電功率單元知識(shí)總結(jié)

教學(xué)內(nèi)容：電功率單元學(xué)問(wèn)總結(jié)教學(xué)目標(biāo)：通過(guò)復(fù)習(xí)歸納使學(xué)問(wèn)系統(tǒng)化，形成學(xué)生的學(xué)問(wèn)建構(gòu)。把握一些解題技巧。課時(shí)安排：3課時(shí)【本章學(xué)問(wèn)構(gòu)造】【本章學(xué)問(wèn)要點(diǎn)】電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)所做的功叫電功，電流做功的過(guò)程實(shí)質(zhì)是把電能轉(zhuǎn)變成其他形式能的過(guò)程．電功的計(jì)算公式：W＝IUt (3)電功的單位是焦耳：1J＝1V×1A×1sWP電功率是描述電流做功快慢的物理量，其定義式為

t PUI(這是伏安法測(cè)功率的原理)電功率的單位是瓦：1kWh3.6106J (留意：1kW·h就是“1度電”)U2P兩個(gè)計(jì)算公式： R ，PI2R(應(yīng)用公式計(jì)算實(shí)例相當(dāng)重要)電燈上標(biāo)有的“PZ220-25”的意義要明白．留意區(qū)分額定功率和實(shí)際功率．電能表：①“220V”電能表在220V電路中使用．②“10(20)A”電能表的額定電流為10A，瞬間可以允許最大電流不能超過(guò)20A．③“50Hz”電能表在50Hz的溝通電中使用．④“600revs／kW·h”電路中每消耗1kW·h的電能，電能表上的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)600轉(zhuǎn)．電功率的測(cè)量．電和熱的關(guān)系：電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，電能要轉(zhuǎn)化成熱能，此現(xiàn)象叫電流的熱效應(yīng)．家庭電流過(guò)大的緣由是：短路和用電總功率過(guò)大．家庭電路所用的保險(xiǎn)絲是由電阻率較大而熔點(diǎn)較低的鉛銻合金制成的．【本章考點(diǎn)】電功、電功率及單位和測(cè)量．用電器的額定電壓和額定功率．電功率和安全用電的常識(shí)。應(yīng)用電功、電功率解決實(shí)際問(wèn)題，同時(shí)能將本章學(xué)問(wèn)與歐姆定律和串、并聯(lián)電路結(jié)合起來(lái)應(yīng)用．【難題巧解點(diǎn)撥】[例1]某電燈正常工作的電壓為10V，給它串聯(lián)一個(gè)電阻后接入12V的電路中．此時(shí)電燈正常工作，電阻中的電流是500mA．求2min內(nèi)電流通過(guò)電燈做的功和電阻上消耗的電能．思路分析首先將各物理量的單位統(tǒng)一：U=10V，I=500mA=0.5A，t2min 260s120sWUIt10V05A120s600JII05A,U12V10V2V流對(duì)電阻做功與電阻消耗的電能一樣．(留意這一點(diǎn)的理解)W”U”It2V0.5A120s120J答：2min內(nèi)電流通過(guò)電燈做的功是600J，在電阻上消耗的電能是120J.[例2]“600r／kW·h”10min電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)445轉(zhuǎn)，求這段時(shí)間內(nèi)電冰箱消耗多少電能?思路分析電能表上“600r／kW·h”字樣的含義是指：接在這個(gè)電能表上的用電器每消耗lkW·h的電能，電能表上的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)600轉(zhuǎn)．依據(jù)“600r／kW·h”(這是分析關(guān)鍵)的意義和實(shí)際電能表轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)的轉(zhuǎn)數(shù)，就可以解題．45轉(zhuǎn)解：電冰箱消耗電能為

W600/kWh

0.075kWh

(10min時(shí)間已經(jīng)表達(dá)在45轉(zhuǎn)之中)由于1kWh36106J所以W007536106J27105J答：這段時(shí)間內(nèi)電冰箱消耗27105J的電能．[例3]燈泡上標(biāo)有“220V 40W”字樣，接在家庭電路中，通過(guò)燈絲的電流是 A，燈絲的電阻是 Ω．假設(shè)將此燈接在110V的電壓上，燈的實(shí)際功率是 W．(不考慮溫度對(duì)電阻的影響)思路分析 (要理解正常發(fā)光的意義)由電燈泡上的數(shù)字可知：燈泡必需接在220V的電路上正常發(fā)光，正常發(fā)光時(shí)的功率是40W．將燈接在家庭電路中，家庭電路電壓是220V，燈恰好正常發(fā)光，這時(shí)電流為：PI 額 U額UR 額L I額

