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第十八章___电功率复习总结

发布时间:2013-12-31 14:55:05  

第十八章 电功率复习

柞水县曹坪中学

用电器消耗电能的过程就是电能转化成 其他形式的能的过程

电 能
电能 的计 量

单位及换算

千瓦时(度)KW.h 焦耳(焦)J 1kW.h=3.6×106J

电能表

作用 几个重要参数 读数方法 计量方法

电脑 洗衣机 电 能 无轨电车 电吹风机 电灯泡

光能和声能 机械能 机械能 机械能和内能 内能和光能

用电器消耗电能的过程,就是电能转化成其他形 式的能的过程,用电器消耗了多少电能就转化成多少 其他形式的能。

人造卫星的太阳能电池板把太阳能转化成电 能,电能供给所有仪器,所有仪器把电能转 化成其他形式的能。

“220V”表示这个电能 表应该在220伏的电路中使 用。
“1.5(6)A”表示这个 电能表的标定电流是1.5安, 在短时间应用时电流允许大 些但不能超过6安。 “50Hz”表示这个电能 表在50Hz的交流电中使用。

“600revs/KW.h”是说接在这个电能表上的用电 器,每消耗1千瓦时的电能,电能表上的转盘转过600 转。

电能表及读数方法
以下是某中学三.四.五月的月底电表示数,请计 算出该中学四.五月份各用电多少度?

3月份 0

0 8 3 3

4月份 0 4 7 6 2 5月份 0 8 2 9 8

392.9度 353.6度

※ 用本月底的度数减去上个月月底

的度数就得到本月用电电量!!!

电能表及读数方法
例、小华家的电能表某月初的示数如下图甲所示,当月底的示 数乙图所示。那么小华家该月消耗多少kw· h电?约等于多少 焦?若当地的电费为0.5元/(kw· h),该月小华家应支多 少电费 ? 1 2 6 8 4 1 3 5 乙 2 9



解:根据题意有: ①W=W底-W初 W=1352.9kw· h-1268.4kw· h=84 .5kw· h ②W = 84.5×3.6× 106 J =3.042×108 J ③84.5 kw· h×0.5元/ (kw· h)=42.25元

答:小华家该月消耗84.5kw· h,约等于 3.042×108J, 若当 地的电费为0.5元/ (kw· h),该月小华应支付42.25 元.

电炉炼钢1.6Kg

采掘原煤105Kg

电车行驶0.85Km

一次灌溉农田330㎡

洗衣机工作2.7小时

电脑工作5小时

意义:电功率表示用电器消耗电能的快慢。 定义:用电器在1秒内所消耗的电能。 W 功:(J)(KW.h) 定义式:P = t 时间:(S)(h) 电功率:(W)(kw) 公式 及单 位

电功率

电压:伏特(V)
常用式P=UI 电流:安培(A) 1W=1J /S 电功率:瓦特(W) 1W=1VA 1W=1J/S=1V.A

千瓦时的来历:

电功率为1KW的用电器使用1h所消耗的电能。
1KW.h=1KW×1h=1000W×3600S=3.6×106J

额定功率:在额定电压下的电功率 额定电压:用电器正常工作的电压

电 功 率

额定功率与实际功率

U实>U额 P实>P额 U实=U额 P实=P额 U实>U额 P实>P额

原理:P=UI 电路图及实验器材 电功率的测量
实验步骤 结论 滑动变阻器的作用


实验电路图

实验器材 电池组(电源),开 关,滑动变阻器,电流 表,电压表,灯泡,导 线

实验步骤

1、设计好电路,画好电路图。 2、按电路图连好电路。 3、检查无误后,闭合开关,调节滑动变阻器,多次改 变灯泡两端的电压和电流,记录各组电压和电流值。 4、根据各组的电压和电流值计算出电功率。并加以比 较。

结论:灯泡两端的电压越大,电功率越大,灯 泡越亮。

额定功率与实际功率 U实>U额 U实=U额 P实>P额 P实=P额

U实>U额

P实>P额

滑动变阻器的作用 1、保护电路。 2、调节灯泡两端的电压和电流,测出灯泡

在不同电压下的电功率。

在“测定小灯泡的额定功率”的实验中小雨同学 有一个电压表、一个电流表、一个开关、电压为3V的 电源,额定电压为2.5V的小灯泡和一个标有“20? 1.5A”的滑动变阻器。 (1)如果小灯泡的额定功率小于1W,电流表的量程应 选 0~0.6 A为宜。 (2)请用笔画线代替导线,将下图甲的实物电路连接 完整(连线不能交叉)。要求当滑动变阻器的滑片向 右滑动时,电流表的示数变大。
5 10


