(讲义)第3章 第3节 电功与电热-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册(鲁科版2019)

第3节　电功与电热 学习任务 1．知道电功与电功率的概念，了解电热、热功率，知道焦耳定律，并能解释有关纯电阻电路和非纯电阻电路的问题。 2．理解焦耳定律并会用Q＝I2Rt计算电热，能够对纯电阻电路和非纯电阻电路进行电功与电热的计算，提高解题能力。 3．能从能量守恒的角度探究电路中的能量转化关系，学会与他人交流合作，提高实验探究能力。 4．了解科学技术与社会环境的关系，体会电能的使用对人类生活和发展的影响，培养自觉保护环境的行为习惯。 知识点一　电功和电功率 1．电功 (1)定义：导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动时，电场力对电荷做的功。 (2)电功计算公式：W＝IUt。 (3)单位：国际单位制中，电功的单位是焦耳，符号为J。其他常用单位是千瓦·时，符号kW·h，俗称度。 (4)意义：电流做功的过程是电能转化为其他形式的能的过程，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能。 2．电功率 (1)定义：电流做的功与所用时间之比。 (2)公式：P＝＝UI。 (3)单位：瓦特，简称瓦，符号为W。 (4)意义：表示电流做功的快慢。 3．额定功率和实际功率 (1)用电器正常工作时所消耗的功率叫作额定功率。当用电器两端电压达到额定电压U额时，电流达到额定电流I额，电功率也达到额定功率P额，且P额＝U额I额。 (2)用电器的实际功率是用电器在实际工作时消耗的电功率。为了使用电器不被烧毁，要求实际功率不能大于其额定功率。 　计算电功率的普遍公式P＝(比值定义法)和P＝UI，对于纯电阻电路，计算电功率还可以用公式P＝I2R和P＝。 1．思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)电功率越大，电流做功一定越快。 (√) (2)千瓦时(kW·h)是电功的常用单位。1 kW·h＝3.6×106 J。 (√) 知识点二　焦耳定律 1．焦耳定律：电流通过导体产生的热量与电流的二次方成正比，与导体的电阻及通电时间成正比。用公式表示为Q＝I2Rt。 2．热量Q的单位：焦耳，符号J。 　对于纯电阻电路和非纯电阻电路，计算电热都用Q＝I2Rt。 2．思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)任何电路都有W＝Q，即UIt＝I2Rt。 (×) (2)电流做功的过程中，电能转化为其他形式的能。 (√) 知识点三　身边的电热 1．电热水器、电饭锅等家用电器是利用了电流的热效应，其电阻丝都是由电阻率较大的材料制成的。 2．电阻焊是在焊接的金属接触面上通过电流，利用接触电阻产生的热量得到适合焊接的高温，从而对接触面进行焊接的一种方法。 3．插头和插座之间、电线连接处如果接触不良，都会产生大电阻，容易发热，甚至迸出火花。 4．电视机和显示器的后盖有很多孔，计算机的CPU要安装散热片及风扇，都是为了散热。 　当利用电热时，使用大电阻；当减少电热时，则使电阻R减小。 3．思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)电功与电热的单位都是焦耳，电功就是电热。 (×) (2)在直流电路中，两个电阻的阻值之比R1∶R2＝2∶1，通过的电流之比I1∶I2＝2∶1，则在相等时间内两个电阻产生的热量之比Q1∶Q2为8∶1。 (√) 电风扇接上电源后，电风扇转动起来，电风扇消耗的电功率与机械功率和热功率关系怎样？是纯电阻电路还是非纯电阻电路？ 提示：电功率等于机械功率和热功率之和，是非纯电阻电路。 考点1　电功和电功率　电热和热功率 1．对电功的理解 (1)从力的角度看，电流做功的实质是电场力对自由电荷做功。 (2)从能的角度看，电流做功过程是电能转化为其他形式的能的过程，电功的大小量度了电能的减少量，标志着电能转化为其他形式的能的多少。 (3)电功W＝UIt＝qU对任何电路都适用。 2．对电功率的理解 (1)电功率P＝＝UI对任何电路都适用。 (2)额定功率和实际功率 ①额定功率：用电器正常工作所消耗的功率。 ②实际功率：用电器在实际电压下电流做功的功率。 3．电热和热功率 (1)电热的计算公式为Q＝I2Rt。 (2)热功率的计算公式为P热＝I2R。 【典例1】　(多选)有一内阻为4.4 Ω的直流电动机和一盏标有“110 V　60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电源两端，灯泡正常发光，则(　　) A．直流电动机消耗的电功率为120 W B．直流电动机的发热功率为60 W C．直流电动机消耗的电功率为60 W D．电路消耗的总功率为120 W 思路点拨：(1)流过电动机和灯泡的电流相等。 (2)根据公式P＝UI和P＝I2r计算电功率和热功率。 CD　[“灯泡正常发光”说明灯泡的实际电压为110 V，电流I＝ A＝ A，电动机两端的电压为110 V，电动机消耗的电功率为110× W＝60 W，选项A错误，C正确；直流电动机的发热功率为×4.4 W