电学复习之电功率

1、第八章第八章 电功率电功率武汉一初武汉一初 孙继华孙继华一、电功：一、电功： 1、定义： 电流通过某段电路所做的功叫电功。 2、实质： 电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，就消耗了多少电能。 电流做功的形式： 电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。3、规定： 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。4、计算公式： W=UIt =Pt=QU （适用于所有电路） 对于纯电阻电路可推导出： W= I2Rt= U2t/R 串联电路中常用公式： W= I2Rt

2、W1:W2:W3:Wn=R1:R2:R3:Rn 并联电路中常用公式： W= U2t/R W1:W2= R2:R1 无论用电器串联或并联计算在一定时间所做的总功常用公式:W= W1+W2+Wn 5、单位： 国际单位是焦耳（J） 常用单位：度（kWh） 1度=1千瓦时=1 kWh=3.6106J6、测量电功：电能表： 是测量用户用电器在某一段时间内所做电功（某一段时间内消耗电能）的仪器。 电能表上“220V”“5A（10A）”“3000R/kWh”等字样， 分别表示： “220V”表示这个电能表应在220V的电路中使用“5A”表示这个电能表的标定电流为5A“3000R/kWh”表示接在这个电能表上

3、的用电器每消耗一度电，电能表转盘转3000转。“10A”表示额定最大电流为10A读数： A、测量较大电功时用刻度盘读数。 最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。 电能表前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。 B、测量较小电功时，用表盘转数读数。 二、电功率：二、电功率： 1、定义： 电流在单位时间内所做的功。 2、物理意义： 表示电流做功快慢的物理量 灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小 3、电功率计算公式： P=UI=W/t （适用于所有电路） 对于纯电阻电路可推导出： P= I2R= U2/R 串联电路中常用公式： P= I2R P1:P2:P3:Pn=R1:R2:R3:Rn 并联

4、电路中常用公式： P= U2/R 无论用电器串联或并联计算总功率常用公式： P= P1+P2+Pn P1:P2= R2:R1 4、单位： 国际单位 瓦特（W） 常用单位：千瓦（kW） 5、额定功率和实际功率： 额定电压： 用电器正常工作时的电压。 额定功率： 用电器在额定电压下的功率。 P额=U额I额=U2额/R 灯泡上标有“PZ22OV-25”字样分别表示： 普通照明，额定电压220V，额定功率25W的灯泡。 当U实 =U额时， P实=P额 用电器正常工作（灯正常发光） 当U实U额 时， P实P额 用电器不能正常工作（灯光暗淡）, 当U实 U额 P实 P额 长期使用影响用电器寿命(灯发光强烈

5、) P实= 0 用电器烧坏(灯丝烧断) P实 P额 U额2U实2 灯L1“220V 100W”， 灯L2“220V 25W”相比较而言， L1灯丝 粗短 ，L2灯丝 细长。 灯丝电阻灯丝电阻 “大（功率）粗短，小细长”（U额 相同） 哪个灯亮哪个灯亮 “串小（功率）并大” （U额 相同） “1度”的规定： 1kw的用电器工作h消耗的电能。 /t 可使用两套单位： “W、J、s” “kW、 kWh、h” 6、测量： 、 伏安法测灯泡的额定功率： 原理： P=UI电路图： RVA R选择和连接实物时须注意：电源： 其电压高于灯泡的额定电压滑动变阻器： 接入电路时要变阻，且调到最大值。根据能否调到灯

6、泡的额定电压选择滑动变阻器。电压表： 并联在灯泡的两端“+”接线柱流入，“”接线柱流出。根据额定电压选择电压表量程。电流表： 串联在电路里“+”接线柱流入，“”接线柱流出。根据I额=P额/U额 或I额=U额/R 选择量程。 测量家用电器的电功率： 器材： 原理：电能表 秒表P=W/t三三 电热电热1、实验： 目的： 研究电流通过导体产生的热量跟那些因素有关？ 原理： 根据煤油在玻璃管里上升的高度(或温度计示数的变化)来判断电流通过电阻丝通电产生电热的多少 。 实验采用煤油的目的： 煤油比热容小，在相同条件下吸热温度升高的快：是绝缘体 2、焦耳定律： 电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟

7、导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。3、计算公式： Q=I2Rt (适用于所有电路) 对于纯电阻电路可推导出： Q =UIt= U2t/R=I2Rt=W=Pt串联电路中常用公式： Q= I2Rt 。Q1:Q2:Q3:Qn=R1:R2:R3:Rn 并联电路中常用公式： Q= U2t/R Q1:Q2= R2:R1无论用电器串联或并联。计算在一定时间所产生的总热量 常用公式Q= Q1+Q2+Qn分析电灯、电炉等家用电热器问题时往往使用： Q= U2t/R=Pt 4、应用电热器： 定义： 利用电流的热效应而制成的发热设备。 原理： 焦耳定律 组成： 电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大、熔

