蘇科版九年級(jí)物理《第十五章電功和電熱》知識(shí)梳理

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1、蘇科版九年級(jí)物理《第十五章 電功和電熱》知識(shí)梳理 知識(shí)總結(jié)：1 .電功 A.基本概念和公式 a.定義：物理學(xué)中，當(dāng)電能轉(zhuǎn)化為其他形式能時(shí)，我們就說(shuō)做了電功（俗稱(chēng)電流做功）. b.物理意義：電功是量度電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的多少的物理量. c.計(jì)算公式： i.普遍適用的公產(chǎn)： w=UIt =UQ （她電荷）ii.僅適用于純電阻性電路的公式： W I2RtW U-t R 說(shuō)明：把電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的用電器叫做純電阻性用電器，如電爐、白熾燈等，連接 純電阻性用電器的電路叫做純電阻性電路；把電能的絕大部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能以外的其他形式能 的用電器叫做非純電阻性用電器，如電動(dòng)機(jī)、電鈴、充電器

2、等，連接非純電阻性用電器的電 路叫做非純電阻性電路. d.單位： 在國(guó)際單位制中，電功的單位是焦耳（J）. 1J 1V A s 1V C 實(shí)用單位是千瓦時(shí)（kW ? h）. 1kw h 3.6 106J B電能表 用來(lái)測(cè)量電路消耗電能（即電功）的儀表叫做電能表. a.主要技術(shù)參數(shù) i. “電壓”表示電能表適用的額定電壓.額定電壓是指用電器或電學(xué)儀表正常工作時(shí) 的電壓. ii . “電流規(guī)格”表示電能表持續(xù)工作時(shí)的最大電流，括號(hào)里的數(shù)字表示允許在短時(shí)間內(nèi)通 過(guò)電能表的最大電流. iii . “每千瓦時(shí)轉(zhuǎn)數(shù)”表示用電1 kW - h電能表轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù).現(xiàn)在，電子式單相 電能

3、表已經(jīng)開(kāi)始使用，其重要參數(shù)imp / （kW ? h）表示用電l kW - h耗電指示燈閃爍的次 數(shù)，如：6400 imp /（kW . h）. b.用電能表測(cè)量電功 1 .直接測(cè)量：電能表計(jì)數(shù)器上前后兩次讀數(shù)之差. 11 .間接測(cè)量：先數(shù)出轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)的轉(zhuǎn)數(shù)，再利用電功與轉(zhuǎn)數(shù)成正比計(jì)算電功. 12 電功率 A基本概念和公式 a.物理意義： 電功率是反映用電器消耗電能 （即電流做功）快慢的物理量. b.定義： 用電器單位時(shí)間里消耗的電能叫做電功率. c.計(jì)算公式： i .普遍適用的公式：p W UI . t2 U2 ii .僅適用于純電阻性電路的公式：p I2Rp 看

4、 d.單位： 在S1中，電功率的基本單位是瓦特 （W）,另外還有千瓦（kw）和毫瓦（mW）,換算關(guān)系為: 1kw 103W1W 103 mW e.用電器的額定功率和實(shí)際功率 用電器在額定電壓下的功率叫做額定功率，用電器在實(shí)際電壓下的功率叫做實(shí)際功率. 當(dāng)U實(shí)=U額時(shí)，P實(shí)=P額. 使用用電器時(shí)，加在其兩端的電壓一般不能超過(guò)額定電壓，否則會(huì)造成用電器實(shí)際功率 超過(guò)額定功率，用電器會(huì)因?yàn)檫^(guò)熱而燒毀. PcU「I」 推論：對(duì)于純電阻性的用電器，若不考慮溫度對(duì)其電阻的影響，則-Ps （—）2 （—）2 PeUe1e 用電器的銘牌上標(biāo)有額定電壓和額定功率. 燈泡的亮度取決于其實(shí)際功

