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电功率教案

发布时间:2013-12-07 10:31:14  

电功率

一、

1.

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? 考点、热点回顾第一节 电能

? 电功:电流所做的功叫电功。 W 61kW·h=3.6×10J 电流做功的过程,实际上就是电能转化为其他形式能的过程。 电流在某段电路上所做的功,等于电功率与通电时间的乘积,还等于这段电路两端的电压与电路中的电流以及通电时间的乘积。 电功的计算公式为: 电能表:测量电功的仪表是电能表(也叫电度表)。下图是一种电能表的表盘。 表盘上的数字表示已经消耗的电能,单位是千瓦时,该数的前四位是整数,第五位是小数部分,即1234.5kW·h。 “10(20A)”表示这个电能表的标定电流为10A,额定最大电流为20A。 “50Hz”表示这个电能表在50Hz的交流电中使用; “600revs/kW·h”表示接在这个电能表上的用电器,每消耗1千瓦时的电能,电能表上的表盘转过600转。 根据转盘转数计算电能或根据电能计算转盘转数时,可以列比例式: 列出的消耗电耗1kW?h?比例式类似于 电表转数600revs/kW?h用电能表月底的读数减去月初的读数,就表示这个月所消耗的电能。

第二节 电功率

1.

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2. 电功率:电流在1秒内所做的功叫电功率。 电功率符号是P,单位是瓦特(瓦,W),常用单位为千瓦(kW)。 1kW=103W 电功率的物理意义:表示消耗电能的快慢。

3. 电功率的定义式:P?W t

第一种单位:P——电功率——瓦特(W);W——电功——焦耳(J);t——通电时间——秒(s)。

第二种单位:P——电功率——千瓦(kW);W——电功——千瓦时(kW·h);t——通电时间——小时(h)。

4. 电功率的计算式:

P——电功率——瓦特(W);U——电压——伏特(V);t——电流——安培(A)。

5. 家用电器的电功率(估计数值):

1000W:空调、微波炉、电炉、电热水器;

800W:吸尘器;

500W:电吹风机、电熨斗、洗衣机;

200W:电视机、电子计算机;

100W:电冰箱、电扇。

低于1W:手电筒、计算器、电子表。

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? ? ? 8.

用电器的额定功率和实际功率

额定电压:用电器正常工作时的电压叫额定电压。 额定功率:用电器在额定电压下的功率叫额定功率。 额定电流:用电器在正常工作时的电流叫额定电流。 用电器实际工作时的三种情况: P实?P额——用电器不能正常工作。(如果是灯泡,则表现为灯光发暗,灯丝发红) P实?P额——用电器不能正常工作,有可能烧坏。(如果是灯泡,则表现为灯光极亮、刺眼、发白或迅速烧断灯丝) P实?P额——用电器正常工作。

。 有些地区电压不稳定,使用稳压器可以获得较为稳定的电压。 额定电压相同,额定功率不同的灯泡,灯丝越粗,功率越大。

将这两个灯泡串联,额定功率大的,实际功率小;将这两个灯泡并联,额定功率大的,实际功率大。 串并联电路P实与R大小的关系

第三节 测量小灯泡的电功率

1. 伏安法测

小灯泡的功率

【实验目的】探究小灯泡的发光情况与小灯泡实际功率的关系。 【实验原理】P?UI

【实验器材】小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线。 【实验步骤】

① 画出电路图(见右图);

② 按电路图连接实物。注意开关断开,滑动变阻器的滑片移到阻值最大端。

③ 检查无误后,试触,无异常后闭合开关。移动滑片,使小灯泡在额定电压下发光,然后使小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍,接下来使小灯泡两端的电压小于额定电压,每次都要观察小灯泡的亮度,测出小灯泡的功率。

④ 根据P?UI分别算出小灯泡的额定功率、电压为额定电压的1.2倍时的实际功率、电压低于额定电压时的实际功率。

【实验表格】

【实验结论】灯泡的亮度由实际功率决定。灯泡的实际功率越大,灯泡越亮。

【注意事项】滑动变阻器的作用:改变小灯泡两端的电压、保护电路。

第四节 电与热

1. 探究电流的热效应

【实验器材】(如下图)烧瓶(三个烧瓶中放入等量的煤油)、温度计、铜丝、镍铬合金丝、电源。

【实验步骤】(1)

① 如下图中的左图,在两瓶中分别浸泡铜丝、镍铬合金丝。

② 将两瓶中的金属丝串联起来接到电源上。

③ 通电一段时间后,比较两瓶中煤油的温度变化。

(2)

在通电时间相同的情况下,分别给一个烧瓶中的镍铬合金丝通入大小不同的电流(下图中的右图),观察什么情况下产生的热量多。

【实验结论】(1)在电流、通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多。

(2)在通电时间一定、电阻相同的情况下,通过电流大时,镍镉合金丝产生的热量多。

2. 焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。

2

Q——热量——焦耳(J);I——电流——安培(A);R——电阻——欧姆(Ω);t——通电时间——秒(s)

3. 有关焦耳定律的注意事项

? Q不与I成正比,而是与I2成正比。往公式里代数时要注意电流的代入:Q=I2Rt=(1A)2×2Ω×5s=10J

U2

? 对于纯电阻电路,电流做功消耗的电能全部转化为内能(Q=W),这时以下公式均成立Q?Pt?IRt?UIt?t R? 对于非纯电阻电路,电能除了转化为内能,还要转化为其他形式的能量。求Q时只能用Q=I2Rt。

4. 利用电热的例子:热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。

防止电热的例子:电视机外壳的散热窗;计算机内的散热风扇、电动机外壳的散热片等。

2

5.

