高中物理第二章电路第五节电功率学案粤教版选修.docx

第五节电功率学习目标重点难点1能记住电功率的概念和公式，知道电功率的单位2理解额定功率的概念、会区分额定功率和实际功率3会利用电功率的知识解决简单的问题4能分清电功率和热功率的区别和联系重点：使学生掌握电功率的概念、公式及其应用难点：电源的功率一、电功和电功率1电功是指_通过一段电路时，自由电荷在_的作用下做_时，_对自由电荷做的功；电功的计算公式是_2单位时间内电流所做的功叫_，电功率的计算公式是_预习交流1根据我们的生活经验和所见所闻列举常见的用电器，并说明是电能主要转化为什么能？二、焦耳定律和热功率1电场力对电荷做功的过程是电能转化为_的过程，在一段只有电阻元件的_中，电能将转化为热量，热量的计算公式是_这就是_，与电阻发热对应的功率叫_，其计算公式是_2在一般的用电器工作的电路中，用电器实际消耗的功率不能用公式PI2R计算，而应该用公式_计算，这是因为一般用电器不是_，它的主要功能也并非将电能转化为_预习交流2分析比较纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功和电热的关系三、闭合电路的功率在包含电源在内的闭合电路中，电源工作时，电路中消耗的总功率是_，它表明电源提供的能量一部分消耗在_，转化为其他形式的能，另一部分消耗在_，转化为内能在预习中还有哪些问题需要你在听课时加以关注？请在下列表格中做个备忘吧！我的学困点我的学疑点答案：一、1电流电场力功电场力WUIt2功率PW/t预习交流1：答案：（1）电灯，把电能转化为光能（2）电热毯，电熨斗、电饭煲、电热水器，把电能转化为内能（3）电动机，把电能转化为机械能（4）音响，把电能转化为声能（5）电解槽，把电能转化为化学能二、1其他能纯电阻电路QI2Rt焦耳定律热功率PI2R2PUI纯电阻内能预习交流2：答案：（1）纯电阻电路中，由于满足UIR，故UItI2Rt，电功和电热在数值上相等，即WQ（2）非纯电阻电路中，由于UIR不再成立，UItI2Rt，电功和电热不相等，一般是电功大于电热，例如电动机在工作时，电功在数值上等于电动机产生的电热与机械能之和，即WQE机三、EIU外IU内I外电路内电路一、电功和电功率试从力的角度和能的角度分析电功的实质是什么？关于电功和电功率，下列说法中正确的是（）A电流做功就是电场力对电荷做功，从而把电能转化为其他形式的能B电功率越大，电流做功越多C电功率越大，电流做功越快D在相同时间内，额定功率越大的用电器，电流做功一定越多1WUIt和PUI电功和电功率的定义式，适用于一切电路2对纯电阻电路，电功公式还可以写成：WtI2Rt电功率公式还可以写成：PI2R3额定功率和实际功率（1）额定功率：指用电器正常工作时的功率，当用电器两端电压达到额定电压时，电流也将达到额定电流，功率达到额定功率，通常用电器上标的值指的就是额定值，如标有“220 V40 W”字样的灯泡，其额定电压为220 V，额定功率为40 W（2）实际功率：指用电器在实际电压下的电功率，只有当实际电压等于额定电压时，实际功率才等于额定功率用电器的实际功率应小于或等于额定功率二、焦耳定律和热功率白炽灯泡通电以后，一会儿就热得烫手，电饭锅通电以后能把生米煮成熟饭，电流通过导体能使导体的温度升高请思考，电流通过导体为什么会发热，产生的热量与电流的大小和导体电阻是什么关系？下列说法正确的是（）A电热器的热功率越大，产生的热量越多B电热器的电阻越大，热功率越大C通过电热器的电流越大，热功率越大D电热器的热功率与本身的电阻和通过的电流有关1QI2Rt和PI2R是电热和热功率的定义式，适用于任何电路和用电器2电功是电能转化为其他形式能的量度，即电功表示电流通过导体时转化为其他形式能的总和电热表示电流通过导体时消耗的电能转化为内能的那部分，即电热是电能转化为内能的量度可见电功和电热是两个不同的物理量，不能混淆3电功和电热的数量关系是：WQ，即UItI2Rt，UII2R（能量转化角度）4纯电阻电路和非纯电阻电路纯电阻电路非纯电阻电路元件特点电路中只有电阻元件电路中除电阻元件外还包括能把电能转化为其他形式能的用电器电流、电压、电阻三者的关系遵循欧姆定律I不遵循欧姆定律，UIR或I能量转化形式电流做功全部转化为内能：WQUItI2Rtt电流做功转化为内能和其他形式的能量：电功WUIt；电热QI2RtWQE其他元件举例电阻、电炉丝、白炽灯电动机、电解槽三、闭合电路的功率学生思考：在EU外U内两边都乘以I可得EIU外IU内I，那么EI、U外I和U内I分别表示什么？