科學探究 電流做功與哪些因素有關(guān)和電流做功的快慢 上?？萍及?/h1>

上傳人：艷*** 文檔編號：110333082 上傳時間：2022-06-18 格式：DOC 頁數(shù)：15 大?。?69KB

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1、 科學探究 電流做功與哪些因素有關(guān)和電流做功的快慢 一. 本周教學內(nèi)容：科學探究：電流做功與哪些因素有關(guān)和電流做功的快慢 基本要求： 1. 從能量轉(zhuǎn)化的角度認識電能，能簡單描述電能和我們生活的關(guān)系。 2. 通過實驗探究認識電流做功的相關(guān)因素。 3. 學讀家用電能表，會通過電能表計算電費。 4. 理解電功率和電流、電壓之間的關(guān)系，并能進行簡單計算。能區(qū)別用電器的額定功率和實際功率。 5. 在實驗探究過程中，培養(yǎng)設計實驗，收集證據(jù)、分析與論證等科學探究能力。 重點內(nèi)容有：通過實驗探究認識電流做功的多少和快慢各與哪些因素有關(guān)。 難點內(nèi)容有：電功和電功率的計算。 一. 電功 1

2、. 電功 過去學過力可以做功，如果一個力使物體在力的方向上移動一段距離，就說力對物體做了功。電流也可以做功：電車的牽引力實際是由電動機產(chǎn)生的，電動機是通過電流才工作的。所以，電車行駛，實際上是電流做功的結(jié)果。電流做功的表現(xiàn)形式是多種多樣的：電流通過電動機可以做功，電動機轉(zhuǎn)動，將電能轉(zhuǎn)化為機械能；電流通過白熾電燈時發(fā)光，電流做功，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。電流通過電爐時發(fā)熱，電流做功，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；給蓄電池充電時，電流做功，將電能轉(zhuǎn)化為化學能；等等。在這里我們應把“功”的概念加以擴大。用電動機移動物體或使機械轉(zhuǎn)動，是電流做功的一種表現(xiàn)。電流使導體發(fā)熱、發(fā)光，是電流做功的又一種表現(xiàn)?？傊?，電流做功的

3、現(xiàn)象很多，例如電流通過電鈴發(fā)聲，電子表顯示數(shù)字，電視機顯示圖像等，都是電流做功的表現(xiàn)。人類之所以下這樣大的力度來研究電流，主要目的就是想要讓電流通過用電器做功，來為人類服務。 電流所做的功叫做電功。電流做功的過程就是將電能轉(zhuǎn)化為其它形式能的過程。 2. 科學探究：電流做功與哪些因素有關(guān) 一個力越大，使物體在力的方向上通過的距離越大，這個力所做的功就越多。所以功是一個有大小的量。那么電流所做的功與哪些因素有關(guān)呢？我們想到，電流做功，很顯然做功的多少應該與電流的大小有關(guān)系；電流又是由電壓形成的，所以我們想到電流所做的功可能與電壓的大小有關(guān)；同時同學們可能想到還應該與導體的電阻有關(guān)系。由于導體

4、的電壓、電流、電阻必然遵循歐姆定律，加之一個導體的電阻是固定不變的，所以我們只要研究電功與電壓和電流的關(guān)系就可以了。另外電流所做的功還應該與通電時間有關(guān)系。我們可以用如圖所示的實驗來研究： 　?。蹖嶒灢襟E］ （1）將變阻器的滑片置于一適當位置，合上開關(guān)，電動機轉(zhuǎn)動，把重物提起。觀察在短時間內(nèi)重物上升的高度，并分別記下電壓表和電流表的讀數(shù)。 （2）改變變阻器滑片的位置。在相同的時間內(nèi)觀察重物上升的高度，并記下電壓表和電流表的讀數(shù)。 　?。塾涗洷砀瘢? ［實驗結(jié)論］ 　?。?）在通電時間相同的情況下，電壓越大，電流越大，砝碼被提升得越高，表示電流做的功越多。 　?。?）如果保持

5、電壓和電流不變，通電時間越長，砝碼被提升得越高，電流做的功就越多。 這又遇到了研究一個量與多個量的控制關(guān)系的問題，所以我們還是要采用控制變量法來設計實驗。為了直觀一些，我們可用小電動機來提升砝碼。最好選用兩個不同的小電動機，首先我們來研究電功與電壓的關(guān)系，這樣就要保證電流和通電時間一樣。怎樣設計電路才能達到這樣的要求呢？當然采用并聯(lián)電路了，開關(guān)在干路上，這樣兩個小電動機兩端的電壓相同，由于開關(guān)在干路上，同時工作，同時停止，通電時間也一樣，通過比較砝碼被提升的高度來比較電流做功的多少。從而得出電流所做的功和電流的關(guān)系。同理當我們研究電功與電壓的關(guān)系時，采用串聯(lián)電路。因為串聯(lián)電路中電流處處相等，

