電功和電熱知識總結(jié)

九年級物理《電功和電熱》知識梳理

知識總結(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)，我們就說做了電功(俗稱電流做功).

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.普遍適用的公式：w=UIt=UQ(Q為電荷)

TJ2

ii.僅適用于純電阻性電路的公式：W=/2RfW=

說明：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：

在國際單位制中，電功的單位是焦耳(J).\J=WAs=WC

實(shí)用單位是千瓦時(shí)(kW?h)."的〃=3.6x106J

B電能表

用來測量電路消耗電能(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，括號里的數(shù)字表示允許在短時(shí)間

內(nèi)通過電能表的最大電流.

iii.“每千瓦時(shí)轉(zhuǎn)數(shù)”表示用電1kW?h電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù).現(xiàn)在，電子式單相

電能表已經(jīng)開始使用，其重要參數(shù)imp/(kW?h)表示用電1皿?h耗電指示燈閃爍的次數(shù),

如：6400imp/(kW.h).

b.用電能表測量電功

i.直接測量：電能表計(jì)數(shù)器上前后兩次讀數(shù)之差.

ii.間接測量：先數(shù)出轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)數(shù)，再利用電功與轉(zhuǎn)數(shù)成正比計(jì)算電功.

2.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=：UL

,U2

ii.僅適用于純電阻性電路的公式：p=l°Rp=~

d.單位：

在S1中，電功率的基本單位是瓦特(明,另外還有千瓦(kw)和毫瓦(mW),換算關(guān)系為：

Uw=103WlW=103ml￥

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)=1)題時(shí)，PMP額.

使用用電器時(shí)，加在其兩端的電壓一般不能超過額定電壓，否則會(huì)造成用電器實(shí)際功率

超過額定功率，用電器會(huì)因?yàn)檫^熱而燒毀.

推論：對于純電阻性的用電器，若不考慮溫度對其電阻的影響，則今=(*尸=(7)2

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)際功率的大小，實(shí)際功率越大，燈泡越亮.

B.用電能表測量用電器的電功率

a.僅讓待測功率的用電器單獨(dú)工作，用電能表，測出電功w,用秒表測出時(shí)間t,則

P=W/t.

b.先后讓已知功率為P。的用電器和待測功率的用電器工作相同的時(shí)間，分別數(shù)出電能

表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)數(shù)no和n,由Z==—=—?=—,BPP=--Pn-

%PPo%%?0

c.先后讓已知功率為P。的用電器和待測功率的用電器工作一段時(shí)間，使它們在工作時(shí)

間內(nèi)電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)數(shù)相同，用秒表分別測出它們工作的時(shí)間t。和t,由

W=Po%=P”等b

3.電熱

由于導(dǎo)體具有電阻，所以當(dāng)有電流通過時(shí)，導(dǎo)體會(huì)發(fā)熱，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這種現(xiàn)象

稱為電流的熱效應(yīng).

A.焦耳定律和公式

亂內(nèi)容：電流流過某段導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量，跟通過這段導(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=fRt.

U2

ii.僅適用于純電阻性電路的公式：Q=UIt。=%/Q=p"P為電功率)

c.單位：在國際單位制中，電熱的單位是焦耳(J).

d.電熱Q與電功W大小的關(guān)系：

對于純電阻性用電器Q=W

對于非純電阻性用電器Q<W

B電熱的利用和防止

a.電熱器

利用電流做功將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的裝置，統(tǒng)稱為電熱器。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，防止漏電.

iii.優(yōu)點(diǎn)：電熱器具有清潔衛(wèi)生、沒有環(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)，電流過大或通電時(shí)間過長都可能造成危害，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.若不考慮溫度對純電阻阻值的影響，則在不1同的狀態(tài)下，對于某一純電阻有:

在某一過程中，對于某一純電阻有：C=W=Pt（Q為電熱）

B.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++p?

W=W}+W2+...+Wn

Q=2+Q++Q?

說明：在運(yùn)用電功、電功率、電熱的任何一個(gè)公式時(shí)，都要注意公式中各個(gè)量的同時(shí)性

和對應(yīng)性，都要注意公式中各個(gè)量單位的統(tǒng)一.

5.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

接

部分家庭電路圖：供

電

電

路

由圖可知，家庭電路主要由進(jìn)入家庭的進(jìn)戶線（電源線）、電能表、閘刀開關(guān)、熔斷器、

開關(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)戶線

進(jìn)戶線由火線和零線構(gòu)成，零線與大地之間沒有電壓，火線與零線之間的電壓為220V,

火線和零線構(gòu)成家庭電路的電源.

常用測電筆來辨別火線和零線.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），短管發(fā)光，表明接觸的是火線，短管不發(fā)光，表明接觸的是零線.

b.電能表

電能表是測量和記錄一段時(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.閘刀開關(guān)

家庭電路中安裝閘刀開關(guān)的作用是用來切斷電源，以便檢測電路，更換設(shè)備。

閘刀開關(guān)串聯(lián)在家庭電路的干路中，閘刀開關(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、過載、突發(fā)性過電壓（超過260V）等異常情況時(shí)

不及時(shí)斷開電路，干路中的電流就會(huì)超過安全值，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（0.31.5%）合金制成。千萬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法有：/=/1+/2+—+/“；

/=今;/="??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

不能超過干路中的電線和電能表允許通過的最大電流值，這樣熔絲才能對整個(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)為電路中沒電了而去檢修電路，則有可

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)針方向纏繞一圈后再

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，螺絲不宜擰的過緊，因?yàn)槿劢z的硬度小，擰的過緊，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)生的熱量增多，熔絲的溫度升高加快

而容易熔斷。

若一時(shí)沒有合適的熔絲，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?/p>

e.自動(dòng)空氣開關(guān)

如果電路消耗的總功率在3kW以上，最好用自動(dòng)空氣開關(guān)替代閘刀開關(guān)和熔斷器，因?yàn)?/p>

這種開關(guān)在電路中發(fā)生短路、過載和欠壓（電壓過低）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，而熔斷器對欠壓這種異常情況

是無能為力的。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）在欠

壓時(shí)，若電路不能及時(shí)斷開又不能啟動(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)空氣開關(guān)是利用電磁原理來保護(hù)電路的。

f.漏電保護(hù)器

為防萬一，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?/p>

規(guī)定條件下，當(dāng)被保護(hù)電路中的漏（觸）電值達(dá)到或超過預(yù)定值時(shí)，就自動(dòng)切斷電路（或發(fā)

出報(bào)警信號）。

g.支路開關(guān)

應(yīng)直接接在火線上，這樣該開關(guān)斷開時(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1700C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，鴿在高溫下易與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氧化鴇.對

于小功率的燈泡一般抽成真空防止燈絲氧化；對于大功率的燈泡充入氮、氮等氣體，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、空氣開關(guān)等），已被廣泛應(yīng)用且行之有效.另外,

對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)度的電流通過人體所引起的傷害事故.超過30mA的電流通過人體就會(huì)

有生命危險(xiǎn).不高于36v的電壓才是安全電壓.

b.觸電的形式

低壓（不包括不高于36V的安全電壓）引起的觸電有單線觸電和雙線觸電兩類.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

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（1kv或1kV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.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36V

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，盡快使觸電者脫離電源，并立即進(jìn)行現(xiàn)場搶救(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)過程中，必須隨時(shí)

注意自身保護(hù)，防止自己也觸電.