人教版九年級物理電功率電熱計算題

1、物理學科培訓(xùn)師輔導(dǎo)講義講義編號學員編號年級九年級課時數(shù)2學員姓名輔導(dǎo)科目物理學科培訓(xùn)師學科組長簽字教務(wù)長簽字課題電功、電功率、焦耳定律復(fù)習備課時間： 2013-11-17授課時間： 2013-11-24知道電流的熱效應(yīng)教學目標通過實驗探索電流的熱效應(yīng)跟電流、電阻、通電時間的關(guān)系初步運用電學相關(guān)公式解決串并聯(lián)電路中簡單的實際問題重點、難點理解焦耳定律的內(nèi)容、公式、單位及其應(yīng)用掌握功率的單位及計算公式：P W ，并能利用公式進行計算考點及考試要求t理解焦耳定律的內(nèi)容，公式并進行相關(guān)計算教學內(nèi)容1.電功和電功率（ 1）定義：電路中電場力對定向移動的電荷所做的功，簡稱電功，通常也說成是電流的功。（ 2

2、）實質(zhì)：能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律在電路中的體現(xiàn)。電能通過電流做功轉(zhuǎn)化為其他形式能。上一章里學過電場力對電荷的功，若電荷 q在電場力作用下從 A 搬至 B，AB 兩點間電勢差為 UAB ，則電場力做功 W=qUAB 。對于一段導(dǎo)體而言，兩端電勢差為 U，把電荷 q從一端搬至另一端，電場力的功 W=qU ，在導(dǎo)體中形成電流，且 q=It ，（在時間間隔 t內(nèi)搬運的電量為 q，則通過導(dǎo)體截面電量為 q， I=q/t ），所以 W=qU=ItU 。這就是電路中電場力做功即電功的表達式。（ 3）表達式： W=IUt （適用于所有電路）說明：表達式的物理意義：電流在一段電路上的功，跟這段電路兩端電壓、 電路中

3、電流和通電時間成正比。適用條件： I 、U不隨時間變化恒定電流。（ 4）單位：電流單位用安培（ A），電壓單位用伏（ V ），時間單位用秒（ s），則電功的單位是焦耳（ J）。1KW.h=3.6x106J（ 5）電功率物理意義：一段電路上功率，跟這段電路兩端電壓和電路中電流成正比。此公式適用于所有點路。單位：功的單位用焦耳 （ J），時間單位用秒（s），功率單位為瓦特 （ W ）。1W=1J/s1這里應(yīng)強調(diào)說明：推導(dǎo)過程中沒用到任何特殊電路或用電器的性質(zhì)，電功和電功率的表達式對任何電壓、電流不隨時間變化的電路都適用。所以在這里瞬時功率和平均功率相等。額定功率：用電器正常工作時所需電壓叫額定電壓

4、，在這個電壓下消耗的功率稱額定功率。一般說來，用電器電壓不能超過額定電壓，但電壓低于額定電壓時，用電器功率不是額定功率，而是實際功率。實際功率 P=IU，U、I 分別為用電器兩端實際電壓和通過用電器的實際電流。再者，這里 W=IUt 是電場力做功 ,是消耗的總電能，也是電能所轉(zhuǎn)化的其他形式能量的總和。電流在通過導(dǎo)體時，導(dǎo)體要發(fā)熱，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。這就是電流的熱效應(yīng)，那么如果想求出轉(zhuǎn)化的內(nèi)能得多少，學習焦耳定律就可以求出了。英國物理學家焦耳，經(jīng)過長期實驗研究后提出焦耳定律。2.焦耳定律（ 1）純電阻和非純電阻電路純電阻電路： W=Q 如白熾燈、電爐非純電阻電路： W=Q+W 其他如電動機、電解槽

5、（ 2）焦耳定律表達式： Q=I2Rt（適用于所有電路）（ 3）簡單介紹產(chǎn)生焦耳熱的原因：金屬中自由電子在電場力作用下定向移動，由于電場做功，電子動能增加，但不斷地與晶格（原子核點陣）碰撞，不斷把能量傳給晶格，使晶格中各粒子在平衡位置附近的熱運動加劇，從而溫度高。3熱功率（ 1）定義：點位時間內(nèi)的發(fā)熱量（ 2）表達式： P=Q/t= I 2R（電功 Q= I 2Rt對所有電路中電阻的生熱都適用，所以熱功率也適用于所有電路）4應(yīng)用（ 1）在純電阻電路中的應(yīng)用注意：歐姆定律 U=IR 只適用于純電阻電路（ 2）在非純電阻電路中的應(yīng)用W=Q+ W 其他 P=P 電+P其他(3) 非純電阻電路中的電功