6、而且電動機的工作時間也相同，我們用兩個電壓表分別測出兩電動機兩端的電壓。通過砝碼的提升高度得出電功的大小關(guān)系，然后再通過兩電壓表的示數(shù)分析得出電功與電壓的關(guān)系。電流做功與時間的關(guān)系最容易理解，當然是通電時間越長，電流做功越多。這樣設計出的實驗對于結(jié)論的得出是非常有利的。 另外我們還可以設計這樣的實驗： 實驗裝置如圖所示。 a b 該實驗的目的是研究電流做功的多少跟哪些因素有關(guān)。 當電流通過電阻絲A、B、C時，電流做功，電阻絲產(chǎn)生的熱量就使三個瓶中的煤油溫度升高、體積膨脹，

7、瓶塞上面原來一樣高的液柱就會逐漸上升。電流做功越多產(chǎn)生的熱量越多，液面就會上升得越高。我們可以通過三個管中液面上升的高度比較電流所做功的多少。 　　分析： 　　在圖a中，I、t相同，R不同，RA＞RB，根據(jù)串聯(lián)電路中電壓的分配關(guān)系與電阻成正比，當然是UA＞UB。玻璃管中煤油上升的高度不同，hA＞hB，說明在通電電流和通電時間相同的條件下，電壓越高，電流所做的功就越多。 在圖b中，電壓相同，但電流不同，可以得出電流所做的功與電流的關(guān)系。 通過上述實驗結(jié)論，所得出的是電功與電壓、電流和通電時間的定性關(guān)系。如果把實驗做得精確些，可以得出：電功跟電流、電壓、通電時間都是正比關(guān)系。如果電壓U用伏

8、做單位，電流I的單位用安，時間t的單位用秒，電功W的單位用焦，則有 　　W＝UIt 　　公式中的W、U、I均指電路中同一段電路（即某個用電器）而言；另外W、U、I、t必須統(tǒng)一采用國際單位制。 　　電功的單位與功的單位一樣，也是焦耳，簡稱焦，用字母J來表示。 　　常用電器工作時，1分鐘能做的功：如手電筒燈泡為幾十焦，照明燈泡為幾百至幾千焦，洗衣機為幾萬焦。 　　由于焦這個單位很小，生活中常用“度”，也就是千瓦時（kWh）作電功的單位： 　　l度=3.6×106焦。1度電的作用。 二. 焦耳定律 在一段只有電阻的電路（我們常稱之為純電阻性電路）中，我們就可以應用歐姆定律來推導出

9、兩個重要的導出公式。 此式又叫焦耳定律。我們已經(jīng)知道，電流具有熱效應，也就是只要導體中的電流流過，導體就要發(fā)熱，當然如果電流流過電阻時，電流要做功，而且電流所做的功都完全用來轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，也就是用來產(chǎn)生熱量。這時我們可以用下列公式中任意一個來計算電流流過導體時所產(chǎn)生的熱量。 如果電流流過的是一個電動機，電流所做的功并沒有完全用來轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，還轉(zhuǎn)化成了其它形式的能，內(nèi)能只占能量轉(zhuǎn)化中的一部分。這種電路叫做非純電阻性電路。這時電流產(chǎn)生的熱量怎樣計算呢？我們來看下面的實驗： ①實驗裝置如圖所示，RA＞RB，RB=RC，通電后，從電流表的示數(shù)可知道I的數(shù)值可知IA=IB，IB＜IC

10、。 　?、谠搶嶒灥哪康氖茄芯侩娏魍ㄟ^導體產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)。 　　③該實驗的原理是當電流通過電阻絲A、B、C時，電流產(chǎn)生的熱量就使三個瓶中的煤油溫度升高、體積膨脹，瓶塞上面原來一樣高的液柱就會逐漸上升。電流產(chǎn)生的熱量越多，液面就會上升得越高。我們可以通過三個管中液面上升的高度比較電流產(chǎn)生的熱量。 　?、荛]合一段時間開關(guān)，記錄下在同一時刻三管中煤油液面的高低情況：hC>hA>hB。 　?、莘治觯? 　　比較A、B兩瓶，I、t相同，R不同，RA＞RB；玻璃管中煤油上升的高度不同，hA＞hB，說明在通電電流和通電時間相同的條件下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。比較B、C兩瓶，電阻相

