粤教版物理选修3-1三维设计 2.5电功率(可自主编辑)

1、结结 束束首 页末 页上一页下一页1电功电功(1)定义：电流通过一段电路时，自由电荷在定义：电流通过一段电路时，自由电荷在_的的推动下作定向移动，电场力对自由电荷所做的功。推动下作定向移动，电场力对自由电荷所做的功。(2)表达式：表达式：W_。自读教材自读教材抓基础抓基础 第五节第五节 电电 功功 率率 电功和电功率电功和电功率电场力电场力UIt结结 束束首 页末 页上一页下一页UI 结结 束束首 页末 页上一页下一页(1)电功与能量的单位都是焦耳，电功就是电能。电功与能量的单位都是焦耳，电功就是电能。()(2)电功与电能不同，电流做功的过程就是电能向其他形电功与电能不同，电流做功的过程就是电

2、能向其他形式的能量转化的过程。式的能量转化的过程。()(3)电功率越大，表示电流做功越多。电功率越大，表示电流做功越多。()学后自检学后自检(想一想想一想) 结结 束束首 页末 页上一页下一页跟随名师跟随名师 解疑难解疑难 结结 束束首 页末 页上一页下一页(3)额定功率和实际功率。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，如标有功率，通常用电器上标的值指的就是额定值，如

3、标有“220 V40 W”字样的灯泡，其额定电压为字样的灯泡，其额定电压为 220 V，额定功率为，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。实际功率应小于或等于额定功率。结结 束束首 页末 页上一页下一页(多选多选)关于计算电功率的三个公式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

4、相同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第一个公式普遍适用，后两个公式只适用于纯电阻电路路C第一个公式只适用于纯电阻电路，后两个公式普遍适第一个公式只适用于纯电阻电路，后两个公式普遍适用用D三个公式的适用范围与电路的连接方式无关三个公式的适用范围与电路的连接方式无关学后自检学后自检(小试身手小试身手) 结结 束束首 页末 页上一页下一页解析：解析：选选BD三个计算电功率的公式中，三个计算电功率的公式中，PUI是普遍是普遍适用的，在任何电路中，均可以用该公式计算电功率，而适用的，在任何电路中，均可以用该公式计算电功率，而 PI2R 和和 PU2/R 只适用于纯

5、电阻电路。另外，电路的连接方式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，选项并不影响电路中用电器的性质，选项 B、D 正确。正确。结结 束束首 页末 页上一页下一页1焦耳定律焦耳定律(1)内容：电流通过导体产生的热量，跟电流的平方成正内容：电流通过导体产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。比，跟导体的电阻及通电时间成正比。(2)公式：公式：Q_。自读教材自读教材抓基础抓基础 焦耳定律和热功率焦耳定律和热功率I2Rt I2R 结结 束束首 页末 页上一页下一页(1)电热器的热功率越大，产生的热量越多。电热器的热功率越大，产生的热量越多。()(2)

6、电热器的电阻越大，热功率越大。电热器的电阻越大，热功率越大。()(3)通过电热器的电流越大，热功率越大。通过电热器的电流越大，热功率越大。()学后自检学后自检(想一想想一想) 结结 束束首 页末 页上一页下一页1纯电阻电路和非纯电阻电路纯电阻电路和非纯电阻电路跟随名师跟随名师 解疑难解疑难 结结 束束首 页末 页上一页下一页结结 束束首 页末 页上一页下一页2电功和电热的比较电功和电热的比较(1)电功是电能转化为其他形式能的量度，即电功表示电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。流通过导体时转化为其他形式能的总和。(2)电热表示电流通过导体时消耗的电

7、能转化为内能的那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。部分，即电热是电能转化为内能的量度。(3)电功和电热的数量关系是：电功和电热的数量关系是：WQ，即，即 UItI2Rt，UII2R(能量转化角度能量转化角度)。结结 束束首 页末 页上一页下一页电吹风机结构中有电动机和电热丝两部分，已知电动机线电吹风机结构中有电动机和电热丝两部分，已知电动机线圈的电阻为圈的电阻为R1，它和阻值为，它和阻值为R2的电热丝串联。设电吹风机工作的电热丝串联。设电吹风机工作时两端的电压为时两端的电压为U，通过线圈的电流为，通过线圈的电流为I，消耗的电功率为，消耗的电功率为