6、和電功率（以含電動機電路為例）非純電阻電路中，電能與其他形式能轉(zhuǎn)化的關(guān)系非常關(guān)鍵。以電動機為例，電動機電路如圖所示，電動機兩端電壓為 U，通過電動機電流為 I ，電動機線圈電阻為 R，則電流做功或電動機消耗的總電能為 W=IUt ，電動機線圈電阻生熱 Q=I2R0t，電動機還對外做功，把電能轉(zhuǎn)化為機械能， W=W Q=IUt-I 2R0t，W是電動機輸出的機械能。2這是一個非純電阻電路，可滿足U=IR 0，且 W 0，則有 U IR0。一類：電熱器1下面的圖表是從某臺電熱飲水機的說明書上收集到的信息。經(jīng)分析得知，電熱飲水機有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)，當 S 閉合、 S0 斷開時，飲水機處于保溫狀

7、態(tài)，當 S、S0同時閉合時，飲水機處于加熱狀態(tài)，求：（1）電熱飲水機在保溫狀態(tài)下正常工作時的電流。（計算結(jié)果保留兩位小數(shù)）（2）電熱飲水機保溫2h 產(chǎn)生的熱量？（3）電阻 R1 的阻值。熱水箱容量2 L額定電壓220 V加熱時的功率400 W保溫時的功率40 W二類：含有電動機（非純電阻電路）1電吹風是現(xiàn)代家庭的常用電器。如圖甲所示是電吹風的電路原理圖， R 是電熱絲， M 是帶動風扇轉(zhuǎn)動的電動機，某電吹風的主要技術(shù)參數(shù)如圖乙所示。（1）當只閉合 S1 時，電吹風正常工作1min 消耗的電能是多少焦？（2）當同時閉合 S1、 S2 時，電吹風正常工作。通過R 的電流為多大？（3）當電吹風正常工

8、作并且吹熱風時，1min 內(nèi)電流通過 R 產(chǎn)生的熱量是多少？2如圖所示的電動機是一種使用廣泛的動力機械，從能量轉(zhuǎn)化的角度看，它主要是把電能轉(zhuǎn)化為機械能，還有一部分能量在線圈中以熱量的形式散失掉。現(xiàn)有一臺電動機，當電動機兩端加 220 V 電壓時，通過電動機線圈的電流為 50A。問：（1）每分鐘該電動機消耗的電能是多少？（2）已知電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量 Q=I 2Rt（其中 I、R 和 t 分別表示通過導(dǎo)體的電流、導(dǎo)體的電阻和通電時間） ，若該電動機線圈的電阻是 0.4 ，則線圈每分鐘產(chǎn)生的熱量是多少？（3）這臺電動機每分鐘所做的機械功是多少？3三類：物質(zhì)吸熱（一） 1微波爐是一種清潔衛(wèi)生無污

9、染，效率較高的家用電器某微波爐的銘牌如下表所示將體積為 275mL、初溫是 20的水放入該微波爐中用最大功率加熱 1min，取出后測得水溫是 40若水的比熱容為 4.2103J/(kg )求：（ 1）微波爐加熱時，電路中的電流是多少？防觸電保護類型 1（ 2）加熱過程中消耗的電能是多少？額定容積 20L類（ 3）加熱過程中，水吸收的熱量是多少？型號 NN S313WF電源頻率 50Hz額定電壓 220V質(zhì)量 12kg最大功率 1100W（二） 1太陽能熱水器是利用太陽能來加熱水的一種裝置，小新同學家有一臺太陽能熱水器安裝在離地面 10m 高的屋頂上，現(xiàn)需要初溫為 10的 100kg 的水，加熱