11、同，流過的電流不同，電流大的產(chǎn)生的熱量多。 　　由此我們可以得出：在電阻和通電時間相同的條件下，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多，進一步的研究表明產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比。 上述實驗中，若通電時間越長，瓶中煤油上升得越高。所以我們可以得出：在通電電流和電阻相同的條件下，通電時間越長，電流產(chǎn)生的熱量越多。 英國物理學家焦耳通過大量的實驗，總結(jié)出關(guān)于電流流過導體時產(chǎn)生熱量的實驗定律叫做焦耳定律。 　?、賰?nèi)容：電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比。 ②公式：Q=I2Rt。 ③單位： I—安，R—歐，t—秒，Q—焦。 焦耳定律適用于任何用電器（

12、電路）的熱量計算。 例如，一臺洗衣機的電動機機械功率為120W，電阻為100歐，在 220V電壓下工作，通過它的電流為0.6A，求：(1)通電10min它消耗多少電能？(2)它在10min內(nèi)產(chǎn)生的熱量是多少？（3）這臺電動機的機械能轉(zhuǎn)化效率是多少？ 分析:要計算電動機消耗的電能，可計算電流做功，電流做了多少功，就消耗了多少電能。因電動機消耗的電能沒有全部轉(zhuǎn)化為熱，因此發(fā)熱和消耗的電能并不相等。所以我們必須用電功的定義式去計算。 解：(1)W=UIt=220V×0.6A×600s=7.92×104J。 (2)因為電流通過電動機時，只有一小部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而大部分的電能轉(zhuǎn)化成機械能了。

13、要想求電動機在10min內(nèi)產(chǎn)生的熱量，要利用公式Q=I2Rt計算。Q=I2Rt=(0.6A)2×100歐×600s=2.16×104J (3)電流所做的功一部分轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，一部分轉(zhuǎn)化成了機械能。W機=W—Q=7.92×104J—2.16×104J=5.76×104J。η= W機/W=72.7% 在日常生活中我們有這樣的經(jīng)驗：一個白熾燈連接在電路中正常工作，燈絲熱得發(fā)紅，而與之相連接的導線卻不怎么熱，這是為什么呢？因為電線和燈串聯(lián)，通過它們的電流是一樣大，又因為燈的電阻比電線的大得多，所以根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，在相同時間內(nèi)電流通過燈產(chǎn)生的熱量比通過電線產(chǎn)生的熱量大得多。因此，燈泡熱

14、得發(fā)光，而電線卻感覺不到熱。而一個大功率的電爐連接在電路中時，和電爐相連的電線就會顯著發(fā)熱。這則是因為：照明電路的電壓是一定的，由P=UI可知，電路中接入大功率電爐時，通過的電流大，在電線的電阻相同的情況下，跟電爐相連的電線中通過的電流比跟燈泡相連的電線中通過的電流大得多。所以根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，在相同的時間內(nèi)，電流通過跟電爐相連的電線產(chǎn)生的熱量比通過跟燈泡相連的電線產(chǎn)生的熱量大得多。因此跟電爐相連的電線顯著發(fā)熱，有可能燒壞它的絕緣皮，甚至引起火災。 各種用電器里都有導體，只要電流通過導體，導體就要發(fā)熱，那么，應該怎樣正確使用家用電器呢？例如，家用電器連續(xù)工作較長時間后，要停用一會

15、兒，這是為了散熱，防止用電器的溫度過高而燒壞；而電器長期停止使用時，隔一段時間又要通電，這是利用電熱來驅(qū)潮。 電熱既可供我們利用，也要防止它造成的危害。 　　（1）電熱的利用。主要是制成了電熱器。 　?、匐姛崞鞯脑恚豪秒姛徇M行加熱的設備。如，電烙鐵、電燙斗、電飯鍋、電烤爐等。 　?、陔姛崞鞯闹饕M成部分： 　　電熱器的主要組成部分是發(fā)熱體，發(fā)熱體是由電阻率大、熔點高的電阻絲繞在絕緣材料上做成的。 　　③電熱器的優(yōu)點： 　　電熱器有許多優(yōu)點，它清潔衛(wèi)生，沒有環(huán)境污染，熱效率高，有的還可以方便地控制和調(diào)節(jié)溫度。 　?。?）防止電熱的危害 　　①電熱的危害：電線中電流過大時，電