5、率的大小，實(shí)際功率越大，燈泡越亮. B.用電能表測(cè)量用電器的電功率 a.僅讓待測(cè)功率的用電器單獨(dú)工作，用電能表，測(cè)出電功w,用秒表測(cè)出時(shí)問(wèn)t,則 P=W/t . b.先后讓已知功率為 P0的用電器和待測(cè)功率的用電器工作相同的時(shí)間，分別數(shù)出電能 表轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)的轉(zhuǎn)數(shù)n。和n,由t w0w, ———, IPp — p0 P0p p。w。n。n。 c.先后讓已知功率為 P。的用電器和待測(cè)功率的用電器工作一段時(shí)間，使它們?cè)诠ぷ鲿r(shí) 間內(nèi)電能表轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)的轉(zhuǎn)數(shù)相同，用秒表分別測(cè)出它們工作的時(shí)間t。和t,由 w p°t。pt, p tt0 P0 3.電熱 由于導(dǎo)體具有電阻， 所以當(dāng)有電流通過(guò)

6、時(shí)，導(dǎo)體會(huì)發(fā)熱，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能， 這種現(xiàn)象 稱(chēng)為電流的熱效應(yīng). A.焦耳定律和公式 亂內(nèi)容：電流流過(guò)某段導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量，跟通過(guò)這段導(dǎo)體的電流的平方成正比，跟這段 導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電的時(shí)間成正比. b.公式： i,普遍適用的公式：Q 12Rt. U2 ii .僅適用于純電阻性電路的公式：Q UIt Q ftQ pt （P為電功率） R c.單位：在國(guó)際單位制中，電熱的單位是焦耳（J）. d .電熱◎與電功 W大小的關(guān)系: 對(duì)于純電阻性用電器 Q =W 對(duì)于非純電阻性用電器◎

7、電熱器。如電爐、電烙鐵、電暖器、電熱 毯、電熨斗、電水壺、“熱得快”、電飯煲、飲水機(jī)、電熱油汀等. i .原理：電流的熱效應(yīng). ii .主要部件：發(fā)熱體和絕緣部分. 發(fā)熱體是用電阻率大、熔點(diǎn)高的合金絲制成的，它的作用是讓電流通過(guò)它時(shí)產(chǎn)生熱量, 它繞在絕緣材料上，絕緣部分的作用是將發(fā)熱體與電熱器的外殼隔絕起來(lái)，防止漏電. iii .優(yōu)點(diǎn)：電熱器具有清潔衛(wèi)生、沒(méi)有環(huán)境污染、熱效率高、且可以方便地控制和調(diào)節(jié) 溫度等優(yōu)點(diǎn). 用電器長(zhǎng)期不用時(shí)，必須隔一段時(shí)間通一次電，以便其中含有電阻的元件通電發(fā)熱來(lái)驅(qū) 除電器中的潮氣，以免元件發(fā)生銹蝕和霉變. b.防止電熱造成危害 使用電器時(shí)，電流過(guò)大或通

8、電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)都可能造成危害， 如燒壞電器、使導(dǎo)線絕緣皮老 化引起火災(zāi)，且造成大量電能損失. 防止電熱危害的主要措施是加快散熱， 如在電器上設(shè)置 散熱孔、散熱片或在發(fā)熱部分安裝電扇. 4 .有關(guān)電功、電功率和電熱的若干推論 A.若不考慮溫度對(duì)純電阻阻值的影響，則在不 1同的狀態(tài)下，對(duì)于某一純電阻有: p 在某一過(guò)程中，對(duì)于某一純電阻有" U 2 I 2 （一）2 （-）2 U 1 Q=W=Pt（ ◎?yàn)殡姛幔? 8 .在同一電路中，不論幾個(gè)用電器以什么方式相連接：P Pi P2 L Pn WW1W2...Wn QQiQ2 LQn 說(shuō)明：在運(yùn)用電功、電功率、電熱的任何一個(gè)公式

