电能和电功率

课题：电能和电功率一、教学内容电能和电功率及家庭用电二.学习目标：1、生疏电能可以转化为其他形式的能量，知道电能通过不同的用电器使用时的能量转化状况。2、学会使用电能和电功的测量工具——电能表，知道电能表的表盘上所标的主要数据的物理意义。〔重点〕3〔重点〕4P＝Ｗ/tP＝IU〔难点〕5〔重点〕6〔难点〕三.重难点讲解：1】电功〔重点〕1、定义：电流通过某段电路所做的功叫电功，用Ｗ表示。2、实质：电流做功的过程实质是电能转化为其他形式的能的过程．电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，就消耗了多少电能。、单位：在国际单位制中，电功的单位是焦耳，简称焦〔J。常用单位有千瓦·时〔kW·h〕1度＝1kW·＝3.6×106J4、公式：定义式：Ｗ＝UIt＝Pt电流通过导体做的功，与导体两端的电压成正比，与导体中的电流成正比，与通电时间成正比，其中UIA；ts；Ｗ表示电流在该段电路上所做的功，单位是J。导出式：＝2Rt＝Ut／R2留意：关于公式应用的几点说明：①Ｗ＝UIt中所涉及各量必需对应，即必需是同一个导体上的量，再就是计算过程中各量的单位必需统一在国际单位制中．即Ｗ用焦耳，U用伏特，I用安培，t用秒。单位假设不换算统一就会出错。②＝UIt可以用来计算任何状况下电流所做的功，它是普遍适用的。而公式＝2Rt＝U／2，是结合欧姆定律导出的，它只适用于纯电阻电路．纯电阻电路即就是电流做功时，把电能全局部转化为内能．如电灯、电烙铁、电饭锅、电烤炉等；而电动机、电铃、电磁铁等，这类用电器除把一局部电能转化成内能外，大局部转化成了机械能。那么我们就不能用导出公式计算其电功了。③在电量和电压的状况下；用公式Ｗ＝UQ量的单位；U：伏特、Q：库仑、Ｗ：焦耳．这个公式说明白电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压与通过这段电路的电量的乘积。【学问点2】电能表〔俗称电度表〔重点〕1、作用：电能表的作用是测量电功，或者说是测量用户用电器在某一段时间内消耗电能的多少。2、读数方法：电能表计数器上前后两次读数之差，就是用户在这一段时间内用电的千瓦时数，即用电度数，也就是电流在这段时间内所做的功。3、铭牌：电能表铭牌上通常标有以下内容：1“220V”——表示电能表的额定电压是220V。〔2“5A5A。“kW·h”——“3000r／kW·h”——13000留意：这里我们要从表上标识的“3000r／kW·h”中理解转盘“转数”与电功的“度数”之间的关系，其实这是一种比例关系，有些同学往往很难理解。【学问点3】电功率〔重难点〕在物理学中，电功率表示消耗电能的快慢．电功率用P表示，它的单位是瓦特，简W100w、15W，说的就是灯泡的电功率。1、正确理解电功率的概念电功率的作用是描述电流做功的快慢，电功率的大小与电路两端电压U和通过电路的电流I两个因素有关，不能单纯地说电功率与电压正比，与电流成反比，由于加在电耗电能快或电流做功快，并不表示电流做功的多少。电功率可以反映用电器通过电流产生的效果。如：灯泡的电功率越大，说明单也就越大。2、各种不同的用电器，电功率各不一样．翻开说明书可以看到“电功率”这样的参数。例如，电热水器上的电功率比较大，手电筒的电功率比较小。农业生产上的用电器，例如起重机上的电动机，功率往往很大，这时就要用更大的单位——千瓦来表示。kW，它跟W1kW＝1000W3、定义式：1秒〔1s〕内所消耗的电能，假设在“t”这么长的时间内消耗的电能〔也就是所做的电功〕个用电器的功率“P”就是：P＝w／t＝UI 导出公式P＝I2R＝U2/R符号的意义及单位：Ｗ——电流做的功〔消耗的电能〕——焦耳〈J〕t——所用的时间——秒〔s〕P——用电器的功率——瓦特〔W〕【学问点4】用电器的工作状态额定电压：用电器正常工作的电压，用电器标有的电压就是额定电压，常用U 表额示，额定电流：用电器在额定电压下正常工作的电流，用电器标有的电流就是额定电流，

表示。额额定功率：用电器在额定电压下正常工作时的功率，用电器标有的功率值就是额定功率，常用P 表示。P额＝U Ⅰ额 额 额实际电压：用电器实际工作时的电压，它可能与额定电压相等也可能比它大或者比U

