初中物理欧姆定律电功和电功率初中物理欧姆定律电功和电功率.doc

初中物理欧姆定律.电功和电功率 一、知识结构： 二、学习方法指导： 1、欧姆定律：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。表达式。 欧姆定律是电学中的一条重要基本定律，它揭示了导体中的电流、电压和电阻之间的关系。理解欧姆定律时，要注意以下几点。 (1)对应性 中，I、U、R必须是同一段电路的同一个电阻的，同一个用电器的，或是整个电路的，即要一一对应，不能张冠李戴。在实际电路的计算中，往往有几段电路，每段电路都有各自对应的I、U、R，因此，在解题时，首先要明确研究的是哪一段电路，然后再找准与这一段电路相对应的I、U、R，并给“同一段电路”上的I、U、R标上同一种脚标。 (2)时间性 即使是同一个电路，由于开关的闭合、断开，滑动变阻器滑片的左、右移动，将引起电路中各部分电流和电压的变化，因此，必须保证中的三个物理量是同一时间的值，切不可混淆电路结构变化前后的I、U、R的对应关系。 (3)区别和的意义 对和两式要有正确的理解，从数学角度看不出两式有什么本质的区别，但它们的物理意义不同，表明导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比，但对公式也理解为导体的电阻跟这段导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比那就错了。因为电阻是导体本身的一种性质，其大小是由导体的材料、长度和横截面积决定的，而与导体两端的电压及导体中的电流无关，也并不是导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零，我们只不过是利用这一公式来测量计算导体的电阻，对同一导体来说是不变的，但对不同导体一般不同。 2、额定功率和实际功率 用电器在额定电压下的功率叫做额定功率。用电器的实际功率随着加在它两端的电压而改变。例如:“220V、100W”的灯泡，其额定电压是220V，在此电压下灯泡正常发光，消耗的实际功率是100W，这个功率叫额定功率。如果把此灯泡接在110V的电源上，灯泡消耗的实际功率小于100W。若将灯泡接在230V的电源上，灯泡消耗的实际功率将大于100W。 3、灯泡的电阻: 一只“220V、100W”的灯泡，在正常工作时的电阻可用P=计算出来，即:R=U2/P=2202/100=484(欧)。若把此灯泡分别接在110V或230V的不同电源上时，灯泡的实际电阻发生变化，不再是正常发光的484欧。为计算方便若没有特别说明，通常我们可视为灯泡的电阻不变(即为正常发光时的数值)。 4、对电热器来说，在原理上是一个电阻，电流通过电热器所做的电功，都消耗在电阻的发热上，即电能完全转化为内能。 依据电功W=UIt和电功率P=UI，结合或U=IR可有W=t =I2Rt和P== I2R。 有些用电装置，例如电动机、电解槽等，当电流通过时也会发热，这说明在它们的内部也有电阻；但同时还可获得机械能或化学能等除内能以外其他形式的能量，这种能量也是由电能在这些用电装置中转化来的。依据能的转化和守恒定律应有： 在电动机中：输入的电能=输出的机械能+增加的内能 在电解槽中：消耗的电能=产生的化学能+增加的内能 若以单位时间来计量能量的转化，即以功率计算，则输入的电功率P入=IU，因电阻发热而消耗的电功率P热=I2R。显然，P入＞P热，即UI＞I2R，或U＞IR，即在这种电路中，对于形式的欧姆定律不再成立(这种电路叫做非纯电阻电路，其中的电流、电压和电阻的相互关系不再能用、U=IR的形式表述)。 在非纯电阻电路中，电功W=UIt，电功率P=UI，但是电功W≠t 或W≠I2Rt；同样，电功率P≠U2/R或P≠I2R。 5、解题步骤： (1)明确题意，根据题意和电路图分析电路结构和各电路元件在电路中所起的作用。 (2)画出等效电路图，并在图上标明已知量和未知量。 (3)根据电功率公式、欧姆定律、串并联电路的特点，以及题目给定的条件列方程。 (4)建立方程组，将已知数据带入方程，注意对应关系。 三、例题分析： 例1、如图所示的电路电压恒定不变，Rab＞R0，当滑片从a向 b滑的过程中，问各物理量的变化情况及各量间的关系。 [分析与解] 这是一个动态物理问题，由于滑片P向b端滑动，变阻器接入电路的电阻Rx增大 (1)R= R0+Rx，总电阻R增大 I=，电流表示数变小 Uo=IRo定值电阻两端电压Uo变小 Ux =U－Uo电压表示数变大 (2)Po=()2Ro，定值电阻消耗的功率变小 当Rx=0时，P0max=U2/R0 当Rx=Rab时，P0min=()2Ro (3)P=Po+Px=，电路消耗的总功率减小 当Rx=0时，Pmax= U2/R0 当Rx=Rab时，Pmin= (4)Px=()2Rx = 当Rx=R0时，PXmax=U2/4Ro 滑片移向b的过程中Rx增大，变阻器消耗的功率先变大后变小，函数图象如图2。当Rx＜Ro时，Px随Rx增大而增大。