第五节 电功率和安全用电

1. 家庭电路中电流过大的原因:① 发生短路; ② 接入电路中的总功率过大。

这两个原因都可以使保险丝熔断。此外,如果保险丝的额定电流过小,也容易烧坏。

2. 保险丝:保险丝是用铅锑合金制作的,电阻比较大,熔点比较低。

3. 保险丝的作用:当电流过大时,保险丝由于温度升高而熔断,切断电路,起到保护的作用。

4. 不能用铜丝、铁丝代替保险丝。

5. 新建的楼房的保险装置不是保险丝,而是空气开关。当电流过大时,开关中的电磁铁起作用,使开关断开,切断

电路。

6. 在家庭电路中,导线相互连接处往往比别处更容易发热,加速老化,甚至引起火灾。这是为什么?

因为导线互相连接处接触面积小,所以电阻大。在串联电路中通电时间相同,由焦耳定律可知,导线互相连接处产生的热量多,温度高,所以那里容易发热,加速老化,甚至引起火灾。

7. 灯泡的灯丝烧断了,把断了的灯丝搭在一起,灯泡会更亮。为什么?

因为灯丝烧断之后再搭在一起,灯丝的长度缩短,所以灯丝电阻变小。由错误!未找到引用源。可知,灯泡电压不变,灯泡的实际功率增大,所以灯泡会更亮。

第六节 生活用电常识

1. 家庭电路的组成:家庭电路由进户线、电能表、闸刀开关、保险盒、开关、电灯、插座、导线等组成。

2. 家庭电路中各部分电路及作用:

? 进户线

进户线有两条,一条是火线,一条是零线。火线与零线之间的电压是220V。

正常情况下,零线之间和地线之间的电压为0V。

? 电能表(见第一节)

? 用途:测量用户消耗的电能(电功)的仪表。

? 安装:电能表安装在家庭电路的干路上,这样才能测出全部家用电器消耗的电能。

? 闸刀开关(空气开关)

? 作用:控制整个电路的通断,以便检测电路更换设备。

? 安装:闸刀开关安装在家庭电路的干路上,空气开关的静触点接电源线。

? 保险盒(见第五节)

? 电路符号:

? 连接:与所保护的电路串联,且一般只接在火线上。

? 选择:保险丝的额定电流等于或稍大于家庭电路的最大工作电流。

? 保险丝规格:保险丝越粗,额定电流越大。

? 注意事项:不能用较粗的保险丝或铁丝、铜丝、铝丝等代替标准的

保险丝。因为铜丝的电阻小,产生的热量少,铜的熔点高,不易熔

断。

? 插座

? 作用:连接家用电器,给可移动家用电器供电。

? 种类:常见的插座有二孔插座(下图左)和三孔插座(下图右)。

? 安装:并联在家庭电路中,具体接线情况见右图。

? 把三脚插头插在三孔插座里,在把用电部分连入电路的同时,也把用电器的金属外壳与大地连接起来,防止

了外壳带电引起的触电事故。

? 用电器(电灯)和开关

? 白炽灯的工作原理:白炽灯是利用电流的热效应进行工作的。

? 灯泡长期使用会变暗,原因是:灯丝升华变细电阻变小,实际功率变小;升华后的金属钨凝华在玻璃内壁上

降低了灯泡的透明度。

? 开关和用电器串联,开关控制用电器。如果开关短路,用电器会一直工作,但开关不能控制。

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4.

? ? ? ? ? ? 为防止漏电对人造成伤害,在家庭电路的总开关处要安装漏电保护器。 连接家庭电路的注意事项: 家庭电路中各用电器是并联的。 开关必须串联在火线中,成“火线——开关——用电器——零线”的连接方式。 (现在保险丝已被空气开关代替。) 三线插头中的地线与用电器的金属外壳相连,插座上相应的导线和室外的大地相连。这样做可以防止外壳带电给人造成伤害。

? 虽然地线和零线正常情况下之间没有电压,但绝不能将地线和零线接通,否则易造成触电事故。

5. 试电笔:用试电笔可以辨别火线和零线。使用时笔尖接触被测的导线,手必须接触笔尾的金属体。 ?

? 测电笔接触火线时,如果观察不到氖管发光,你认为产生这种现象的原因可能是:测电笔氖管已坏;手没有接触笔尾金属体;火线断路。

? 某次检修电路时,发现灯泡不亮,火线、零线都能使测电笔发光,可能的原因是:火线完好,零线处有断路,被测段零线通过用电器和火线构成通路。

6. 家庭电路中触电的原因:一是人体接触了火线和大地(单线触电),二是人体接触了火线和零线(双线触电)。

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