【正文】 物理專題復(fù)習(xí) 電功和電熱 【教學(xué)內(nèi)容與目的要求】 目的要求： 知道電功及其單位，掌握電功的公式，知道電能表是測(cè)量電功的儀表 掌握電功率的概念，理解額定功率 理解焦耳定律，知道電熱器的原理 會(huì)測(cè)小燈泡的電功率 【知識(shí)重點(diǎn)與學(xué)習(xí)難點(diǎn)】 理解電功的概念 理解電功率的概念，掌握電功率的計(jì)算公式 理解額定功率和實(shí)際功率的概念 理解焦耳定律及有關(guān)計(jì)算 【方法指導(dǎo)與教材延伸】 怎樣理解電功這個(gè)物理量 電流做功的過程就是電能轉(zhuǎn)化為其它形式能，如：內(nèi)能、機(jī)械能和化學(xué)能等的過程。 電功的單位是焦耳，常用的電功單位是千瓦時(shí)（度）。另兩個(gè)公式 P=I2R， P=U2/R，這兩個(gè)公式是根據(jù) P=UI結(jié)合歐姆定律 I=U/R推出的，僅適用于將電能完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的用電器或電路。 實(shí)際功率是指用電器某一電壓下工作時(shí)的功率，它隨用電器的工作條件的變化而變化，當(dāng)實(shí)際加在用電器兩端的電壓為額定電壓時(shí)， 實(shí)際功率就等于額定功率。它適用于任何用電器熱量的計(jì)算。焦耳定律的公式也可以表述為 tRUQ 2? ，用它解決某些問題比較方便，但必須注意它適用于只存在電流熱效應(yīng)的電路中。 例 一臺(tái)“ 220V、 1000W”的電爐，想把它改裝后接到 110 伏的電源上，但功率保持不變，以下哪個(gè)措施是正確的（ ） A、將電爐絲截掉一半后接入電路 B、將電爐絲截掉四分之三接入電路 C、將電爐絲分成等長(zhǎng)的兩段，然后并聯(lián)接入電路 D、將電爐絲截掉四分之一后接入電路 解： 根據(jù)題意要求額實(shí) UU 21?時(shí)， P 實(shí) =P 額 。對(duì) B： 額額實(shí)實(shí)實(shí) IIRURURUI 22421122 ?????，而 C選項(xiàng)每根電阻絲上的電流額額 IRUI ?? 12 21/21顯然應(yīng)排除 B，而選擇 C。 例 如圖所示，兩盞燈 L1和 L2串聯(lián)接入電路 ，合上開關(guān)后兩燈均正常發(fā)光，電壓表和電流表均有示數(shù)，突然兩燈先后熄滅，同時(shí)發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)變?yōu)榱?，電流表示?shù)先增大后變?yōu)榱?，電路發(fā)生故障的首要原因是（ ） A、 L1斷路 B、 L2斷路 C、 L1短路 D、 L2短路 解： 應(yīng)選擇 C。 例 8：如圖所示 ，一個(gè)標(biāo)有“ 6V ， ”字樣的小燈泡 L 和最大阻值為 50? 的滑動(dòng)變阻器 R串聯(lián)后接在電源電壓 U 恒為 6V 的電路中，設(shè)燈泡電阻不變，則下列判斷不正確的是（ ） A．無論如何移動(dòng)滑片 P，電路中總功率不會(huì)超過 2W B．移動(dòng)滑片 P，電路中總功率最小值為 C．當(dāng)滑片 P滑到某個(gè)位置時(shí)， L和 R 的電功率相等 D．當(dāng)滑片 P由 a 滑向 b 的過程中，燈泡 L的電 功率一直是減小 解 ：電路中小燈泡 L 和滑動(dòng)變阻器 R 串聯(lián)，電源電壓 U=6V。 當(dāng)滑片 P 由 a 滑向 b 的過程中，電路總電阻逐漸增大，電路中電流逐漸減小，由2LLR I R? 知，燈泡 L的電功率一直是減小。 ⑵當(dāng)滑片 P移到 b 端時(shí)，閉合 S，你還能求出哪些物理量？ 