16、熱會使絕緣材料迅速老化，甚至燃燒起火。用電器，如不采取散熱措施，會被燒壞。 　　②防止電熱的危害的措施 有的電動機里裝有風扇，電視機、收音機機殼上有散熱窗等。 三. 電功率 前面我們學習的內(nèi)容中關(guān)于電流做功多少的問題。電力機車和電扇的電動機做功大小不好比較，但它們做功快慢不同，如何比較電流做功的快慢呢？當然有許多方法，如在做功時間一定時，通過比較電流所做的功多少來比較電流做功的快慢；還可以在電流所做的功一定時，來比較做功的時間；如果電功和時間都不相同，那我們就要比較電流在單位時間內(nèi)所做的功。為表示電流做功的快慢，引入電功率的概念。 　?。?）電功率的定義：電流在單位時間內(nèi)所做的功叫做

17、電功率。 　　這個單位時間就是1秒鐘，如果通電時間為t秒，電流所做的功為W焦，則電功率是 　　P=W/t 　　∵W=UIt ∴P=UI 即電功率等于電壓與電流的乘積。 對于純電阻性電路，我們用歐姆定律來替換P=UI中的U和I就可以得出以下兩個計算電功率的公式。 （2）電功率的單位。前面我們學過機械功率的單位是瓦，即每秒鐘做功1焦其功率為1瓦。電功的單位也是焦，所以電功率的單位也是瓦。由P=UI可知：U的單位為伏，I的單位為安，P的單位就是瓦。 　　電功率的單位還有千瓦 　　1千瓦=1000瓦。 　　l焦=1瓦·l秒=1瓦·秒 　　如P取千瓦，t取小時為單位，則得一

18、電功的新單位：千瓦時（kw·h） 　　1千瓦·時=1000瓦×3600秒=3.6×106瓦·秒 　　=3.6×106焦 （3）例題 例①一只小燈泡所用的電壓是3伏，通過的電流是0.3安。通電時間是100秒。求電流所做的功和燈泡的電功率。 　　解I：由W=UIt=3伏×0.5安×100秒=150焦。 　　P=W/t=150焦/100秒=1.5瓦。 　　解Ⅱ：由P=UI=3伏×0.5安=1.5瓦。 　　W＝P·t＝l.5瓦×100秒=150焦。 　　兩種解法是一樣的，但解Ⅱ在計算上簡便些。 　　例②一只電阻絲，接在40伏電路中，通過的電流是5安，電阻絲的電功率是多少瓦？如把它接

19、在20伏的電路中，電阻絲的電功率又是多少？ 　　解：接在40伏電路中的電功率 　　P=UI=40伏×5安=200瓦 　　接在20伏電路中的電功率 　　∵R=U／I=40伏/5安=8歐 　　I′=U／R=20伏／8歐=2.5安 　　∴P′=U′I′=20伏×2.5安=50瓦 　　可見:同一用電器（電阻不變）所加電壓減小到原來的1／2，則電功率減小到原來的1／4，即電功率與所加電壓的平方成正比。 　?。?）從例②中可以看出，同一個用電器在不同電壓下，電功率是不同的?？墒菫槭裁慈粘Ｊ褂玫挠秒娖鞫加幸欢ǖ墓β手的?？ 　　我們可以取一標有一定電壓和功率的小燈泡，分別接在標定電壓、高于標

20、定電壓、低于標定電壓的電路中，觀察發(fā)光情況。最后接入220伏的照明電路中。燈泡燒毀。 　　所以我們說用電器的功率是多大時，必須指明電壓是多少。由于照明電路電壓都是200伏，所以我們說15瓦的電燈。1000瓦的路燈，40瓦的日光燈等等，都是指在220伏電壓時的功率。但在這些用電器上必須同時標明電壓和功率。 　　不同廠家生產(chǎn)的用電器上的標記大同小異，如40瓦電燈泡，標記為“220伏40瓦”、“220V40W”、“PZ220—40”等等。用電器上標定的電壓和功率叫做額定電壓和額定功率。用電器只有在額定電壓下工作，其功率才是額定功率，只有在這種情況下使用，用電器工作才是正常的。例如電燈在額定電壓下

21、正常發(fā)光，若電壓低于額定電壓，就發(fā)光暗淡，高于額定電壓就發(fā)光強烈，時間長了就容易燒壞，若遠高于額定電壓，就立即燒毀；因此，使用用電器時，一定不要使電壓高于額定電壓。 　　額定電壓和額定功率是一切用電器的重要性能指標，一般都標在用電器上或使用說明書中。 　　知道： 　　①家用電器的額定電壓均為220伏。 　?、谛襞葜粯擞蓄~定電壓如“1.5V”、“2.5V”、“3.8V”等。 功率大說明單位時間做功多，功率表示了用電器做功本領的大小。如電爐1500瓦比500瓦發(fā)熱快，電燈100瓦比40瓦發(fā)光強等。 電能表應用舉例： 　　電能表是電學中的重要儀表之一，它除用來測量電功外，還有一個較為

