第十五章 电流做功 （知识清单）物理北师大版（北京）2024九年级全一册

第十五章 电流做功（知识清单） 一、思维导图 二、知识清单 第1节 电能 电功 知识点一：电功 1.定义：电流所做的____叫电功。电功的符号是W 2.单位：________（焦，J）。电功的常用单位是____，即千瓦时（kW·h）。1kW·h＝3.6×106J 注意：电流做功的实质：电流做功的过程，实际上就是________转化为____________________的过程。 3.公式：规定电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压，电路中的电流和通电时间的________。 ①W=UIt U= I= t = ②W=I2Rt I2= I = R= t = ③W=t U2= U = R = t = ④W=UQ U= Q = ⑤ W=Pt P= t= 4.公式中的物理量： W—电能—焦耳（J） U—电压—伏特（V） I—电流—安培（A） t—时间—秒（s） R—电阻—欧姆（Ω） Q—电荷量—库伦（C） P—功率—瓦特（W） 知识点二：电能表 1. 测量________的仪表是电能表（也叫电度表）。下图是一种电能表的表盘。 2. 表盘上的数字表示已经消耗的电能，单位是____________，计数器的最后一位是________，即1234.5 kW·h。用电能表月底的读数减去月初的读数，就表示这个月所消耗的电能。 3. 铭牌说明： （1）“220 V”表示这个电能表的________________是220V，应该在220V的电路中使用。 （2）“10（20 A）”表示这个电能表的标定电流为10A，________________电流为20 A。 （3）“50 Hz”表示这个电能表在50 Hz的交流电中使用； （4）“600 revs/kW·h”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1千瓦时的电能，电能表上的表盘转过____________转。 知识点三：串并联电路中电功的特点 1. 串并联电路电功特点： （1）在串联电路和并联电路中，电流所做的总功等于各用电器电功________； （2）串联电路中，各用电器的电功与其电阻成________，即=; （3）并联电路中，各用电器的电功与其电阻成________，即=（各支路通电时间相同）。 【拓展】1.应用电功的计算公式W＝UIt时的注意事项 （1）W、U、I、t四个物理量应该是____________用电器或____________电路在____________________内对应的值． （2）W、U、I、t四个物理量的国际单位分别是焦（J）、伏（V）、安（A）、秒（s）． 第2节 电功率 知识点一：电功率 1. 电功率： （1）定义：电流在____________所做的功叫电功率。 （2）物理意义：表示消耗电能的________。 （3）符号：P （4）单位：________（瓦，W），常用单位为千瓦（kW），1kW＝103W （5）电功率的定义式：P= W=Pt t= 第一种单位：P—电功率—瓦特（W）；W—电功—焦耳（J）； t—通电时间—秒（s）。 第二种单位：P—电功率—千瓦（kW）；W—电功—千瓦时（kW·h）；t—通电时间—小时（h）。 2. 串并联电路电功率特点： （1）在串联电路和并联电路中，总功率等于各用电器电功率________； （2）串联电路中，各用电器的电功率与其电阻成________，即=; （3）并联电路中，各用电器的电功率与其电阻成________，即=。 知识点二：额定功率与实际功率 （1）额定电压：用电器正常工作时的电压叫________________。 （2）额定功率：用电器在额定电压下的功率叫________________。 （3）额定电流：用电器在正常工作时的电流叫________________。 （4）用电器实际工作时的三种情况： ①U实<U额 P实<P额—用电器________正常工作。（如果是灯泡，则表现为灯光发暗，灯丝发红）； ②U实>U额 P实>P额—用电器________正常工作，有可能________。（如果是灯泡，则表现为灯光极亮、刺眼、发白或迅速烧断灯丝）； ③U实=U额 P实=P额—用电器________工作。 注意：电灯泡上的“PZ220 25”表示________________是220V，________________是25W。 【易错警示】灯泡的亮度是由其所消耗的实际电功率决定的，与额定电压和额定功率无关。 额定电压相同，额定功率不同的灯泡，灯丝越粗，功率越____。 将这两个灯泡串联，额定功率大的，实际功率____；将这两个灯泡并联，额定功率大的，实际功率____。 知识点三：伏安法侧小灯泡的功率 1. 伏安法测小灯泡的功率 （1）实验原理： （2）实验器材：电源、开关、导线、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器。 （3）实验电路图 （4）实验步骤： ①按电路图连接实物。 ②检查无误后，闭合开关。移动滑片，使小灯泡在________________下发光，观察小灯泡的亮度，并记下电压表和电流表的示数，代入公式P=UI计算出小灯泡的________________。 ③调节滑动变阻断器，使小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍，观察小灯泡的亮度，并记下电压表和电流表的示数，代入公式P=UI计算出小灯泡此时的________________。 ④调节滑动变阻断器，使小灯泡两端的电压小于额定电压，观察小灯泡的亮度，并记下电压表和电流表的示数，代入公式P=UI计算出小灯泡此时的________________。 （5）实验表格： 次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 发光情况 1 2 （6）注意事项： ①接通电源前应将开关处于断开状态，将滑动变阻器的阻值调到________； ②连好电路后要通过试触的方法选择电压表和电流表的量程； ③滑动变阻器的作用：改变电阻两端的________和通过的________；保护电路； ④不需要计算电功率的平均值。 第3节 电流热效应 知识点一：焦耳定律 1. 电流通过导体时电能转化成热（________转化为________），这个现象叫做电流的热效应。 2. 焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成________，跟导体的电阻成________，跟通电时间成________。（英国物理学家焦耳） 3. 定义式：Q=I2Rt I2= R= t = 4. 导出式：①Q=UIt U= I= t = ② Q=t U2= U = R = t = ③Q=Pt P= t= Q—热量—焦耳（J）； I—电流—安培（A）； R—电阻—欧姆（Ω）； t—通电时间—秒（s）； P—电功率—瓦特（W）； U—电压—伏特（V）。 5. 有关焦耳定律的注意事项：对于____________电路，电流做功消耗的电能全部转化为________（Q＝W），这时以下公式均成立Q=Uit Q=t Q=Pt；对于________________电路，电能除了转化为内能，还要转化为________________的能量。求Q时只能用Q＝I2Rt。 知识点二：焦耳定律的应用 1. 利用电热的例子：热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。 2. 防止电热的例子：电视机外壳的散热窗；计算机内的散热风扇、电动机外壳的散热片等。 3. 串并联电路电功特点： （1）在串联电路和并联电路中，电流产生的总热量等于部分电热________； （2）串联电路中，各部分电路的热量与其电阻成________，即=; （3）并联电路中，各部分电路的热量与其电阻成________，即=（各支路通电时间都相同）。 4 电热的利用和防止 （1）利用：电热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器． （2）防止：散热窗、散热片、散热孔、电脑的微型风扇 三、易错点辨析 易混点二：识别串、并联电路 【概念分析】 电功和电热的概念不同，电功是电路中电流通过导体时所做的功，它是电能转为其它形式能的量度。电热是电流通过导体时产生的热量，它只是电能转化为内能的量度。电功的公式W=UIt可适用于一切用电器（或电路）的电功计算。根据欧姆定律推导出 W=I2Rt只适用于纯电阻电路。所以在应用公式时，必须注意其使用条件。 【例5】将规格都是“220V 200W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁，分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列有关电流通过它们产生热量的说法中，正确的是 （ C ） A．电风扇产生的热量最多 B．电视机产生的热量最多 C．电烙铁产生的热量最多 D．三者产生的热量一样多 解析：本题要区分用电器消耗的电能和产生的热量是不同的，只有像电烙铁这样的将消耗的电能全部转化为内能的用电器，这时W=Q。而像电风扇、电视机这样的用电器消耗的电能除了部分转化成内能以外，大部分电能转化为机械能、光能、声能等其他形式的能。这时W>Q。 易混点五：电热器的多档功率问题 【概念分析】 电热器的多档功率问题是初中电学的一个难点，此类问题的共同点是由公式P=U2/R可知在电压一定的前提下，R越大电功率越小。抓住他们的共同点，问题就简单了。同时解电功率类问题还要弄清是求电路的总电功率还是单个电阻的电功率。只要弄清这两个问题电热器的多档功率问题就迎刃而解了。 【例6】某中学为解决同学们的饮水问题，新购置了一批台式饮水机，其铭牌如下表所示。 图是饮水机的电路图，S是用感温材料制造的温控开关，R1是电阻，R2是供加热的电阻丝．分析电路图可知，当S接通时，饮水机处于加热状态，当S断开时处于保温状态。 (1）在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大？