1、2011届高三物理第一轮总复习电功 电功率（第一课时）,电功 电功率,电功与电功率 课程目的： （1）了解电功、电功率和电热、热功率的定义及它们的物理意义。 （2）熟练应用电功、电功率和电热、热功率的公式解物理题目。 重点与难点 本讲的重点是了解电流做功的定义，功率的分配关系，难点为纯电阻电路与非纯电阻电路中电功与电热的区别与联系.要求同学们能通过联系实际的问题加深对它们的理解和应用. 考点 近几年高考中实际用电器的功率计算问题，尤其非纯电阻电路的功率计算或者在与电磁感应及力学结合的综合题中经常出现。,一.基本定义和公式回顾 一、电功和电功率,如图一段电路两端的电压为U，通过的电流为I，在时间
2、t内通过这段电路任一横截的电荷量 ,则电场力做功 即：,1电功：在一段电路中电场力所做的功，也就是通常所说的电流所做的功，简称为电功,电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流 I 和通电时间 t 三者的乘积,在国际单位制中电功的单位是焦（J），常用单位有千瓦时（kWh）.,1kWh3.6106J,2电功率：单位时间内电流所做的功叫做电功率,（）一段电路上的电功率P等于这段电路两端的电压U和电路中电流I的乘积,（）电功率表示电流做功的快慢,（）单位：在国际单位制中是瓦（W），常用单位还有毫瓦（mW），千瓦（kW）,1kW103W106mW,额定功率和实际功率：用电器铭牌上所
3、标称的功率是额定功率，用电器在实际电压下工作的功率是实际功率用电器只有在额定电压下工作实际功率才等于额定功率,几种常见家用电器的额定功率,二、电功率和热功率,1电流做功的过程，是电能转化为其他形式能量的过程电动机把电能转化为机械能；电解槽把电能转化为化学能；电热器把电能转化为热能,在真空中，电场力对电荷做正功时，减少的电势能转化为电荷的动能；在金属导体中，在电场力作用下做加速运动的自由电子频繁地与离子碰撞，把定向移动的动能传给离子，使离子热运动加剧，将电能完全转化为内能,2焦耳定律：电流通过导体时产生的热量Q等于电流I的二次方、导体的电阻 R 和通电时间 t 三者的乘积 ,焦耳定律适用于纯电阻
4、电路，也适用于非纯电阻电路,纯电阻电路：只含有电阻的电路、如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路，白炽灯及转子被卡住的电动机也是纯电阻器件,非纯电阻电路：电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应的电路,热功率：单位时间内导体的发热功率叫做热功率热功率等于通电导体中电流I 的二次方与导体电阻R 的乘积,3电功率与热功率 （1）区别：电功率是指某段电路的全部电功率，或这段电路上消耗的全部电功率，决定于这段电路两端电压和通过的电流强度的乘积；热功率是指在这段电路上因发热而消耗的功率决定于通过这段电路电流强度的平方和这段电路电阻的乘积（2）联系：对纯电阻电路，电功率等于热功率；对非纯电阻电路，电功率
5、等于热功率与转化为除热能外其他形式的功率之和,二.基础训练：,1.对计算任何用电器的电功率都适用的公式是（ ）,CD,2在某段电路中，其两端电压为U，通过的电流为I，通电时间为t，该段电路中的电阻为R，则关于这段电路中电功率和热功率的关系，下列结论正确的是（ ） A电功率一定为UI，热功率一定为 B电功率可能小于热功率 C若这段电路为纯电阻电路，则电功率等于热功率 D若这段电路为非纯电阻电路，则电功率大于热功率,ACD,3.（2009年襄樊四中月考）一个电解槽的额定电压为U，电流为I，两极间电解液的电阻为R.当它正常工作时，下列说法正确的是（ ）A电解槽的电功率为UI B电解槽的热功率为I2R
6、C电解槽的输出功率为UI- I2RD电解槽的热功率为 【解析】电解槽的功率指的是这一装置消耗电能的总功率P=UI电解槽的热功率由焦耳定律有：P热=I2R电解槽的输出功率指的是这一装置把电能转化为化学能的功率（电解出单质），故P输=UI-I2R.【答案】ABC,ABC,（1）若将两灯泡并联接在110 V的电源上，则两灯泡实际消耗的电功率分别为：PL1=_W，PL2=_W（2）若将两灯泡串联接在220 V的电源上，则两灯泡实际消耗的电功率分别为：PL1=_W，PL2=_W,三.例题精讲 一、由伏安特性曲线求电阻的实际功率例1 “220 V 100 W”的白炽灯泡L1和“220 V 60 W”的白炽
7、灯泡L2的伏安特性曲线分别如图48-6中的曲线A、B所示,【解析】（1）并联电压相等，图象中U=110 V直线与A、B两特性曲线分别交于(110 V，0.35 A）和（110 V，0.21 A）两点这两点的坐标分别为两灯泡的工作电压与工作电流 故PL1=1100.35=38.5W PL2=1100.21 W=23.1 W,（1）若将两灯泡并联接在110 V的电源上，则两灯泡实际消耗的电功率分别为：PL1=38.5W，PL2=23.1W（2）若将两灯泡串联接在220 V的电源上，则两灯泡实际消耗的电功率分别为：PL1=_W，PL2=_W,例题精讲 一、由伏安特性曲线求电阻的功率例1 “220 V
