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电功率复习课20111212

发布时间:2013-11-04 09:33:08  

基本概念和规律复习

2011.12

本章知识结构
来源 电能 计量 利用 电功 电热 电功率

焦耳定律 利用 危害

安全 用电

一、基本公式和规律:
适用 范围 电 功 计算公式 电 功 率 计算公式 电流产生的热量 (电热)计算公式:

普遍 适用 纯电 阻电 路适 用

W ? Pt W ? UIt W ? UQ
W ? I Rt 2 U W? t R
2

W P? t P ? UI

Q ? I Rt
2

P ? I 2R
U P? R
2

Q ? W? UIt 2 U ? t ? Pt R ? UQ

要求逐步达到四个层次: 一是熟悉公式; 二是会用公式; 三是能选择最佳公式;四是熟练运用公式分析解决问题。

基本规律: 串正: 并反:
U1 P1 W1 Q1 R1 ? ? ? ? U 2 P2 W2 Q2 R2
I1 P1 W1 Q1 R2 ? ? ? ? I 2 P2 W2 Q2 R1

无论串联或并联,都有:
W ? W1 ? W2
P ? P ? P2 1

Q=Q1+Q2

二、重点概念辨析
1.分清电功和电能
2.分清电功和电功率 3.分清电功和电热 4.分清额定功率和实际功率

1. 电功和电能 电流做多少功就消耗多

少电能。

电灯发光

电炉发热

电扇转动

电车开动

练习:一个电烙铁接在220V电路上,通过它的电流强 度是0.5A,正常工作10min,电流做功 J,消 耗的电能 J。

2. 电功和电功率
项目 符号 电功 W 电功率 P

定义 电流所做的功 电流单位时间内所做的功 物理 表示电流做功的 多少 。 表示电流做功的 快慢 。 意义 W W=UIt P=UI 公式 P= t 单位 h) 焦耳(J) 千瓦时(KW· 1KW· h(度)=3.6×106J W=pt W P= t 瓦特(W) 1KW=1000W 千瓦(KW)

换算 关系
联系

1.关于电功率,下述说法正确的是( D ) A.电功率的大小取决于电流做功的多少 B.电功和电功率都表示了电能转化为其他形式能的多少 C.电功与电功率都表示了电能转化为其他形式能的快慢 D.电功率等于用电器在单位时间里所消耗的电能 2.一只灯泡接在220V的电路中, 正常工作25h,消耗 1KWh的电能,求:这只灯泡正常工作时的电功率。

3. 电功和电热
纯电阻电路:

Q=W

非纯电阻电路: W ≠Q

(1)标有“220V100W”的电炉,接在220V的电路上, 它在5min内产生的热量为_______J。

(2)一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V, 线圈的电阻为2Ω ,通过线圈的电流为10A.这台电动 3800 机正常工作时,一秒钟消耗的电能为_________J,产生 200 的热量为_________J.

4. 额定功率和实际功率

U实与U额

P实与P额

工作情况
正常工作 影响寿命

U实 = U额 U实>U额 U实<U额

P实=P额 P实>P额 P实<P额

不能正常工作

标有“220V-40W” 的甲灯 “110V-60W” 的乙灯 “36V- 60W” 的丙灯 都在额定电压下工作,哪个灯泡亮些?哪个灯泡 暗些?

乙、丙亮些且亮度一样,甲灯暗些

灯泡的亮度决定于实际功率。

观察思考:额定功率大的灯泡一定亮吗?

(1)额定功率大的不

一定就亮,灯泡的亮度决定于实际 功率。 (2)额定电压相同的两灯串联,额定功率小的更亮;并 联时额定功率大的更亮。

三、综合运用

1.甲、乙两个小灯泡串联在电路中,发现甲灯比乙灯亮, 下面说法正确的是( ) A.通过甲灯的电流比乙灯大 B.乙灯两端的电压比甲灯低 C.甲灯的额定功率比乙灯大 D.乙灯对电流的阻碍作用比甲灯大 2.根据图所示的两盏白炽灯的铭牌,可以知道 A.甲灯一定比乙灯亮 B.正常发光时,甲灯的电阻大于乙灯的电阻 C.正常发光时,甲灯的电功率是乙灯电功率的4倍 D.正常发光时,甲灯消耗的电能是乙灯消耗电能的4倍