9、時(shí)，都要注意公式中各個(gè)量的同時(shí)性 和對(duì)應(yīng)性，都要注意公式中各個(gè)量單位的統(tǒng)一. 9 .安全用電 安全用電主要包括設(shè)備安全與人身安全兩方面. A.家庭電路的組成和安裝 部分家庭電路圖： 由圖可知，家庭電路主要由進(jìn)入家庭的進(jìn)戶(hù)線（電源線）、電能表、閘刀開(kāi)關(guān)、熔斷器、 開(kāi)關(guān)、插座、用電器等組成.考慮到用電安全，一般還接有地線. 安裝家庭電路的準(zhǔn)則一一安全. a.進(jìn)戶(hù)線 進(jìn)戶(hù)線由火線和零線構(gòu)成， 零線與大地之間沒(méi)有電壓， 火線與零線之間的電壓為 220 V , 火線和零線構(gòu)成家庭電路的電源. 常用測(cè)電筆來(lái)辨別火線和零線.用手接觸筆尾金屬體，筆尖接觸電線（或與電線連通的 導(dǎo)體），

10、速管發(fā)光，表明接觸的是火線，窗管不發(fā)光，表明接觸的是零線. b.電能表 電能表是測(cè)量和記錄一段時(shí)間里消耗電能的儀表.選用原則是：電能表銘牌上的標(biāo)定電 流應(yīng)等于或略大于所有家庭用電器的額定電流之和.電能表串聯(lián)在家庭電路的干路中。 c.閘刀開(kāi)關(guān) 家庭電路中安裝閘刀開(kāi)關(guān)的作用是用來(lái)切斷電源，以便檢測(cè)電路，更換設(shè)備。 閘刀開(kāi)關(guān)串聯(lián)在家庭電路的干路中， 閘刀開(kāi)關(guān)應(yīng)豎直安裝， 且靜觸頭在上，動(dòng)觸頭在下， 電源進(jìn)線應(yīng)接在靜觸頭的接線柱上， 這樣閘刀斷開(kāi)時(shí)，閘刀與火線不相連， 閘刀也不會(huì)因自 重或受震動(dòng)等原因造成誤會(huì)。 d.熔斷器 i .熔絲的作用及物理特性 家庭電路用電時(shí)，如果在發(fā)生短路、

11、過(guò)載、突發(fā)性過(guò)電壓（超過(guò) 260V ）等異常情況時(shí) 不及時(shí)斷開(kāi)電路，干路中的電流就會(huì)超過(guò)安全值，產(chǎn)生的熱量就增多， 電線的絕緣層就會(huì)燃 燒起來(lái)釀成火災(zāi)，為了防患于未然，應(yīng)在干路中串聯(lián)熔絲，由于熔絲的電阻率大、熔點(diǎn)低， 所以它能在干路中的電流超過(guò)安全值之前就自動(dòng)熔斷，從而保護(hù)電路。熔絲通常由鉛 （>>98 %）睇（0.3~1.5 %）合金制成。千萬(wàn)不能用銅絲或鐵絲代替熔絲，因?yàn)殂~和鐵的 電阻率較小，熔點(diǎn)較高，起不到保險(xiǎn)作用。 ii .熔絲的規(guī)格及選用原則 熔絲的規(guī)格常用其額定電流來(lái)表示，其選用原則是：熔絲的額定電流應(yīng)略大于或等于電 路中的最大正常工作電流。計(jì)算電路中最大正常工作電流的方

12、法有：I Ii I2 In； p7U I 莊；I ——其中Pz、RZ為電路中的總功率、總電阻。此外還應(yīng)兼顧到熔絲的額定電流 URz 不能超過(guò)干路中的電線和電能表允許通過(guò)的最大電流值，這樣熔絲才能對(duì)整個(gè)電路起到保護(hù) 作用。 iii .熔絲的安裝及等效處理 應(yīng)將熔絲串聯(lián)在干路中的火線上，零線上不接熔絲，因?yàn)槿绻诨鹁€和零線上各接一根 熔絲，當(dāng)電路中的電流超過(guò)安全值之前，這兩根熔絲不一定同時(shí)熔斷，也不一定是火線上的 那根先熔斷，假如是零線上的那根先熔斷，那么雖然整個(gè)電路斷路了， 各個(gè)用電器停止工作 了，但是各個(gè)用電器與火線仍然相連，此時(shí)人若誤認(rèn)為電路中沒(méi)電了而去檢修電路，則有可

