第十五章电功和电热-知识点梳理-2024-2025学年苏科版物理九年级下册

15.1电能表与电功 1、电能表是用来测量电路消耗电能的仪表。电能表上的单位是千瓦时（kw·h），俗称度。电能表显示数字的框子最后一位是红色的，表示的是小数 。1kw·h=1度=3.6×106J，在数值上等于 功率为1kw的用电器工作1h所消耗的电能。 2、电能表的技术参数： （1）“220V”：表示电能表适用的额定电压（额定电压：用电器或电学仪表正常工作时的电压）； （2）“10（40）A”：10A表示基本电流，40A表示允许在长时间内通过电能表的最大电流； （3）每千瓦时转数（N）：“3000r/(kw·h)”表示用电1kw·h电能表转盘转动3000圈。 每千瓦时闪烁的次数：“6400imp/（kw·h）”表示用电1kw·h耗电指示灯闪烁6400次。 （4）电能表测电能：①长时间W=W2-W1；②短时间W=n/N（n为短时间内转盘转动的圈数）。 3、电流所做的功叫做电功（W）。电流做了多少功，就表示把多少电能转化为其他形式的能。 4、探究影响电流做功的因素： （1）实验中应采用控制变量法；实验中通过灯泡的亮度反映电流做功的多少（转化法）。 （2）研究电功跟电压的关系时，应该把两盏灯串联起来，保证通过两盏灯的电流和通电时间相同；现象：电压大的灯泡亮；结论：电流和通电时间相同时，电压越大，电流做的功就越多。 （3）要研究电功跟电流的关系，应该将两灯并联起来，保证加在两灯泡两端的电压和通电时间相同；现象：电流大的灯泡亮；结论：电压和通电时间相同时，电流越大，电流做的功就越多。 （4）结论：电功的多少跟电压、电流和通电时间有关。电压越高，电流越大，通电时间越长，电流做的功就越多。并且电功跟电压、电流和通电时间都成正比。 5、电功计算公式： W=UIt，（W—电功，单位—J；U—电压，单位—V；I—电流，单位—A；t—时间，单位—s。），推导公式：W=U2t/R（I=U/R代入），W=I2Rt(U=IR代入)。 注意：（1）公式中的各物理量仍要具有“同—性”和“同时性”；（2）必须采用国际单位。 6、电功与电阻的关系：①串联W1:W2=R1:R2 ；②并联W1:W2 =R2:R1。 15.2电功率 1、电功率是反映电流做功快慢的物理量，我们把电流做功与时间的比值称为电功率（P）；电功率的单位有瓦（w）、千瓦（kw）、毫瓦（mw）。 2、电功率的计算公式是P=W/t=UI（适用于所有电路）；推导公式：P=I2R=U2/R（纯电阻电路）。 3、（1）额定电压：用电器正常工作的电压；额定功率：用电器在额定电压下的功率；实际功率：用电器在实际电压下的功率。（2）P额=U额I额=U2额/R；P实=U实I实=U2 实/R。 4、某灯泡上标有“PZ22OV-25”字样分别表示：普通照明，额定电压220V，额定功率25W。 5、测量小灯泡的额定功率和实际功率： （1）实验原理：P=UI； （2）测量的物理量：灯泡两端的电压、通过灯泡的电流； （3）实验电路图（如图所示），滑动变阻器在本次实验中的作用是： ①保护电路；②改变灯泡两端的电压。 （4）实验现象： ①当U实＝U额时，P实＝P额，灯正常发光（用电器正常工作）； ②当U实＜U额时，P实＜P额，灯光暗淡（用电器不能正常工作）； ③当U实＞U额时，P实＞P额，灯发光强烈 (易损坏用电器)。 （5）结论： ①灯泡的亮度取决于实际功率大小； ②不能 计算小灯泡电功率的平均值，因为 小灯泡实际电功率随实际电压的增大而增大 。 6、若电灯的电阻不变，根据R=U2/P，有：P实/P额=(U实/U额)2 （若实际电压是额定电压的1/2，则实际功率就是额定功率的(1/2)2，即1/4。以此类推） 15.3电热器 电流的热效应 1．电流的热效应：通电导体会发热的现象称为电流的热效应，电热器是利用电流的热效应工作的；电热器是利用电流做功将电能转化为内能的装置。如：电热水壶、电热毯、电饭锅等。 2．通电导体产生热量与电流、电阻和通电时间有关。 （1）研究方法：控制变量法，实验中通过煤油升高的温度比较导体产生热量的多少（转换法）。 （2）要研究导体产生热量的多少与电阻的关系，应选两个不同阻值的电阻丝。实验时要控制通过两电阻丝的电流大小相等，因此两导体串联，还应控制通电时间相等。现象：电阻大的温度升高大；结论：电流和通电时间相同时，电阻越大，导体产生的热量就越多。 （3）要研究导体产生热量的多少与电流的关系，应该使电阻丝的电阻值不变，而使通过电阻丝的电流改变。