8、点高的合金制成。 优点： 清洁卫生没有污染、热效率高、方便控制和调节温度。 四四 生活用电生活用电 (一一)、家庭电路：、家庭电路： 1、家庭电路的组成部分： 低压供电线(火线零线)、电能表、闸刀开关、保险丝、用电器、插座、灯座、开关。2、家庭电路的连接： 各种用电器是并联接入电路的，插座与灯座是并联的，控制各用电器工作的开关与电器是串联的。 3、家庭电路的各部分的作用： 低压供电线：低压供电线：给用户提供家庭电压的线路，分为火线和零线。火线和零线之间有220V 的电压，火线和地线之间也有220V的电压，正常情况下，零线和地线之间电压为 0V 测电笔： 用途： 用来辨别火线和零线 种类： 钢笔

9、式，螺丝刀式 使用方法： 手接触笔尾金属体，笔尖金属体接触导线，观察氖管是否发光，若发光则为火线，不发光为零线。 电能表：电能表： 安装在家庭电路的干路上，这样才能测出全部家用电器消耗的电能。 闸刀（空气开关）闸刀（空气开关）： 作用： 控制整个电路的通断，以便检测电路更换设备。 安装： 家庭电路的干路上，空气开关的静触点接电源线材料： 保险丝：保险丝： 保险丝是由电阻率大、熔点较低的铅锑合金制成 保险原理： 当过大的电流通过时，保险丝产生较多的热量使它的温度达到熔点，于是保险丝熔断，自动切断电路，起到保险作用 电路符号： 连接： 与所保护的电路串联，且一般只接在火线上 选择： 保险丝的额定电

10、流等于或稍大于家庭电路的最大工作电流。 规格： 越粗额定电流越大。 注意： 不能用较粗的保险丝或铁丝、铜丝、铝丝等代替。因为铜丝的电阻小，产生的热量少，铜的熔点高，不易熔断。 插座：插座： 作用： 连接家用电器，给可移动家用电器供电。 种类： 固定插座、可移动插座二孔插座、三孔插座 安装： 并联在家庭电路中，具体接线情况： 21213451接火线 2接零线 3接地线 4接用电器的金属外壳 5接用电部分的线路把三脚插头插在三孔插座里，在把用电部分连入电路的同时，也把用电器的金属外壳与大地连接起来，防止了外壳带电引起的触电事故。 用电器（电灯）、开关：用电器（电灯）、开关：白炽灯是利用电流的热效应

11、进行工作的，小功率的灯泡灯丝细而长，里面抽成真空。大功率的灯泡灯丝粗而短，里面抽成真空后，还要充入氮气、氩气等惰性气体，目的是平衡大气压对玻璃壳的压力,并阻止灯丝升华。灯泡长期使用会变暗，原因是：灯丝升华变细电阻变大，实际功率变小；升华后的金属钨凝华在玻璃内壁上降低了灯泡的透明度。 灯泡的种类： 螺丝口 卡口 螺丝口灯泡的螺旋接灯头的螺旋套，进而接零线；灯泡尾部的金属柱接灯头的弹簧片，再通过开关接火线：原因：防止维修触电 开关和用电器串联，控制用电器，如果开关短路用电器会一直工作开关不能控制，但不会烧干路上的保险丝。 根据安全用电原则连接电路，每个开关都可以单独控制灯，开关必须接在火线和用电器

12、之间。(二二)、家庭电路电流过大的原因：、家庭电路电流过大的原因：1、原因： 发生短路、用电器总功率过大。 2、家庭电路保险丝烧断的原因： 发生短路、用电器功率过大、选择了额定电流过小的保险丝(三三)、安全用电：、安全用电： 1、触电事故： 定义： 一定强度的电流通过人体所引起的伤害 危险性： 与电流的大小、通电时间的长短等因素有关。 安全电压： 不高于36V， 2、触电形式： 低压触电 ： 单线触电、双线触电 家庭电路触电的事故： 都是由于人体直接或间接跟火线接触造成的并与地线或零线构成通路。 高压触电： 高压电弧触电 、跨步电压触电 3、安全用电原则： 不接触低压带电体 不靠近高压带电体

