过一定限度，熔丝的温度达到熔点时，它便会熔断，自动切断电路，从而保证电路安全。导致熔丝熔断的原因一般有两个：一是电路发生短路，二是电路中用电器的实际总功率超过电路所能承受的最大功率(人们称之为“超负荷运行”)。2. 熔丝熔断的原因注意：①熔丝有不同的规格。熔丝越粗，使它熔断的电流越大。②千万不要用铁丝、铜丝代替熔丝。③熔丝熔断后，在排除故障后才能更换熔丝，恢复供电。第4节 家庭电路与安全用电知识点三： 防止触电通常所说的“触电”是指一定强度的电流通过人体所引起的伤害事故.1. 触电类型触电一般分为单线触电和双线触电。①单线触电是人体接触火线或漏电的用电器等，使人体、大地和电网中的供电设备构成闭合回路。②双线触电是人体的两个部位(如两只手)分别接触火线和零线，使人体与设备通过导线构成闭合回路.第4节 家庭电路与安全用电知识点三： 防止触电2. 防止触电的方法①必须把用电器的开关装在火线上。这样，当断开开关后，用电器与火线分离，人碰到用电器就不会发生危险。②用电器的金属外壳接地。使用三脚插头插入三孔插座时，就把用电器的外壳接入了大地。 第4节 家庭电路与安全用电3. 发现有人触电或因电引发火灾时，应立即切断电源，要采取合理的措施，如图所示.发现有人触电时，应立即切断电源。无法切断电源时，应用干木棍等绝缘体挑开电线。知识点三： 防止触电第4节 家庭电路与安全用电视频总结——《第4节 家庭电路与安全用电》 典型例题【例题9】电给我们的生活带来了极大的便利，但不正确用电也会带来很大的危害，甚至会危及生命，安全用电是每一位公民的必备素养．下列做法中符合安全用电原则的是（ ）A．手机充电器长期插在插座上B．有人发生触电时，应马上用手把人拖开，并立即施救C．空气开关跳闸后，直接将其复位即可D．及时更换达到使用寿命的插座、导线和家用电器D第4节 家庭电路与安全用电解析见下页A．手机充电器长期插在插座上B．有人发生触电时，应马上用手把人拖开，并立即施救C．空气开关跳闸后，直接将其复位即可D．及时更换达到使用寿命的插座、导线和家用电器 A．手机充电器长时间插在电源插孔上会发热，引起线路安全事故，故A不符合题意；B．发现有人触电时，应赶快切断电源或用干燥木棍将电线挑开，不能用手直接拉，防止施救者也触电，故B不符合题意；C．空气开关突然跳闸，是由于短路或总功率多大等原因导致电流过大形成的，应先检查排除电路的故障后，再将开关复位，C不合题意；D．插座、导线和家用电器等达到使用寿命后继续使用，容易造成触电事故，故D符合题意。 故选D。 典型例题第4节 家庭电路与安全用电【例题10】请将图中所示的元件，连接成符合安全用电要求的家庭电路，开关控制灯泡。火线首先接入开关，再接入灯泡，零线直接接入灯泡；三孔插座的连接：上孔接地线，左孔接零线，右孔接火线，如图所示： 典型例题第4节 家庭电路与安全用电【例题11】家里某用电器发生短路，熔丝立即熔断，用下列方法进行检测，如图所示，断开所有用电器的开关，用一个普通的白炽灯L作为“校验灯”，与熔断的熔丝并联，然后只闭合S、S1，若L正常发光，说明L1______；只闭合S、S2，若L发出暗红色的光（发光不正常），说明L2______。（选填“正常”、“短路”或“断路”）。解析见下页正常短路 典型例题第4节 家庭电路与安全用电断开所有用电器的开关，用一个普通的白炽灯L作为“校验灯”，与熔断的熔丝并联，然后只闭合S、S1，若L正常发光，说明L1_______；只闭合S、S2，若L发出暗红色的光（发光不正常），说明L2______。（选填“正常”、“短路”或“断路”）。正常短路 当检验灯正常发光时，该灯泡两端的电压应为220V，说明另一灯泡L1没有分到电压，则此时一定是灯泡L1发生了短路。 若校验灯发出暗红色的光（发光不正常），此校验灯电压应小于220V，则此时应该是检验灯泡与另一灯泡L2串联接在火线与零线之间，故该灯泡L2正常。 典型例题第4节 家庭电路与安全用电【例题12】如图所示是某家庭电路，闭合开关S1、S2，灯泡L1正常发光、L2不亮，断开S1、保持S2闭合，用测电笔插入插座上孔氖管发光，插入插座下孔氖管发光．则故障可能是（ ）A．ac间断路 B．bd间断路C．灯泡L2断路 D．b点到零线之间断路B 典型例题第4节 家庭电路与安全用电解析见下页【例题12】如图所示是某家庭电路，闭合开关S1、S2，灯泡L1正常发光、L2不亮，断开S1、保持S2闭合，用测电笔插入插座上孔氖管发光，插入插座下孔氖管发光．则故障可能是（ ） A．断开S1、保持S2闭合，用测电笔插入插座上孔氖管发光，则插座上孔与火线之间电路正常，故A错误；BC．测电笔插入插座下孔氖管发光，正常情况下插座下孔氖管不发光，所以插座下孔与灯泡串联接入火线电路，则灯泡L2未断路，零线部分bd间断路；故B正确，C错误；D．闭合开关S1、S2，灯泡L1正常发光、L2不亮，则灯泡L1所在电路正常，故D错误。 故选B。 典型例题第4节 家庭电路与安全用电B
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