8、P，则下列关系正确的是则下列关系正确的是()APUIBPI2(R1R2)CUI(R1R2) DPI2(R1R2)学后自检学后自检(小试身手小试身手) 结结 束束首 页末 页上一页下一页解析：解析：选选D因电吹风机中有电动机，而电动机为非纯电因电吹风机中有电动机，而电动机为非纯电阻用电器，工作时将有一部分电能转化为机械能，阻用电器，工作时将有一部分电能转化为机械能，PUI对纯对纯电阻电路和非纯电阻电路都成立，选项电阻电路和非纯电阻电路都成立，选项A错误；对非纯电阻电错误；对非纯电阻电路有路有PI2(R1R2)，选项，选项B错误，错误，D正确；正确；UI(R1R2)，选项，选项C错误。错误。结结

9、束束首 页末 页上一页下一页(1)闭合电路中能量转化关系：闭合电路中能量转化关系：EI_。(2)电源提供的能量一部分消耗在外电路上，转化为电源提供的能量一部分消耗在外电路上，转化为_的能量；另一部分消耗在内电阻上，转化为的能量；另一部分消耗在内电阻上，转化为_。(3)电动势反映了电源把其他形式的能量转化为电动势反映了电源把其他形式的能量转化为_的能力。的能力。自读教材自读教材抓基础抓基础 闭合电路中的功率闭合电路中的功率U外外IU内内I其他形式其他形式内能内能电能电能结结 束束首 页末 页上一页下一页在在 EU外外U内内两边都乘以两边都乘以I可得可得 EIU外外IU内内I，那么，那么EI、U外

10、外I和和U内内I分别表示什么？分别表示什么？提示提示：电源的功率、外电路功率、内电路功率。电源的功率、外电路功率、内电路功率。学后自检学后自检(想一想想一想) 结结 束束首 页末 页上一页下一页跟随名师跟随名师 解疑难解疑难 结结 束束首 页末 页上一页下一页结结 束束首 页末 页上一页下一页结结 束束首 页末 页上一页下一页结结 束束首 页末 页上一页下一页当外电路的电阻分别为当外电路的电阻分别为8 和和2 时，单位时间内在外电时，单位时间内在外电路上产生的热量正好相等，则该电源的内电阻是路上产生的热量正好相等，则该电源的内电阻是()A1 B2 C4 D6 学后自检学后自检(小试身手小试身手

11、) 结结 束束首 页末 页上一页下一页1额定电压都是额定电压都是110 V，额定功率，额定功率PL1100 W，PL240 W的电灯两盏，若接在电压是的电灯两盏，若接在电压是220 V的电路上，使两盏电灯均的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是()典题例析典题例析 纯电阻电路中功率的计算纯电阻电路中功率的计算结结 束束首 页末 页上一页下一页图图252 结结 束束首 页末 页上一页下一页结结 束束首 页末 页上一页下一页对于对于D电路，若变阻器的有效电阻等于电路，若变阻器的有效电阻等于L1、L2的并联电的并联电阻，则阻，则UL1U

12、L2110 V，两灯可以正常发光。，两灯可以正常发光。比较比较C、D两个电路，由于两个电路，由于C电路中变阻器功率为电路中变阻器功率为(IL1IL2)110，而，而D电路中变阻器功率为电路中变阻器功率为(IL1IL1)110，所以，所以C电路消耗电功率最小。电路消耗电功率最小。答案答案C结结 束束首 页末 页上一页下一页探规寻律探规寻律 结结 束束首 页末 页上一页下一页2有四盏灯接入如图有四盏灯接入如图253所示的所示的电路中，电路中，L1和和L2都标有都标有“220 V，100 W”，L3和和L4都标有都标有“220 V，40 W”，把，把电路接通后，最暗的灯将是电路接通后，最暗的灯将是(

