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第6节
电能
第3课时
浙教版
初中
电功率
1.电功率：电器的电功率，等于这个用电器两端的电压与通过这个用电器的电流的乘积。
计算公式:
P=UI
变形式
U=P/I
I=P/U
对于纯电阻电器(只有电阻在做功)
欧姆定律
I＝U/R
=U2/R
推导公式
=U·U/R
P=UI
P=UI
=IR·I
=I2R
P=U2/R(已知U和R求P)
P=I2R(已知I和R求P)
对于纯电阻电路，
W＝Pt＝UIt
W=
U2t/R=I2Rt
P＝
W
t
复习：
电流的热效应：
电流通过各种导体时，都会使导体的温度升高的现象。
电热器：利用电流的热效应工作的.
电热器的主要元件是发热体
其特点是电阻率大,熔点高.
结构:
实质(能量转化):
电能转化为内能的过程.
判断：下列电器哪些是电热器？哪些不是？
电风扇、电烙铁、电视机、电饭锅、电炉、电脑、电熨斗。
电烙铁
电饭锅
电炉
电熨斗
电流的热效应在生产和生活中广泛的应用。例如：电炉、电熨斗、电热水器、电暖气等。这些电热器具有清洁、无污染、热效率高，便于控制和调节等优点，给生产和生活提供了极大的便利。但电流的热效应也有不利的地方，比如电动机，电视机等工作时也会有热量产生，这既浪费了电能，又可能在长时间机器散热较差时被烧毁。在远距离输电时，由于输电线有电阻，不可避免地使一部分电能在输电线上转化为内能而损失。
电流的热效应有何利弊？
优点：无污染、热效率高、方便控制和调节温度。
缺点：①在家庭电路中，由于长期的电流热
效应，导线外的绝缘层会加速老化甚至会烧毁绝缘层而引发火灾；
②同时，由于电流热效应，会影响家电的使用性能和寿命。
防止措施：加装散热系统（如散热电扇）或为了更好散热而特别设计的结构。
思考：
同样通电的导线为什么没有电热器那么热?
探究：
电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关？
建立猜想：
可能跟电流大小有关
可能跟导体的电阻有关
可能跟通电时间有关
方案设计：
怎样体现导体产生热的多少？
利用控制变量法；
比较不同条件下导体产生热的多少
实验结论：
1、当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。
2、当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。
3、显然通电时间越长，电流产生的热量也越多。
1840年，英国物理学家焦耳通过大量的实验，精确地总结出了著名的焦耳定律。
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。
1、公式：Q
=I
2Rt
2、单位：Q
—
焦，I
—
安，R
—
欧，t
—
秒
例：在1分钟内，通过电阻为50欧姆的电熨斗的电流为2安培，则电熨斗产生的热量是多少焦耳？
解：
Q
=I
2Rt
=（2安）2×50欧×60秒
=1.2
×104焦
答：电熨斗产生的热量是1.2
×104焦耳。
思考：
电吹风机和电熨斗通电时都会发热，哪种电器可以认为将电能全部转化成内（热）能？
电吹风机
：Q＜W
电熨斗：
Q=W
若电流做的功全部用来产生热量，即Q=W时，我们能否利用电功公式和欧姆定律来推导焦耳定律呢？
∵
Q=W
又∵
W＝UIt
根据欧姆定律
U=IR
∴Q=W=UIt=I2Rt
3、电能全部转化为热能时，
若电能没有全部转化为热能时，则只可用焦耳定律来计算
Q=I2Rt
=
W=Pt
=UIt
Q=I2Rt
＜
W=Pt
=UIt
电压力锅CYKB50－2A
额定电压：220V　　额定容量：5.0L
额定频率：50Hz　　额定功率：900W
　
XX集团有限公司　制造
产地：湖北武汉　
地址：武汉市新华下路211号
电话：027－85876363
例：有一种新型的炊具叫电压力锅，它用电加热，又具有压力锅的优点。如右图所示，问：该电压力锅正常工作15分钟能够产生多少热量？
电压力锅CYKB50－2A
额定电压：220V　　额定容量：5.0L
额定频率：50Hz　　额定功率：900W
　
XX集团有限公司　制造
产地：湖北武汉　
地址：武汉市新华下路211号
电话：027－85876363
解题思路：根据焦耳定律，要想求出热量，必须知道电流、电阻、时间。你能找出以上三个量么？
根据P=UI,得出I=P/U=900瓦/220伏＝4.09A
根据R=U/I,得出R=U/I=220伏/4.09A＝53.8欧
时间为15分钟，也就是900秒
根据Q＝I2Rt就可以求出产生的热量
因为当电流通过电压力锅时，电能全部转化为内能，所以我们还可以利用“W=P×t”来求出热量。
例：如图是某品牌足浴盆工作时的简化电路，它有加热功能和按摩功能。加热电阻的阻值为48.4Ω，电动机线圈电阻为2Ω，电源电压220V稳定不变。求：
（1）加热电阻正常工作时的电功率是多少？
（1）由电路图知，电动机与加热电阻并联，
由并联电路特点和P=U2
/R
可得，加热电阻正常工作时的电功率为：
P=U2
/R
=(220V)2
/48.4Ω
=1000W；
（2）在足浴盆中加入体积为4L、初温为20℃的水，加热电阻正常工作420s，它的电加热效率为80%，则水的温度会升高到多少摄氏度？[C水=4.2×103J/（kg?℃）]