13、 能發(fā)生觸電事故。此外，在準(zhǔn)備接大功率用電器的支路中，應(yīng)先在該支路中將一根熔絲直接 接在火線上，再接該支路開(kāi)關(guān)和大功率用電器，因?yàn)楦陕泛椭分械碾娏鞔烬X相依、息息相 關(guān)，所以這樣才能保證該支路和干路的安全。 在將熔絲裝入熔斷器時(shí)，應(yīng)先將熔絲的兩端在螺絲釘上分別沿順時(shí)針?lè)较蚶p繞一圈后再 擰螺絲，這樣固定螺絲時(shí)，熔絲受到的摩擦力的方向與螺絲旋轉(zhuǎn)方向一致，熔絲的兩端就不 會(huì)被擠出來(lái)，螺絲不宜擰的過(guò)緊，因?yàn)槿劢z的硬度小，擰的過(guò)緊，容易造成熔絲的局部截面 變小，額定電流減小，以致影響電路的正常工作，也不宜擰得過(guò)松，否則熔絲容易松脫而造 成斷路，即使末松脫，也會(huì)造成接觸處的電阻增大，產(chǎn)生的熱量

14、增多，熔絲的溫度升高加快 而容易熔斷。 若一時(shí)沒(méi)有合適的熔絲，可用其他熔絲等效替代，如應(yīng)選用額定電流為7.5A的熔絲， 則可將三根額定電流為 2.5A的熔絲并聯(lián)后接入電路，也可將額定電流為 10A的熔絲先用 螺絲刀揪下一個(gè)恰當(dāng)?shù)那锌诤蠼尤腚娐贰? e.自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān) 如果電路消耗的總功率在 3kW以上，最好用自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)替代閘刀開(kāi)關(guān)和熔斷器，因 為這種開(kāi)關(guān)在電路中發(fā)生短路、過(guò)載和欠壓（電壓過(guò)低）等異常情況時(shí)都能自動(dòng)切斷電路（跳 閘），且實(shí)現(xiàn)自動(dòng)斷路的電流大小可以調(diào)節(jié)，分?jǐn)嗄芰^高，而熔斷器對(duì)欠壓這種異常情況 是無(wú)能為力的。電動(dòng)機(jī)以及由電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力的電器（如電風(fēng)扇、電冰箱、空調(diào)器等）在

15、欠 壓時(shí)，若電路不能及時(shí)斷開(kāi)又不能啟動(dòng)，則消耗的電能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，導(dǎo)致溫度驟升，極 易燒壞電器，引起火災(zāi)。自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)是利用電磁原理來(lái)保護(hù)電路的。 f.漏電保護(hù)器 為防萬(wàn)一，在家庭電路中的電能表和熔斷器后面，最好要接入漏電保護(hù)器，因?yàn)樗茉? 規(guī)定條件下，當(dāng)被保護(hù)電路中的漏（觸）電值達(dá)到或超過(guò)預(yù)定值時(shí)，就自動(dòng)切斷電路（或發(fā) 出報(bào)警信號(hào)）。 g.支路開(kāi)關(guān) 應(yīng)直接接在火線上，這樣該開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，它所控制的用電器就與火線脫離接觸。 h.插座 插座的作用是接插用電器。 明插座應(yīng)高于地面1.8m ,這樣能防止小孩將手指伸進(jìn)插座的插孔內(nèi)造成觸電事故。 三眼插座應(yīng)接有地線， 這樣人即使不慎

16、碰到漏電的用電器的金屬外殼，也不會(huì)觸電，因 為接地線的電阻比人體電阻小得多，接地線對(duì)電流起旁路作用。 兩眼插座的正確接法：左零右火；三眼插座的正確接法是：左零右火中接地。 i.白熾燈 白熾燈是利用電流的熱效應(yīng)工作的，當(dāng)電流通過(guò)燈絲時(shí)， 電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能和光能， 當(dāng)燈 絲溫度達(dá)到1700 c以上時(shí)，呈白熾狀態(tài)，發(fā)出的光呈白色。提高燈絲的溫度，可提高燈泡 的發(fā)光效率. 燈泡的燈絲是用熔點(diǎn)高的鴇制成的， 鴇在高溫下易與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氧化鴇.對(duì) 于小功率的燈泡一般抽成真空防止燈絲氧化； 對(duì)于大功率的燈泡充入氮、僦等氣體，既防止 氧化，又可以阻礙燈絲在高溫下升華. 在燈頭線穿入燈頭后蓋