40W 2 A220V 11220V 12102A11假設(shè)把燈接在110V電壓下，加在燈兩端的電壓小于額定電壓，所以實(shí)際功率比額定功率小．一般不考慮溫度對(duì)電阻的影響，燈絲的電阻是不變的，則UI 實(shí) RL

110V1210

1A11

(這點(diǎn)很重要)P U I實(shí) 實(shí)

110V111

A10WU2R L燈泡的實(shí)際功率還可以利用比例關(guān)系來(lái)求，由于燈絲電阻RL

不變，而依據(jù) L

P 有(要學(xué)會(huì)這種解題方法)U2 U2 額 實(shí)P P額 實(shí)U

110V2P ( 實(shí) U額

)2P額

40W10W220V點(diǎn)評(píng) 用電器的實(shí)際功率問(wèn)題是電學(xué)中的難點(diǎn)之一．用電器制成后，其電阻是肯定的．在額定電壓下，用電器正常工作，此時(shí)通過(guò)的電流是額定電流，功率到達(dá)額定功率．假設(shè)加在用電器兩端的電壓高于或低于額定電壓時(shí)，通U2R 額額過(guò)用電器的實(shí)際電流將大于或小于額定電流，這時(shí)的功率也不等于額定功率．仍可由 P額

求出用電器電阻，然U U2UIII UII后再依據(jù) 實(shí)

U IR P實(shí)、R P實(shí)、

P實(shí)求出實(shí)際功率，或者由

實(shí)UR 直接求出。(留意區(qū)分U

額與 實(shí)，

額與實(shí)，與 與 額 實(shí)[例4] 在下表中是某型號(hào)洗衣機(jī)的銘牌，依據(jù)此銘牌，求：在額定電壓下洗衣時(shí)，通過(guò)洗衣機(jī)的電流為多大?假設(shè)洗衣用1．5h，脫水用0．8h，洗衣機(jī)用電多少度?思路分析這是一個(gè)實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題．在理解和分析題時(shí)，要轉(zhuǎn)化為一個(gè)物理問(wèn)題處理，將實(shí)際條件和物理問(wèn)題對(duì)應(yīng)起來(lái)．通過(guò)銘牌的閱讀知道了兩種功率，一種電壓，依據(jù)題中條件的兩種不同時(shí)間，和這兩種功率對(duì)應(yīng)起來(lái)，分別求出消耗的電能，然后再求總耗電能．1度電＝1kW·h．解：(1)通過(guò)洗衣機(jī)在洗衣時(shí)的電流為PI 1U

220V

1.6A(2)洗衣時(shí)消耗的電能W Pt1 11

0.35kW1.5h0.525kWh脫水時(shí)消耗的電能W Pt2 22

0.32kW0.8h0.256kWh洗衣機(jī)消耗的電能WW W1 2

0.525kWh0.256kWh0.781kWh答：洗衣時(shí)的電流為1．6A，洗衣和脫水共用0．781度電．[例5]某盞燈標(biāo)有“3V1W”字樣，接在電壓不變的電源上恰好正常發(fā)光．求：(1)此時(shí)通過(guò)燈絲的電流；燈絲的電阻；通電2min燈消耗的電能．(2)假設(shè)使燈消耗的電功率減為0．36W，需串聯(lián)一個(gè)阻值多大的電阻后接在原電源上才行．思路分析燈接在電源上恰好正常發(fā)光，說(shuō)明燈是在額定電壓下工作，功率到達(dá)額定功率，通過(guò)的電流為額定電流．假設(shè)燈的功率減為0．36W，說(shuō)明此時(shí)所加電壓低于額定電壓，通過(guò)的電流將隨之轉(zhuǎn)變，但燈絲的電阻將保持不變．(請(qǐng)留意這一點(diǎn))PI解：(1)燈正常發(fā)光時(shí)的電流： U

