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电学复习电功电功率

发布时间:2014-03-06 19:23:38  

电学专题复习三

电功、电功率

一、电功 (W)
(1)电功——电流做功. 电流做功的过程实质是电能 转化为其他形式的能。
(2)公式 W = U I t

(3)单位: 焦耳(J)、 千瓦时(kwh)

1kwh = 3.6×106J

电和热 电流具有热效应,电流通过导体要 发热,在这个过程中电能转化为内能。 焦耳定律:电流通过某段导体产生 的热量,跟通过这段导体的电流的平方 成正比,跟这段导体的电阻成正比,跟 通电的时间成正比,这个规律叫做焦耳 定律。 数学表达式:Q=I2Rt

纯电阻电路
电能 电流做功 内能

W = U I t

Q = I2 R t

(W=Pt= UIt= I2Rt=U2/Rt)
非纯电阻电路
电能

电流做功

内能 和 其它能

W = U I t

Q = I2 R t

二. 电功率(P)
(1)意义—— 表示电流做功的快慢。 (2)定义—— 电流在1秒钟内所做 的功叫做电功率。 (3)公式:P=W/t=UI=I2R=U2/R

(4)单位: 瓦特 (W) 千瓦 (KW)
1W= 1J/S=1V?A

测量用电器电功率的方法: 原理
电能表法 伏安法
W P? t

主要仪器
电能表 秒表

P=UI

电流表 电压表

滑动变阻器

练一练

小明同学刚学完电功、电功率知识, 有一天回到家中发现有几只灯泡。其中一只 标有“220V,40W”字样,由此他想到以下问 题: 问题1:灯泡上面的“220V,40W”表示什么意思?
答: “220V”表示这只灯泡的额定电压是220伏;
“40W”表示这只灯泡的额定功率是40瓦。

问题2:小明想:若把此灯接在电路中,这 只灯泡的功率一定是40瓦吗? 答:不一定。只有在220伏电压下工作时, 这只灯泡的功率才是40瓦。若实际电压高 于220伏,它的功率就大于40瓦;若实际 电压低于220伏,灯泡的功率就小于40瓦。

问题3:此灯正常工作时,灯丝电阻多大?
U 解:由P=UI 和 I ? R U2 得:R ? P 2 U额 那么 R 灯= P额
(220V ) 2 ? ? 1210? 40W

问题4:此灯正常发光时电流多大? 解:由电功率P=UI,可知 正常发光电流:
40W 2 I? = = A ? 0.18A U 额 220V 11 P额

问题5:灯正常发光时,半小时内电流 做了多少功? 电流所做的功:
W ? UIt 2 ? 220V ? A ?1800s 11 ? 7.2 ?10 4 J

问题6:求出“220V 40W”的灯泡接在110 伏电压下的实际功率。
方法一:先根据R=U额2/P额,求出电灯的阻 值。再根据P实=U实2/R,算出电灯的实际功 率。 方法二:若不考虑电阻的变化,根据R=U额 2/P 和R=U 2/P ,得出U 2/P =U 2/P , 额 实 实 额 额 实 实 从而算出P实。

问题7:小明同学又想,如果把此灯接在

380伏的电路上,会发生什么现象?
答:根据
U2 P= R
2 2 U实 (380V) P实= = ? 119 W R 1210?



由于P实远大于P额 ,所以灯丝很快被损坏。

问题8:要在此电压(380伏)下仍然使灯正常 工作,你有什么办法? “220V,

40 R
/

W”

方法:给此灯串联一个电 阻,如右图:
U=380V

那么串联电阻应满足什么条件?
解:R/两端电压U/=U总-U额=380V-220V=160V
40 W 2 = = A=0.18A 而电路中的电流 I ? U 额 220V 11 / U 160V ' R ? ? ? 880? 所以 2 I A 11 P额

问题9:如果只有几只这样的灯泡,而没有电 阻,还有什么方法也可以使它工作? 方法:可以将两个这样的灯泡串联起来组 成串联灯,这样既能起到照明作用, 同时还可以延长灯泡寿命。
“220V,40W”“220V,40W”

U=380V

问题10:小明同学又拿起一只灯泡标有
“220V,25W”字样,他想若将此灯与

“220V,40W”的灯泡并联,接到220伏的
电路中哪个灯泡会更亮一些?
答:因为并联支路两端电压相等U=U1= U2,故两灯两端电压都等于额定电压220伏, 所以消耗的功率也都等于各自的额定功率, 所以“220V,40W”灯泡的功率大,并且会更 亮一些。

问题11:把这两个灯泡(“220V,25W”, “220V,40W”)串联起来,接到220伏的电路中,

哪个灯泡消耗的功率大?)
分析:从
R?
2 U额

相同的情况下,额定功率小的灯丝电阻大,即
“220V,25W”的灯丝电阻比“220V,40W”的灯 丝电阻大,又因为串联电路中电流处处相等,即 I1=I2 =I。根据P=I2R可知,电阻大的消耗的 电功率大,所以两灯串联后“220V,25W”灯泡

P额

可知,在额定电压

消耗的功率大,即此灯亮。

问题12:现在有两个铭牌模糊的普通灯泡,你 怎么帮助鉴别?(几种方法)





“220V,100W”

“220V,40W”

方法一:并联在220V的电源上,较亮 的是100w,较暗的是40w。
方法二:串联在220V的电源上,较亮 的是40w,较暗的是100w。

方法三:灯丝较粗的是100w,较细的 是40w。

问题13:灯丝断了以后搭接上,再接到 原来的电路上使用,灯泡比原来要亮些, 为什么?搭接后的灯泡在以后的使用中 为什么还是从搭接处烧断?灯泡用的时 间久了亮度会有什么变化?

