1、习题课,第六章 电功率,一、电 功,1.电功：下图表明，电流是可以做功的。这时，电动机消耗电能，同时，砝码的机械能增加，在这个过程中，电能转化为机械能。,1.电 功,电流通过电灯、电炉等用电器时都要做功。,电流做功，电灯发光。,电流做功，电炉发热。,电流做功，电扇转动。,电流做功，电车开动。,电能转化为其他形式的能,电流不仅通过电动机时做功，通过电灯、电炉等用电器时都要做功，电流通过电炉时发热，电能转化为热能。电流通过电灯时灯丝灼热发光，电能转化为热能和光能。,电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式能量的过程。电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能量。,1.电 功,研究表明：电流所
2、做的功跟电压、电流和通电时间成正比。电流所做的功叫做电功。如果电压U 的单位用伏特，电流 I 的单位用安培，时间 t 的单位用秒，电功 W 的单位就是焦耳。计算电功的公式是：W = U I t,这就是说，电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间的乘积。,2.电 能 表,电功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。,1KWh电的作用,电炉炼钢1.6Kg,生产化肥0.7Kg,1KWh电的作用,采掘原煤105Kg,电车行驶0.85km,1KWh电的作用,一次灌溉麦田330m2,机织棉布11m,二、电功率,1.
3、电功率：为了表示电流做功的快慢，物理学中引入了电功率的概念。,电流在单位时间内所做的功叫做电功率。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）1KW = 1000W,2.额定功率,额定功率,用电器正常工作时电压（铭牌上标出的电压）,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,实际功率与额定功率的关系,实际电压,大于,等于,小于,额定电压,实际功率,大于,等于,小于,额定功率,影响寿命,正常工作,不能正常工作,额定电压,电流在单位时间内所做的功,电流做功多少
4、,电流做功快慢,W=UIt,P=UI,焦耳 千瓦时,瓦特 千瓦,用电能表直接测量,用伏安法间接测量,W=P t,电流所做的功,电功和电功率的区别和联系,三、实验：测定小灯泡的功率,原理：,电路图,P = UI,三、实验：测定小灯泡的功率 (U额 = 2.5V ),实验器材：,三、实验：测定小灯泡的功率(U额 = 2.5V ),连接实验电路：,三、实验：测定小灯泡的功率(U额 = 2.5V ),测量数据如下表，实验数据的处理：,2.5,0.3,0.75,3,0.35,1.05,2,0.24,0.48,正常,较亮,较暗,四、关于电功率的计算,例题1、“PZ22025”的灯泡，接在220V的电路中，
5、通过灯泡的电流有多大？这个灯泡的电阻有多大？“PZ220V60”的灯泡呢？,解：对“PZ22025”的灯泡：,电流,电阻,对“PZ22060”的灯泡：,电流,电阻,四、关于电功率的计算,例题2、“PZ22025”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？,“PZ22025”的灯泡接在210V的电路中：,电流,功率,“PZ22060”的灯泡接在230V的电路中：,电流,功率,电阻 R=U2/P=(220V)2/25W=1936欧=2000欧,解： “PZ22025”的灯泡的内电阻,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
6、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,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。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。,例题：一根60的电阻丝接在36V的电源上，在5min内共产生多少热量？,焦耳定律,先利用欧姆定律计算
7、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)260300J=6480J,焦耳定律可以根据电功的公式和欧姆定律的公式推导出来。,焦耳定律,证明：电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有转化为其他形式的能量，也就是电流所做的功全部用来产生热量，那么，电流产生的热量 Q 就等于电流所做的功W，即 Q = W = U I t，再根据欧姆定律 U = IR，就得到Q = I 2 R t。,怎样理解焦耳定律,焦耳定律定量地描述了电能向热能转化的规律， 用公式Q = I2 Rt 来表示，适用于任何电路。,在电流所做的功全部用来产生热量时，焦耳定律可根据电功
8、公式W=UIt和欧姆定律 导出：Q = W = UIt = ，这里的条件是电功全部用来产生电热，上述公式才成立，所以，它们只适用于纯电阻电路。在纯电阻电路中，在不同的情况下，选用不同的公式去解决问题会更简便。,六、电热的作用,常见的电热器：,六、电热的作用,1. 电热的利用： 电热器是利用电来加热的设备，电炉、电烙铁、电熨斗、电饭锅电烤炉等都是常见的电热器。 电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大，熔点高的电阻丝绕在耐高温的绝缘材料上做成的。 电热器的优点：利用电热器清洁卫生，没有环境污染，热效率高，还可以方便地控制和调节温度。,2. 防止电热的危害： 在电动机里，电流主要用来做机械