0

1 0 0.6

2

0 3 0 3

A
3

V
15

15

(3)改变滑动变阻器的阻值,多次测量通过小 灯泡的电流和它两端的电压,根据记录的数据, 小雨画出了小灯泡随其两端电压变化的关系图像 根据图像提供的信息,计算出小灯泡的额定功率 为 0.625 W,小灯泡的电阻随电压的增大 而 增大 。(填“增大”、“减小”或“不 变”) (4)另一组的同学按同一电路 I/A 连接好最后一根导线,灯泡立 0.3 即发出明亮耀眼的光,并很快 熄灭,检查后发现连线正确, 0.2 请你找出试验中操作不当之处 0.1 连接电路时开关未断开且滑 动变阻器的阻值调至最小。 U/V
0 1 2 3

下表是小华组的同学在“测量小灯泡电功率”的 实验时的实验记录,小刚组的同学认为小华组的表 格设计有问题,请你判断一下,小华组设计的表格 是否有问题,若有问题请你指出来(他们所用小灯 设置了平均功率 泡的额定电压是2.2V) 。 试验次数 电压U/V 1 1.5 0.16 0.24 较暗 2 2.2 0.22 0.484 正常发 光 3 2.5 0.24 0.6 更亮

电流I/A 电功率P/W
灯泡亮度 平均功率P/W

有关公式的推导
P=UI U I= R P=UI U=IR
U2 P= R

U P= R

2

只适用 于纯电 阻电路

P=I2R
U2 R= P
2 U额 R= P额

1、标有“36V 25W”“110V 25W””220V
25W“字样的三只灯泡,若在各自额定电压下工作, 则 (D )

A“220V 25W”的灯泡最亮
B“110V 25W”的灯泡最亮 C“36V D 一样亮 25W”的灯泡最亮

2、把标有“36V

15W”的甲灯和标有“36V 5W”

的乙 灯串联后接在电压是36V的电路中,则 ( D ) A 因为甲灯额定功率较大,所以甲灯较亮

B 应

为通过他们的电流相等,所以一样亮
C 因为甲灯的电阻小,所以甲灯较亮 D 因为乙灯实际功率较大,所以乙灯较亮

解:决定灯泡明亮程度的物理量是灯泡的实际电功率
比较灯泡的实际功率便可知答案。
2 U甲额 R 甲= P 甲额

R 乙=

2 U 乙额 P 乙额

因为 U甲额=U乙额
所以 R甲<R乙 根据 P实=I2R 所以乙灯较亮。

P甲额>P乙额
又因为I甲=I乙 所以 P甲<P乙实

3、小明家四月份抄表时电能表的示数为 4 2 5 3 6 五月份抄表时示数如图所示,本月他家的用电器消耗电 100 KW.h。若1KW.h电费为0.58元,则小明家该月 应付电费 58 元。小明想用电能表测量出家里电视机 的功率,于是他将电视机接入电路中,关闭其他用电器 测出10min内电能表表盘转过50转,这台电视机的功率 是 W. 4、将标有“22V 40W” 的灯泡接在110V的电路 上,他的实际功率为 W.
单项电能表 4 3 5 3
6

220V 10(40) 50Hz 3000revs/KW.h

解:3000revs/KW.h 表示属于这只电能表的用电器
每消耗1KW.h的电能电能表的转盘转3000转。则电能 表的转盘每转1转消耗的电能是

1

. 3000 KW h,转盘转

50转消耗的电能是W= 50

3000

KW.h=

1

60

KW.h

所用时间t=10min= 1 6 h 则电视机的功率为 1 KW ? h 60 P= =0.1KW=100W 1 h 6

第四题答案

(220V) U 解:灯泡电阻R= = =1210Ω P额 40W
2 额

2

( V) 110 灯泡实际功率P实= =10W 1210 ?
2

5、把标有“220V 40W”甲灯和标有“110V
40W”乙灯串联起来接在“220V”电路中 亮。并联起来接在“110V”的电路中
U 解:R甲= = P 甲
2 乙







