電功和電功率考試復(fù)習(xí).doc

高三物理復(fù)習(xí)講義：電功和電功率一、知識概述電功和電功率是本章兩個(gè)重要的概念，在運(yùn)用公式解決問題時(shí)要注意公式的適用范圍；理解電功和電熱、電功率和熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。補(bǔ)充內(nèi)容：電路的串、并和混聯(lián)電路是初中知識的基礎(chǔ)上的擴(kuò)充和提高，也是知識系統(tǒng)化的歸納和整理；其重、難點(diǎn)是運(yùn)用歐姆定律和串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)解決混聯(lián)電路的問題。二、重、難點(diǎn)知識歸納和講解（一）電功和電熱1、電功：電流流過導(dǎo)體，導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷在電場力的作用下發(fā)生定向移動，在驅(qū)使自由電荷定向運(yùn)動的過程中，電場力對自由電荷做了功，簡稱為電功。電功是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的量度。其計(jì)算公式：W=qU，W=UIt，W=Pt是普適公式而W=I2Rt和，只適用于純電阻電路的運(yùn)算。單位：1度=1千瓦時(shí)=3.6106焦耳。2、電熱：Q=I2Rt是焦耳通過多次實(shí)驗(yàn)得到的，是電能轉(zhuǎn)化為熱能的定量計(jì)算公式。變形公式：。3、電功和電熱的關(guān)系：WQ 4、電流通過做功，電能全部轉(zhuǎn)化為熱能的電路叫純電阻電路；電能只有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、化學(xué)能等的電路叫非純電阻電路. （二）電功率和熱功率1、電功率：電功率是描述電流做功快慢的物理量。由功率公式P=W/t得P=UIt/t=UI，這兩個(gè)公式是普適公式，而P=I2R，P=只適用于純電阻電路。2、電熱功率：電熱功率是描述電流做功產(chǎn)生電熱快慢程度的物理量。由功率。3、電功率和電熱功率的關(guān)系：PPQ. 4、額定功率和實(shí)際功率. （1）額定功率：指用電器正常工作時(shí)的功率，當(dāng)用電器兩端電壓達(dá)到額定電壓時(shí)，電流也達(dá)到額定電流，功率達(dá)到額定功率。（2）實(shí)際功率：指用電器在實(shí)際電壓下電流做功的功率，只有當(dāng)實(shí)際電壓等于額定電壓時(shí)，實(shí)際功率才等于額定功率。（3）在忽略R的變化時(shí)，有如下關(guān)系：（三）串聯(lián)電路的特點(diǎn)1、電流：串聯(lián)電路中電流強(qiáng)度處處相等：I=I1=I2=I3. 2、電壓：串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各串聯(lián)導(dǎo)體兩端的電壓之和。U=U1U2U3. 3、電阻：串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)導(dǎo)體的電阻之和。R=R1R2R3. 4、分壓原理：串聯(lián)電路中的電阻起分壓作用，電壓的分配與電阻成正比。U1U2U3=IR1IR2IR3=R1R2R35、電功率、電功：串聯(lián)電路中的電功率、電功與電阻成正比。P1P2P3=I2R1I2R2I2R3=R1R2R3 W1W2W3=I2R1tI2R2tI2R3t=R1R2R3（四）并聯(lián)電路的特點(diǎn)1、電流：并聯(lián)電路中干路中的總電流等于各支路中電流之和。I=I1I2I3. 2、電壓：并聯(lián)電路中，各支路兩端的電壓都相等。U1=U2=U3=U 3、電阻：并聯(lián)電路中，總電阻的倒數(shù)，等于各支路電阻的倒數(shù)之和. . 4、分流原理：并聯(lián)電路中的電阻起分流作用，電流的分配與電阻成反比。I1I2I3=5、電功率、電功：并聯(lián)電路中各支路中的電功率、電功與電阻成反比。