届高考物理核心要点突破系列课件：第14章第五节《电功和电功率》（人教版选修3-1）.ppt

第五节 电功和电功率,核心要点突破,课堂互动讲练,知能优化训练,第五节,课前自主学案,目标概览,目标概览,学习目标：1.理解电功的概念，知道电功是指电场力对自由电荷所做的功，掌握电功的公式，能利用公式进行有关的计算 2理解电功率的概念和公式，能用公式进行有关的计算 3知道电功率和热功率的区别和联系 4知道电场力对自由电荷做功的过程是电能转化为其他形式能的过程 重点难点：1.电功、电功率和热功率的概念的理解及有关计算 2电路中的能量转化关系，电功和电热的联系和区别,课前自主学案,一、电功 1定义：在电路中，导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动而形成_，此过程中电场力对自由电荷做功在一段电路中电场力所做的功，就是我们常说的电流做的功，简称电功 2公式：W_. 3单位：_，符号：_.,电流,UIt,焦耳,J,二、电功率 1定义：电流所做的功跟完成这些功所用时间的_叫做电功率 2公式：P_. 3单位：_，符号：_. 三、焦耳定律 1内容：电流通过导体产生的热量，跟电流的_、导体的电阻和通电时间成_ 2公式：Q_.,比值,瓦,W,平方,正比,I2Rt,四、热功率 1定义：单位时间内发热的功率称为热功率 2公式：PI2R. 五、电功和电热的关系 在纯电阻电路中电功_电热，在非纯电阻电路中电功_电热,等于,大于,核心要点突破,一、电流做功的实质 图1451 导体中要有电流，两端必须加一定电压如图1451所示，设电压为U时电流为I，则在t时间内通过导体任一截面的电荷量qIt，所以电场力做功WqUUIt.,电场力做正功对应电势能减少，所以WUIt的意义为消耗电能的值也就是说，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；如图1452所示，表示了电流做功时的能量转化情况,图1452,二、纯电阻电路与非纯电阻电路中的电功和电热,特别提醒：(1)首先分清研究的电路是纯电阻电路还是非纯电阻电路，找出能量转化的途径，即通过电流做功把电能转化成了哪几种能量 . (2)不论是哪种电路，电功UIt、电热I2Rt都是对的，只不过在纯电阻电路中可以用欧姆定律变形使用，在非纯电阻电路中欧姆定律不适用，不能变形使用,三、额定功率与实际功率 额定功率是指用电器在正常工作时的功率；当用电器两端的电压达到额定电压或电流达到额定电流时，用电器消耗的功率达到额定功率；P额、I额、U额三个有一个达到额定值，则另外两个也为额定值 用电器在实际使用时，若加在它上面的实际电压不等于额定电压，那么它消耗的实际功率就不等于额定功率,特别提醒：(1)“负载”“负荷”是对用电器功率特征的一种习惯称谓，通常说“负载”或“负荷”大，是指用电器的功率大，并不是用电器的“电阻”大 (2)为了保证用电器的安全，实际功率(电压)是不能大于额定功率(电压)的 (3)纯电阻元件正常工作时的电阻(额定电阻)一般要大于不工作时的电阻，工作时要发热，温度高电阻率大,课堂互动讲练,不考虑温度对电阻的影响，对一个“220 V,40 W”的灯泡，下列说法正确的是( ) A接在110 V的电路上时的功率为20 W B接在110 V的电路上时的功率为10 W C接在440 V的电路上时的功率为160 W D接在220 V的电路上时的功率为40 W,【答案】 BD 【点评】 在不考虑温度对电阻的影响情况下，用电器的阻值是不变的，这常是题中隐含条件,变式训练1 一盏电灯直接接在电压恒定的电源上，其功率是100 W若将这盏灯先接一段很长的导线后，再接在同一电源上，此时导线损失的电功率是9 W，那么此电灯的实际功率将( ) A等于91 W B小于91 W C大于91 W D无法确定,额定电压均为220 V的白炽灯L1和L2的UI特性曲线如图1453甲所示，现将和L2完全相同的L3与L1和L2一起按如图乙所示电路接入220 V电路中，则下列说法正确的是( ),图1453,AL2的额定功率为99 W BL2的实际功率为17 W CL2的实际功率比L3的实际功率小17 W DL2的实际功率比L3的实际功率小82 W,【解析】 由L2的伏安特性曲线可得，在额定电压220 V时的电流为0.45 A，则L2的额定功率为P额U额I额99 W，所以选项A正确；图示电路为L1和L2串联再与L3并联，所以L1和L2串联后两端的总电压为220 V，那么流过L1和L2的电流及两灯的电压满足I1I2，U1U2220 V，由于L1和L2的UI图线可知，I1I20.25 A，U1152 V，U268 V，故灯L2的实际功率P2I2U217 W，故选项B正确；由于L3两端的电压为220 V，故P3P额99 W，则P3P282 W，故选项C错D对，所以正确选项为A、B、D. 【答案】 ABD,变式训练2 图1454 如图1454所示电路中，三个相同的灯泡额定功率都是40 W，在不损坏灯泡的情况下，这三个灯泡消耗的总功率最大不应超过( ) A40 W B60 W C80 W D120 W,一台电风扇的额定功率为60 W，内电阻为2 ，把它接在220 V的电压下正常运转，求： (1)电风扇正常运转时，通过它的电流多大？每秒钟有多少电能转化为机械能？ (2)若接上电源后，电风扇因故不能转动，这时通过它的电流多大？电风扇实际消耗的电功率多大？此时会发生什么问题？,【答案】 (1)0.27 A 59.85 J (2)110 A 24200 W 电风扇被烧坏 【点评】 (1)解决电动机问题注意分两种情况： 当电动机正常工作时，要分别搞清电动机的总功率、输出功率和热功率 当电动机因故障或其他原因不转动时，相当于一个纯电阻电路 (2)电动机是非纯电阻电路，要注意区分电功率和电热功率，电功率用P总UI计算，热功率P热I2R，机械功率P机P总P热,变式训练3 图1455 如图1455所示，用直流电动机提升重物，重物的质量等于50 kg，电源提供的电压等于110 V，不计各处摩擦当电动机以v0.90 m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流是5 A，则电动机线圈的内阻多大？(g取10 m/s2),解析：欲求线圈的电阻，据PrI2r，只要求出Pr即可； 欲求Pr，据P入P出Pr，只要求出P入和P出即可； 又知P入IU，P出Fv，Fmg.所以有： P