3.3 电功与电热 学案

第3节　电功与电热 [学习目标] 1.能理解电功、电功率及焦耳定律的内涵；能用焦耳定律解释生产、生活中的电热现象，能解决一些电热问题。具有与恒定电流相关的能量观念。 2.能体会电能的使用对人类生活和社会发展的影响。 [基础梳理] 一、电功和电功率 1.电功 (1)自由电荷在电场力的作用下定向运动而形成电流，电场力对自由电荷做的功，称为电功。 (2)公式：如果电路两端的电压是U，电流为I，在时间t内电流做的功W＝UIt。 2.电功率：单位时间内电流所做的功就叫做电功率。用公式表示为：P＝＝UI，单位：瓦特(W)。 二、焦耳定律 1.焦耳定律 (1)内容：电流通过导体产生的热量与电流的二次方成正比，与导体的电阻及通电时间成正比。这就是焦耳定律。 (2)公式：Q＝I2Rt。 (3)在只含电阻的纯电阻电路中，由U＝IR，可推得Q＝t。 2.纯电阻电路与非纯电阻电路 (1)纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的电热。 (2)非纯电阻电路：含有电动机或电解槽的电路称为非纯电阻电路。在非纯电阻电路中，电能除部分转化为内能外，还转化为机械能或化学能等其他形式的能。 (3)纯电阻电路中：W＝Q；P＝P热； 非纯电阻电路中：W＝Q＋E其他>Q；P＝P热＋P其他>P热。 三、身边的电热 1.电流热效应的应用 如电热水器、电饭锅、电刻笔、电焊等都是利用电流的热效应工作的。 2.电流热效应的危害 如果插头和插座之间接触不良会迸出火花。在输电线路中由于电热，降低电能的传输效率，电流过大，散热不好，还会烧坏电线的绝缘层，引起漏电、触电等事故。 [能力拓展] 一、电功和电功率 1.对电功的理解 (1)从能的角度看，电流做功的过程是电能转化为其他形式的能的过程，电功的大小量度了电能的减少量，标志着电能转化为其他形式的能的多少。 (2)从力的角度看，电流做功的实质是电场力对自由电荷做功。 2.对电功率的理解 (1)电功率表示电流做功的快慢或用电器消耗电能的快慢。 (2)公式P＝＝UI对任何电路都适用。 3.额定功率和实际功率 (1)额定功率：用电器正常工作时所消耗的功率，当用电器两端的电压达到额定电压或电流达到额定电流时，用电器达到额定功率。P额、I额、U额其中一个达到额定值，则另外两个也为额定值。 (2)实际功率：用电器在实际电压下电流做功的功率，一般情况下，为保证用电器的安全，实际功率应小于或等于额定功率。 二、纯电阻电路和非纯电阻电路 纯电阻电路和非纯电阻电路 纯电阻电路 非纯电阻电路 能量转 化情况 电功和电 热的关系 W＝Q 即IUt＝I2Rt＝t W＝Q＋E其他 UIt＝I2Rt＋E其他 电功率和 热功率的 关系 P＝P热 即UI＝I2R＝ P＝P热＋P其他 即UI＝I2R＋P其他 欧姆定律 是否成立 成立 U＝IR　I＝ 不成立 U>IR　I< [随堂演练] 1．对公式E＝和UAB＝Ed的理解，下列说法正确的是（　　） A．由E＝知，匀强电场中A、B两点沿电场线的距离越大，则电场强度越小 B．公式UAB＝Ed适用于计算任何电场中A、B两点间的电势差 C．公式中的d是匀强电场中A、B所在的两等势面之间的距离 D．由UAB＝Ed知，A点和B点间距离越大，则这两点的电势差越大 2．下列说法正确的是（　　） A．电势差与电势一样，是相对量，与零电势点的选取有关 B．电场中两点间电势的差值叫做电势差，也叫电压 C．A、B两点的电势差是恒定的，不随零电势点的不同而改变，所以UAB＝UBA D．UAB表示B点与A点之间的电势差，即UAB＝φB－φA 3．下列说法正确的是（　　） A．电场中某点的电场强度大，该点的电势不一定高 B．电场中某点的电势高，检验电荷在该点的电势能一定大 C．电场中某点的场强为零，检验电荷在该点的电势能一定为零 D．匀强电场中两点间的电势差与两点间距离成正比 4．关于静电场，下列结论始终成立的是（　　） A．电场强度为零的地方，电势也 ... ...