13、例例1. 电能是由其他形式的能转化而来的，如：电能是由其他形式的能转化而来的，如：（1）火力发电：）火力发电： 能转化为电能能转化为电能（2）风力发电：）风力发电： 能转化为电能能转化为电能（3）太阳能电池板：）太阳能电池板： 能转化为电能能转化为电能（4）干电池、蓄电池：）干电池、蓄电池： 能转化为电能能转化为电能热动太阳化学典型例题：考点一：电能的转化及单位2. 在国际单位制中，电能的单位是在国际单位制中，电能的单位是 ，简，简称称 ，符号是，符号是 。 家庭中常用的电能单位还有家庭中常用的电能单位还有 ，学名，学名叫叫 ，符号是，符号是 。 1度度=1kw h=3.6106J焦耳焦耳焦焦

14、J度度千瓦时千瓦时kw h考点一：电能的转化及单位 3、 0.2 度度= kw h= J4、 540 J= kw h= 度度0.27.2 1051.5 10-41.5 10-4考点一：电能的转化及单位例例1. 如图：为某用户月初和月底电能表的示数如图：为某用户月初和月底电能表的示数 月初月初 月末月末 该用户当月用电：该用户当月用电： ；如果当地电费；如果当地电费0.5元元/kwh,该用户本月应交多少电费？该用户本月应交多少电费？ 。162.4度度81.2元元典型例题：考点二：电能表例例2. 某教学楼装有某教学楼装有“220V、10A”的电能表，该电路可的电能表，该电路可使用的最大功率为使用的

15、最大功率为 W；最多可接；最多可接“220V、40W”灯泡灯泡 盏。盏。 例例3某参数为某参数为”2500 r/kW h” 的电能表连接在电的电能表连接在电路中，该电路中只有一个功率为路中，该电路中只有一个功率为1kW的用电器，工作的用电器，工作6分钟后，电能表的转盘转过分钟后，电能表的转盘转过 转。转。典型例题：220055250空调空调 约约1000W微波炉微波炉 约约1000W电炉电炉 约约1000W电热水器电热水器 约约1000W吸尘器吸尘器 约约800W电吹风机电吹风机 约约500W电熨斗电熨斗 约约500W洗衣机洗衣机 约约500W电视机电视机 约约200W电子计算机电子计算机 约

16、约200W电冰箱电冰箱 约约100W电扇电扇 约约100W手电筒手电筒 约约0.5W计算器计算器 约约0.5mW电子表电子表 约约0.01mW考点三：电功率1.电功率估算：电功率估算：例例1.下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ） A. 用电器消耗的电能越多，电功率越大用电器消耗的电能越多，电功率越大 B. 电功率小的用电器消耗的电能少电功率小的用电器消耗的电能少 C. 千瓦时是电功率的单位千瓦时是电功率的单位 D. 1s内用电器消耗的电能越多，电功率越大内用电器消耗的电能越多，电功率越大例例2以下用电器中，电功率大约为以下用电器中，电功率大约为1kW的是（的是（ ） A. 微波炉微波炉 B

17、. 电冰箱电冰箱 C. 电风扇电风扇 D. 电视机电视机典型例题：DA考点三：电功率1. 灯泡发光的不同状态：灯泡发光的不同状态：120V220V250VU实实U额额 P实实 P额额正常工作正常工作 U实实 U额额 P实实 P额额不正常工作不正常工作 U实实 U额额 P实实 P额额不正常工作不正常工作 影响寿命影响寿命考点四：额定电压和额定功率考点四：额定电压和额定功率典型例题：典型例题： 例例1一个标有一个标有“220V 40W”的日光灯，其额定电的日光灯，其额定电压为压为 V，额定功率为，额定功率为 W，电阻是，电阻是 ，当正常发光时，它两端的电压为当正常发光时，它两端的电压为 V， 其电

18、流其电流为为 A，正常发光，正常发光1h，消耗的电能为，消耗的电能为 kw h，合合 J，1kw h的电能能让它正常发光的电能能让它正常发光 h；若将其接在若将其接在110V的电压下使用，实际电压是的电压下使用，实际电压是 V，实际电流是实际电流是 A，实际功率是，实际功率是 W。2204012102200.090.041.44 1052511o100.18考点五：电功率的计算考点五：电功率的计算典型例题：典型例题：例例1. 在在“测量小灯泡电功率测量小灯泡电功率”的实验中已知电源是两节新干的实验中已知电源是两节新干电池，小灯泡的额定电压为电池，小灯泡的额定电压为25V。(1)连接电路时，开关

