第十五章《电功和电热》-2024-2025学年九年级物理上学期期末复习必背知识点（苏科版）

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2024-2025学年九年级物理上学期期末复习必背知识点

第十五章《电功和电热》

第一节 电能表与电功

1、电功与电能

（1）定义：电流通过某段电路所做的功叫电功。

（2）单位：国际单位是焦耳（J）；常用单位：度（kW•h）；1度=1千瓦时=1kW•h=3.6×106J。2、电功的实质

（1）实质：电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能,电功是一个过程量，电流做功的过程就是消耗电能的过程;

（2）电流做功的形式：电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。

3、电功的计算公式

（1）定义式：W=UIt：U表示某段电路两端的电压，单位是V；I表示通过该电路的电流，单位是A；

t表示通电时间，单位是s；W表示电流在该段电路上所做的功，单位是J．

（2）应用公式过程中的“同一性”：a．电路的同一性，电流通过某灯泡做的功，等于该灯泡两端的电压、通过该灯泡的电流和该灯泡通电时间的乘积．即W、U、I、t四个物理量必须是同一个导体上的四个物理量；b．单位的统一性，W、U、I、t四个物理量的单位必须分别是J、V、A、s，若有一个单位不符，就必须将其换算成标准单位后，再代入公式计算．

4、串、并联电路中电功的特点

（1）推理探究：串、并联电路中总功与各用电器做功之间的关系；a．串联电路：电阻R₁、R₂串联在总电压为U的电路中，设它们两端的电压分别为U₁、U₂，电路中的电流为I，则在时间t内电流所做的功分别是W_总=UIt，W₁=U₁It，W₂=U₂It；又因为U=U₁+U₂，故W_总=（U₁+U₂）It=U₁It+U₂It=W₁+W₂。b．并联电路：电阻R₁、R₂并联在电压为U的电路中，设通过它们的电流分别为I1、I2，电路中的电压为U，则在时间t内电流所做的功分别是W_总=UIt，W₁=UI₁t，W₂=UI₂t；又因为I=I₁+I₂，故W_总=U（I₁+I₂）t=UI₁t+UI₂t=W₁+W₂。概念规律：无论是串联电路还是并联电路，电流所做的总功都等于电流通过各用电器（或各支路）做功之和，表示为W_总=W₁+W₂。