8、 100 W”的白炽灯泡L1和“220 V 60 W”的白炽灯泡L2的伏安特性曲线分别如图48-6中的曲线A、B所示,（1）若将两灯泡并联接在110 V的电源上，则两灯泡实际消耗的电功率分别为：PL1=38.5W，PL2=23.1W（2）若将两灯泡串联接在220 V的电源上，则两灯泡实际消耗的电功率分别为：PL1=_W，PL2=_W,（2）串联电流相等，电压之和为220V，可得：这两交点分别为（62V，0.25A）、（158V，0.25A）故PL1=620.25=15.5W PL2=1580.25=39.5W,例题精讲 一、由伏安特性曲线求电阻的功率例1 “220 V 100 W”的白炽灯泡L
9、1和“220 V 60 W”的白炽灯泡L2的伏安特性曲线分别如图48-6中的曲线A、B所示,（1）若将两灯泡并联接在110 V的电源上，则两灯泡实际消耗的电功率分别为：PL1=38.5W，PL2=23.1W（2）若将两灯泡串联接在220 V的电源上，则两灯泡实际消耗的电功率分别为：PL1=15.5W ,PL2=39.5W,二、电功和电热关系的应用例2 在研究微型电动机的性能时，应用如图48-8所示的实验电路当调节滑动变阻器R并控制电动机使之停止转动时，电流表和电压表的示数分别为 0.50 A 和2.0 V重新调节R并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0 A和24.0 V则
10、这台电动机正常运转时的输出功率为（ ）A32 WB44 WC47 WD48 W 图48-8【解析】分析题意得，当电动机停止转动时，电动机相,A,当于一个纯电阻，所以由题中两表的示数，可以计算出电动机的内阻r=4 重新调节R并使电动机恢复正常运转，根据题中两表的示数，计算出电动机的输出功率P出=UI-I2r，代入数据得：P出=32 W，故选项A正确【答案】A【点评】电动机是非纯电阻用电器，但当电动机不转动时，没有把电能转化为机械能，此时可作为纯电阻处理方法概述1如果电流通过某个电路时，它所消耗的电能全部转化为内能，如电炉、电烙铁、白炽灯等，这种电路叫做纯电阻电路在纯电阻电路中，电能全部转化为内能
11、，电功和电热相等，电功率和热功率相等.,三、非纯电阻电路的功率 例3.某工厂由于生产需要用一部直流电动机提升重物，装置如图所示，重物质量m为50kg.电源电动势E为110V，内阻不计，当电动机以0.85m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流强度为5A.不计摩擦阻力，重力加速度g取10m/s2，求： (1)电动机的输入功率和输出功率各是多少？ (2)电动机线圈的电阻R是多少？,四.课堂训练 1.我国“嫦娥2号”探月卫星于2010年10月1日成功发“嫦娥2号”卫星上面的电子仪器及各种动作控制都是由太阳能电池供电的由于光照而产生电动势的现象称为光生伏特效应“嫦娥2号”探月卫星上面的太阳能电池就
12、是根据光生伏特效应设计的单晶硅太阳能电池在正常太阳光照射下，太阳能电池的光电转换效率可达23%.假设单片单晶硅太阳能电池可产生0.6 V的电压，可输出0.1 A的电流，则100片单晶硅的功率为多少？太阳光每秒照射到每片的能量是？,解：100片单晶硅功率P=NUI=100*0.6*0.1=6W 由UIt/E得每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是EUIt/0.6*0.1*1/23%=0.26 J.,2如图所示，电源的电动势E110V，电阻R121，电动机绕组的电阻R00.5，电键S1始终闭合当电键S2断开时，电阻R1的电功率是525W；当电键S2闭合时，电阻 R1的电功率是336W，求 (1
13、)电源的内电阻； (2)当电键S2闭合时流过电源的 电流和电动机输出的功率,3.有一个小型直流电动机，把它接入电压为U1=0.2V的电路中时，电机不转，测得流过电动机的电流是I1=0.4A；若把电动机接入U2=2.0V的电路中，电动机正常工作，工作电流是I2=1.0A，（1）求电动机正常工作时的输出功率多大？（2）如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率是多大？,解析:（1）当U1=0.2V时，电机不转可视为纯电阻， 所以：r=U1/I1=0.2/0.4=0.5 当U2=2.0V，电动机正常工作是非纯电阻则P电=U2I2=21=2W ; P热=I22r=120.5=0.5W所以由能量守恒：P出=P电-P热=2-0.5=1.5W,（2）若电动机突然被卡住，则电动机视为纯电阻，其热功率P热=U22/r=22/0.5=8W,1.概念和公式回顾： 电功W=UIT 电热 Q=I2RT(焦耳定律) 电功率 P=W/T=UI（适用于任何电路） 热功率 P=I2R=U2/R（只适用于纯电阻） 2.基本训练: 用基本公式进行的电功电热题目的计算 3.例题精讲： 非线性电阻和非纯电阻电功和电热的计算 4.课堂训练： 加深对电功和电热知识的理解,小结：,
