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第十八章电功率复习

发布时间:2013-12-12 14:33:21  

电能的特点 1、无污染 2、效率高 3、便于输送 4、使用方便 5、便于转换

一 电能
电流通过电灯、电炉等用电器时都要消耗电能。

电灯发光,电能----光能和内能

电炉发热,电能转化成内能

电扇转动,电能转化成机械能

电车开动,电能转化成机械能

1 电能的计量:

计量用电 器在一段 俗称:电度表 时间里消 又称:千瓦时计(KW·h) 耗的电能.

2.电 能 表
电能通常用电
能表来测定。把电

能表接在电路中,
电能表的记数器上

前后两次读数之差,
就是这段时间内用 电的度数。

a. 220V—额定电压是220V。

b. 5A—电能表持续工作的最大电流
c. 10A—短时间允许通过的最大电流。 d. 3000r/Kw.h—每千瓦时转数。 (6400imp/Kw.h)--每千瓦时频闪次数 其意义是:电流通过用电器每做l千瓦时 的功,这只电能表转盘转3000转。 电能的单位:焦耳,简称焦,符号是J。常用单位kW..h. 换算:1kW. h=3.6×106J

知识点一:知道电能的转化和电能表的读数 方法

基础题:
1.小明同学在家中拍到一张电能表照片,如图所示,他仔细观 察照片后,得到下列四个结论,你认为正确的是( B ) A.电能表的额定功率为2500W B.电能表的标定电流为5A C.拍照片时,小明家已消耗的电能为9316kW?h D.拍照片时,小明家已消耗的电能为931.6J

小安同学发现她家的电能表上标有“600revs/kW·h”的字 样,当她只开一盏灯时,又发现表盘1min才转一周,则这盏 灯工作 10 h消耗1度电.

知识点一:知道电能的转化和电能表的读数 方法

变式题:
(2010.吉林)一台“220V 1100W”的电热水器,正常工作 5 10min消耗的电能是6.6×10 J;如果它的电源线比标准的 细,则它的电阻比标准电源线的电阻 大 ,产生的热量多, 就会出现电源线过热的现象.因此,购买家用电器时一定要 选择经过国家质量认证的合格产品.

二、电功率
1.电功率:为了表示用电器消耗电能的快
慢,物理学中引入了电功率的概念。 用电器在1秒内所消耗的电能叫做电功率。 公式:P = W/t=U I 上式表明,电功率等于电压与电流的乘积。

电功率的单位:瓦特(W),还有千瓦(kW)
1k W = 1000W

3.额定功率
额定电压:用电器正常工作时电压(铭牌上标出的电压) 额定功率:用电器在额定电压下的功率(铭牌上标出的功率) 实际电压:用电器实际工作时的电压 实际功率:用电器在实际电压下的功率

Δ、电压、电流、电功率及灯的亮度关系
电压关系 电流关系 电功率关系 灯发光情况 U实>U额
U实=U额

I实>I额
I实=I额

P实> P额

发光较亮 影响寿命

P实= P额 正常发光

U实<U额

I实<I额

P实< P额 发光较暗

三、实验:测定小灯泡的功

率 1.原理:P = UI 电路图

测小灯泡的额定功率
例: 如图所示的是测定额定电压为2.5V 灯泡的额定功率的电路图. 电压 电流 (1)a是______表,b是_______表.
(2)如果小灯泡的阻值约为10Ω ,电源由 2节干电池串联组成,电流表有量程为0.6A和3A两 档,电压表有量程为3V和15V两档,则a表量程应选 0-0.6A 0-3V ______ 档,b表量程应选用_________ 档. (3)闭合开关,发现小灯泡两端电压只有1.8V,滑动变 A(左) 阻器的滑片P应向 ______ 端移动,才能使电压表示 2.5V 数为_____ .此时灯泡的实际功率就是额定功率. 电压 电流 (4)要测量的数据是________和_______,计算灯泡的 P=UI 额定功率公式为______. (5)调节滑动变阻器,测出灯泡的其它实际功率并观察亮度

2.实验器材:

3.连接实验电路:

4.测量数据如下表,实验数据的处理:

2.5 3
2

0.3

0.75 正常

0.35 1.05 较亮 0.24 0.48 较暗

知识点二:知道什么是电功率及额定功率和额 定电压,会用电功率公式进行简单的计算;