如图所示，直线a为电源的路端电压U与I的关系图象，直线b是电阻R的两端电压U与电流I的关系图象用该电源与电阻R组成闭合电路，电源的输出功率和电源的效率分别为（）A4 W、33% B2 W、33%C2 W、67% D4 W、67%1电源的功率P：电源将其他形式的能转化为电能的功率，也称为电源的总功率，计算式为：PIE普遍适用PI2（Rr）只适用于外电路为纯电阻的电路2电源内阻消耗功率P内：电源内阻的热功率，也称为电源的损耗功率计算式：P内I2r3电源的输出功率P出：外电路上消耗的功率，计算式为：P出IU外普遍适用P出I2R只适用于外电路为纯电阻的电路4闭合电路上功率的分配关系为：PP出P内，即EIU外IU内I，其中EI表示电源提供的电功率，U外I和U内I表示电源的外电路和电源的内电路上消耗的电功率，电源的内电路消耗的功率一般是热功率公式EIU外IU内I也是一个能量转化和守恒的体现，它表明电源工作的过程是将电能转化为其他形式的能的过程，在此过程中，能量的总量是不变的，因此可以用能量守恒定律来进行有关的计算5电源的效率：6电源的输出功率与外电阻之间的关系：P出U外I从上式可以看出：（1）当Rr时，电源的输出功率最大，Pm，此时电源的效率为50%；（2）当Rr时，随着R的增大，输出功率越来越小；（3）当Rr时，随着R的增大，输出功率越来越大；（4）当P出Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2，且R1R2r2；（5）P出与R的关系如图所示1下列关于电功的说法中，错误的是（）A电流做功的过程，就是电能转化为其他形式的能的过程B电流做功消耗的能量由电源供给C电功就是电能D导体内电场力对自由电荷的定向移动所做的功就是电功2关于计算电功率的三个公式PUI，PI2R，PU2/R的适用范围，以下说法中正确的是（）A这三个公式的适用范围相同B第一个公式普遍适用，后两个公式只适用于纯电阻电路C第一个公式只适用于纯电阻电路，后两个公式普遍适用D三个公式的适用范围与电路的连接方式无关3白炽灯的灯丝断了后，轻摇灯泡，可以将断了的灯丝搭上，若将这只灯泡再装入原电路中，其亮度（）A比原来亮些B比原来暗些C与原来一样亮 D都有可能4（2011广东实验中学检测）如图所示，是甲、乙两个电阻的IU图象，由此可以判断出甲、乙两电阻串联时的功率之比为（）A1 B1 C31 D135用一个额定电压为220 V的电热水器煮沸一壶水用时t，如果不考虑煮水器的电热损失和电热丝电阻受温度的影响，那么（）A当线路电压为110 V时，煮沸一壶水用时2tB当线路电压为110 V时，煮沸一壶水用时4tC当线路电压为55 V时，煮沸一壶水用时4tD当线路电压为55 V时，煮沸一壶水用时16t提示：用最精炼的语言把你当堂掌握的核心知识的精华部分和基本技能的要领部分写下来并进行识记知识精华技能要领答案：活动与探究1：答案：（1）从力的角度看，电流做功的实质是电场力对自由电荷做功（2）从能的角度看，电流做功过程是电能转化为其他形式能的过程，电功的大小量度了电能的减少量，标志着电能转化为其他形式的能的多少迁移与应用1：AC解析：电流做功实质就是电场力对电荷做功，从而把电能转化为其他形式的能，A项正确；功率表示做功的快慢，功率越大，做功越快，B项错误，C项正确；D项中要看用电器是否在额定功率下工作，D项错误活动与探究2：答案：电能转化为内能，QI2Rt迁移与应用2：D解析：QI2RtPt，产生的热量还与通电时间有关，A项错误；由PI2R知，P与I、R均有关，B、C均错，D项正确活动与探究3：答案：电源的功率、外电路功率、内电路功率迁移与应用3：D解析：由UI图象可得E3 V，r0.5 ，R1 两图线的交点即为构成的回路的路端电压U和电流I，所以电源的输出功率即外电路的功率为PUI22 W4 W电源总功率为P总EI32 W6 W所以电源的效率为100%100%67%当堂检测1C解析：由电功的物理意义可以知道，选项A、D的说法正确；电流做功的过程是电能转化为其他形式能的过程，比如，电源给灯泡供电，灯泡发光的能量来源于电池内储存的化学能，选项B的说法正确；电功不是电能，通过做功的过程实现能量的转化，选项C错误2BD解析：三个计算电功率的公式中，PUI是普遍适用的，在任何电路中，均可以用该公式计算电功率，而PI2R和PU2/R只适用于纯电阻电路另外，电路的连接方式并不影响电路中用电器的性质，选项B、D正确3A解析：白炽灯的灯丝断了以后，如果再接上，灯丝的长度变短，由欧姆定律知，灯丝的电阻变小，在工作电压不变的条件下，由公