主題III第三講電功、電功率課件

主題III電學(xué)

第三講電功、電功率

一、電功

二、電功率

三、電熱器

一、電功

1.電流做功過程的實(shí)質(zhì)：是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程，電流做了多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。

2.電功：（1）定義：電流所做的功。（2）計(jì)算公式：W=UIt。單位：W-焦（J），U-伏（V），I-安（A），t-秒（s）。利用W=UIt計(jì)算電功時(shí)注意：①式中的W、U、I和t是同一段電路；②計(jì)算時(shí)單位要統(tǒng)一；③已知任意的三個(gè)量都可以求出第四個(gè)量。（3）單位：kW·h、J和度，1kW·h=

J、1度=

kW·h。1kW·h表示電流在1h內(nèi)所做的功是1kW·h。（4）測(cè)量：電能表。電能表串聯(lián)接在電路中，電能表的計(jì)數(shù)器上前后兩次讀數(shù)之差，就是這段時(shí)間內(nèi)用電的度數(shù)。電能表示數(shù)的最后一位是小數(shù)。3.6×106

1

二、電功率

1.電功率：（1）定義：電流在

內(nèi)所做的功叫做電功率。（2）意義：表示電流做功的

。（3）計(jì)算公式：P=UI、P=W/t，單位：P-瓦（W），W-焦（J），

t-秒（s），U-伏（V），I-安（A）。（4）單位：W、kW，1kW=

W。

2.額定電壓：用電器

工作時(shí)的電壓。

3.額定功率：用電器在

電壓下工作時(shí)的功率。

三、電熱器

1.電流的熱效應(yīng)：電流通過各種電器時(shí)，都要發(fā)熱，即電熱。2.電熱器是利用電來加熱的設(shè)備，如電爐、電烙鐵、電熨斗、電飯鍋、電烤爐等，電熱器的主要組成部分是發(fā)熱體，發(fā)熱體是由電阻率大、熔點(diǎn)高的電阻絲繞在絕緣材料上做成的。單位時(shí)間

快慢

1000正常

額定

2.測(cè)電功率：（1）用電能表測(cè)量電功率：?jiǎn)为?dú)讓某一用電器工作，利用電能表測(cè)量出一段時(shí)間t內(nèi)電能表轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)數(shù)n，由電能表上的參數(shù)和轉(zhuǎn)數(shù)n計(jì)算出這段時(shí)間內(nèi)消耗的電能W，根據(jù)P=W/t計(jì)算出用電器的電功率。（2）伏安法測(cè)小燈泡的電功率：①實(shí)驗(yàn)原理：P=UI；②電路圖：如圖1；③實(shí)驗(yàn)器材：電源、小燈泡、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線若干。說明：該實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的作用是讓小燈泡兩端的電壓高于、等于、低于其額定電壓，以觀察比較三種情況下小燈泡的亮度。

圖1

3.電能表銘牌（如圖2）的意義：①“220V10（20）A”中的“220V”是指這個(gè)電能表應(yīng)接在220V的電路中；“10A”是指這個(gè)電能表的標(biāo)定電流，“20A”是指短時(shí)間內(nèi)允許通過電能表的最大電流。②“3000r/kW·h”是指接在這個(gè)電能表上的用電器每消耗1kW·h的電能，電能表上的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了3000轉(zhuǎn)。③“50Hz”是指這個(gè)電能表應(yīng)該在頻率為50Hz的交流電路中使用。

4.電功和電功率的區(qū)別：圖2

5.電功和電功率的計(jì)算式：

W=UIt和P=W/t＝UI是計(jì)算電功和電功率普遍適應(yīng)公式，還可用以下變形式：W=I2Rt、W=U2t/R、W=Pt和P=I2R=U2/R，變形式只適應(yīng)于如電爐等純電阻的用電器。因?yàn)榇?lián)電路中電流處處相等，在串聯(lián)電路中一般用公式W=I2Rt、P=I2R；因?yàn)椴⒙?lián)電路中各支路兩端的電壓相等，在并聯(lián)電路中一般用W=U2t/R、P=U2/R；在已知銘牌或家庭電路中求電能時(shí)，往往用W=Pt。思路點(diǎn)撥：本題易錯(cuò)選B，易錯(cuò)原因是不能正確選擇電功率的公式求實(shí)際功率。先利用A、B圖像，根據(jù)R=U/I得出電阻大?。辉俑鶕?jù)串并聯(lián)電路的特點(diǎn)、歐姆定律和電功率的公式得出正確結(jié)論。解析：由圖像可求得RA＞RB。若將A、B兩電阻串聯(lián)在某電源兩端，通過它們的電流相等，根據(jù)U=IR可知，UA＞UB；根據(jù)P=I2R可知，PA＞PB。若將A、B兩電阻并聯(lián)在某電源兩端時(shí)，兩電阻兩端的電壓相等，即UA=UB；根據(jù)P=U2/R可知，PA＜PB。答案：D

