本讲教育信息】
一。 教学内容：
电功、电功率（二） 电功和电热。
1. 电热与焦耳定律。
（1）电流的热效应，当导体中有电流通过时，导体要发热，这种现象叫电流的热效应。
（2）焦耳定律：实验表明，通电导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
焦耳定律的公式：
（3）纯电阻型电路中，电流做的功全部转化为内能。即。
（4）电热的分配：对纯电阻电路，串联时：
并联时： 纯电阻电路中，由于，所以电热分配。
串联时： 并联时：
2. 电热器。
（1）电热器的工作原理。
电热器是利用电流热效应制成的加热设备。电热器的主要构件部分是发热体。发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上做成的，发热体的形状根据需要可做成线状、管状、片状等。
（2）电热的利用。
有效地利用电热给人们带来了极大的便利，其最大优点是人们可以很方便地控制和调节温度，下面介绍几个常见的电热器；
①电熨斗：用来熨烫衣服使之平整的电热器。电熨斗按结构和功能分为普通型、调温型、喷雾型等。
普通型电熨斗的基本构件是：发热体、底板、外壳、手柄等。在普通电熨斗上加上调温器和控温指示灯就构成调温型电熨斗，在调温型电熨斗上加上喷雾装置就构成了喷雾型电熨斗。
发热体是电熨斗的核心构件，一种是在云母板上均匀绕上电热丝，叫做云母电热芯。另一种是在金属管内装入螺旋状电热丝，再填充氧化镁粉制成，叫做电热管。红外线电熨斗则是把电热丝嵌在碳化硅板的槽内，碳化硅辐射红外线。
*云母、氧化镁是绝缘材料。
②电烙铁：用来焊接电子元件的电热器。发热体与电熨斗相似，有云母电热芯和电热管两种，为减小腐蚀铜焊头是用紫铜制造。
③电饭锅：用来煮饭的电热器。常见的电饭锅类型有，保温式自动电饭锅、定时启动保温式自动电饭锅、低压定时启动式自动电饭锅、电子电饭锅等。
保温式电饭锅由发热体、磁钢限温器、双金属片恒温器等组成，当电饭锅内温度达到103℃时，磁钢限温器切断电路，停止加热。当电饭锅内温度下降到60℃左右时，会自动转入保温过程，这个过程由双金属片恒温器来控制。
电子式电饭锅是带有微电脑控制器的电饭锅，整个烧饭、煮饭、焖饭过程由预先设计的程序自动进行。
3. 电热的防止。
电热在某些地方会给人们带来危害和损失，在电动机中，电热过大会烧坏绝缘材料，直至烧坏电动机，在电视机里，电热过大会烧坏电子元件，使电视机不能正常工作。在远距离输送电的过程中，电能转化成电热散发到空间损失了一部分电能。为此人们采取了相应的办法：
（1）电动机里的导线尽量用电阻率小的材料，外壳做成叶片状增大散热面积，必要时装有风扇加快冷热空气的对流。
（2）电视机的外壳上开有散热窗，给产生电热较多的电子元件安装散热片。
（3）在远距离输送电的过程中，由于输送的电功率一定，由p=ui和q=i2rt知，减少输送电流i，便可减少由于电热而散失的电能，所以采用高压输电的方式。
4. 本实验中滑动变阻器的作用：
（1）保护电路；
（2）改变小灯泡两端的电压，使其分别在额定电压下，略高于额定电压下、略低于额定电压下工作。
5. 在进行实验时注意：
（1）电源电压应高于小灯泡的额定电压；
（2）电压表的量程应大于小灯泡的额定电压，电流表的量程要大于小灯泡正常工作时的电流；
（3）滑动变阻器允许通过的最大电流要大于小灯泡正常工作时的电流，滑动变阻器的最大电阻应与小灯泡的电阻差不多，以使调节效果明显；
（4）根据串联电路具有分压作用的原理进行判断，准确熟练地调节滑动变阻器，使小灯泡在等于额定电压、略高于额定电压和略低于额定电压三种条件下发光；
（5）在连接电路时，开关应断开；在闭合开关前，滑动变阻器的滑片要放在连入电路电阻最大端。
典型例题】例1. 一个电炉工作时的电压是220伏，电流是5安，求它在1小时内消耗多少千瓦时的电能？产生多少热量？
分析：电炉是一个纯电阻型用电器，电流通过电炉做功把电能全部转化为内能，所以可用来计算电热。
解法一：电炉丝的电阻。
1小时内产生的热量。
因电能全部转化为内能，所以。
解法二：电炉工作1小时消耗电能：
因电能全部转化为内能，故产生的热量：
解法三：电炉的功率：
1小时消耗电能：
电能全部转化为内能，产生热量：
例2. 两根相同的电热丝，电阻都为r，当它们串联后接在电源上，20分钟可以烧开一壶水，如果把它们并联后接在同一个电源上，烧开同一壶水需分钟。
分析：两根相同的电热丝采用串联或并联烧开同一壶水，说明两种情况下产生的总电热是相同的。连接方式的不同，使得总电阻不同，总电流不同。
使用同一个电源，说明总电压相同。所以此题用讨论问题好一些。
解：当两根电热丝串联时。
当两根电热丝并联时。
由题知。答：并联时烧开同一壶水需5分钟。
例3. （2003·烟台市）如图所示是一个理发用电吹风的实物连接简图。其中发热电阻丝的阻值为。求：
（1）电吹风吹冷风时，测得插头处电流为0.2a，此时电吹风消耗的电功率为多少？
（2）电吹风吹热风时，正常工作2min，消耗的电能为多少千瓦·时？
分析：（1）电吹风是家用电器，它正常工作时应接在家庭电路中，家庭电路的电压是220v，当电吹风吹冷风时，只有电动机在工作。故电吹风电动机正常工作时消耗的电功率p=ui。