较亮。

2 甲

(220V ) 40W
2

2

=1210Ω

110V) U ( R乙= = =30.25Ω P 乙 40W
根据P实=I 实2R 可知:两灯串联时,甲灯较亮

6、将规格都是“220V 200W”的一台电风扇 一台洗衣机和一把电烙铁分别接入家庨电路中, 通电时间相同,下列有关电流通过他们产生热量 的说法中,正确的是 ( C ) A 电风扇产生的热量最多

B 电视机产生的热量最多
C 电烙铁产生的热量最多 D 三者产生的热量一样多

电流的热效应
实验电路

探究电流产生的热 量跟那些因素有关
电和热 焦耳定律

实验器材
实验步骤 结论

理论推导焦耳定律 电热的利用和防止

实验电路及器材
① 探究“电热跟电阻的关系”(电流和通电时间相同)

② 探究电热与电流大小的关系(电阻和通电时间相同)

R乙

③ 探究电热跟通电时间的关系(电阻和电流一定)

结论 (1)在电流和通电时间一定时,导体的电阻越大, 电流产生的热量越多。 (2)在电阻和通电时间一定时,通过导体的电流 越大,电流产生的热量越多。 (3)在电阻和电流一定时,通电时间越长,电流 产生的热量越多。 电流通过导体产生的热量跟电流大小、电阻大小

和 通电时间长短有关系,电流越大、电阻越大、通电时 间越长电流通过导体产生的热量越多。

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,导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。 焦耳定律可用下面的公式表示: Q 热量 焦耳(J) R Q=I2Rt 欧姆(Ω)

电阻

I

电流

安培(A)

t

时间

秒 (s)

焦耳定律可以用以前学过的知识推导出来: (如果电能全部转化成内能)。 W=Pt P=UI W=UIt
U=IR

W=I2Rt 如果W=Q

Q=I2Rt

两个重要公式的推导
Q=I2Rt
U R= I

Q=UIt 只适用 于纯电 阻电路

Q=I2Rt U I= R

U2 Q= R t

7、一台电动机,线圈电阻是0.4 ?, 当电动机两端加220V电压时,通过电 动机的电流是50A。这台电动机每分钟 所做的机械功有多少?

解:电动机消耗的电功率P电、电动机的发热功率P热 转化为机械能的功率P机。三者之间遵从能量守恒定 律,即P电=P热+P机 由焦耳定律,电动机的热功率为 P热 =I2R,消耗的 电功率,P电=UI因此可得电能转化为机械能的功率, 即电动机所做机械功的功率P机=P电 - P热= UI -I2R 根据功率与做功的关系,电动机每分钟所做的机械 功为 W= P机t =(IU - I2R)t = (50×220-502×0.4)×60J = 6×105J

电 烤 箱

电 饭 锅

电 熨 斗

电 炉 子

电暖 气片

电视机散热孔

电动机散热孔

笔记本电脑散热风扇

8、小明和小红利用如图所示的装置探究“导体产 生的热量不电阻大小的关系”。质量相等的两瓶煤油 中都浸泡着一段电阻丝,甲烧瓶中的金属丝是铜丝, 电阻比较小,乙烧瓶中的金属丝是镍铬合金丝,电阻 比较大,温度计显示煤油的温度。

(1)试验中小明和小红发现 乙 烧瓶中温度计 的示数升高的快,这表明:在电流和通电时间相同 大 ,产生的热量越 的情况下,导体的电阻越 多。 (2)小明提议利用该装置改成“比较水和煤油比 热容大小”的实验,则他们应将其中一烧瓶中的煤 质量 油换成 相等的水;将甲烧瓶中的铜丝 换成镍铬合金丝,并且不乙烧瓶中的镍铬合金丝的 电阻 相等。通过实验观察,发现装有(选填 “水”或“煤油”) 煤油 的烧瓶中温度计的示 数变化较大,说明水比热容较大。

电功率和安全用电及生活用电常识 1、家庨电路中电流过大的原因 ①短路 ②接入电路中的用电器的总功率过大

根据电功率和电压、电流的关系式: P=UI 可以得到变形公式:

P1 ? P2 ? P3 ? ?? ? Pn I= P总/U = U
由上式可以看出:家庨电路中的电压是一定 的U=220V,所以用电器的总功率P总越大, 电路中的总电流I就越大。

夜晚十一点钟以后家里的电灯突然变亮为什么? 夜晚11:00后,使用的用电器减少,电路的

P 总功率减少,根

据I = 知,在电压U不变的情况 U
下,总功率P越小,干路的总电流I越小,根据U线 =IR线,电线上分的电压越小,用电器两端分的电压 越多,所以灯泡越亮。
A B

低压供电电源
火线

用户

220V

零线

火线

附带新型保险装置的开关—空气开关

保险装置附加在总开 关上,当电路中的电 流过大时,保险装置 会使开关自动断开, 切断电路(跳闸)。 解决问题后,用手重 新闭合开关就可以了。

保险丝的材料 保险丝是用电阻率比较大熔点比较低的铅锑 合金制成的。 保险丝的作用 当电流过大时,它由于温度升高而熔断,切 断电路,起到保护作用。

1、保险丝的规格用额定电流来表示
直径 额定电流 熔断电流 直径 额定电流 熔断电流 (毫米) (安) (安) (毫米) (安) (安) 0.28 1 2 1.25 7.5 15 0.40 1.5 3 1.51 10 20

0.52 0.60 0.98

2 2.5 5

4 5 10

1.98 2.78 3.14

15 25 30

30 50 60

2、保险丝越粗,额定电流和熔断电流就越大;

3、熔断电流是额定电流的2倍。

各 种 保 险 丝

管 式 保 险 丝

保险丝的选择 某家庭电路中所有用电器正常工作时的总电流为0.94A, 请参照表格选定一种适合该家庭电路的保险丝。
直径 额定电流 (毫米) (安) 0.20 0.75 0.25 0.90 熔断电流 直径 额定电流 熔断电流 (安) (毫米) (安) (安) 1.5 0.60 2.50 5.0 1.8 0.98 5.00 10.0

0.28 0.52 0.54

1.00 2.00 2.25

2.0 4.0 4.5

1.98 2.78 3.14

15.00 25.00 30.00

30.0 50.0 60.0

解答:因为选定的保险丝其额定电流应等于或略大于 电路中所有电器正常工作时的总电流,所以应选定直 径为0.28mm的保险丝。

保险丝的安装与连接
动触头 静触头

注意事项 绝对不能用铜丝、铁丝代替保险丝。因为铜 丝铁丝在电流过大时不熔断,起不到保险作用。

插头不插座

? ?

两线插座接线原则:左零右火。 三线插座接线原则:左零右火中接地。

火线 零线 地线

请将螺丝口灯泡、开关、插座正确接入电路

零线 火线 地线

人体对电流反应一览表
0.1~0.2 mA
1 mA 左右

对人体无害反而能治病
引起麻的感觉 感到剧痛,神经麻痹, 呼吸困难,有生命危险 只要很短时间使人心跳停止

不超过10 mA 人尚可摆脱电源 超过30 mA 达到100 mA

结 论: 通过人体的电流越强,
触电死亡的时间越短。

两种类型的触电

人体是导体。当人体成为闭合电路的一部分时,
就会有电流通过,如果电流达到一定大小,就会发 生触电事故。 触电类型(低压触电) 1、单线触电 2、双线触电

1、高压电弧触电 2、跨步电压触电

注意
丌要带电泼水救火!

王老师的新家买了一只250W的电视机一台, 300W的洗衣机一台,100W的电风扇一台, 220W的柜式空

调机一台250W的电脑一台, 800W的电饭锅一只,40W的照明灯一盏,请为王 老师选择一种合适的电能表。 ( ) A、220V 5A C、220v 20A B、220V 15A D、220V 30A

小希家新购住房刚装修完毕,家中部分照明电 路如图所示,验收工程时,小希闭合了开关S(家 中其他用电器均处于断开状态),白炽灯L亮了一 段时间后熄灭了,他用测电笔分别测试了图中插座 的两个小孔,发现测电笔都发光。他断开开关,再 次用测电笔测试插座的两个小孔,他将观察到(假 设故障只有一处) ( ) A测试两孔时测电笔都发光 B测试两空时测电笔都不发光 C只有测试左空时测电笔发光 D只有测试右孔时测电笔发光


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