電功和電功率
【考點聚焦】
1.知道電功及其單位
2.理解電功的公式,會用電能表測量電功
3.理解電功率的概念
4.理解用電器的額定電壓和額定功率
5.理解焦耳定律,知道電熱器的原理和應用
【呈現形式】
本部分涉及到的內容有電功、電能和焦耳定律
1.電功與電能的關系、電功的計算:相關的主要考點有電功的計算,而電功計算最常見的是與電流的定義、串并聯電路的特點、歐姆定律、電能表及電功率、焦耳定律聯系起來,并結合其它能量(如機械能、內能等)的知識綜合考查,其中特別要熟練掌握串、并聯電路的特點和歐姆定律與電功計算公式相結合的計算,要弄明白幾個電功計算公式的應用范圍。
2.電功率的概念及其計算,用電器額定電壓、額定功率和實際電壓、實際功率的聯系、區別及計算,用電壓表和電流表測定小燈泡的功率的實驗是重點內容,其中電功率的計算公式的應用,用電器額定功率和實際功率的區別和計算,小燈泡的功率的測定實驗的討論是難點。與上述內容相關的考點有:電功率的基本概念、額定電壓、額定功率和實際功率的概念,用電器電功率與電阻的變化關系,測定小燈泡的功率的實驗,將功率與串并聯電路特點及歐姆定律聯系起來進行綜合考查,同一電路中不同用電器的功率的比較。
3.焦耳定律及其應用,與其相關的考點有焦耳定律的內容及應用、用控制變量法研究焦耳定律的實驗、電熱器的構造特點和原理等。
這部分知識在中考中將大量以計算、實驗、開放和探究性試題出現,其試題的難度也將會較大,應引起足夠的重視。
【知識結構】
一、電功
1.定義:電流所做的功。
2.電流做功的實質:電流做功的過程是電能轉化為其它形式的能的過程,電功是電能轉化的量度。電功是過程量,電流做功時,總伴隨著能量狀態的變化。電流通過用電器所做的功的數值與該用電器此時消耗的電能數值完全相同。
3.電功的公式及其變換式:w=uit(變換式w=u2/rt,w=i2rt),即電流在某段電流上所做的功,等于這段電路兩端的電壓、電路中的電流和通電時間的乘積。
4.電功的單位;焦耳(j)、千瓦時(kwh)
5.電功測量:電能表是測量電功的儀表。
二、電功率
1.定義及意義:電流在單位時間內所做的功叫電功率。電流做功不僅有大小而且有快慢之分。用電器的功率表示做功的快慢。電功率大的用電器只能說明用電器電流做功快,并不表示電流做功的多少。
2.公式:p=w/t=uit=ui,該公式適用于任何電器。
3.單位:瓦特(w),千瓦(kw)
4.額定電壓與額定功率:額定電壓是用電器正常工作時的電壓,額定功率是用電器在額定電壓下的功率。
5.測小燈泡的電功率:(1)實驗原理;(2)實驗電路圖;(3)實驗步驟;(4)數據處理。
三、焦耳定律
1.焦耳定律:電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導體的電阻成正比,跟通電時間成正比。
2.焦耳定律的數學表達式:q=i2rt
【方法提示】
一、 電功公式的正確使用:
1.電功公式w=uit是計算電功普遍適應的公式,對于任何電器(或電路)都通用。
2.變形公式w=u2/rt,w=i2rt只適用于電爐、白熾燈、電烙鐵等純電阻電路,而如
電動機及給蓄電池充電等電路則不適用。
【例題1】如圖1所示,r1的阻值是2ω,兩端的電壓是3v,r2的阻值是4ω,則2s內在r3上所消耗的電能是多少?