图片是初中科学电功计算知识点详解​,请根据此内容生成视频,请严格按照图片中的文字表述 ---初中科学电功计算知识点详解 一、 重点知识讲解 1. 电功的概念与物理意义:电功是指电流在一段电路中所做的功,本质上是电能转化为其他形式能的过程,用符号W表示,其大小反映了电路中电能转化的多少。 2. 电功的计算公式 * 基本公式:W = UIt, 其中U是导体两端的电压(单位:伏特,V),I是通过导体的电流(单位:安培,A),t是通电时间(单位:秒,s),该公式适用于所有电路。 * 推导公式:在纯电阻电路(电能全部转化为内能的电路,如电烙铁、电炉等)中,根据欧姆定律I=$\frac{U}{R}$(R为导体电阻,单位:欧姆,Ω),可推导出W = I$^2$Rt=$\frac{U^2}{R}$t。这两个推导公式在纯电阻电路的电功计算中非常方便。 3. 电功的单位及换算:电功的国际单位是焦耳(J)。在生活中常用的单位是千瓦时(kW·h),也叫“度”,1kW·h=3.6×10$^6$J。 二、 难点知识剖析 1. 公式选择与适用条件:很多同学容易混淆公式使用场景。比如在非纯电阻电路(如电动机,电能大部分转化为机械能,少部分转化为内能)中,不能使用W = I$^2$Rt=$\frac{U^2}{R}$t计算电功,只能使用W = UIt。 2. 串并联电路中电功的计算 * 串联电路:电流处处相等(I = I\_1 = I\_2),总电压等于各部分电压之和(U = U\_1 + U\_2),根据W = UIt和I = $\frac{U}{R}$可得,串联电路中各用电器的电功之比等于电阻之比,即$\frac{W\_1}{W\_2}=\frac{R\_1}{R\_2}$。 * 并联电路:各支路两端电压相等(U = U\_1 = U\_2),干路电流等于各支路电流之和(I = I\_1 + I\_2),并联电路中各用电器的电功之比等于电阻的反比,即$\frac{W\_1}{W\_2}=\frac{R\_2}{R\_1}$。 3. 单位换算与实际应用:在实际问题中,时间单位可能是分钟、小时,电压、电流单位也可能不是国际单位,需要进行单位换算,换算过程容易出错。同时,结合生活实际的电功计算问题,如电费计算等,也需要灵活运用知识。 三、 例题及详细解答 例题 1 (基础难度) 题目:一盏标有“220V 40W”的白炽灯,正常工作10分钟,电流做了多少功? 解答: * 已知灯泡的额定电压U = 220V,额定功率P = 40W,工作时间t = 10min = 10×60s = 600s。 * 根据P = UI,可得正常工作时的电流I=$\frac{P}{U} = \frac{40W}{220V} = \frac{2}{11}A$。 * 再根据电功公式W = UIt,可得W = 220V×$\frac{2}{11}$A×600s = 24000J。 * 也可以根据W = Pt(因为正常工作,实际功率等于额定功率),直接计算W = 40W×600s = 24000J。 例题 2 (中等难度) 题目:在如图所示的串联电路中,电源电压为6V,电阻R\_1=10Ω,电阻R\_2=20Ω,通电5分钟,电阻R\_1和R\_2分别做的电功。 解答: * 首先计算串联电路的总电阻R = R\_1+R\_2 = 10Ω + 20Ω = 30Ω。 * 根据欧姆定律I=$\frac{U}{R}$,可得电路中的电流I=$\frac{6V}{30Ω}$=0.2A。 * 因为串联电路电流处处相等,所以通过R\_1和R\_2的电流I\_1=I\_2=0.2A。 * 对于R\_1,根据W\_1=I$^2$R\_1t,t = 5min = 5×60s = 300s,则W\_1=(0.2A)$^2$×10Ω×300s = 120J。 * 对于R\_2,同理W\_2=I$^2$R\_2t=(0.2A)$^2$×20Ω×300s = 240J。 * 也可以根据串联电路电功之比等于电阻之比,$\frac{W\_1}{W\_2}=\frac{R\_1}{R\_2}=\frac{10Ω}{20Ω}=\frac{1}{2}$,总电功W = UIt = 6V×0.2A×300s = 360J,所以W\_1=$\frac{1}{1+2}$×360J = 120J,W\_2=$\frac{2}{1+2}$×360J = 240J。 例题 3 (较高难度) 题目:某电动机的额定电压为220V,正常工作时通过的电流为5A,电动机线圈电阻为4Ω,求电动机正常工作1小时,电流做的功以及线圈产生的热量。 解答: * 计算电流做的功,根据W = UIt,U = 220V,I = 5A,t = 1h = 3600s,则W = 220V×5A×3600s = 3.96×10$^6$J。 * 计算线圈产生的热量,因为电动机不是纯电阻电路,不能用电功公式计算热量,只能用焦耳定律Q = I$^2$Rt (这里的热量计算和电功计算不同),I = 5A,R = 4Ω,t = 3600s,所以Q=(5A)$^2$×4Ω×3600s = 3.6×10$^5$J。 以上就是初中科学中电功计算的重点难点内容及相关例题,希望能帮助你更好地掌握这一知识点。你若觉得某些部分需要深入讲解,或想尝试其他类型题目,欢迎随时告诉我。 (注:文档部分内容可能由 AI 生成)

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