【 解析 】：這是一道結(jié)論開放的電學(xué)綜合題，主要考查學(xué)生對(duì)電學(xué)知識(shí)綜合運(yùn)用的能力，考查知識(shí)多、覆蓋面廣。因居民樓到供電設(shè)備間距離不能變短，所以導(dǎo)線的長(zhǎng)度不能變短，減小輸電線的電阻應(yīng)換用較粗的導(dǎo)線或改變輸電線的材料（例如：鋁線換成銅線），從而達(dá)到減小輸電線損失功率的目的。 【 解析 】：本題以一個(gè)“小發(fā)明”作為題目的背景，綜合了力學(xué)、熱學(xué)、 電學(xué)和化學(xué)等知識(shí)，設(shè)計(jì)新穎且解答開放。用熱水袋、暖水瓶等靠近扎針處，利用熱傳遞使扎針處暖和。在能讓輸液管穿過的密封盒內(nèi)放入生石灰塊，使用時(shí)，只要打開盒的開口，讓生石灰與空氣中水蒸氣發(fā)生放熱反應(yīng)，就可使藥液加熱。 ⑴求 R 、 0R 的值。電路中只有一個(gè)電阻 R 。 K打到 3時(shí)為保溫檔，此時(shí) R 與 0R 串聯(lián)，電功率為 100W，由 20UP RR? ? ，可求出 0R 阻值再由 2P I R? ，求出 R 的實(shí)際功率 解：⑴ ? ?22 220 441100 VUR PW? ? ? ? 。 ⑵ 保溫時(shí) ,流過 R 的電流 I? 有 220 5220 11PWIAUV?? ? ? ?。再由串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)，不難得出：00 198 48 4 43 5622RU VRRUV? ? ? ? ? ? 例 15：某同學(xué)在做完“測(cè)定小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)后（所用小燈泡的額定電壓為 ），及時(shí)完成了實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 專題練習(xí) 一、填空 1．電流做功的過程，就是電能 的過程，電流做多少功，就有多少電能 。 5．我國(guó)大亞灣核電站一號(hào)機(jī)組的發(fā)電功率為 10 kW? 。當(dāng) 1S 閉合、2S 斷開時(shí)，電流表的示數(shù)為 ；當(dāng) 1S 和 2S 都閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為 ，在 1min 內(nèi)電流通過 1R 與 2R 做功之比 12:WW? 。 11．如圖所示，電源電壓恒定，定值電阻的阻值 10R??，滑動(dòng) R?的規(guī)格為“ 20? 1A”。 13．如圖是電吹風(fēng)機(jī)送熱風(fēng)時(shí)的工作電路。若某次閃電包含 5次閃擊，共由云層向地面輸送了 30 C 的負(fù)電荷，每次閃擊的平均持續(xù)時(shí)間為 54 10?? S（假設(shè)每次閃擊向地面輸送的電荷量相等），則一次閃擊的電流是 A；云層和地面之間的電壓約為 7810? V，該次閃電釋放電能約為 J。有四只白熾燈泡 1L 、 2L 、 3L 、 4L ，它們的規(guī)格分別為“ 3V， 2W”、“ 6V， 2W” 、 “ 12V， 2W” 、“ 24V， 2W” 。則 1L 與 2L 的電阻之比為（設(shè)燈泡的電阻不隨溫度變化而變化）（ ） A． 4： 1 B． 1： 4 C． 4： 5 D． 5： 4 30．調(diào)無臺(tái)燈的電路是由一只燈泡和一個(gè)電位器（滑動(dòng)變阻器）串聯(lián)組成。 ①請(qǐng)指出該電路連接中錯(cuò)誤或不妥： a 、 ； b 、 。 