(2）正常工作时该饮水机将热水罐中0.6kg，l8℃的水加热到93℃，用时6min。用这些数据及题目中的信息，计算热水罐中的水吸收的热量和该饮水机加热状态时的效率。[C水=4.2×103J /(kg·℃)](3）如果要使饮水机在保温状态时的功率是加热状态时的一半，则R1与R2的比值应是多少？ 解析和答案：（1）2.5A (2)95.5%  (3)0.414 1 / 13 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第十五章 电路做功（知识清单） 一、思维导图 二、知识清单 第1节 电能 电功 知识点一：电功 1.定义：电流所做的功叫电功。电功的符号是W 2.单位：焦耳（焦，J）。电功的常用单位是度，即千瓦时（kW·h）。1kW·h＝3.6×106J 注意：电流做功的实质：电流做功的过程，实际上就是电能转化为其他形式能的过程。 3.公式：规定电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压，电路中的电流和通电时间的乘积。 ①W=UIt U= I= t = ②W=I2Rt I2= I = R= t = ③W=t U2= U = R = t = ④W=UQ U= Q = ⑤ W=Pt P= t= 4.公式中的物理量： W—电能—焦耳（J） U—电压—伏特（V） I—电流—安培（A） t—时间—秒（s） R—电阻—欧姆（Ω） Q—电荷量—库伦（C） P—功率—瓦特（W） 知识点二：电能表 1. 测量电功的仪表是电能表（也叫电度表）。下图是一种电能表的表盘。 2. 表盘上的数字表示已经消耗的电能，单位是千瓦时，计数器的最后一位是小数，即1234.5 kW·h。用电能表月底的读数减去月初的读数，就表示这个月所消耗的电能。 3. 铭牌说明： （1）“220 V”表示这个电能表的额定电压是220V，应该在220V的电路中使用。 （2）“10（20 A）”表示这个电能表的标定电流为10A，额定最大电流为20 A。 （3）“50 Hz”表示这个电能表在50 Hz的交流电中使用； （4）“600 revs/kW·h”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1千瓦时的电能，电能表上的表盘转过600转。 知识点三：串并联电路中电功的特点 1. 串并联电路电功特点： （1）在串联电路和并联电路中，电流所做的总功等于各用电器电功之和； （2）串联电路中，各用电器的电功与其电阻成正比，即=; （3）并联电路中，各用电器的电功与其电阻成反比，即=（各支路通电时间相同）。 【拓展】1.应用电功的计算公式W＝UIt时的注意事项 （1）W、U、I、t四个物理量应该是同一个用电器或同一段电路在同一段时间内对应的值． （2）W、U、I、t四个物理量的国际单位分别是焦（J）、伏（V）、安（A）、秒（s）． 第2节 电功率 知识点一：电功率 1. 电功率： （1）定义：电流在1秒内所做的功叫电功率。 （2）物理意义：表示消耗电能的快慢。 （3）符号：P （4）单位：瓦特（瓦，W），常用单位为千瓦（kW），1kW＝103W （5）电功率的定义式：P= W=Pt t= 第一种单位：P—电功率—瓦特（W）；W—电功—焦耳（J）； t—通电时间—秒（s）。 第二种单位：P—电功率—千瓦（kW）；W—电功—千瓦时（kW·h）；t—通电时间—小时（h）。 2. 串并联电路电功率特点： （1）在串联电路和并联电路中，总功率等于各用电器电功率之和； （2）串联电路中，各用电器的电功率与其电阻成正比，即=; （3）并联电路中，各用电器的电功率与其电阻成反比，即=。 知识点二：额定功率与实际功率 （1）额定电压：用电器正常工作时的电压叫额定电压。 （2）额定功率：用电器在额定电压下的功率叫额定功率。 （3）额定电流：用电器在正常工作时的电流叫额定电流。 （4）用电器实际工作时的三种情况： ①U实<U额 P实<P额—用电器不能正常工作。（如果是灯泡，则表现为灯光发暗，灯丝发红）； ②U实>U额 P实>P额—用电器不能正常工作，有可能烧坏。（如果是灯泡，则表现为灯光极亮、刺眼、发白或迅速烧断灯丝）； ③U实=U额 P实=P额—用电器正常工作。 注意：电灯泡上的“PZ220 25”表示额定电压是220V，额定功率是25W。 【易错警示】灯泡的亮度是由其所消耗的实际电功率决定的，与额定电压和额定功率无关。 额定电压相同，额定功率不同的灯泡，灯丝越粗，功率越大。 将这两个灯泡串联，额定功率大的，实际功率小；将这两个灯泡并联，额定功率大的，实际功率大。 知识点三：伏安法侧小灯泡的功率 1. 伏安法测小灯泡的功率 （1）实验原理： （2）实验器材：电源、开关、导线、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器。 （3）实验电路图 （4）实验步骤： ①按电路图连接实物。 ②检查无误后，闭合开关。移动滑片，使小灯泡在额定电压下发光，观察小灯泡的亮度，并记下电压表和电流表的示数，代入公式P=UI计算出小灯泡的额定功率。 ③调节滑动变阻断器，使小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍，观察小灯泡的亮度，并记下电压表和电流表的示数，代入公式P=UI计算出小灯泡此时的实际功率。 ④调节滑动变阻断器，使小灯泡两端的电压小于额定电压，观察小灯泡的亮度，并记下电压表和电流表的示数，代入公式P=UI计算出小灯泡此时的实际功率。 （5）实验表格： 次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 发光情况 1 2 （6）注意事项： ①接通电源前应将开关处于断开状态，将滑动变阻器的阻值调到最大； ②连好电路后要通过试触的方法选择电压表和电流表的量程； ③滑动变阻器的作用：改变电阻两端的电压和通过的电流；保护电路； ④不需要计算电功率的平均值。 第3节 电流热效应 知识点一：焦耳定律 1. 电流通过导体时电能转化成热（电能转化为内能），这个现象叫做电流的热效应。 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。（英国物理学家焦耳） 3. 定义式：Q=I2Rt I2= R= t = 4. 导出式：①Q=UIt U= I= t = ② Q=t U2= U = R = t = ③Q=Pt P= t= Q—热量—焦耳（J）； I—电流—安培（A）； R—电阻—欧姆（Ω）； t—通电时间—秒（s）； P—电功率—瓦特（W）； U—电压—伏特（V）。 5. 有关焦耳定律的注意事项：对于纯电阻电路，电流做功消耗的电能全部转化为内能（Q＝W），这时以下公式均成立Q=Uit Q=t Q=Pt；对于非纯电阻电路，电能除了转化为内能，还要转化为其他形式的能量。求Q时只能用Q＝I2Rt。 知识点二：焦耳定律的应用 1. 利用电热的例子：热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。 2. 防止电热的例子：电视机外壳的散热窗；计算机内的散热风扇、电动机外壳的散热片等。 3. 串并联电路电功特点： （1）在串联电路和并联电路中，电流产生的总热量等于部分电热之和； （2）串联电路中，各部分电路的热量与其电阻成正比，即=; （3）并联电路中，各部分电路的热量与其电阻成反比，即=（各支路通电时间都相同）。 4 电热的利用和防止 （1）利用：电热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器． （2）防止：散热窗、散热片、散热孔、电脑的微型风扇． 三、易错点辨析 易混点二：识别串、并联电路 【概念分析】 电功和电热的概念不同，电功是电路中电流通过导体时所做的功，它是电能转为其它形式能的量度。电热是电流通过导体时产生的热量，它只是电能转化为内能的量度。电功的公式W=UIt可适用于一切用电器（或电路）的电功计算。根据欧姆定律推导出 W=I2Rt只适用于纯电阻电路。所以在应用公式时，必须注意其使用条件。 【例5】将规格都是“220V 200W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁，分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列有关电流通过它们产生热量的说法中，正确的是 （ C ） A．电风扇产生的热量最多 B．电视机产生的热量最多 C．电烙铁产生的热量最多 D．三者产生的热量一样多 解析：本题要区分用电器消耗的电能和产生的热量是不同的，只有像电烙铁这样的将消耗的电能全部转化为内能的用电器，这时W=Q。而像电风扇、电视机这样的用电器消耗的电能除了部分转化成内能以外，大部分电能转化为机械能、光能、声能等其他形式的能。这时W>Q。 易混点五：电热器的多档功率问题 【概念分析】 电热器的多档功率问题是初中电学的一个难点，此类问题的共同点是由公式P=U2/R可知在电压一定的前提下，R越大电功率越小。抓住他们的共同点，问题就简单了。同时解电功率类问题还要弄清是求电路的总电功率还是单个电阻的电功率。只要弄清这两个问题电热器的多档功率问题就迎刃而解了。 【例6】某中学为解决同学们的饮水问题，新购置了一批台式饮水机，其铭牌如下表所示。 图是饮水机的电路图，S是用感温材料制造的温控开关，R1是电阻，R2是供加热的电阻丝．分析电路图可知，当S接通时，饮水机处于加热状态，当S断开时处于保温状态。 (1）在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大？(2）正常工作时该饮水机将热水罐中0.6kg，l8℃的水加热到93℃，用时6min。用这些数据及题目中的信息，计算热水罐中的水吸收的热量和该饮水机加热状态时的效率。[C水=4.2×103J /(kg·℃)](3）如果要使饮水机在保温状态时的功率是加热状态时的一半，则R1与R2的比值应是多少？ 解析和答案：（1）2.5A (2)95.5%  (3)0.414 1 / 13 学科网（北京）股份有限公司 $$