（2）加热电阻正常工作420s产生热量：Q放=W=Pt=1000W×420s=4.2×105J，
电加热效率为80%，所以水吸收热量：
Q吸=80%Q放=80%×4.2×105J=3.36×105J，
由密度公式可得水的质量：m水=ρ水/V水=1.0×103kg/m3×4×10-3m3=4kg，
由Q吸=cm△t和可得水升高的温度：
△t=Q吸
/c水m水
=3.36×105J/[4.2×103J/(kg?℃)×4kg
]=20℃，
水的温度会升高到：t=t0+△t=20℃+20℃=40℃；
（3）启动按摩功能时，电动机启动，通过电动机线圈的电流为0.1A，按摩10min，电动机线圈产生的热量是多少？
（3）由焦耳定律可得，按摩10min电动机线圈产生的热量：
Q=I2Rt=（0.1A）2×2Ω×10×60s=12J。
答：（1）加热电阻正常工作时的电功率1000W；
（2）水的温度会升高到40℃；
（3）电动机线圈产生的热量是12J。
灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的电流，灯泡和电线都要发热，可是实际上灯泡热得发光，电线的发热却觉察不出来。这是为什么?
思考：
分析：因为电线和灯串联，通过它们的电流是一样大，又因为灯的电阻比电线的大得多，所以根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，在相同时间内电流通过灯产生的热量比通过电线产生的热量大得多。因此，灯泡热的发光，而电线却感觉不到热。
思考：
如图，我们希望热量更多的集中在电炉的发热体上，而不是与电炉相连的导线上。根据今天所学的焦耳定律Q=I2Rt
，你对发热体和导线的材料有何建议？
发热体：电阻率大，熔点高
导线：电阻率小，熔点高
课堂小结
焦耳定律
1、电热器：利用电流的热效应工作的.
2、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。
3、公式：Q
=I
2Rt
4、电能全部转化为热能时，
Q=I2Rt
=
W=Pt
=UIt
若电能没有全部转化为热能时，则只可用焦耳定律来计算
Q=I2Rt
＜
W=Pt
=UIt
1、如果电视机、电烙铁和电风扇上都标有“２２０V
６０W”的字样，它们都在额定电压下工作相同的时间，则三个用电器产生的热量最多的是（　
）
A.电视　　　
B.电风扇　
C.电烙铁
D.一样多
C
课堂练习
2、如图是探究“影响电流热效应因素”的实验
装置，将R1、R2两电阻丝密封在两只完全相同的
烧瓶内，且R1＞R2，瓶内装入等质量的煤油，
下列说法错误的是（　　）
A．烧瓶内选用比热容较小的液体，可以使实验现象更明显
B．该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系
C．实验中通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
D．若要比较水和煤油的比热容大小，只需将一个烧瓶内的煤油换成等质量的水即可
D
3、关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是（　　）
A．根据Q=I2Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
B．根据Q=U2/R
t
可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少
C．根据Q=UIt可知，相同时间内产生的热量与电阻无关
D．根据Q=I2Rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
D
4、利用图中5个阻值相等的电阻完成“焦耳定律”的探究实验，以下说法错误的是（　　）
A．本实验采用的研究方法有
“控制变量法”和“转换法”
B．通电后会发现在相同时间内
乙产生的热量是丙产生热量的2倍
C．若要探究导体的电阻对电热的影响，应该选择观察甲、乙
D．图丙中外接5Ω电阻的作用是改变流过电阻D的电流，使通过电阻A、D的电流不同
B
5、如图所示，人们日常生活和工作中经常使用的一种插线板。现在市场上有一些劣质插线板，经质检部门检查发现，部分劣质插线板电源线芯线比合格产品细。请根据焦耳定律解释使用这种插线板将会存在什么隐患。
答：在材料和长度一定时，导体横截面积越小电阻越大，所以伪劣电热器的电源线的芯线一般比合格产品越细，电阻越大；
根据
Q=I2Rt
可知，在电流和通电时间一定时，电阻越大，电流通过细的芯线产生的热量越多，易发生火灾。
6、如图所示是小萱家的一个快热式电热水龙头，下表中列出了这只电热水龙头的部分技术参数。
求：（1）此电热水龙头正常工作20s产生的热量Q；
（2）此电热水龙头正常工作的电阻值R．（结果请保留整数）
解：（1）Q=W=P额t=3000W×20s=6×104J。
（2）由P=U2/
R
可得，电热水龙头正常工作的电阻值：
R=U额2/
P额
=(220V)2
/3000W
≈16Ω。
答：（1）此电热水龙头正常工作20s产生的热量为6×104J；
（2）此电热水龙头正常工作的电阻值为16Ω。
https://www.21cnjy.com/help/help_extract.php

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