請(qǐng)你仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，回答以下問題： ⑴ 小燈泡的額定功率是 W ⑵ 小燈泡亮度變化規(guī)律是 。實(shí)驗(yàn)中記錄的有關(guān)數(shù)據(jù)分別如表 19表 19表195所示。 ①分析比較表 19表 194或 195中的數(shù)據(jù)及觀察到的現(xiàn)象，可初步得出： 。如圖所示，用 r表示家庭電路引線部分的總電阻， L為一只普通家用白熾燈泡， M 是一臺(tái)空調(diào)節(jié)器。通電后電流通過電阻絲產(chǎn)生熱量使煤礦油的溫度升 高，體積膨脹，煤油上升的高度越 。在兩次實(shí)驗(yàn)中 ，比較甲瓶（或乙瓶）中的煤油哪次上升得高。 我們小組的同學(xué)一起對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行歸納分析，找到了電流產(chǎn)生熱量的多少和哪些因素有關(guān)。 44．給塑料加熱要使其受熱均勻，為此工廠里用熱水浸泡加熱 ， 若所用熱水質(zhì)量為 15kg ，溫度為 98C? ，由于熱量散失，每分 鐘 熱水溫度會(huì)降低 1C? 。（不需寫出分析、計(jì)算過程） ⑵ 求電阻 1R 與 2R 的阻值。電阻 1R 為線圈電阻，它的功率為發(fā)熱功率；電動(dòng)機(jī)對(duì)外做功的功率可用電阻 2R 的功率代替。 ⑷ 比較⑵、⑶兩個(gè)發(fā)熱功率，你認(rèn)為電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)若被卡住，對(duì)電動(dòng)機(jī)會(huì)產(chǎn)生什么危害？ 48．黑夜中看不見開關(guān)位置，為此小明設(shè)計(jì)了如圖所的電路。 ⑵ 按上述設(shè)計(jì)，電阻絲需截用多長(zhǎng)一段？ ⑶ 若照明燈一天（ 24小時(shí)）使用 6小時(shí)，則整個(gè)電路一天總共耗電多少度？ 49．太陽(yáng)能是 21 世紀(jì)重點(diǎn)發(fā)展的能源之一，太陽(yáng)能汽車是利用太陽(yáng)能電池將接收到的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，再利用電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)汽車的一種新型汽車。正常工作時(shí)， ⑴ 要送熱風(fēng)，選擇開關(guān)應(yīng)放在 位置（填“ A”、“ B”或“ C”）。傳感器上標(biāo)有“ 3V ”的字樣（傳感器可看作一個(gè)電阻），滑動(dòng)變阻器 0R 上標(biāo)有“ 10? 1A”的字樣，電流表量程為 ，電壓表量程為 3V。蒸汽電熨斗預(yù)熱時(shí)底板吸收多少熱量？ ⑶ 汽燙時(shí)，水滴入汽室，由于水升溫汽化帶走熱量。 ① 甲 ② 高 ③ 多 4⑴ 10J? ⑵ 4 42? 4⑴ 10 J? ⑵ 元 4⑴ 第一種方式為 1R 、 2R 并聯(lián)，第二種方式 1R 、 2R 串聯(lián) ⑵ 1 5R?? ， 2 20R ?? ⑶ 10V 4⑴ 1 1R?? ⑵ P熱 = ⑶ 9W ⑷當(dāng)電動(dòng)機(jī)被卡住其發(fā)熱功率將大大提高，若及時(shí)切斷電源，會(huì)使電動(dòng)機(jī)溫度很快升高，極易燒壞電動(dòng)機(jī) 4⑴ 指示燈應(yīng)與電阻串聯(lián) ⑵ ⑶過 1度 4⑴ 15％ ⑵ 6 /ms 50、⑴ A ⑵ 10J? ⑶ 310 W 5⑴ 4? ⑵ 2A ， LLPP?? ， L不正常發(fā)光 5⑴ 10? ， ⑵ 6V ⑶ 仍可使用， 3V 5⑴ 2021Pa ⑵ 10J? ⑶ 10J?