（2）由图可以看出，当闭合时，电热丝与风扇电动机并联接在220v的电源上，当电吹风吹热风时，电热丝与电动机均工作，电动机消耗的功率（1）中已求，只需求出电热丝正常工作时的电功率即可。
答案：（1）。
电吹风工作时消耗的电功率。
（2）电吹风吹热风时，电热丝的功率，总功率。2min消耗电能w=pt=1012w×2×60s=121440j=0.03kw·h
点评：本题没有提电吹风接的电源电压，因为电吹风是家用电器，它正常工作时应接在家庭电路中。如果不注意这点，本题将无法完成。
电吹风吹热风时，如果只注意到“热”，而没有注意到“风”，总功率会漏加电扇电动机工作功率。审题要仔细。
例4. 使用电烙铁时，为了方便，有两档开关，使它工作时处于加热状态和休息时处于保温状态，（电源电压不变）如图所示。求：
（1）用公式说明开关s与哪个触点接触使电烙铁处于加热状态。
（2）要求加热功率是保温功率的10倍，则电阻与的比值为多少？
分析与解答：（1）设电源电压为u，当开关s接触点1时，r1与r2串联，此时的电功率为：
当开关s接触点2时，此时的电功率为：
因为，所以，即开关s接触点2时电烙铁处于加热状态。
（2）加热时只有接入电路，此时的功率为，保温时，都接入电路，此时的功率为：，根据可得：。
小结：电烙铁处于保温状态时需要的热量由串联电阻提供，在电压不变的情况下，根据可知，串联时的电阻较大，它们产生的热量就少。有的电热器，在保温状态下，虽然两个电阻串联但只有一个电阻提供保温热量。
具体情况要具体分析。
例5. 一个加热器和一个滑动变阻器，如图所示连接在220伏的电源上，当滑片p在b端时，把加热器放在484克20℃的水中，经过2分钟水便沸腾；当滑片p在a端时，把加热器放在同质量和同温度的水中，经过8分钟水沸腾。求：
（1）加热器的电阻多大？
（2）滑动变阻器的最大阻值多大？
分析：此题随着滑动变阻器滑片位置的不同出现两个电路状态，一个是单独接在220伏电源上，另一个是串联后接在220伏的电源上，由于两次都是把加热器放在同质量和同温度的水中，所以加热器两次产生的电热都和水吸收的热量相等。
解：当滑片p在b端时加热器放热。
水吸收的热量。
由题知。得。
当滑片p在a端时电路中电流。
加热器放热。
由题知。得。
答：（1）加热器的电阻是35.7欧。
（2）滑动变阻器的最大阻值是35.7欧。
模拟试题】（答题时间：50分钟）
一。 填空题。
1. 在两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶中各放一根电阻丝，甲瓶中电阻丝的电阻比乙瓶中电阻丝的电阻大，两电阻丝串联后通电产生的热量使甲瓶中的煤油上升得较高，这表明，当一定时，电阻越大，电流产生的热量越多。
2. 接上题，当减小串入电路中的滑动变阻器的阻值时，会使甲瓶（或乙瓶）中的煤油上升得更快，这表明，当一定时，电流越大，电流产生的热量越多。
3. 电饭锅是利用电流的效应工作的，电流通过导体产生的热量与和成正比，这个规律可用式子___来表示，这就是焦耳定律。
4. 两个并联的电阻器，阻值分别是r1和r2，已知，在通电5min内，r1和r2放出热量之比是。
5. 为了防止电热造成的危害，所以电视机、收音机外壳上有这是为了加快。
6. 一台电烘箱，正常工作时，通过它的电阻丝的电流是4a，电阻丝的电阻是55ω，通电1min可以产生___j的热量，消耗___j的电能。
7. 创造电热器中发热体的材料应当具有的特点。
8. 电阻，把它们串联接在电路中，r1和r2在相同的时间内产生的热量之比若把它们并联接在电路中，在相同时间内产生的热量之比。
9. （2002·南京）某同学用如图所示的装置研究电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小的关系。图中两个烧瓶内盛有质量和温度都相同的煤油，温度计显示煤油的温度，两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶a中的金属丝是铜丝，电阻比较小，烧瓶b中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大。
实验时，该同学想把两段金属丝串联接入电路。
电功和电功率
9.如图所示电路，在三个 中分别填上一个电灯 一个电流表和一个电压表的符号。10.如图所示电路，电源电压恒定为6v，小灯泡的规格均为 6v 3w 当开关s1接a，s2接d时，两灯 联 当s1断开，s2接b时，两灯 联。电路可消耗的最大功率是 瓦，最小功率是 瓦 二。选择题 共24分，每题3分 11....
电功电功率
1 物业工作人员来李明家收电费，他观察到李明家电能表的情况如图所示 然后从记录本上查出上月电能表的示数是811.6kw h。若按0.5元 kwh计费，李明家本月应缴电费 元。若他家某个电热水器单独使用时，电表转盘在300s内转了250转，则热水器消耗的电能是j，该热水器的电功率为 w 这个热水器放出...
四 电功电功率
五 计算题 1 04南通 7分 如图所示是小明同学安装的家用调光灯电路图，灯泡上标有 pz220 40 字样，滑动变阻器的最大阻值为1210 求 该灯泡正常发光时的电阻和电流。灯泡两端的最小电压。台灯功率的调节范围。不计温度对灯丝电阻的影响 解 小灯泡正常工作时的电流为 1分。小灯泡的电阻为 1分。...