22、廣泛的用途就是測量用電器的功率值，測量時通常采用下列步驟： 　1. 先按測量要求設計合理的測量電路圖。 　2. 觀察電能表，記下它每千瓦·時的轉(zhuǎn)數(shù)N。 　3. 測量時使待測用電器工作，其他用電器(屬于該電能表的)都停止工作。 　4. 用秒表或手表記下電能表轉(zhuǎn)一定圈數(shù)(盤的邊緣有個紅點)n時所用時間t秒)。 5. 利用公式 例如：用一只標有 3000R/kwh的電能表測量一盞燈泡的功率值，發(fā)現(xiàn)在3分鐘時間內(nèi)電度表的轉(zhuǎn)盤(盤的邊緣有個紅點)轉(zhuǎn)了15圈，所測燈泡的功率值為多大？ 　　分析：要求燈泡功率值，只要求出電流在3分鐘內(nèi)做的功即可。 解：∵N=3000， n=15， t

23、=3分=180秒 本實驗器材不多，操作簡單，在家中即可進行，但應注意安全。 有關(guān)電功率的例題： 例1：分別求出“PZ220—25”和“PZ220—100”的電阻。 解：根據(jù)導出公式，直接進行計算就行了。算完后我們觀察發(fā)現(xiàn)25W的燈的燈絲更細一些（電阻大）。 例題小結(jié)： ①若已知用電器的額定狀態(tài)，可求出用電器正常工作時的電流和用電器的電阻。（一般地說，應當把用電器上所標明的額定條件，理解為給出了用電器的電阻。不考慮溫度對電阻的影響。） ②額定電壓相同的燈泡，額定功率大的燈泡電阻小，燈絲粗。 例2：將燈L1（PZ220—25）和燈L2（PZ220—60）并聯(lián)接在220伏的電壓

24、上，哪盞燈泡亮？為什么？若將它們串聯(lián)接在220伏的電路上，哪盞燈泡亮些？為什么？ 　　分析：要判斷兩燈的亮與暗，只要比較二燈的實際功率大小就可以了。 　　解：并聯(lián)時，每盞燈的實際電壓均為220伏，則其實際功率就等于燈的額定功率，因此可直接判斷出燈L2比燈L1亮。 　　串聯(lián)時，因每盞燈兩端的電壓均小于220伏，所以兩燈均不能正常發(fā)光，根據(jù)例1的結(jié)果知道，燈L1的電阻R1大于燈L2的電阻R2，又因為兩盞燈串聯(lián)，所以通過它們的電流一樣大。因此可根據(jù)P＝UI=I2R判斷出P1＞P2，L1這盞燈亮些。 　　例題小結(jié)：在并聯(lián)電路中，電阻大的用電器消耗的電功率?。辉诖?lián)電路中，電阻大的用電器消耗的電

25、功率大。 研究串聯(lián)電路與并聯(lián)電路功率： 　　器材：5歐電阻、10歐電阻、開關(guān)、電流表、電壓表、干電池兩節(jié)、導線若干。 　　步驟：1. 串聯(lián)電路功率 　?。?）把兩個電阻、開關(guān)、電池、電流表用導線串聯(lián)起來。 　?。?）閉合開關(guān)，記錄電流表的示數(shù)。 　?。?）分別用電壓表測量出兩個電阻兩端的電壓和總電壓（如圖），并記錄其示數(shù)。 　　（4）分別算出每只電阻的功率和它們的總功率。 　　從實驗得出，串聯(lián)電路功率分配與電阻成正比。 　　2. 并聯(lián)電路功率 　?。?）把兩只電阻并接，然后與開關(guān)、電池串聯(lián)組成電路。 　?。?）用電流表分別測量出干路和支路中的電流（如圖），并記錄其示數(shù)

26、。 　?。?）分別算出每只電阻的功率和它們的總功率。 　　從實驗得出，并聯(lián)電路功率分配與電阻成反比。 當然我們也可以用理論證明的方式來證明上述兩個結(jié)論。 【典型例題】 　例1. 一把電烙鐵接在220V的電路中，通過的電流是350mA，問通電1h消耗了多少電能？ 　　分析：只需求出1h的電功，就可知道所消耗的電能。 　　解：由電功的公式得 　　W=UIt=220V×0.35A×3600s=2.8×105J 　　答：消耗電能2.8×105J。 例2. 加在導體兩端的電壓為6V，30s內(nèi)電流通過導體做功72J，則通過導體的電流多大？這段時間內(nèi)通過該導體某截面的電量是多少？

