考点1.电功
1. 定义:电流所做的功,简称电功。
2.实质:电流做功的过程,实际就是电能转化为其他能(消耗电能)的过程;电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能,即消耗了多少电能。
3.规定:电流在某段电路上做的功等于该电路两端的电压、电路中的电流和时间的乘积。
4.计算公式:W=UIt (适用于所有电路)。
对于纯电阻电路可推导出: (电阻、白炽灯适用,电动机不适用)
5.单位:国际单位是焦耳;因为W=Pt,所以单位也可以是千瓦时(kW·h)。
换算关系:1kW·h= 3.6×106W·s=3.6×106J。
考点2.电功率
1. 定义:电流在单位时间内所做的功。
2.科学意义:表示做功快慢的科学量。灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率。实际功率越大,灯泡越亮;实际功率越小,灯泡越暗。
3. 计算公式: 计算电功率的公式为P=UI。
(1)由电功的计算公式可知W、P、t之间的关系是P=W/t 。
(2)由欧姆定律
及电功率计算公式P=UI 可推知:
这两个推导公式只适用于纯电阻电路。
注意:
适用于所有电路)。对于纯电阻电路可推导出:
。
4.单位:国际单位是瓦,常用单位有千瓦(kW)、兆瓦(MW)等。
单位换算:1kW=1000W,1MW=1×106W,1W=1×10-6MW。
5. 额定电压和额定功率;实际电压和实际功率(灯泡亮度的直接因素)
(1)额定电压:用电器正常工作时的电压。
(2)额定功率:用电器在额定电压下工作时的电功率。
(3)某灯泡上标有“220
V 60W”字样,表示该灯泡的额定电压为220V ,额定功率为60W。
6. 测定小灯泡的电功率
(1) 根据电功率计算公式 P=UI(实验原理)。
可知,要测出小灯泡的功率,只需要用电压表测出小灯泡两端的电压,用电流表测出通过小灯泡的电流,代入公式即可。这种测量电功率的方法叫伏安法测电功率。
(2)
实验中要测量小灯泡的额定功率、实际功率,是通过调节滑动变阻器阻值改变小灯泡两端电压来实现的。
(3)电路图如图所示。
(4)测小灯泡额定功率的拓展:安阻法、伏阻法。
7.电能常见的专题:
①家用电器的高温档、低温档问题:
因为家庭电路电压不变,根据
可知,接入电路的电阻大,功率小(低温档);电阻小,功率大(高温档)
②功率最值问题(定值电阻功率、电路总功率、滑动变阻器功率):
(1) 定值电阻功率最值问题:因为电阻不变,根据
可知,定值电阻两端电压最大或者电流最大时,有最大功率,即
反之,可求最小值。
(2) 电路总功率最值:因为电源电压一般不变,根据
总电阻最小或者电流最大,有最大功率,即
反之可求最小值。
(3) 滑动变阻器功率最值:根据
由数学知识可知当R=R0时,有最大值,即
考点3.电能的产生与转化
知识点一 电磁感应
1. 发电机是根据电磁感应原理设计制造的。
2. 发电机是 种把机械能转化为电能的装置。
知识点二 安培力
1. 定义:通电导体在磁场中受到的作用力叫作安培力。
2.方向:安培力的方向与磁场方向以及电流方向均有关。
3.大小:通电导体在磁场中受到的安培力的大小与磁场强弱、电流大小以及在磁场中的导体长度都成正比,还与磁场方向和电流方向的夹角大小有关。
4.直流电动机
1.直流电动机是根据通电导线在磁场中受到安培力的作用的原理设计制造的。直流电动机工作时,主要把电能转化成机械能。因为任何导线都有电阻,所以还有部分转化为热能。
关系式:
2. 直流电动机由磁铁、线圈、换向器、电刷等部分组成。