1W3V

0.33AU2R燈絲的電阻： P

(3V)2 91W9

(這是求電阻的一種方法)2min：WPt1W260s120J0.36W9(2)先求燈的功率減為0．36W時(shí)通過(guò)的電流P0.36W9P”RI”P(pán)”R所以

0.2A此時(shí)電路的總電阻：

UR”

3V0.2A

15則需串聯(lián)的電阻阻值為R R”R1596串21 [例6] 在圖7-1中，電壓表V的示數(shù)為10V，電壓表V的示數(shù)為2V，現(xiàn)調(diào)整滑動(dòng)變阻器，使V示數(shù)為1．5V，則電阻R上電壓為 ，此時(shí)電壓表V的示數(shù)為 ．21 思路分析依據(jù)題意應(yīng)用歐姆定律滑動(dòng)變阻器沒(méi)有調(diào)整時(shí)：(這是此題的第一個(gè)條件)U UI 1 I 2，1 R 2 R，1 2

UUU，2 U，

10V2V8V I I，1 2，U U UU1 2 U，R R，1 2

R 12R (留意比值的關(guān)系)2R 2V 11 R 8V 421 滑動(dòng)變阻器調(diào)整后：I”I” 1 U” R 11 1U” R 42 2U” 4U”41.5V6V2 1U”U”U” 1.5V6V7.5V1 2答：空應(yīng)填6V；7．5V.點(diǎn)評(píng) 使用歐姆定律時(shí)，要找出各局部電路的電壓、電流及電阻的關(guān)系．假設(shè)電路變化了，也要找出相應(yīng)變化后的電壓、電流及電阻的關(guān)系．即“段段對(duì)應(yīng)”．[例7] 某電爐，額定電壓是220V，額定功率是500W，假設(shè)將電爐絲等分兩段，把其中一段接入110V電壓的電源，這段電爐絲的實(shí)際功率是多少?思路分析U2 RP

UU”電爐的功率 R ，當(dāng)把電爐絲等分后，每一段電爐絲的電阻為2，所加電壓減到110V時(shí)，電功率P”可求．

2，因此解：1

U”2R”1

2R2

U2R

P 500W 250W2 2答：這段電爐絲的實(shí)際功率為250W．點(diǎn)評(píng) 解此題的方法有很多，但是千萬(wàn)不要認(rèn)為電阻和電壓都減到一半，因此電流強(qiáng)度不變，還是500W．(這點(diǎn)是解題的關(guān)鍵)1 2 [例8] 如圖7-2所示，電路兩端所加電壓為220V，且保持不變．現(xiàn)在有三盞電燈L、L 、L 分別標(biāo)有“220V15W”、“220V 30W”、“220V 100W”1 2 S1S2都閉合時(shí)，L2L1L3不亮；S1S2都斷開(kāi)時(shí)，L3L2L1不亮；S1S2L2L1L3都不亮；1 2 2 3 當(dāng)S、S 都斷開(kāi)時(shí)，L 比L亮，L1 2 2 3 由開(kāi)關(guān)運(yùn)動(dòng)使電路構(gòu)造發(fā)生變化時(shí)，首先要推斷電路的連接方式，并畫(huà)出相應(yīng)的等效電路．題目給出電壓U不U21R1變，由

P 分別求出三盞燈的電阻R

3227 R，2，

1613 R，3，

484．12當(dāng)SS12

都閉合時(shí)，如圖7-3L

1L3L和1L3

PL并聯(lián)．由L

U2R (請(qǐng)留意這里的分析方31法不同)可知當(dāng)U一樣時(shí)，P跟R成反比．由于R31

R P

PL

比 1亮，選項(xiàng)A正確．11 2 2 222L當(dāng)S、S 都斷開(kāi)時(shí)，如圖7-3(乙)所示，L被斷路而不亮，L 和L串聯(lián)．由P11 2 2 222L2法不同)可知當(dāng)I一樣時(shí)，P跟R成正比．由于R2

