电功电功率串并联电路.ppt

电功 电功率 串并联电路 要点疑点考点 课 前 热 身 能力思维方法 延伸拓展 要点疑点考点 一、电功电功率 1.导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动 ，电场力所做的功称为电功.电功公式W=qU=IUt ，适用于一切电路.包括纯电阻和非纯电阻电路. 但要注意与某部分电路中各量的对应关系. 2.“度”是日常生活中使用的电功单位，1度 =3.6106J.电流通过用电器做功的过程，实际上 是电能转化为其他形式的能的过程. 要点疑点考点 3.电功率等于单位时间内电流所做的功，计算 公式P=W/t=UI也适用于一切电路.要注意与某部 分电路中各量的对应关系. 4.用电器的额定功率是指用电器在额定电压下 工作时消耗的功率；而用电器的实际功率是指用 电器在实际电压下工作时消耗的功率. 要点疑点考点 二、焦耳定律、电功和电热的关系 1.焦耳定律：电流流过导体时，导体上产生 的热量Q=I2Rt，此式也适用于任何电路，包括电 动机等非纯电阻发热的计算.产生电热的过程， 是电流做功，把电能转化为内能的过程. 2.在纯电阻电路中，电流做功，电能完全转 化为电路的内能.因而电功等于电热，有： W=UIt=IRt=(U2/R)t. P=UI=I2R=U/R. 要点疑点考点 3.在非纯电阻电路中，电流做功，电能除了 一部分转化为内能外，还要转化为机械能、化 学能等其他形式的能.因而电功大于电热，电功 率大于电路的热功率.即有： W=UIt=E机、化+I2Rt或UI=IR+P其他(P其他指除热 功率之外的其他形式能的功率) 要点疑点考点 三、串并联电路 1.性质和特点 要点疑点考点 2.等效电路 (1)某些元件的等效处理：根据需要，可将(理想 )电流表和电压表分别等效为导线和断开，非理想电 流表、电压表等效为电阻；将电容器等效为断路电源 或电压表. 要点疑点考点 (2)将复杂电路或不规则电路等效为串并联关 系很明确的规则电路，方法有将电流、电压表、 电容器进行等效处理无电流支路(元件)拿掉电 势相同点合并导线可任意长短、变形将各点电 势高低排序确定各元件电流方向，各结点分流情 况.综合以上各点即可画出等效电路.但求解电流表 、电压表示数、电容器电压时，仍要在原电路中找 出这些值与各电阻中电流电压的关系. 课 前 热 身 1.含有下述用电器的电路中，哪些属于纯电阻电 路(BC) A.电扇和电吹风 B.白炽灯和电烙铁 C.电炉和电熨斗 D.电解槽 课 前 热 身 2.三个阻值都是12的电阻，它们任意连接， 组成电路，总电阻值可能为(ACD) A.4 B.24 C.8 D.18 课 前 热 身 3.两只灯炮A和B，额定电压都是110V，A的额定功 率为60W，B的额定功率为100W，为了把它们接在 220V电路上都能正常发光，并要求电路中消耗的 电功率最小，应采用图10-2-1中的哪种接法(C) 课 前 热 身 4.有一起重机用的直流电动机， 如图10-2-2所示，其内阻r=0.8 ，线路电阻R=10 ，电源电 压U=150V，伏特表示数为110V， 求： (1)通过电动机电流； (2)输入到电动机的功率P入； (3)电动机的发热功率Pr， 电动机输出的机械功率. 课 前 热 身 解：(1)I=U/r=110/0.8=137.5A (2)P入=IU=137.5110=15.12kW (3)Pr=Ir=137.50.8=15.12kW P机=P入-Pr=0 以上解法中有无错误，错在何处?正确解法如何? 答：错在： (1)I=U/r对电动机不适用 课 前 热 身 正确解法为： 解：(1)I=(U-Um)/R=(150-110)/10A=4A (2)P入=UI=1104W=440W (3)Pr=Ir=40.8W=12.8W P机=P入-Pr=(440-12.8)W=427.2W 能力思维方法 【例1】将三只电灯 如图所示连接，其中 灯A为“200V 100W” ，灯B为“220V 40W”，灯C为“220V 25W”，若在此电路 两端加220V电压，不 计灯丝电阻随温度的 变化，求三只电灯实 际功率. 【解析】只要算出三只灯泡的电阻之比及实际通 过的电流之比，便可计算出它们的功率之比. 