问题14:小明还找到一只照明灯泡,但它 的功率值已模糊不清,可通过什么方法知 道它的功率? 【分析】可用实验的方法解决:把灯泡 与电能表连接起来,接入电路,用电能 表测出一定时间内电流所做的功,并用 W 秒表测出时间,根据公式 P ? 则可 t 求得功率。

问题15:小刚有一个“110V,40W”和一个 “110V,100W”的灯泡,可是家里都是220 伏的电源,不能直接使用。他想串联电路两 端的总电压等于各部分电路的电压之和。正 好110V+110V=220V。两个灯泡串联,就可 以使用了,可是在实际使用的时候,两个灯 泡都不能正常发光,而且“110V,40W”的 灯泡很快被烧毁。请你想一想,然后再计算 一下,在串联电路里能不能用

加上一个电阻 的办法使两灯泡正常发光。

联系实际的电学问题
1、阅读说明书中的技术数据

2、获取其中有关电学的技术数据
3、在众多的数据中,你主要采取

什么办法快速获取电学数据的?

例1 浴霸的工作原理是用半导体陶瓷发热 元件及红外线光源作为双重热源,通过红 外灯泡的热辐射升高室内温度,它能迅速 将电能转换成光和热,浴霸的最大优点是 升温快、功率小、耗电少。

下表是某个浴霸的说明书 :
◇红外线辐射加热取暖,高安全,低能耗

◇健康负离子功能,能清新空气
◇新型塑胶箱体,耐温高,抗老化能力强

◇内置换气功能,排污去浊更健康
◇特有专用照明灯,节省浴室空间

◇功率:灯暖245W×2

风暖1200W
负 离 子 1W

照 明 60W 吹 风 / 换 气 30W ◇吊顶与房屋顶部间夹层高度250mm

某次洗浴时,所有的功能都打开,

假设洗浴时间为20分钟,市民用电
0.48元/度,则该次洗浴共消耗 电能 度,所需电费 元。

总结: (1)信息的呈现方式: 文字、表格、图形等等 (2)提炼信息: 直奔主题,快速找出与本题相关
的物理量,如P、U、W等 (3)处理信息:由公式求解。

1 .如图是电饭锅加热和保温时的电路 示意图。设加热时的功率为 1100 瓦, 保温时的功率为 5 瓦,( 1 )用学过的 公式推理说明,电饭锅处于加热状态 时,开关S是断开还是闭合?
(2)R2的阻值是多大?
220V S

R2

R1

2. 电烙铁使用前需要一定的预热时间,因而若暂时不 用也要接在电源上,这样既费电又会造成烙铁头氧化 而不易沾锡。所以,有时采用如图所示电路,工作时 处于加热状态和休息时处于保温状态(U不变)
(1)用公式说明S与哪个触点接触时,电

烙铁处于加热状态?
(2)若加热时功率是 保温时功率的10倍, 求R 1:R 2 220V S 1 2

R1
R2

3. 饮水机是一种常见的家用电器,其工作电路 可简化为如图所示的电路,其中S是一个温控开 关。当开关 S 接 a 时,饮水机正常工作,将水迅 速加热,当水达到一定温度时,开关S自动切换 到b,饮水机处于保温状态。若饮水机正常工作 时发热板的电功率为 550W ,而保温时发热板的 功率是正常工作时的功率的0.1倍,
求电阻R1的阻值。
S 220V

b
a

R0

R

4. 如图,是一电热毯示意图, R0 是电热毯中的 电阻丝, R 是与电热毯电阻丝串联的电阻,电热 毯标有“220V 100W”字样,S是控制电热毯处于 加热状态或保温状态的开关。
( 1 )用学过的公式推理说明开关 S 断开时,电 热毯是处于加热状态还是保温状态? (2)若要求在保温时电流通过电阻丝R0
S

每分钟有60焦的电能转化为
内能,电阻R的阻值是多大? 220V
R

R0

电饭锅

S
220V R2 R1

电烙铁
S 220V 1 2

R1
R2

饮水机
b S 220V R0

电热毯
S R
R

a

220V

R0

友情提示:
别忘了画每个状态的电路图, 并标出各已知量??

联系实际的电学问题:
1、题目的特点:
联系实际、情景新、材料多、
题目长、电路图复杂 等

2、一般解题思路:
(1)仔细阅读材料,提取有效信息; (2)寻找合适的公式,或画各状态

的等效电路图; (3)理清解题思路,规范作答。


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