27、 分析： 解：由W=UIt得 答：通過導體的電流是0.4A，通過截面的電量是12C。 例3. 有兩個電阻，R1=4歐，R2=6歐，先把它們串聯(lián)起來接在6伏電池組的兩極間，求每分鐘電流通過各個電阻所做的功和整個電路的總功，再把它們并聯(lián)起來接在6伏電池組的兩極間，求每分鐘電流通過每個電阻所做的功和整個并聯(lián)電路的總功。 分析：在求電功時，一般根據(jù)公式W=UIt，只要我們能知道所求電路（或用電器）的I、U和t，即可應用電功公式求出W，在此題的串聯(lián)電路中，時間已知，我們可利用歐姆定律求出串聯(lián)電路中兩電阻的電流和各自兩端的電壓，再代入公式求電功；而并聯(lián)電路中，由于各電阻兩端的電壓都

28、相等，所以只要求出各自通過的電流即可代入公式求電功。 解答： 解法1：串聯(lián)電路中的電流 　　U1=IR1=0.6安×4歐=2.4伏 　　U2=IR2=0.6安×6歐=3.6伏 　　根據(jù)電功公式W=UIt 　　W1=U1It=2.4伏×0.6安×60秒=86.4焦 　　W2=U2It=3.6伏×0.6安×60秒=129.6焦 　　W=UIt=6伏×0.6安×60秒=216焦 　　在并聯(lián)電路中，U1=U2=U=6伏 　　 　　W2=UI2t=6伏×1安×60秒=360焦 　　W總=UIt=U(I1+I2)t=6伏×（1.5安+1安）×60秒=900焦 　　解題時要注意

29、到各種電路的特點，靈活運用電功公式的變形式，可使解題過程簡化，因為該例題屬于純電阻電路，我們可以應用W=I2Rt或求電功。 　　解法2：如串聯(lián)電路中求出電流后 　　W1=I2R1t=(0.6安)2×4歐×60秒=86.4焦 　　W2=I2R2t=(0.6安)2×6歐×60秒=129.6焦 　　W=I2Rt=I2(R1+R2)t=I2R1t+I2R2t=W1+W2=86.4焦+129.6焦=216焦 　　說明：由以上運算可知，兩個導體無論是串聯(lián)還是并聯(lián)，電流通過兩個導體所做的總功都等于電流通過每個導體所做的功之和。 　　同樣，對于若干個用電器（無論串聯(lián)還是并聯(lián)）電流所做的總功都等

30、于電流通過每個用電器所做的功之和。即W=W1+W2+…+Wn 例4. 一定阻值的電阻，接在電壓為3V的電路上，消耗的功率為0.6W，求這個電阻的阻值，5min電流做功多少？ 分析： 解： 　　答：這個電阻的阻值是15Ω，5min電流做的功是180J。 例5. 1kwh的電能能使一只“220V 40W”的燈泡正常工作幾小時？ 分析： 解： 答：使電燈工作25h。 例6. 電阻R1，R2的阻值分別為6Ω和3Ω，現(xiàn)有電壓為6V且保持不變的電源。（1）將兩電阻串聯(lián)起來接在電源兩極。（2）將兩電阻并聯(lián)起來接在電源兩極，分別求兩電阻的實際功率。 　　分析：電功率的計算公

31、式有： 當兩電阻串聯(lián)時，只要先求出電流，用公式P=I2R就可直接求解。 解： 　　答：串聯(lián)時，兩電阻功率分別是2.67W，1.33W；并聯(lián)時分別是6W，12W。 例7. 家用電能表盤面上標有“3000R/kWh”這一標記，能否利用這一標記與秒表測量家用電器的電功率？ 　　分析：“3000R/kWh”表示電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過3000轉(zhuǎn)時用電器所做的功為1kWh或3.6×106J。 　　答：利用這一數(shù)據(jù)和秒表可以測量家用電器的電功率。具體做法是：在電路中斷開其他電器，只留下待測電器。電器接通后，看到電能表轉(zhuǎn)盤上的紅點轉(zhuǎn)出時，開始計時并計數(shù)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過的圈數(shù)。若在t秒內(nèi)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過n圈

32、，則用電器做功 例8. 一個電能表的表面上每千瓦時轉(zhuǎn)數(shù)的數(shù)據(jù)已模糊不清，但電表轉(zhuǎn)盤在工作時能正常轉(zhuǎn)動。現(xiàn)要利用此表測定一家用電風扇的功率。給出的器材有：標有“220V，100W”的白熾燈一只，秒表一只。試簡述測量的主要步驟和所測的數(shù)據(jù)，并寫出計算電風扇功率的表達式。 　　分析：不同的電器單獨接在電能表上，只要轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過的圈數(shù)相同，則電流做功必然相等。 　　答：實驗步驟如下： 　?。?）將電能表接入照明電路中，且在此表后只接入“220V，100W”的白熾燈一盞，用秒表測出通電t秒時電能表轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)數(shù)n。 　?。?）在此表后只接入被測的電扇，記下電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過n圈時所用的時間t＇秒。