17、后， 應(yīng)先打一個(gè)保險(xiǎn)扣再安裝電燈，這樣燈頭線就不會(huì)在電燈拉 力的作用下從螺釘上脫落. 火線只準(zhǔn)接進(jìn)螺口燈頭中間的金屬片上，螺旋套上只準(zhǔn)接零線上， 這樣即使人不慎碰到 通電的燈泡尾部裸露在外的螺旋部分也不會(huì)觸電. j.電視機(jī) 如使用室外天線，應(yīng)安裝避雷器或?qū)Ｓ媒拥鼐€，并在雷雨時(shí)停止使用電視機(jī)^ 因電路短路、超負(fù)荷運(yùn)行所引起的各類(lèi)安全事故，人們并不感到陌生.各種用于防止電 路短路、超負(fù)荷運(yùn)行的保護(hù)裝置（如熔斷器、空氣開(kāi)關(guān)等），已被廣泛應(yīng)用且行之有效.另外， 對(duì)于因線路連接處接觸不良而引起的火災(zāi)和安全事故，也應(yīng)引起足夠的重視！隨著電氣化的 日益普及，一些重大火災(zāi)事故就是由于線路連接

18、處接觸不良而造成的，教訓(xùn)十分深刻. 當(dāng)線路連接處接觸不良時(shí)， 會(huì)使該處的電阻變大，造成局部過(guò)熱. 同時(shí)，接觸處的電阻 又將隨溫度升高而增大. 電阻越大，溫度越高，溫度越高又造成電阻越大， 從而形成電熱的 逐步積累和惡性循環(huán)，以致引發(fā)火災(zāi). B.防止觸電 a.觸電的產(chǎn)生 觸電是指一定強(qiáng)度的電流通過(guò)人體所引起的傷害事故.超過(guò)30 mA的電流通過(guò)人體就 會(huì)有生命危險(xiǎn).不高于 36 V的電壓才是安全電壓. b.觸電的形式 低壓（不包括不高于36 V的安全電壓）引起的觸電有單線觸電和雙線觸電兩類(lèi).單線觸 電是人體直接觸摸電源、 火線或漏電的用電器等， 使人體與地形成回路. 雙線觸電是人體的

19、 兩部分（如兩只手）分別接觸到火線與零線，使人與電網(wǎng)形成回路. 高壓（1 kv或1 kV以上的電壓）線路和高壓設(shè)備引起的觸電有高壓電弧觸電和跨步電壓 觸電兩類(lèi).當(dāng)人體靠近高壓帶電體到一定距離時(shí)，高壓帶電體和人體之間就發(fā)生放電現(xiàn)象， 電流流過(guò)人體造成高壓電弧觸電.高壓輸電線落在地面上，當(dāng)人走近斷頭時(shí)，兩腳站在離落 地電線遠(yuǎn)近不同的位置上，兩腳之間就存在電壓，電流流過(guò)人體，造成跨步電壓觸電. c.觸電的防止 為了保證安全用電，除電器安裝要符合技術(shù)要求之外，還要做到：不接觸電壓高于36 V 的帶電體；不靠近高壓帶電體； 不弄濕用電器；不損壞電氣設(shè)備中的絕緣體.高大建筑要安 裝避雷針，防止雷擊. d.觸電的急救 處理觸電事故的原則：切斷電源，注意自身安全.具體做法是：立即切斷電源，或者 用一根絕緣棒將電線挑開(kāi)，盡快使觸電者脫離電源，并立即進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)搶救（如進(jìn)行人工呼吸 等）.在發(fā)生電火災(zāi)時(shí)，務(wù)必在切斷電源后，才能潑水救災(zāi).在整個(gè)救護(hù)過(guò)程中，必須隨時(shí) 注意自身保護(hù)，防止自己也觸電.