3.当直流电动机的初始时刻线圈平面与磁感线垂直(填“平行”或“垂直”)时,电路断开,线圈处于平衡位置,无法继续转动;转动过程中在平衡位置时,因为惯性可以继续转动。直流电动机利用换向器来自动改变线圈中的电流方向,从而使线圈连续转动。
电动机与发电机对比
对象 | 发电机 | 电动机 |
原理 | 电磁感应 | 通电导体在磁场中受到力的作用效果 |
原理图 | ||
影响因素 | 感应电流的方向跟导体的运动方向、磁场方向有关。感应电流的大小跟导体运动快慢、磁场强度有关 | 导体受力的方向跟电流方向、磁场方向有关。导体受力的大小跟电流大小、磁场强度有关 |
电路分析 | 无电源有电流计 | 有电源 |
实验要求 | 1.闭合电路的一部分导体。2项切割磁感线 | 1.闭合电路的一部分导体。2.导体垂直磁感线 |
模型图 | ||
能量转化 | 机械能转化为电能 | 电能转化为机械能 |
知识点三 电流的热效应
1. 定义:电流通过导体时,导体会产生热量的现象叫作电流的热效应。
2. 能量转化:电能转化为热能。
3. 影响因素:电流通过导体产生的热与电流大小、导体的电阻、通电的时间有关。
4.焦耳定律
(1)
内容:通电导体产生的热量Q与通过导体的电流I的平方、导体的电阻R和通电时间t成正比。
(2)公式: Q=I2Rt。
注意:在纯电阻电路中,电能全部转化为电热,而没有转化为其他形式的能,即Q=W= 对于电能没有全部转化为电热的非纯电阻电路,如含有电动机的电路,则有Q<W,此时计算消耗的电能只能用W=Pt=UIt,而计算电热只能用Q=I²Rt。
知识点四 电流的磁效应(具体内容参考上一讲内容)
通电导线的周围存在 磁场,这种现象称为电流的磁效应。
这是一种电能转化为磁能的过程
知识点五 电流的化学效应
1. 在电流的化学效应中存在着电能和化学能的转化。
2. 蓄电池充电时,电能转化为化学能。
3. 蓄电池放电时,化学能 转化为电能。
考点4.家庭电路
1.电路的结构
(1) 组成:进户线、电能表、闸刀开关和熔断器、插座、开关、电灯等。
(2)进户线:有两根,一根是相线(俗称火线),另一根是零线。
(3)熔断器
①熔丝:一种低熔点的铅、锑合金丝。
②功能:当电流超过某一数值时,熔丝首先熔断,切断电路,起到保护电路和人身安全的作用。
③熔丝熔断的原因:电路短路或发生过载时。
④注意:在换用熔丝时,切不可因怕麻烦而用更粗的熔丝,更不允许随意将铜丝或铁丝代替熔丝使用。
(4)家庭电路的连接:各种用电器是并联接入电路的;插座与灯座是并联的;控制各用电器的开关与用电器是串联的。
(5)家庭电路电流过大的原因:发生短路或者用电器总功率过大。
2. 安全用电
(1)对人体不造成危险的安全电压值是36V以下。家庭电路电压为220V,超出了人体安全电压值。
(2)安全用电原则:不接触高于36伏特的低压带电体,不靠近高压带电体,不接触低压
带电体。
(3)大功率用电器和带金属外壳的用电器一般都应使用三脚插头。
(4)测电笔:可以辨别相线和零线,使用时手应接触笔尾金属体,但不准与
笔尖金属体相接触。
3. 电能表
(1)电能表:测量用电器所消耗的电能多少的仪器。
(2)电能的计算公式:W=UIt或W=Pt 。 (普遍适用)
(3)所用单位:千瓦时,俗称“度”。 1kW · h=3.6×106J。
(4)某家庭电路中电能表的月底和月初两次读数的差表示这个月该家庭电路中所消耗的电能。
(5)电能表铭牌:3600r/kWh,表示消耗1度的电,电能表转了3600转。
4.家庭电路故障
因为家庭电路是并联关系,所以一般不会出现短路故障。若出现测电笔测零线发光的情况,有两个条件:
① 有一条用电器电路是接通的(即用电器无故障,开关闭合)
② 测量点到入户零线段有断路