由于三只电灯额定电压相同，根据P=U2/R得 三灯电阻之比 R1R2R3=1/1001/401/25=258，电灯B 、C并联，有I2R2=I3R3,则I2/I3=R3/R2=8/5通过灯A 的电流I1=I2+I3,所以有 I1I2I3=(8+5)85=1385. 据P=IR，得实际功率之比 P1P2P3=(1322)(825)(528) =169160100. 能力思维方法 【解题回顾】额定电压是指用电器在正常工作的 条件下应加的电压，在这个条件下它消耗的功率 就是额定功率，流经它的电流就是它的额定电流 . 如果用电器在实际使用时，加在其上的实际电 压不等于额定电压，它消耗的功率也不再是额定 功率.但对于纯电阻用电器，可通过“铭牌”上 的额定值求出其电阻值，一般认为这个值是不随 电压改变的. 另外，本题中用比例式求解比值的方法也是一 种常用的数学手段。 【例2】如图所示的分压器电路，A、B为分压 器的输出端，若把滑动变阻器的滑动片P置于 变阻器中央，下列判断正确的是 ( ) A. 空载时输出电压UAB=UCD/2 B. 当接上负载R时，输出电压UABUCD/2 C. 负载R越大，UAB越接近UCD/2 D. 负载R越小，UAB越接近UCD/2 ABC 能力思维方法 下列判断正确的是(ABC) A.空载时输出电压UAB=UCD/2 B.当接上负载R时，输出电压UABUCD/2 C.负载R越大，UAB越接近UCD/2 D.负载R越小，UAB越接近UCD/2 能力思维方法 【解析】空载时，因RCP=RPD,由串联电路特点可 知UAB=UPD=UCD/2. 当接上负载R时，因R并RCP，故UABUCD/2. 负载电阻R越大，R并越接近于RPD，UAB越接近 CD/2.因此，选项ABC正确. 能力思维方法 【解题回顾】滑线变阻器在电路中很常见， 作用有两种：一种是只有两点接入电路，相 当于一个可变电阻通常叫限流电路；另一种 是有三点接入电路，这时变阻器被分为两段 ，结构关系还与其它部分连接有关，通常叫 分压电路如本题中A、B间不接负载时，这 两部分串联；若A、B间接负载时，则是PD间 电阻与负载并联后再与CP间电阻串联，但不 论是否接负载PD间电压的调节范围都是0UCD ，比只有两点接入电路的第一种情况调节范 围要大. 能力思维方法 【例3】一台小型电动机在3V电压下工作，通过它的 电流是0.2A，用此电动机提升重4N的物体时，在30s 内可使该物体被匀速提升3m若不计除电动机线圈 生热之外的能量损失，求： (1)电动机的输入功率； (2)在提升重物的30s内，电动机线圈所产生的热量 ； (3)线圈的电阻. 能力思维方法 【解析】(1)根据电动机两端所加电压和通过它的 电流可知电动机的输入功率:P=IU=0.23W=0.6W. (2)电动机提升重物的机械功率 P有=Fv=Gh/t=(43/30)W=0.4W. 根据能量关系P=P有+PQ，得生热的功率PQ=P-P有 =(0.6-0.4)W=0.2W. 所生热量Q=PQt=0.230J=6J. (3)根据焦耳定律Q=I2Rt，得线圈电阻 R=Q/(It)=6/(0.230)=5 能力思维方法 【解题回顾】电功表示的是电流通过导体时消耗 的全部电能都转化为其他形式的能，电热仅表示 电流通过导体时消耗的电能中转化为内能的那一 部分电能，二者是不同的物理量，不能混淆.计算 公式不能通用，只有对纯电阻元件二者算出的结 果才是一致的.二者可通过能的转化与守恒定律联 系起来. 延伸拓展 【例5】如图10-2-7所示的电路中，闭合开关， 灯L1、L2正常发光，由于电路出现故障，突然 发现灯L1变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小 ，根据分析， 发生的故障可能是( ) A.R1断路 B.R2断路 C.R3短路 D.R4短路 延伸拓展 【解析】等效电路如图10-2-8所示， 延伸拓展 若R1断路，总外电阻变大，总电流减小，路端 电压变大，L1两端电压变大，L1变亮；ab部分电 路结构没变，电流仍按原比例分配，总电流减小 ，通过L2、电流表的电流都减小，故A选项正确. 若R2断路，总外电阻变大，总电流减小，ac部分 电路结构没变，电流仍按原