实验时通过调节滑动变阻器改变电路中的电流大小。现象：电流大的温度升高大；结论：电阻和通电时间相同时，电流越大，导体产生的热量就越多。 （4）结论：导体的电流越大、通过导体的电阻越大、通电的时间越长，电流通过导体产生的热量越多。 3．焦耳定律内容：电流通过导体时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；Q的单位是J。 4.纯电阻电路（如电热器，将电能全部转化为内能）：Q=W=Pt=I2Rt=UIt=U2t/R。 5.在非纯电阻（电动机）电路中，Q小于W。Q=I2Rt，W=Pt=UIt。 6.电热水器的效率：水吸收的热量与电热水器消耗电能的比值，即η=Q吸/W。 7.电动机消耗的电能W=UIt，线圈产生的热量Q=I2Rt，输出的机械能W机械=W-Q=UIt-I2Rt； 电动机的效率：η=W机械/W=（U-IR）/U。 8.电功、电功率和电热的计算： 物理量（符号） 公 式 单位（符号） 串联电路特点 并联电路特点 电功（W） W=UIt 焦耳（J） W=W1+W2、W1:W2=R1:R2 W=W1+W2、W1:W2=R2:R1 电功率（P） P=W/t＝UI 瓦特（W） P＝P1+P2、P1:P2=R1:R2 P＝P1+P2、P1:P2=R2:R1 电热（Q） Q=I2Rt 焦耳（J） Q=Q1+Q2、Q1:Q2=R1: R2 Q=Q1+Q2、Q1:Q2=R2:R1 15. 4家庭电路与安全用电 1、家庭电路的组成:进户线（火线和零线）、电能表、总开关、熔断器（保险丝或空气开关）、插座、开关、用电器等组成。 2、进户线：火线和零线（或大地）之间的电压为220V，零线和大地之间的电压为零。 3、电能表的作用：测出用户全部用电器消耗的电能；家庭电路中用电器的总功率不得超过电能表的允许的最大总功率。 4、总开关的作用：切断或接通家庭电路；总开关串联在干路上，当发生触电事故或用电器着火时，首先用它来切断电源。 5、熔断器（保险丝）的作用：当电路中电流超过线路设计的允许值时，达到到熔丝的熔点（工作原理：焦耳定律Q=I2Rt），熔丝熔断，电路自动切断。熔丝由电阻率较大、熔点较低的铅锑合金制成，熔丝越粗，使它熔断的电流大。（千万不能用铁丝或铜丝或更粗的熔丝来代替原来的熔丝）。空气开关：当电路中电流过大时，空气开关自动跳闸，切断电路。熔断器（保险丝或空气开关）串联在火线上。 6、螺口灯泡的连接方法：灯的顶部与开关串联后接在火线上，其金属螺旋外壳与零线相连。 7、插座（三孔插座：左零右火中接地）是用来插用电器的，所以插座与各用电器之间是并联的。 8、三线插头：三线插头除了把用电器连入电路之外，中间较长的那个插头把用电器的金属外壳 与大地连接起来， 作用：避免由于电器内部绝缘皮破损导致火线与金属外壳接触使外壳带电而 发生触电事故。 9、开关应和它所控制的用电器串联，且接在火线和用电器之间。 10、①测电笔的作用：辨别火线和零线；②测电笔的组成：笔尖金属电极、绝缘外壳、高电阻、氖管、弹簧、笔尾金属电极。③使用方法：使用测电笔时，手一定要接触笔尾金属电极，笔尖接触电线时，绝不允许用手或身体的其他部分再去接触笔尖金属电极。如果氖管发光，表示接触（或间接接触）的是火线；如果氖管不发光，表示接触（或间接接触）的是零线。若零线断路，测电笔测断路的零线那一侧氖管不发光，测电笔测断路的火线那一侧氖管发光。 11、熔丝熔断的原因：（1）短路（①绝缘皮破损导致火线和零线直接接触；②用电器短路；③灯座两线头相碰；④插座两线头相碰）；（2）用电器的总功率过大（超负荷运行）； 12、人体是导体，人体的安全电压是不高于36V。触电一般分为单线触电（人体站在地上与火线直接或间接接触）和双线触电（人体同时与火线和零线想接触）。当有人触电时，应立即切断电源；无法切断电源时，应用干燥的木棒、塑料棒等绝缘体挑开电线。安全用电的原则：不接触低压带电体，不接触高压带电体。 13、电线连接处接触不良，此处的电阻就会比较大，会导致此处产生的热量过大，易引起火灾（原理：焦耳定律Q=I2Rt）。 14、检验灯L0检测新装家庭电路：如图所示，在未装保 险丝之前，先把灯泡L0接在装保险丝的两个接线柱上， 每次只闭合一个开关，若L0发光偏暗，该支路正常；若 L0正常发光，该支路短路；若L0不发光，该支路断路。 15、常见的家庭电路图：①螺丝电灯与开关的连接；②保险丝和三孔插座（准备接大功率用电器）的连接；③教室里的两盏照明灯与开关的连接。 4 学科网（北京）股份有限公司 $$