19、应连接电路时，开关应 。(2)请你用笔画线代替导线将图（甲）电路连接完整。请你用笔画线代替导线将图（甲）电路连接完整。(3)闭合开关前，应先将滑动变阻器的滑片移到闭合开关前，应先将滑动变阻器的滑片移到_端。端。 若闭合开关后，发现小灯泡不亮，电流表指针偏转，电压若闭合开关后，发现小灯泡不亮，电流表指针偏转，电压表示数为表示数为0，原因可能，原因可能 是是 。 若发现电流表指针不动，而电压表有若发现电流表指针不动，而电压表有明显偏转（示数较大），则电路中发生明显偏转（示数较大），则电路中发生故障的原因是故障的原因是 。 断开断开右灯被短路了灯断路了考点五：测量小灯泡的电功率(4) 小明排除故障后

20、，实验得到的数据如下表。在第小明排除故障后，实验得到的数据如下表。在第1次实验中，次实验中， 小灯泡两端电压为小灯泡两端电压为2V时，电流表示数如图（乙），则通过时，电流表示数如图（乙），则通过 小灯泡的电流为小灯泡的电流为_ A，此时小灯泡的实际功率为，此时小灯泡的实际功率为_W。(5) 由下表可知，小灯泡的额定功率为由下表可知，小灯泡的额定功率为_W；小灯泡的实际；小灯泡的实际 功率随实际电压的增大而功率随实际电压的增大而_(选填选填“增大增大”或或“减小减小”)。典型例题：典型例题：0.40.22.5增大增大（6）完成以上实验后，小明进一步测量并描绘出小灯泡的）完成以上实验后，小明进一步

21、测量并描绘出小灯泡的电流随电压变化的曲线如图（丙）所示，通过图像发现灯丝电流随电压变化的曲线如图（丙）所示，通过图像发现灯丝的电阻是变化的，这一现象表明：的电阻是变化的，这一现象表明： 。典型例题：典型例题：（7）测量小灯泡的电功率的原理测量小灯泡的电功率的原理是利用公式是利用公式 。 用用 测小测小灯泡两端的电压，用灯泡两端的电压，用 测通测通过小灯泡的电流；用过小灯泡的电流；用 改改变小灯泡两端的电压及通过它的电变小灯泡两端的电压及通过它的电流，同时起到流，同时起到 的作用。的作用。这种测量方法叫做这种测量方法叫做 法。法。小灯泡的电阻随温度的升高而增大小灯泡的电阻随温度的升高而增大P=U

22、I 电压表电压表电流表电流表滑动变阻器滑动变阻器保护电路保护电路伏安伏安典型例题：典型例题： 例例1. 关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是（关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是（ ） A. 由由Q=I2Rt知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多 B. 由由Q=U2t/R知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少 C. 由由Q=UIt知，相同时间内，电流产生的热量与电阻无关知，相同时间内，电流产生的热量与电阻无关 D. 根据根据Q=I2Rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间可知，在电流一定时，电阻越

23、大，相同时间 内产生的热量越多内产生的热量越多D考点六：焦耳定律考点六：焦耳定律典型例题：典型例题：例例2.如图实验装置，两电阻丝的电阻产生的热量是通如图实验装置，两电阻丝的电阻产生的热量是通过过 反应的；该实验运用了反应的；该实验运用了 法法和和 法；图中的元件是法；图中的元件是 联的可以探究导体联的可以探究导体产生的热量与产生的热量与 的关系，目的是为了控制的关系，目的是为了控制 和和看看 ，相同。相同。 温度计示数的变化温度计示数的变化转换转换控制变量控制变量串串电阻电阻电流电流通电时间通电时间考点六：焦耳定律考点六：焦耳定律例例1如图所示，如图所示，A、B两个接线两个接线柱间是一段保险

24、丝，柱间是一段保险丝，C、D两个两个接线柱间是一段铜丝，移动变接线柱间是一段铜丝，移动变阻器的滑片，当电流逐渐增大时，阻器的滑片，当电流逐渐增大时，_熔断，而熔断，而_不熔断，这说明不熔断，这说明_用铜丝替代保险丝；用铜丝替代保险丝；某同学把铜丝换成了较粗的保险丝，当移动变阻器的某同学把铜丝换成了较粗的保险丝，当移动变阻器的滑片，电流逐渐增大时，粗保险丝滑片，电流逐渐增大时，粗保险丝_熔断，这熔断，这说明说明_用粗保险丝替代细的保险丝。用粗保险丝替代细的保险丝。 典型例题：典型例题：保险丝保险丝铜丝铜丝不能不能不会不会不能不能考点七：电功率和安全用电考点七：电功率和安全用电例例2. 小丽家中有小丽家中有20W的节能灯的节能灯4个，个，100W的新彩电的新彩电一台，一台，900W的洗衣机一台，她家的电能表允许通过