电功
定义:电流做的功
实质:电能转化为其他形式的能的过程
公式
定义式:①
推导式:{②
③
单位及换算
单位:焦耳,简称焦,符号J
常用单位:kW·h
换算:1 kW·h=④ J
电能表:用于计量一段时间内用户消耗的电能
电功率
电功率
定义:电功与完成这些电功所用的时间之比
物理意义:表示电流做功的快慢
公式:⑤
单位:瓦特(W)
测量
使用“伏安法”间接测电功率
使用电力监测仪直接测电功率
分类
额定电压:用电器正常工作时的电压
额定功率:用电器在额定电压下工作时的电功率
电流的热效应
物理意义:电流通过导体发热,将电能转化为内能的过程
焦耳定律
内容:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比
表达式:⑥
定义:电流做的功
实质:电能转化为其他形式的能的过程
公式
定义式:①
推导式:{②
③
单位及换算
单位:焦耳,简称焦,符号J
常用单位:kW·h
换算:1 kW·h=④ J
电能表:用于计量一段时间内用户消耗的电能
电功率
电功率
定义:电功与完成这些电功所用的时间之比
物理意义:表示电流做功的快慢
公式:⑤
单位:瓦特(W)
测量
使用“伏安法”间接测电功率
使用电力监测仪直接测电功率
分类
额定电压:用电器正常工作时的电压
额定功率:用电器在额定电压下工作时的电功率
电流的热效应
物理意义:电流通过导体发热,将电能转化为内能的过程
焦耳定律
内容:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比
表达式:⑥
答案
解:
① $W=UIt$
② $W=I^2Rt$
③ $W=\frac{U^2}{R}t$
④ $3.6×10^6$
⑤ $P=\frac{W}{t}$(或$P=UI$)
⑥ $Q=I^2Rt$
① $W=UIt$
② $W=I^2Rt$
③ $W=\frac{U^2}{R}t$
④ $3.6×10^6$
⑤ $P=\frac{W}{t}$(或$P=UI$)
⑥ $Q=I^2Rt$
解析
【分析】本题考查电学基础概念与公式的填空,需回忆电功的定义式与推导式、电功率的公式、电能单位换算、焦耳定律的表达式等核心知识点,逐个对应填空即可。
【解析】①电功的定义式为电流、电压与通电时间的乘积,即$W=UIt$;②根据欧姆定律$U=IR$,代入电功定义式可得推导式$W=I^2Rt$;③根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,代入电功定义式可得另一推导式$W=\frac{U^2}{R}t$;④$1kW·h=1000W×3600s=3.6×10^6J$;⑤电功率的定义式为电功与时间的比,即$P=\frac{W}{t}$,常用计算式还有$P=UI$;⑥焦耳定律的表达式为电流产生的热量$Q=I^2Rt$。
【答案】①$W=UIt$;②$W=I^2Rt$;③$W=\frac{U^2}{R}t$;④$3.6×10^6$;⑤$P=\frac{W}{t}$(或$P=UI$);⑥$Q=I^2Rt$
【知识点】电功公式、电功率公式、焦耳定律、电能单位换算
【点评】本题为电学基础知识点考查,涉及电功、电功率、焦耳定律的核心公式及单位换算,属于电学入门的基础内容,需准确记忆相关内容即可解答。
【难度系数】0.7
【解析】①电功的定义式为电流、电压与通电时间的乘积,即$W=UIt$;②根据欧姆定律$U=IR$,代入电功定义式可得推导式$W=I^2Rt$;③根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,代入电功定义式可得另一推导式$W=\frac{U^2}{R}t$;④$1kW·h=1000W×3600s=3.6×10^6J$;⑤电功率的定义式为电功与时间的比,即$P=\frac{W}{t}$,常用计算式还有$P=UI$;⑥焦耳定律的表达式为电流产生的热量$Q=I^2Rt$。
【答案】①$W=UIt$;②$W=I^2Rt$;③$W=\frac{U^2}{R}t$;④$3.6×10^6$;⑤$P=\frac{W}{t}$(或$P=UI$);⑥$Q=I^2Rt$
【知识点】电功公式、电功率公式、焦耳定律、电能单位换算
【点评】本题为电学基础知识点考查,涉及电功、电功率、焦耳定律的核心公式及单位换算,属于电学入门的基础内容,需准确记忆相关内容即可解答。
【难度系数】0.7
1. 在某汽车尾部的挡风玻璃上,有一种电加热除雾装置,它由5条电阻均为12 Ω的电阻丝并联而成,其简化结构如图所示。该装置与12 V的汽车电池接通工作1 min,产生的总热量为 J。

答案
3600
解析
【分析】
要计算电加热装置产生的总热量,需先求出5条并联电阻丝的总电阻,再利用纯电阻电路中热量等于电功的关系计算。步骤为:1. 根据并联电阻规律计算总电阻;2. 明确电源电压和工作时间;3. 代入公式计算总热量。
【解析】
1. 计算并联电阻的总电阻:n个相同电阻R并联时,总电阻$ R_{总}=\frac{R}{n} $,本题中$ R=12\Omega $,$ n=5 $,因此$ R_{总}=\frac{12\Omega}{5}=2.4\Omega $。
2. 纯电阻电路中,电流产生的热量等于消耗的电能,公式为$ Q=W=\frac{U^2 t}{R_{总}} $。已知电源电压$ U=12V $,工作时间$ t=1min=60s $,代入数值:
$ Q=\frac{(12V)^2 × 60s}{2.4\Omega}=\frac{144 × 60}{2.4}=3600J $。
【答案】
3600
【知识点】
并联电阻计算、焦耳定律应用
【点评】
本题结合汽车除雾装置的实际场景,考查并联电阻的总电阻计算和纯电阻电路热量的计算,需掌握相关公式的应用,属于基础电学计算题。
【难度系数】
0.6
要计算电加热装置产生的总热量,需先求出5条并联电阻丝的总电阻,再利用纯电阻电路中热量等于电功的关系计算。步骤为:1. 根据并联电阻规律计算总电阻;2. 明确电源电压和工作时间;3. 代入公式计算总热量。
【解析】
1. 计算并联电阻的总电阻:n个相同电阻R并联时,总电阻$ R_{总}=\frac{R}{n} $,本题中$ R=12\Omega $,$ n=5 $,因此$ R_{总}=\frac{12\Omega}{5}=2.4\Omega $。
2. 纯电阻电路中,电流产生的热量等于消耗的电能,公式为$ Q=W=\frac{U^2 t}{R_{总}} $。已知电源电压$ U=12V $,工作时间$ t=1min=60s $,代入数值:
$ Q=\frac{(12V)^2 × 60s}{2.4\Omega}=\frac{144 × 60}{2.4}=3600J $。
【答案】
3600
【知识点】
并联电阻计算、焦耳定律应用
【点评】
本题结合汽车除雾装置的实际场景,考查并联电阻的总电阻计算和纯电阻电路热量的计算,需掌握相关公式的应用,属于基础电学计算题。
【难度系数】
0.6
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