表示。实实际功率：用电器在实际电压下工作时的功率，它可能与额定功率相等，也可能比它大或者小。电灯的亮度取决于它的实际功率。〔6〕P

与P 的关系：额 实假设U 实假设U 实假设U 实

，则P ＞P额 实 额，则P ＝P额 实 额，则P ＜P额 实 额前面我们讲到电能时曾经提到“千瓦时”这个单位，现在可以知道它的由来了，由于1P＝Ｗ／t，把这个式子变形后得到Ｗ＝Pt，Ｗ就是t这段时间用电器消耗的电能，式中Ｗ、P、tPt瓦时〔度1kW1h16】怎样测量电功率测量电功率可以使用专用的功率表，但在非专业的试验中，常常通过电流和电压的测量，来间接得知用电器的电功率。理论的分析证明：电功率P和电流Ⅰ、电压UP＝IUP＝IU际功率。7】家庭电路1、家庭电路：就是用来给各种家用电器供是的电路。2——保险盒——用电器、开关、插座——接地。3、连接方式：家庭电路中各用电器都是并联的；开关一根叫零线，一根叫火线，火线相对零线之间有220V的电压，以保证并联其中的每个家用电器两端的电压220V。8】测电笔1、作用：区分零线与火线的工具。2、使用方法：用手接触笔尾的金属体，笔尖接触电路〔或与电线接通的导体〔假设前面的零线有断路的状况，则接触后面的零线，氖管也会发光〕3、工作原理：火线、测电笔、人体、大地构成回路，测电笔的电阻较大，使电路中有较小电流通过人体，又不使人体触电，从电压角度说，电阻的分压36V。产品名称太阳能风扇凉帽太阳能电池板产品名称太阳能风扇凉帽太阳能电池板由单晶硅太阳能电池串联组成直流电动机工作电压：1.2V；工作电流：50mA为了保护电路的安全，电路里必需安装保险装置——保险盒，里面有保险丝。家用保险时，保险丝产生较多的热量，使它的温度到达熔点，于是保险丝熔断，自动切断电路，起到保护电路和用电器的作用。有的保险盒是用空气开关代替。10】触电1、触电缘由：人是导体，触及带电体时，有电流通过人体。、触电形式1〕单线触电〔2〕双线触电3〕4〕高压跨步电压触电。3、触电急救：首先切断电源，然后再进展抢救。11】安全用电常识1、绝缘局部易破损，导电局部易外露，要留意检查更换；2、不要在电线上搭晾衣物，不要用湿手扳开关；3、有金属外壳的家电外壳肯定要接地；4、架设室外天线时，留意不要触及电线，并且要安装避雷装置。【典型例题】例〔07武汉37〕如下图为小明防晒用的太阳能风扇凉帽，其铭牌如下：在凉帽的前部有一个太阳能电池板，可将 能直接转化为电能，驱动电风扇。风扇转动时，加快了汗液外表的空气流淌，从而加快汗液 吸热(填物态变化名称)。在户外活动时，假设凉帽上的风扇工作了1h，相当于节约了 J的电能。解析：电流做功的过程实质是电能转化为其他形式的能的过程，而发电机或电池正好相反，是把其他形式的能转化为电能，太阳能电池板固然是将太阳能〔或光能〕直接转化为电能。素之一：加快了液体外表的空气流淌，从而加快汗液的蒸发。最终一空计算电能实际上是电流所做的功，依据电功的公式：Ｗ＝UIt=1.2V×50×10-3A×60×60S=216J,计算的过程中要留意把单位换算成统一的国际主单位进展计算.答案：光〔太阳；蒸发〔汽化216例2．在日常生活中，用电器在一段时间内消耗的电能，可以通过电能表计量出来，如下图，是高风同学家的电能表的表盘示意图，电能表表盘上有几个重要参数：“220V6A”中的“220V”是指这个电能表的额定电压为＿＿＿；“6A”是指这个电能表允许通过的最大正常工作电流为＿＿＿＿；在短时间内，该电能表允许通过的电流最大值不能超过 。“3600R／kW·h”是指接在这个电能表上的用电器，每消耗1kW·h的电能，电能表上的转盘 ；该电能表的铝盘转过180周，电能表所测量的电路消耗电能为 J。电功指电能转化为其他形式能的过程是做功的过程，有多少电能发生了转化就说明1．8抄表信息/kW·h有功起码：2831.8止码：＿＿＿＿计费信息抄表信息/kW·h有功起码：2831.8止码：＿＿＿＿计费信息计费电量＿＿＿＿应收费平均电费052元/W应收电费元解析：220V”指额定电压；6A指所接1 1许通过的最大值。该电能表转一周，所测量的电路消耗电能为

3600

kW·h＝3600

×3．6×106J180180×103J＝1．8×105J；电路中电流做1．8×105J×0．52元／kW·h＝7．28元。〔220V610A〔2〕转过36008×105J；〔31×105J28元。1、2例〔2023·山东〕标有“220V 40”和“220V 60”的两只灯泡L L 串联在电1、21 路中时，两灯均发光，实际消耗的功率分别为P和P，则 【 】1 1 2 1 2 1 A．P>P B．P=P C．P<P DU1 2 1 2 1 12U2 2202 U2 2202121和，1解析：L1和，1