9、功，但电动机里的导线有电阻，也要产生热量，使导线的温度升高，温度超过绝缘材料的耐热温度，绝缘材料会迅速老化，甚至可能烧坏。这就需要考虑如何加快散热。有的电动机里装有风扇，外壳做成如图形状，都是为了加快散热。,六、电热的作用,2. 防止电热的危害： 收音机、电视机也要考虑散热，所以在机壳上都有散热孔。,六、电热的作用,电功：,P=UI,普遍适用,掌握理解：,我们讨论W、P或Q时，总是就某一段电路或某一用电器来说的，所以式中的U、I 和R都应是该电路或用电器上的量，即应“三量同时、三量一体”。,这是解题关键,例题：将一个规格是“PZ22040”的白炽灯接在220V的电路上，通过灯泡的电流是多大？这
10、时灯泡的电阻有多大？这个灯正常发光1小时，耗电多少焦耳？,解：接在220V的电路中，灯正常发光， P实际P额定40瓦,WPt40W3600s1.44105J,= 0.18A,答：,（）如果改接在242V的电路中，实际功率是多大？,电压变大，电流也变大，灯泡的电阻不变,IU/R242V/1210欧0.2A,PUI242V0. 2A48.4瓦,同一灯泡接在不同电路中，电流、电压、电功率都可能不同，但是灯泡的电阻保持不变,问题的结果一定要用小数表示，过程量要用分数代入，电流结果保留两位小数。,1：加在灯泡两端电压为12V，通过的电流为5安，则灯泡的电功率是多少？,练习：,2：灯丝电阻为440欧的灯泡
11、，把它接在220V电压的电路中，灯泡的电功率是多少？,解：P=UI=12V 5A=60W答：灯泡的电功率是60W.,解：I= U/R =220伏/440欧=0.5安 P= UI =220V 0.5A=110W答：灯泡的电功率是110W.,例题： 如图：一个R1=3的电灯和一个R2=6 的电阻串联在U=9v的电路上，已知灯上电压 为U1=3V，电流I1=1A，电阻上的电压U2=6V，电流I2=1A，求：10秒内电流经过电灯时所做的电功。,解：,9V,解法1：W1=U 1I1 t =3V1A10s =30J,2：W1=I21R1 t=1A2 3 10s =30J,3：W1=U21 t /R1=(3
12、v)2 10s/3 =30J,思考：按W=U I t=9V1A 10s=90 J，这里的W是电流通过哪一部份电路所做的电功？,9V,小结： 解这一类题的关键是U、I、R与所求W或P的主体的对应，即必须“三量同时、三量一体”。 而把所有已知量准确标在电路示意图上，是一个减小失误的好方法！,练习一:电阻R1与R2串联后接在电压是64V的电路中,电阻R2两端的电压为24V,电阻R1=40 ,求： 通电5分钟，电流通过R2所做的电功。R1上的电功率,小 结：求电功、电功率、电热这一类题，在本章的应用上其实是不难的，它的难点是在串并联电路中电流电压电阻的求解问题上。,R2,R1,I1,如图，电源电压不变
13、，R1的阻值为8欧，滑动变阻器R2的最大阻值为24欧，滑片P在a端时，电流表示数为0.5A，求：（1）电源电压U（2）电阻R1上的电功率P1，电阻R2上的电功率P2（3）滑片P移至b时： R1和 R2上的电功率 电路上的总功率P总,A,a,b,练习二,小结：电学题 一般都有多种解法，我们在选择解题公式前应仔细弄清物理情景，分析条件特点，选择未知量最少、最简便的一种，这是突破难点的一种有效方法。,由于电路结构发生变化后，各用电器上的电流、电压都可能发生变化，在分析电路时，一定要引起注意。,练习三：,一台电动机正常工作时的电压为380V，线圈的电阻为2欧，通过线圈的电流为10A，这台电动机工作时，
14、1分钟消耗的电能为多少？产生的热量为多少？有多少能转化为机械能？,小结 ：解决电功、电功率的问题时必须注意三点：,求同、,识变、,知适用范围,3.（03常州）一照明灯泡规格是 “220V 40W”在灯泡两端加上110V 电压,则该灯泡的实际功率为 A 10W B 20W C 30W D 40W,A,D,C,B,4.（03厦门）将“12V 16W”的灯泡L1和 “12V 4W”的灯泡L2串联后接在电压是 12V的电路中,则 ( ) A. L1和L2均正常发光 B. L1比L2亮 C. L1比L2暗 D. L1和L2一样亮,C,7（03苏州）额定电压相同的甲、乙两只白 炽灯,串联后接人某电路,甲灯
15、比乙灯 亮.则下列说法中正确的是 ( ) A.甲灯的额定功率和实际功率都比乙灯大 B.甲灯的额定功率大,实际功率小 C.甲灯的额定功率和实际功率都比乙灯小 D.甲灯的额定功率小,实际功率大,D,10.(04宜昌)标有“12V6W”的灯泡接入电路中,若通过灯泡的电流为0.3A, 则灯泡的实际功率 ( ) A等于6W B大于6W C小于6W D无法判断,C,如图：电源电压为6V，R1=15欧，R2=5欧，（1）当S1、S2断开，S3闭合时，求：R1、R2的功率和总功率；（2）当S1、S2闭合，S3断开时，求：R1、R2的功率和总功率。,R1,R2,S1,S3,S2,6.(04江西)如图所示,已知电
16、源电压保持4.5 V不变,电压表的量程为0-3V,滑动变阻器 的最大阻值是20，小灯泡标有2.5V 1.25W的字样闭合开关后，当小灯泡 正常发光时，它的阻值为,滑动变阻 器接入电路的阻值为.若小灯泡的电 阻不变,在此电路中小灯泡工作时的最小功 率为 .,5,4,0.45,7.(04四川)把标有“6V,3W”和“6V,6W”的两盏电灯串联后接入电路中,如果让其中一盏灯正常发光,另一盏灯的实际功率不超过额定功率,则该电路两端的电压应为 V，两灯消耗的实际总功率为 W.,9,4.5,3（03苏州）标有“2.5V 0.3A” 字样小灯泡的额定功率是_ W;当把它接人电压为2V的电路 中时,通过它的电流是0.25A， 则小灯泡的实际功率是_W.,0.75,0.5,2.（03南昌）两个灯泡,其中L1上标有 “6V 3W”,L2上没有标记,但测得它的电阻是4,把它们串联在某一电路时, 两灯均能正常发光,则这个电路两端的电压和灯L2的电功率分别是 A8V 1W B2V 1W C6V 4W D8V 4W,A,D,C,B,