5、串、并联电路中电功分配关系：a．串联电路：电流通过各用电器所做的功与其电阻值成正比，即W₁：W₂=R₁：R₂

b．并联电路：电流通过各用电器所做的功与其电阻值成反比，即W₁：W₂=R₂：R₁。

6、电能表参数的理解

（1）220V：表示电能表应该在220V的电路中使用；

（2）30（100）A：表示该电能表的标定电流是30A，额定最大电流是100A；

（3）50Hz：表示电能表在50Hz的交流电路中使用；

（4）120revs/kW•h：表示接在这个电能表上的用电器每消耗1kW•h的电能，电能表上的转盘转过120圈；

7、电能的求法

（1）测量较大电能时用刻度盘读数：最后一位是小数位；两次读数之差就是这段时间内消耗的电能，单位是度（千瓦时）；

（2）测量较小电能时用转盘转数读数：通过记录某段时间内电能表转盘转数，结合电能表转盘每转表示的电能计算出该段时间内消耗的电能。

※注意：利用转盘转数来计算电能时，得到的单位是kW•h，记住单位之间换算关系：1kW•h=3.6×10⁶J。

8、电功的测量：根据电能表的转数可以求出通过家用电器的电流在某段时间内做的功，或消耗的电能．在计算时通常有两种方法。

（1）先根据每kW•h的转数求出表盘转一转所消耗的电能，再看表盘在一段时间内转了多少转，用上面两个数据相乘，所得乘积就是用电器在这段时间内消耗的电能．

（2）由于电能表的转盘的转数与电流做的功（或消耗的电能）成正比，因此可以先统一单位，然后列出比例式，再求解答案。

第二节 电功率

1、电功率的概念

（1）定义：电流单位时间内所做的功。

（2）物理意义：表示电流做功快慢的物理量，用字母P表示，灯泡的亮度取决于灯泡的实

际功率大小。

（3）国际单位：瓦特（W）；常用单位：千瓦（kW）。

2、额定电压、额定功率、实际电压、实际功率

（1）定义：①用电器正常工作时的电压叫额定电压；用电器在额定电压下的功率叫额定功率；②用电器实际工作时的电压叫实际电压；用电器在实际电压下的功率叫实际功率。

3、电功率与电能、时间的关系

（1）电功率是反映电能消耗快慢的物理量，定义为1秒钟内消耗电能的多少，因此，用所消耗的电能除以消耗这些电能所用的时间，就得到定义式。

（2）公式在使用时单位要统一，有两种可用：①电功率用瓦（W），电能用焦耳（J），时间用秒（s）；②电功率用千瓦（kW），电能用千瓦时（kW•h 度），时间用小时（h）。

4、电功率与电压、电流的关系

（1）在电压相等的情况下，通过灯泡的电流越大，灯泡消耗的电功率越大。

（2）在电流相同的情况，电功率的大小与电压的大小有关，且与电压成正比。

（3）在电压相同的情况，电功率的大小与电流的大小有关，且与电流成正比。

5、电功率的计算

（1）定义式：P=UI．即电功率等于用电器两端的电压和通过它的电流的乘积，该公式是电功率的普适公式，适用于所有的用电器。P表示电功率，单位是W；U表示某段电路两端的电压，单位是V；I表示通过这段电路的电流，单位是A。

（2）导出式：P=I²R，,这两个公式只适用于纯电阻电路，即能将电能全部转化为内能的用电器，如电炉子、电饭煲就属于纯电阻电路。

第三节 电热器 电流的热效应

1、电流的热效应

（1）电流的热效应定义：电流通过导体时电能转化成热，这个现象叫做电流的热效应。

（2）电流热效应的实质：是电流通过导体时，由电能转化为内能。

（3）电流热效应影响因素：与通电的时间、电流、电阻有关，通过导体的电流越大，导体的电阻越大，通电时间越长，导体产生的热量越多。

（4）公式：Q=I²Rt（普遍适用）、Q=W=UIT（只适用于电热器）

式中：I-通过导体的电流，单位是安培（A）；R–导体的电阻，单位是欧姆； t–电流通过导体的时间，单位是秒

（S）；Q–电流在电阻上产生的热量，单位是焦（J）

2、电热的利用与防止

（1）电热器：电流通过导体时将电能全部转化为内能的用电器。其优点是清洁、无污染、热效率高，且便于控制和

调节电流。

（2）有时人们利用电热，如电饭锅、电熨斗等；有时人们防止电热产生的危害，如散热孔、散热片、散热风扇等。

3、探究影响电流通过导体时产生热量的因素

（1）怎样用转换法体现电热：用温度计升高的度数；用细管内液柱升高的高度；用气球膨胀的大小。

（2）怎样用控制变量法研究与电阻的关系：串联时控制电流和通电时间一定，并联时控制电压与通电时间一定。

4、焦耳定律

（1）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，这个规律叫焦耳定律。

（2）公式：Q=I²Rt，公式中的电流I的单位要用安培（A），电阻R的单位要用欧姆（Ω），通过的时间t的单位要用秒（s）这样，热量Q的单位就是焦耳（J）。

（3）变形公式：，Q=UIt。

（4）在纯电阻电路中，电能全部转化为热能，电功等于电热，即W=Q；在非纯电阻电路中，电能大部分转化为其他能，已小部分转化为热能，电功大于电热，W=Q+W_其他。

5、焦耳定律的应用

（1）纯电阻电路：纯电阻电路就是除电源外，只有电阻元件的电路，或有电感和电容元件，但它们对电路的影响可忽略．电压与电流同频且同相位．电阻将从电源获得的能量全部转变成内能，这种电路就叫做纯电阻电路；基本上，只要电能除了转化为热能以外没有其他能的转化，此电路为纯电阻电路。

（2）焦耳定律的推导公式：，Q=UIt，适用范围，纯电阻电路。

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