基础题: 用电器 时的电压叫额定电压,用电器在 下 工作时的功率叫额定功率,灯泡上标有“PZ220-25”字样,则它 的额定电压是 V,额定功率是 W. 小明同学在晚上学习时,使用220V、40W的灯泡正常工作3小时, 则电路中消耗了 的电能,若电路中接有“600revs/kW·h” 的电能表,则在这段时间内电能表的表盘转了 转。 电阻R1:R2=5:3,若将它们串联在电源两端,相同时间内电 流做功之比W1:W2= ;电功率之比P1:P2= 。

四、关于电功率的计算
例题1、“PZ220—25”的灯泡,接在220V的电路

中,通过灯泡的电流有多大?这个灯泡的电阻有多 大?“PZ220V—60”的灯泡呢? 解:对“PZ220—25”的灯泡:

电流
电阻 对“PZ220—60”的灯泡: 电流

电阻

四、关于电功率的计算
解: “PZ220—25”的灯泡的内电阻

例题2、“PZ220—25”的灯泡,接在210V的电路中,实际发出的功 率是多大?接在230V的电路中,实际发出功率又是多大?

电阻 R=U2/P=(220V)2/25W=1936欧=2000欧
“PZ220—25”的灯泡接在210V的电路中:

电流 功率
“PZ220—60”的灯泡接在230V的电路中:

电流

功率

六、电流的热效应 常见的电热器:

一、电流的热效应: 1、电流通过任何一个导体,导体都要发热,温 度升高,这种现象叫电流的热效应 2、电流通过导体产生的热量叫电热。 二、电热器是利用电流的热效应来工作的用 电器。 1、 常见的电热器:电热水器、电炉、电烙 铁、电饭锅、电熨斗、电热毯等等。

2、电热器电路模型
3、电热器结构 ?主要部分是发热体

?发热体特点: 电阻率大 、熔点高

三、电流热效应的实质:

电能 内能 思考:1、电流

的热效应有什么利和弊? 2、如何减少电流热效应而产生的负面影响?
优点:无污染,热效率高,方便控制和调节温度 缺点:1)在家庭电路中,由于长期的电流热效应, 导线外的绝缘层会加速老化,甚至会烧毁绝缘层 而引发火灾。 2)由于电流的热效应,会影响家电 的使用性能和寿命。 防止措施:加装散热系统(如散热电扇)或为 了更好散热而特别设计的结构(散热窗)

电流的热效应与什么因素 有关系呢?

—— 焦耳定律

五、焦耳定律
灯泡接入电路中时, 灯泡和电线中流过相 同的电流,灯泡和电 线都要发热,可是实 际上灯泡热得发光, 为什么电线的发热却 觉察不出来? 电路中接入大功 率的电炉,电线将显 著发热,有可能烧坏 它的绝缘皮,甚至引 起火灾,这是为什么?

家庭电路中使用功率过大

的用电器可能引起火灾

实验:焦耳定律

内容:电流通过导体产生的热量跟电

焦耳定律

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。这个规律 叫做焦耳定律。焦耳定律可以用公式 Q = I2 Rt 来表示。 公式中电流 I 的单位要用安培,电阻R 的单位 要用欧姆,通电时间t 的单位要用秒,这样热量

Q 的单位就是焦耳。

意义:表示电流通过用电器有多少电能 转化为热能。

知识点四:知道什么是电流的热效应,理解焦 耳定律的内容,会用焦耳定律公式进行计算.

基础题:
同为“36V 40W”的电灯、电扇、电烙铁都正常工作5min,它们产生热量 是( ) A.一样多 B.电灯最多 C.电扇最多 D.电烙铁最多 【解析】三个用电器消耗的功率、通电时间相同,由W=Pt可知它们消 耗的电能一样多,但从能量转化的角度考虑,电灯将电能转化为大量 热能及少量光能,电扇将电能转化为大量机械能和少量热能,而电烙 铁将电能全部转化为热能,所以产生热量最多的用电器是电烙铁。

知识点四:知道什么是电流的热效应,理解焦 耳定律的内容,会用焦耳定律公式进行计算.

变式题一: (2010.常州)电熨斗通电一段时间后变得很烫,而连接电熨斗 的导线却不怎么热,其原因是( D ) A.导线的绝缘皮隔热 B.导线散热比电熨斗快 C.通过导线的电流小于通过电熨斗的电流 D.导线的电阻远小于电熨斗电热丝的电阻

吹风机和电熨斗通电时都会 发热,哪种电器可以认为能将 电能全部转化成内能?
①若电流所做的功全部转化为电热器的内 能,则:W=Q 所以,Q=W=UIt=I2Rt 2 U 也可 Q=W=Pt= t R

②若电流所做的功只有一部分转化 为内能,则只可用焦耳定律来计算

焦耳定律
例题:一根60Ω的电阻丝接在36V的电源上,

在5min内共产生多少热量?