R ，所以P

PL

比 3亮，選項(xiàng)D正確，而B(niǎo)不對(duì)．31 2 3 322當(dāng)S斷開(kāi)、S 閉合時(shí)，如圖7-3(丙)所示，L被斷路，L被短路，均不亮，電路中只有L 31 2 3 322[例9]電烙鐵使用前需要肯定的預(yù)熱時(shí)間，所以承受圖7-4所示的電路．在臨時(shí)不需要焊接時(shí)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，使電烙鐵處于預(yù)熱狀態(tài)；當(dāng)需要焊接時(shí)，閉合開(kāi)關(guān)S，就能很快到達(dá)焊接溫度．假設(shè)有一個(gè)“220V25W”的電烙鐵預(yù)熱，燈泡L800Ω，求：在預(yù)熱狀態(tài)下電烙鐵消耗的功率為多少?整個(gè)電路消耗的功率是電烙鐵正常工作時(shí)消耗功率的百分之幾?思路分析電烙鐵在預(yù)熱狀態(tài)時(shí)，相當(dāng)于電烙鐵和燈泡L組成串聯(lián)電路．此時(shí)功率為預(yù)熱時(shí)的功率．正常工作時(shí)的功率即為00P 25WPP為00

相比，求出所占比例．(從條件確定)1解R1U2R 1

(220V)2

19361 P 25W1預(yù)熱時(shí)的總電阻為RRR R1

19368002736通過(guò)串聯(lián)電路的電流IU 220VR 2736

0.08A電烙鐵消耗的電功率P I2R烙 1

(0.08A)2

193612.4W整個(gè)電路消耗的功率PI2R(0.08A)2

273617.5WP 17.5WP 25W0

70%

(區(qū)分P

、PP0

這三個(gè)功率)烙答：預(yù)熱時(shí)電烙鐵的功率為12.4W；整個(gè)電路的功率是電烙鐵正常功率的70％．烙[例10]7-5所示，煮飯時(shí)，按下溫控開(kāi)關(guān)S與α、b接觸，紅色指示燈亮；飯熟后，溫控開(kāi)關(guān)S自動(dòng)斷開(kāi)．當(dāng)飯溫度低于68℃時(shí)，S自動(dòng)上升與觸點(diǎn)C接通，電飯鍋處于低溫加熱狀態(tài)，黃色指示燈亮，到68℃時(shí)即自動(dòng)斷開(kāi)．如此反復(fù)．(紅、黃指示燈電阻很小，計(jì)算時(shí)可無(wú)視不計(jì))RR各起什么作用?21 假設(shè)煮飯時(shí)發(fā)熱板功率為726W，而低溫加熱時(shí)發(fā)熱板動(dòng)率為72．6W，求R 的大小．思路分析 21 2 1 2電飯鍋煮飯時(shí)，紅燈亮，R與紅燈串聯(lián)，所以紅燈及R阻值比較大；電飯鍋保溫時(shí)，R 與R 、黃燈串聯(lián)，由串聯(lián)電路的特點(diǎn)，2 1 2解：電飯鍋煮飯時(shí)U2P 726WR0

(留意兩個(gè)不同狀態(tài)下電路的關(guān)系)電飯鍋保溫時(shí)P”I2R0

U2 R(R R )2 0 2

72.6WP R R P 0 2P” R0

10得R (得2

1)R10010U2R 00 P

(220V)2726W

67

R

的作用)010R (102

01)67145答：電飯鍋中R2的阻值為145Ω．1 [例11] 將電燈L“110V 20W”和電燈L “110V 40W”串聯(lián)在220V的電源上1 光?思路分析通過(guò)額定功率及額定電壓求出它們的電阻．U2R 1

6051解： 1 P1

20WU2 (110V)2R 2 2 P

30321 2 1 L與L 串聯(lián)時(shí)它們的電流相等II 1 2 1 UIR R1

220V605303

0.24A1 L與L 1 P I2R1 1

(0.24A)2

60534.8WP I2R2 2

(0.24A)2

30317.4W答：兩燈不能正常發(fā)光．1 2 1 2 點(diǎn)評(píng)LLL燈被燒壞，就造成電路斷開(kāi)，因此L和L1 2 1 2 [例12]一個(gè)電動(dòng)機(jī)的電阻為0．2Ω，額定電壓是6V，把它