LR=P和211和21

=40

R= =P2 60P222

R＞12R；当L12

L串联在电路中，电路各局部的电流都相等，即I

=I，所以两灯消耗的功率可以用推导公式P=I2R来比较，当I相等时，哪个用电器的电阻大则它所消耗的功率也大，即可知P>P 。1 212答案：P>P12〔07天津17220V102.5V0.752V10m”发光二极管一只，各种阻值的电阻，导线假设干。在指示灯能正常工作的状况下，请你通过计算说明选用器材的最正确方案及器材的具体规格。将电路图中的虚线框局部补充完整。解析：要确定选用哪个器材作为指示灯，就要看供选择的指示灯哪一个功率小，节约电能，我们可以一一计算，再进展比较假设选“220V10WP=10W1假设选“2.5V0.75WPP 灯UU 灯

0.752.5

22066W假设选“2V10mA”发光二极管，指示灯电路消耗功率P I U额

1022202.2W所以依据计算结果，应选用发光二极管。又由于发光二极管的额定电压是2V，假设直接和电热管并联，220V的电压会把它烧毁，所以还必需选用一个电阻与发光二极管串联以分压，串联电阻阻值为：U UR 源 I额

218

2.18104电路连接如右图所示。答案：选“2V10mA”发光二极管和一个阻值为２.18×104Ω的定值电阻串联后再与电热器并联，电路连接如上右图。五、练习题库1、将电阻是484Ω的电灯接在家庭电路中，通电1小时电流做功是 J。2、电流在1s内做的功叫做，是反映电流做功的物理量。某段电路两端电压为3V，5s内电流做功20J，这段电路消耗的电功率是 ；这段电路的电阻是 。3、白炽电灯上标有“220V40W”字样，说明该灯正常发光时该灯两端的电压是V，通过灯丝的电流是A，灯丝的电阻为Ω，额定功率是W，正常发光 h消耗1kW·h电能。4R1

R串联，R2

0.2A，R1

30Ω15VR2

的电流是 2

的电压是 ，R2

的电阻是 ,电路消耗的总功率是 。5R1

R24VR2

=80ΩR1

的电流为0.2AR1

的功率是 W，R2

的电阻是 Ω，R2

的电功率是 W。6L1

和L串联在电路中电流分别做功100J和200J，则灯L1的功率 灯2L2的功率；假设将它们并联在电路中，在一样时间内，电流通过灯 做功更多。7、一只标有“220V,100W”的灯泡与一个电阻串联后，接在220V的电源上，电阻消耗的功率为10W，则此时灯泡消耗的功率 90W(填“大于”、“小于”或“等于”)。8、建楼房的供电线路已经不再使用保险丝，而用带有保险装置的 代替．当电流过大时，开关中的 起作用，使开关断开，切断电路9、“PZ220－40”和“PZ110－100”两只白炽灯泡，在正常工作时 ( A．前者比后者更光明； B．后者比前者更光明；C．两灯发光亮度一样； D．无法比较。10、有一只“220V、10A”的电能表,按规定最多可接“220V、40W”的电灯( )A．50盏； B．54盏； C．56盏； D．60盏1、电能表上标有“3000r/kwh，单独使用一个用电器时，电能表的转盘在100s内转5转则此用电器的电功率是( )A．60W； B．40W； C．100W； D．20W；12、关于功率的说法，正确的选项是( )A．用电器的实际功率肯定大于额定功率；B．一用电器的实际功率可有多个数值，而额定功率的值是唯一的；C．将标有“220V 40W”的灯泡接在110V的电路上，它的实际功率为20W；D．额定功率越大的用电器，实际做功也越多。13、某学校共40个教室，每个教室里装着6盏40W的日光灯，由于留意节约用电，平均每盏每天少开半小时，那么一个月〔按30天〕可节约电多少度〔 〕A．144 B．145 C．146 D．14714、电灯灯丝断了再搭上，则( )．A．电灯变暗，由于阻值增大而电流减小B．灯泡变亮，由于阻值增大，产生的热量增大C．灯泡变亮，由于断了的灯丝搭起来，其阻值减小，依据公式“P=UI”可知，其电功率增大D．灯泡亮度不变，由于电源电压不变1、三盏灯“220V 100“220V 60“220V40”都正常工作，则三灯中最亮是( )220V 100” 220V 60” 220V 40” ．一样亮16、以下图中与电有关的操作中正确的选项是( )A．湿手按开关 B．取高压线上的风筝 C．用测电笔区分火线、零线 D．双手分别接触火线、零线17、夜间，小强同学家中的4盏灯突然全部熄灭了，小强检查时，觉察邻居家灯仍亮着，自己家中的保险丝也未烧断，他就用测电笔测家