利用欧姆定律计算出通过电阻丝的电流,

再利用焦耳定律公式计算电流产生的热量。

解:

Q=I2Rt=(0.6)2×60×300J=6480J

有关电能的计算
例1:一把电烙铁接在220V的电路中,通过的电流 是350mA,问通电1h消耗的电能为多少焦?合多少 千瓦时?
解:由电能的公式得 W=UIt=220V×0.35A×3600s =2.8×105J 合0.078KWh

(1千瓦时=3.6×106焦)

答:消耗电能2.8×105J,合0.078KWh 。

有关电功率的计算
例2:一只标有 “PZ220-100”的灯泡,若现测得它两端 得电压为200V的,则这只灯泡得实际功率是多少? 分析: “PZ220-100”表示额定电压为220伏,额定功率 为100瓦,而现在灯泡实际电压为200伏,不等于额定电压。 则实际功率也不等于额定功率了。只有灯得电阻不变,所以 先算电阻R。 U 2额 (220伏)2 = = 484欧 解:∵ R= 100瓦 P U2实 (200伏)2 = ∴ P实= =82.6瓦 484欧 R 根据P额=U额I额,是否可以测出灯泡的额定功率?

电功率计算注意 ①灯泡亮暗由实际电功率大小决定.

②实际电功率随电压变化而改变,用 1 电器的额定电压只有__个,而实际 无数 电压有___个. ③电灯泡的电阻一般不变,当电压发生 改变时,引起电流变化,从而引起实际 电功率大小变化.

公式小结
电能
定义式 W=UIt W=Pt W=I2Rt W=U2t/R

电功率
P=W/t P=UI P=I2R P=U2/R

热量
Q=I2Rt

推导式 (适合于纯 电阻器)

Q=W=Pt=UIt
Q=U2t/R

R1、R2串联时:电功、电功率、热量与电阻成正比, W1:W2=P1:P2=Q1:Q2=R1:R2 R1、R2并联时:电功、电功率、热量与电阻成反比, W1:W2=P1:P2=Q1:Q2=R2:R1

例5:如图的所示为现在家庭、宾馆常用的无线电水壶(一种在倒水时 导线脱离,用电加热的方便水壶)的名牌。某同学用这种电水壶烧开 水,他将水放至最大水量,测得水的初温是20℃,通电5分50秒,水少 开(在一个标准大气压下)。试通过计算,回答下面问题。 (1)算一算此电水壶正常工作时的电流。 (2)该电水壶电热丝的电阻多大? (3)水所吸收的热量是多少? (4)现测得电源电压为210伏,算一算此 额定电压 220V 电水壶工作的效率。
最大容量

额定功率 1210W

1L

解: (1)根据P额=U额I额,得: I额= U 2额 (2)根据 P额= R

1210W =5.5A U额 220V U2额 (220V)2 得: R= =40Ω P额 = 1210W

P额

=

(3)m=ρV= 1千克 5 ∴Q=CmΔt =4200焦/(千克. ℃) 1千克 (100℃-20℃) =3.36 * 10 5 3.36 * 10 U2实 (210V)2 Q Q =1102.5W ∴η = W = P t= 1102.5W 350S =0.87=87% = (4) P实= 40Ω 实 R * 答:略

*

*

组间竞赛:
竞赛1、

看哪一组答对得多呦!

下列关于电功率得说法正确的是( C ) A、电功率越大,所做的功就越多 B、电功率越大,做功所用时间就越少 C、电功率越大,电流做功越快 D、电功率越大,

所消耗的电能就越多

竞赛2、一台家用彩色电视机正常工作时的电功率
最接近于( C ) A、 1瓦 B、10瓦 C、100瓦 D、1000瓦

竞赛3、电灯的亮暗由下列哪个物理量 决定的( D )
A、额定功率

B、额定电压
C、实际电压

D、实际功率

竞赛4、两盏电灯串联接入电路中,闭合开关, 看到甲灯比乙灯亮,则下列说法中不正 确的是( D ) A、甲灯的电阻比乙灯大 B、甲灯的实际功率比乙灯大 C、甲灯的两端电压比乙灯高 D、甲灯的额定功率比乙灯大

竞赛5、一杯开水冷却到室温,放出的热量 约为( D ) A、几百焦 B、几千焦

C、几万焦
D、几十万焦

竞赛6、一只标有“6V 9W”的灯泡接在某电 源上,测得流过灯得电流为1安,则 此时灯得功率为( ) A A、小于9瓦 B、等于9瓦

C、大于9瓦
D、无法确定


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