10、到 60，則（1）把這些水從地面輸送到屋頂?shù)臒崴髦?，需要對水做多少功？?）這些水要從太陽那里吸收多少熱量？（3）下雨時，改用熱水器中的電輔助設(shè)備加熱（加熱功率 1500w），若不計熱損失，加熱這些水需要多少時間？ g=10N/kg C 水=4.2103J/kg （三）1李佳同學家里的電熱飲水機有加熱加保溫兩種狀態(tài)，這兩種狀態(tài)輪流工作，完全由溫控開關(guān) S0 自動控制：當膽內(nèi)水的溫度被加熱到 90時，加熱狀態(tài)就停止而進入保溫狀態(tài)；當膽內(nèi)水的溫度降到 60時，加熱狀態(tài)就啟動。如圖是該飲水機的電路原理圖。李佳同學通過觀察還發(fā)現(xiàn)：當膽內(nèi)裝有 1kg 水時，飲水機的加熱狀態(tài)每次只啟動 5min 就停止

11、。問：（1）溫控開關(guān) S0 在何種狀態(tài)（斷開或閉合）時，飲水機處在保溫狀態(tài)？這時飲水機的電功率是多少？（2）在加熱狀態(tài)中，飲水機把電能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能的效率是多少？ 已知水的比熱容為4.2 103J/（ kg） 4課后作業(yè)1、（一類：電熱器） 如圖所示的電飯煲，內(nèi)部有兩條電阻絲，每條電阻絲的阻值都為 110 （電阻絲的阻值恒定不變） 。電飯煲的額定功率從大到小有高、 中、低三擋，額定電壓是 220V。把電飯煲接在 220V 的電源上，求：（1）把電飯煲的額定功率打到中檔時，內(nèi)部是一條電阻絲接入電路，通過它的電流多大？（2）把電飯煲的額定功率打到低擋時，內(nèi)部是兩條電阻絲串聯(lián)接入電路，電飯煲的電功率

12、多大？（3）電飯煲在中檔和低檔相同時間產(chǎn)生的電熱之比是多少？（三類：物質(zhì)吸熱 ）（一）2、一天，廠家正在為一種新型電熱水壺做宣傳。只見宣傳廣告上寫道“HR 型電熱水壺效率高、省時、省電，功率僅為 700W，燒開一壺水僅需 5min 是現(xiàn)代家庭必不可少的節(jié)能飲水器具”。過路的小軍買了一個這樣的電熱水壺，壺身上標有“ 2.5L ”字樣?；丶液蠊酀M水通上電，果然 5min 多點就把一壺水燒開了！己知水的密度是1.0103kg/m3，水的比熱容是4.2103J/(kg )，試計算并回答：（2）這壺水從 20到燒開，需要吸收多少熱量？（3）通過計算說明該廣告是否可信。（4）你認為不法廠商最可能從電熱水壺

13、的哪項指標上做虛假宣傳？為什么？3如圖所示是小明家的電熱水壺及銘牌，他用該電熱水壺將1.5 kg 的水從20加熱到100。5（1）水吸收的熱量是多少？c 水=4.2103 J/(kg )（2）若電熱水壺正常工作，且產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，需要加熱多長時間？（3）若電熱水壺實際加熱時間大于上述計算的加熱時間，可能的原因有哪些？（寫出兩種）（二）2森林是一巨大的天然“氧吧”， 因為綠色植物在光合作用下可以放出大量的氧氣小明同學為測量地球表面植物吸收太陽能的本領(lǐng)，做了如下實驗：用一臉盆裝6kg 的水 水的比熱容是 4.2103，水面的表面積為2，經(jīng)太陽垂直照射 15min，溫度升高了J/(kg)0.

14、1m1請計算：（1）實驗時 6kg 的水吸收了多少熱量？（2）若地表植物接收太陽能的能力與水相等，每平方米綠色植物每秒接收的太陽能為多少焦耳？（3）100m3 綠地每秒可以放出多少升的氧氣？（設(shè)綠色植物在光合作用下每吸收 103J 的太陽能可以放出 0.05L 的氧氣）3太陽能是一種理想的綠色能源。李剛家最近安裝了一臺太陽能、電能兩用熱水器，如圖所示。請回答下列問題：（1）設(shè)水箱可裝水 80kg，在一般的光照條件下，一滿箱20的水到傍晚時，水溫可達到 55，則水吸收的熱量是多少？相當于多少立方米的煤氣完全燃燒放出的熱量？ c 水 =4.2 103 J/(kg )；煤氣的熱值約 4107J/m3（2）在陰雨連綿的天氣里，水箱中的水需要用電加熱器來加熱。若該電加熱器規(guī)格為“ 220V 1.8kW”，要使?jié)M箱水同樣從 20升高到 55，電加熱器至