P1P2P3= W1W2W3=（五）混聯(lián)電路1、解決混聯(lián)電路的方法是：（1）求混聯(lián)電路的等效電路； （2）運(yùn)用歐姆定律和串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。2、畫等效電路圖即是等效替代的方法；對復(fù)雜電路進(jìn)行等效變換的一般原則是：（1）無阻導(dǎo)線可縮成一點(diǎn)，一點(diǎn)也可以延展成無阻導(dǎo)線； （2）無電流的支路化簡時(shí)可以去掉；（3）電勢相同的點(diǎn)可以合并；（4）理想電流表可以認(rèn)為短路，理想的電壓表可認(rèn)為斷路，電壓穩(wěn)定時(shí)，電容器處可認(rèn)為斷路。三、例題精析例1、如圖所示的電路中，三個(gè)電阻的阻值相等，電流表A1、A2和A3的內(nèi)電阻均可忽略，電流表的讀數(shù)分別為I1、I2和I3，則I1I2I3=_。例2、一直流電動機(jī)線圈內(nèi)阻一定，用手握住轉(zhuǎn)軸使其不能轉(zhuǎn)動，在線圈兩端加電壓為0.3V，電流為0.3A，松開轉(zhuǎn)軸，在線圈兩端加電壓為2V時(shí)，電流為0.8A，電動機(jī)正常工作。求該電機(jī)正常工作時(shí)，輸入的電功率是多少？電功機(jī)的機(jī)械功率是多少？高考真題例 1、如圖所示電路由8個(gè)不同的電阻組成，已知R1=12，其余電阻阻值未知，測得A、B間總電阻為4。今將R1換成6的電阻，則A、B間的總電阻變?yōu)開。（提示：用等效替代法）例 2、現(xiàn)代商場中一般都安裝自動扶梯。某商場有一臺傾角為30的自動扶梯，該扶梯在電壓為380V的電動機(jī)帶動下以0.4m/s的恒定速率向斜上方移動，電動機(jī)的最大輸出功率為4.9kW，不載人時(shí)測得電動機(jī)的電流為5A。若載人時(shí)扶梯的移動速率和不載人時(shí)相同，則這臺自動扶梯可同時(shí)乘載的最多人數(shù)為多少？（設(shè)人的平均質(zhì)量為60kg，g=10m/s2）例1、精析：依題意可知三只電流表電阻均不計(jì)，可用導(dǎo)線取而代之，故得等效電路圖如圖所示。無阻導(dǎo)線所連的 A、A可視為一點(diǎn)，B、B也可視為一點(diǎn)，則其等效電路圖又可改畫成圖乙所示。顯然，三個(gè)等值電阻R1、R2、R3是并聯(lián)的。最后將三個(gè)電流表分別補(bǔ)接在相應(yīng)的位置上，可得等效電路圖如丙。由并聯(lián)電路的分流關(guān)系可知，通過各電阻的電流相等，設(shè)為 I。分析等效電路如圖丙可知：I1=3I，I2=2I，I3=2I。由此可得出I1、I2、I3的比例關(guān)系。答案： I1I2I3=322。例2、精析：（1）由于電動機(jī)不轉(zhuǎn)動時(shí)，其消耗的電功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故可看作純電阻電路，由歐姆定律得電動機(jī)線圈的內(nèi)阻為. （2）電動機(jī)轉(zhuǎn)動時(shí)，消耗的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和機(jī)械能，其輸入功率為：P入=I1U1=0.82=1.6W. 電動機(jī)的機(jī)械功率為：P機(jī)=P入I12r=1.60.821=0.96W 說明：（1）在非純電阻電路中，要注意區(qū)別電功和電熱；（2）對電動機(jī)：輸入的功率P入=IU，發(fā)熱功率P熱=I2R，輸出功率即機(jī)械功率為P機(jī)=P入P熱=UII2R 高考真題例1、解析：將所有未知電阻等效為一個(gè)未知的電阻 R，這樣電路可看作R和R1的并聯(lián)，所以AB間的總電阻為：. 由當(dāng) R1=12時(shí)，RAB=4，得R=6，則當(dāng)R1=6時(shí)，RAB=3。答案： 3 說明：“等效替代法”是求解直流電路的常用方法。解題時(shí)要根據(jù)題目條件，恰當(dāng)?shù)剡x取等效替代物進(jìn)行求解。例2、解析：本題屬于力、電小綜合題，求解這樣的物理問題的關(guān)鍵是建立物理模型，本題實(shí)際上是物理中電動機(jī)提升重物的模型，主要考查電功率、機(jī)械功率、能量轉(zhuǎn)化和守恒定律或功能關(guān)系等知識。解法（