例2如圖4所示，電源電壓保持不變。只閉合開關(guān)S1，燈泡L正常發(fā)光，再閉合開關(guān)S2，則（）A.電流表示數(shù)變大，燈變亮B.電流表示數(shù)變小，燈變暗C.小燈泡的額定功率變大D.電路中的總功率變大

思路點(diǎn)撥：本題易錯(cuò)選A，易錯(cuò)原因是以為開關(guān)S2閉合后，干路電流增大，小燈泡變亮。本題中小燈泡與電阻并聯(lián)，Ｒ支路中開關(guān)的斷開與閉合對(duì)小燈泡的亮暗沒有影響的。解析：本題考查并聯(lián)電路中的電功率。從圖中可知，開關(guān)S2閉合時(shí)，燈泡L與電阻R并聯(lián)在電路中，故開關(guān)閉合前后，燈泡兩端的電壓不變，燈泡的亮度不變，A、B錯(cuò)誤；小燈泡的額定功率是一定的，故C錯(cuò)誤；開關(guān)S2閉合后，電源電壓不變，電路中的干路電流增大，根據(jù)P=UI可知，總功率變大，故D正確。答案：D

圖4

例3（2012·桂林）小明同學(xué)家里的電熱飲水機(jī)有加熱和保溫兩種功能，可由機(jī)內(nèi)溫控開關(guān)S0進(jìn)行自動(dòng)控制。小明從說明書上收集到如下表中的部分?jǐn)?shù)據(jù)和圖5所示的電路原理圖。請(qǐng)解答如下問題：（計(jì)算結(jié)果若不能整除，保留一位小數(shù)）（1）這個(gè)電熱飲水機(jī)正常工作時(shí)，在加熱狀態(tài)下的總電流大約是多大？（2）若電阻R2的阻值為1210Ω，則電阻R1的阻值為多少？（3）在傍晚用電高峰期，供電電壓可能會(huì)下降。當(dāng)實(shí)際電壓只有198V時(shí)，這個(gè)電熱飲水機(jī)加熱的實(shí)際功率是多大？

圖5

本塊知識(shí)實(shí)驗(yàn)探究題主要是“測(cè)定小燈泡的電功率”和“探究電流熱效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)”?？碱}包括實(shí)驗(yàn)實(shí)物圖連接、電路圖的畫法、電壓表、電流表的量程選擇和讀數(shù)、實(shí)驗(yàn)故障的判斷、實(shí)驗(yàn)操作正誤和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理等。

例題（2012·河南）用圖6所示的實(shí)驗(yàn)電路，測(cè)量一個(gè)標(biāo)有“2.5V”字樣的小燈泡的額定功率。（1）請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)畫出與圖6對(duì)應(yīng)的電路圖。圖6（2）閉合開關(guān)后，電流表和電壓表的示數(shù)都較小，小燈泡不發(fā)光，其原因是

。（3）經(jīng)過調(diào)整后，小燈泡發(fā)光，但如何使小燈泡正常發(fā)光呢？你的措施是

。（4）愛探究的小強(qiáng)用另一只電流表A2和一個(gè)5Ω的定值電阻R，連接了如圖7甲所示的電路，同樣測(cè)出了小燈泡的額定功率。具體操作：閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電流表A2的示數(shù)為

A，小燈泡正常發(fā)光。此時(shí)電流表A1的示數(shù)如圖7乙所示，則小燈泡的額定功率為

W。

圖7

思路點(diǎn)撥：小燈泡的發(fā)光情況由實(shí)際功率決定，通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使小燈泡正常發(fā)光。解析：（2）滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值較大，電路中電流太小，小燈泡的實(shí)際功率較小，沒有達(dá)到小燈泡的發(fā)光功率，所以小燈泡不發(fā)光。（3）小燈泡在額定電壓下能正常發(fā)光，要使小燈泡正常發(fā)光，可以調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片使小燈泡兩端電壓等于小燈泡額定電壓。（4）電流表A2與定值電阻串聯(lián)，相當(dāng)于電壓表，使并聯(lián)電路電壓等于小燈泡額定電壓2.5V時(shí)，小燈泡可以正