13、)AL1BL2CL3 DL4跟踪演练跟踪演练 图图253 结结 束束首 页末 页上一页下一页结结 束束首 页末 页上一页下一页1规格为规格为“220 V36 W”的排气扇，线圈电阻为的排气扇，线圈电阻为40 ，求：求：(1)接上接上220 V的电压后，求排气扇转化为机械能的功率和的电压后，求排气扇转化为机械能的功率和发热的功率；发热的功率；(2)如果接上如果接上220 V的电压后，扇叶被卡住，不能转动，求的电压后，扇叶被卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率。电动机消耗的功率和发热的功率。典题例析典题例析 非纯电阻电路中功率的计算非纯电阻电路中功率的计算结结 束束首 页末 页上一页下一

14、页审题指导审题指导结结 束束首 页末 页上一页下一页结结 束束首 页末 页上一页下一页结结 束束首 页末 页上一页下一页答案答案(1)35 W1 W(2)1 210 W1 210 W结结 束束首 页末 页上一页下一页解决电动机问题注意分两种情况：解决电动机问题注意分两种情况：(1)当电动机正常工作时，要分别搞清电动机的总功率、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，掌握它们之间的关系：输出功率和热功率，掌握它们之间的关系：P总总P出出P热热。(2)当电动机因故障或其他原因不转动时，相当于一个纯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。电阻电路。探规寻律探规

15、寻律 结结 束束首 页末 页上一页下一页2(好题共享好题共享选自鲁科版教材选自鲁科版教材)如图如图254所示，一台直流电动所示，一台直流电动机所加电压为机所加电压为110 V，通过的电流为，通过的电流为5 A。该电动机在。该电动机在10 s内把一个质量为内把一个质量为50 kg的物体匀速提高了的物体匀速提高了9 m，求电动机的，求电动机的电功率和电动机线圈的电阻电功率和电动机线圈的电阻(不计摩不计摩擦，擦，g取取10 m/s2)。跟踪演练跟踪演练 图图254 结结 束束首 页末 页上一页下一页答案：答案：550 W4 结结 束束首 页末 页上一页下一页根据能量守恒，电源的总功率等于电源的输出功

16、率根据能量守恒，电源的总功率等于电源的输出功率(外电外电路消耗的电功率路消耗的电功率)与电源内阻上消耗的功率之和，即与电源内阻上消耗的功率之和，即 P总总IUI2rI(UIr)IE。其中。其中 IE 为电源总功率，是电源内非静电为电源总功率，是电源内非静电力移动电荷做功，把其他形式的能转化为电能的功率；力移动电荷做功，把其他形式的能转化为电能的功率；IU 为为电源的输出功率，在外电路中，这部分电功率转化为其他形式电源的输出功率，在外电路中，这部分电功率转化为其他形式的能的能(机械能、内能等机械能、内能等)；I2r 为电源内由于内阻而消耗的功率，为电源内由于内阻而消耗的功率，转化为焦耳热。转化为

17、焦耳热。 闭合电路中功率的计算闭合电路中功率的计算结结 束束首 页末 页上一页下一页1如图如图255 所示，电路中电池的电所示，电路中电池的电动势动势 E5 V ，内阻，内阻 r10 ，固定电阻，固定电阻 R90 ，R0 是可变电阻，在是可变电阻，在 R0 从零增加到从零增加到 400 的过程中，求：的过程中，求：典题例析典题例析 图图255 结结 束束首 页末 页上一页下一页思路点拨思路点拨(1)R0是可变电阻，欲使是可变电阻，欲使PR0最大，最大，R0应满足什么条件？应满足什么条件？提示：提示：可将可将R归为电源内阻，新电源内阻归为电源内阻，新电源内阻rRr100 ，当，当R0r时，时，PR0最大，此时最大，此时R0100 。(2)欲使输出功率最大，欲使输出功率最大，R0应多大？应多大？提示：提示：外电路是可变电阻，外电路是可变电阻，RR0r，故，故R00时，输出时，输出功率最大。功率最大。结结 束束首 页末 页上一页下一页结结 束束首 页末 页上一页下一页结结 束束首 页末 页上一页下一页探规寻律探规寻律 结结 束束首 页末 页上一页下一页2如图如图256所示，电源由两个电动势所示，电源由两个电动势E1.5 V，内阻，内阻r0.5 的相同电池串联而成，外电路总电阻的相