三、综合运用
3.如图是某节能型家用电饭锅简化的电路图。当S1 S2 都闭合时,R1 、R2 两个发热体同时给锅加热,处于高 温加热状态。当只闭合S1时,处于保温状态。已知家庭 电路电压为220V,R2 工作时的阻值为88Ω,电饭锅保 温状态时的功率为40W。试求: (1)高温加热状态时,通过R2的电流是多少安? (2)低温保温状态时,R1 的阻值是多少欧? (3)如果做一次米饭(高温加热状态) 用30min,则消耗多少电能?
S1 220V R1 R2 S2

三、综合运用
4.如图所示是一个电热毯的示意电路图,R0是电热毯中 的电阻丝,R是与电热毯电阻丝串联的电阻,电热毯上 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每分钟有60J的电 能转化为内能,电阻R的阻值是多大?

电功率比例计算专题

2011.12

一、多状态比例题解题步骤
⒈理清电路状态,画出相应等效电路图。 ⒉在图上对应位置标出数值量、比值量、待求量。 ⒊以数值量为起点,寻找突破口;以待求量为终点; 以比值量为桥梁。理顺思路。 ⒋根据不变量——电源电压、定值电阻和比值关系 列方程。
画电路图、标物理量、理思路、列方程 四大比例: 以电阻比为核心 电阻比 电流比

想方设法求电阻
功率比

电压比

二、比例关系
? 同电阻不同电路 ? 同电压不同电路
U I ? ' ' U I I R' ? ' I R

(R相同) (U相同) 金钥匙

? 不同电路、不同电阻 ? 在同一电路
I同: U同:
P U 2 I 2 同电阻不同电路: ?( ') ?( ') ' P U I I R' ? ' I R 三级跳

解题思路:想方设法求电阻
1、由同一电阻的电压(功率)关系, 找出两电路的电流关系;

2、利用题目给出的某一关系找到其 中两个电阻关系;
3、利用电源电压一定,两电路的电 流比等于总电阻的反比;(金钥匙)

1.电阻R1、R2串联,已知R1∶R2=3∶2,则电阻R1、 R2的电功

率之比为( ) A.3∶2 B.2∶3 C.9∶4 D.4∶9 并联?

2.(多选)有三个定值电阻R1、R2和R3,将它们按图6 所示接入总电压均为U的甲、乙两个电路中,已知 R3=2R2, 甲图中R1两端的电压为U1,乙图中R1两端的 电压为U1′,R1在甲电路中消耗的功率P1与R1在乙电路 中消耗的功率P1′之比为1/9,则下列选项正确的是 A.U1:U1′=1:9 B.U1:U1′=1:3 C.R1:R2=3:2 D.R1:R3=3:4

图6

3.如图7所示电路,闭合开关S,已知三个电流表示数 A1 、A2 、A3 之比为2:3:4,若电阻R1的电功率为4W, 则电阻R3的电功率为_____W。

图7

例1.如图3所示,把E、F两点接入电压为36V的电 源两端,开关S1和S2都闭合时,电路消耗的总电功 率为72.9W;开关S1和S2都断开时,电路消耗的总 电功率为P。当把A、E两点接入电压为36V的电源两 端,只闭合开关S2时, 电路消耗的总电功率为P′,电阻R1 消耗的电功率为P1,已知 P:P′=9:5。则P1为 ( ) A.18W B. 14.4W C.10W D. 8W
图3

1.画出三个对应状态的等效电路图,标明相关物理量

2.从图上寻找物理量间的联系。 R1 4 找出R1、R2的关系为: ? 2 由图1: P ? U ? 40.5W R2 5 10 R1 由图3:

U12 (4U 9) 2 16 U 2 16 P? ? ? ? ? ? 40.5W ? 8W 1 R1 R1 81 R1 81

综合计算题的解题步骤:
a.分清电路在每个状态下的结构,即电路 的连接方式,滑动变阻器使用的阻值范围, 电压表、电流表所测定的物理量。 b.针对每种状态画出相应的等效电路图, 在图中标出这种状态下所对应的已知量、 不变量、待求量。

c.以“不变量”为中心列出电路方程。 当电路状态发生改变时,电路的电源电压 和定值电阻阻值—般不随电路状态的改变而改 变。抓住以上“不变量”,利用欧姆定律、串 并联电路特点、电功及电功率的计算公式,可 列出电路方程。 d.以电路中的等量关系、比值关系引出方程或 以此作为联系方程中的物理量间的纽带,代换 求解。

二、最大电压系列问题 1.如图,阻值为10Ω 的电阻与一个“20Ω 0.5A” 的滑动变阻器串联,电源电压U最大允许是多少?

U 大 = I 大R 大

=0.5A× 30Ω =15V

U

2.如图,将一个标有“6V 6W”的小灯 泡L与“20Ω 0.5A”的滑动变阻器R2串 联,电源电压最大允许是多少? IL=1A RL=6Ω U大=I大 R大 =0.5A × 26Ω =13V

U

3.如图,将标有“6V 6W”的小灯泡L1 与“6V 3W”的小灯泡L2串联,电源电 压最大允许是多少? I1=1A R1=6Ω I2=0.5A R2=12Ω U大=I大R大 =0.5A×18Ω =9V

U

三、家用电器的分档工作问题

(06)育兴学校科技小组的同学们制作了一个多档位电热器 模型。为了分析接入电路的电阻对电热器的电功率的影响, 他们将电表接入电路中,其电路图如图22所示。当只闭

合开 关S1时,电压表的示数为U1,电阻R3消耗的电功率为P3;当 只闭合开关S2时,电压表的示数为U2,电阻R3消耗的电功率 为P3′,测得此时电阻R2消耗的电功率为1.6W。已知2U1=U2, P3=4P3′,电源两端电压保持不变。 (1)请你计算出电阻R1与电阻 R2的比值。 (2)科技小组的同学们通过测 量与分析发现:当开关S1、S2、 S3都闭合时,电路消耗的电功率 最大,请你计算出这个电功率。

冬天,小立同学使用电热毯时,发现电热毯有高温和低 温两档。他猜想电热毯电路可能是图14所示的甲、乙两 种情况之一(虚线框内为发热电阻)。于是小立同学在 实验室里,按图14进行了相应的实验: 他选择的电源电压恒为6V,在四个发热电阻中, R3=30?,R4=60?。 ⑴在甲图中,开关S1______时,实验电路处于低温档; ⑵在乙图中,实验电路处于高温档时消耗的电功率为 ______W; ⑶如果甲、乙图中实验电路的高温档和低温档的电功率分 别相等,则在甲图中,R1和R2的等效电阻应为_____?; R2的阻值应为_____?。

在图16所示的电路中,电源两端的电压保持不变。只 闭合开关S,将滑片P移至滑动变阻器R2的中点时,电 压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2,电流表A 的示数为I1,电阻R1消耗的电功率为P1。闭合开关S、 S1,当滑片P移至滑动变阻器R2的A端时,电压表V1的 示数为U1?,电压表V2的示数为U2?,电流表A的示数为 I2,滑动变阻器R2消耗的电功率P2为1.6W。闭合开关 S、S1,当滑片P移至滑动变阻器R2的B端时,电流表A 的示数为I3,电阻R3的电功率为P3。

3 1 已知U1= U1?,U2= U2? 2 2

求:⑴电流I1与I2的比值; ⑵电功率P1的大小; ⑶电功率P3的大小。
R3

P
1

S1

A R2 B V2
V1 R1

A

S

图16

只闭合开关S,且滑片P置于变阻器的中点时,等效电 路如图20(甲)所示; 闭合开关S、S1,且滑片P置于变阻器的A端时,等效 电路如图20(乙)所示; 闭合开关S、S1,且滑片P置于变阻器的B端时,等 效电路如图20(丙)所示。

R
3

R2 2
U U 甲总
1

R1 I1

R
3

R2 U1 ′ I2

R
3

U
2

U2 ′ U 乙总 图20

I3

U 丙总

小 结
我学到了…… 我认识到了……

我体会到了……
我……
有收 获吗


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