33、　?。?）由于二次轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)數(shù)相同，因此電流做功相同，即W=W＇，Pt=P＇t＇，所以電風扇的功率為 例9. 有兩個電阻，R1的阻值為2歐，R2的阻值為8歐，當把它們串聯(lián)起來接在某電源的兩極上，R1的電功率為4瓦，若把兩個電阻并聯(lián)起來接在同樣的電源上，這時R1的電功率和R2的電功率多大？ 　　分析：此題表示兩個電阻先串聯(lián)后并聯(lián)，但兩次電源電壓一樣，所以在電阻已知的條件下，只要先求電源電壓是多少，就可以根據(jù)求出兩個電阻在并聯(lián)電路中各自的功率。在串聯(lián)電路中利用正好可求得電源電壓。 　　解答：解法一：在串聯(lián)電路中：I=I1，根據(jù)P=I2R，有 　　解法二：并聯(lián)時，R1的功率是10

34、0瓦，R2的功率是25瓦。 　　此題若采用比例的方法更顯得簡便。根據(jù)串聯(lián)電路中各導體的電功率與它的電阻成正比，在并聯(lián)電路中各導體的電功率跟它的電阻成反比。解法如下： 例10. 某電熱器通入電流為0.5A時，1min內(nèi)產(chǎn)生100J的熱量。如果通過它的電流為1A時，則通電lmin產(chǎn)生的熱量是多少？ 分析：電熱器通電產(chǎn)生的熱量可由Q=I2Rt求得，由于是同一電熱器，可認為電阻R不變，電流變化后的放熱，用比例法求解較方便。 解：根據(jù)可知，，，由于是同一電熱器，可認為R不變，通電時間都是1min，則 答：通電lmin產(chǎn)生的熱量是400J。 （答題時間：50分鐘） 一. 填空

35、題 1. 電動起重機通電能提升物體，電燈通電能發(fā)熱發(fā)光，電爐通電能發(fā)熱，那是因為電流____的原因，其實，所有的電器通電時，電流就____。 　2. 電流在某段電路上所做的功，等于這段電路兩端的____與電路中的____以及____有關(guān)，可用公式W=____表示，其單位是____，符號為____。 　3. 根據(jù)電功的公式可知，1焦=____。 　4. 一小電珠當兩端加上3伏電壓時，通過的電流為300毫安，則通電60秒電流所做的功為____焦。 　5. 電車上用的直流電動機,在0.5千伏的電壓下通過的電流是80安，則工作30分，電流所做的功是____焦。 　6. 兩個燈泡連在同一個電

36、路中，已知兩秒鐘內(nèi)通過燈L1的電量是0.3庫，60秒內(nèi)通過燈L2的電量是6庫，則通過L1和L2的電流之比I1∶I2=____,由此可以斷定兩燈一定不是____聯(lián)。 7. 電阻R1=20歐，R2=10歐，將R1和R2串聯(lián)起來接到三節(jié)串聯(lián)干電池的電源上。R1中通過的電流為____安，5分內(nèi)通過R2的電量為____庫。加在R1和R2兩端的電壓之比是____，5分內(nèi)電流通過R2做的功為____焦。 8. 電功率是指____，額定電壓是指用電器在____時的電壓，額定功率是指用電器在____時的電功率。 　9. 燈泡的亮暗是由____的大小決定的，若加在它兩端的電壓不等于額定電壓，燈泡就不能正常發(fā)

37、光，它的____功率也就不等于它的額定功率。 　10. 小燈泡正常工作時的電流是0.4安，經(jīng)過1秒，電流做了1焦的功，由此可見小燈泡兩端的電壓是____伏，在60秒內(nèi)它消耗了____焦的功。 　11. 功率為4.5千瓦的一臺電動機，帶動水泵工作2時，共做____焦的功。 12. 如圖所示，兩只電阻R1、R2阻值相等，分別串聯(lián)和并聯(lián)接在相同的電壓下，則在此兩種情況下，在相同時間里電流分別通過串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中的總電阻所消耗的電功率之比是____。 　13. 有三只不同規(guī)格的燈泡分別標有“220V，40W”、“110V，40W”、“36V，40W”的字樣，各自在額定電壓下工作，通過_

38、___規(guī)格燈泡中的電流強度最大，在相同時間內(nèi)三只燈泡所消耗的電能應該是____。 　14. 某一用電器標有“12V，12W”的字樣，把它跟另一電阻R串聯(lián)后接在18伏的電源上，該用電器恰好正常工作，則電阻R上消耗的電功率是____。 二. 選擇題 1. 在一段電路中，電流做的功決定于電路中的（ ） A. 電流 B. 電流、這段電路兩端的電壓與電路中的電阻 C. 電流、這段電路兩端的電壓與通電時間 D. 電流與這段電路兩端的電壓 2. 一只手電筒小燈泡正常工作時所用電壓是3伏，通過的電流是0.3安，通電1分，電流所做的功為（ ） A. 0.9焦 B. 0.9

39、度 C. 54焦 D. 54度 3. 某電源的電壓為6伏，這就是說由這個電源組成的電路中（ ） A. 每秒電流一定做6焦的功 B. 電路里一定產(chǎn)生6安的電流 C. 每通過1庫的電量，電流做6焦的功 D. 每秒一定有6焦的電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能 4. 下列各項不屬于功的單位的是（ ） A. 焦耳 B. 牛頓·米 C. 伏特·庫侖 D. 伏特·安培/秒。 5. 一節(jié)干電池的電壓是1.5伏，這就是說在由一個干電池作電源的電路里（ ） A. 每通過1庫電量時，電流做1.5焦的功 B. 可以產(chǎn)生1.5安的電流 C. 每秒鐘電流

40、做功1.5焦 D. 電路中電流為1安時，電流做功1.5焦 6. 手電筒中干電池的電壓是1.5伏，在它使用期限內(nèi)，所儲存的化學能可提供3000庫的電量，則它所儲存的能量是（ ） A. 3×108焦 B. 5×10-4焦 C. 4.5×103焦 D. 2×108焦。 7. 串聯(lián)在電路里的兩盞燈EL1與EL2，如果ELl燈的電阻比EL2燈的電阻小，在相等時間里，電流通過兩盞燈所做的功，較多的是（ ） A. EL1燈 B. EL2燈 C. EL1燈與EL2燈一樣多 D. 缺少條件，無法斷定。 8. 將一只標有“220V，100W”電燈泡接在110

41、伏的電壓下，那么它的實際功率為（ ） A. 100瓦 B. 50瓦 C. 25瓦 D. 200瓦。 9. 如圖所示電路，若電阻R的阻值和電表讀數(shù)為已知，則可以計算出燈泡的電功率，但其中一個電路條件不夠，這個電路是（ ） 10. 每秒通過4歐電阻的電量是5庫，消耗的電功率是（ ） 　　A. 1.2瓦 B. 20瓦 C. 100瓦 D. 90瓦。 11. “25瓦、16歐”的高音揚聲器正常工作時，揚聲器兩端的電壓是（ ） 　　A. 10伏 B. 16伏 C. 20伏 D. 25伏。

42、 12. 如圖所示，當滑動變阻器滑片P向左滑動時（ ） A. 電燈變亮，變阻器兩端電壓變大　　B. 電燈變亮，變阻器兩端電壓變小 C. 電燈變暗，變阻器兩端電壓變小　　D. 電燈變暗，變阻器兩端電壓變大 三. 計算題 　1. 將一小電動機接在電壓為12伏的電源上，在5分內(nèi)電流做了7200焦的功，求通過電動機的電流。 　2. 阻值為24歐的用電器額定功率為6瓦，要使它接在20伏的電源兩端能正常工作，電路中應串聯(lián)一只阻值為多大的電阻器？在1小時內(nèi)這個電阻消耗了多少電能？ 3. 如圖所示，a、b兩端的電壓U保持不變，當電鍵SA閉合時，通過R1的電流強度為3安

43、；當電鍵SA斷開時，R1兩端的電壓為5伏，R2上消耗的電功率為10瓦。求a、b兩端的電壓及R1和R2的阻值。 參考答案 一. 填空題 1. 做功，做功 2. 電壓，電流，通電時間，UIt，焦耳，J 3. 1伏·安·秒 4. 54 5. 7.2×107 6. 3∶2，串 7. 0.15，45，2∶1，67.5 8. 電流在1秒內(nèi)所做的功，正常工作，額定電壓 9. 實際電功率，實際 10. 2.5，60 11. 3.24×107 12. 1∶4 13. “36V，40W”，相等的 14. 6瓦 二. 選擇題 1. C 2. C 3. C 4. D 5. A 6. C 7. B 8. C 9. D 10. C 11. C 12. B 三. 計算題 1. 2安 2. 16歐 1.44×104焦 3. 15V 5歐 10歐 用心 愛心 專心 122號編輯 15