十八章电功率

第十八章《电功率》笔记（修改稿5）电动机选择题卷子一、基础部分：1、能的转化：发电过程和用电过程本质都是能的转化，电源把各种形式的能转化为电能，用电过程中，则是电能转化其它各形式的能。2、电能的单位：千瓦时、焦耳以及换算：1KWh=3.6×106J。（注意KWh不是KW/h，没有KW/h这个单位，速度单位Km/h与此不同）3、电能表是测量电能的（电流表测电流，电压表测电压），单位：KWh。有关参数：①220V指电能表应该在220V的电路中使用；10（20）A：10A是电能表的标定电流，20A是此电能表通过的最大额定电流，算最大功率用20A②600r/KWh指每消耗1KWh的电能，电能表上的转盘转过600转。4、电功定义：电流所做的功，电能变为其它能都是电流在做功。电流做功的过程，实际上是实际就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。5、电功公式：W=UIt，U为电压，I为电流，t为时间。手机、电动车等电池上标有容量为“3V和2000mAh”,mAh是毫安和小时的乘积，即It的乘积，电压3V×电流2000mA×时间h就是W=UIt，即为电池的最大电能，注意单位换算：mA要换成A，h要换成秒S。6、电功率：指用电器单位时间内消耗的电能，或者电流在单位时间内所作的功。7、电功率的理解：表示消耗电能的快慢，或者是电流做功快慢的物理量。同八年级的功率一样，做功快就是功率大，功率大就是做功快。8、公式：P=W/t=UI，单位：瓦特，简称瓦，还有千瓦。换算关系：1KW=1000W电功率其它单位：焦/秒、伏·安，注意KWh不是电功率单位，而是电能的单位。9、额定和实际的含义：物理量定义说明电压和功率关系用电器工作情况额定电压用电器正常工作时的电压用电器上标明的电压就是额定电压，用U额表示当U实=U额，P实=P额用电器正常工作（灯正常发光）额定电流用电器正常工作时的电流用电器上标明的电流就是额定电流，用I额表示额定功率用电器在额定电压下正常工作的功率用电器上标明的功率就是额定功率，用P额表示当U实<U额，P实<P额用电器不正常工作（灯发光很暗）实际电压用电器实际工作时的电压用U实表示，可能U实=U额，也可能U实≠U额当U实>U额，P实>P额用电器不正常工作（灯发光很亮）实际功率用电器在实际电压下工作时的功率用P实表示，可能P实=P额，也可能P实≠P额灯的亮度是由实际功率决定的灯的亮度不是由电压、电流，也不是由额定功率决定11、电功、电功率在串、并联电路中的不同规律比较表：电路物理量图(符号单位)U1U1U2UR1R2IIII1R1R2UI2I2电能（W/J）W总=W1+W2（无论串联与并联电路消耗的总电能等于各部分电功之和）电功率（P/W）P总=P1+P2（无论串联与并联电路中的总功率等于各部分电功率之和）电热（Q/J）Q总=Q1+Q2（无论串联与并联电路产生的电热等于各部分电热之和）串联电路并联电路比例式1I1：I2=1：1U1：U2=1：1比例式2eq\f(U1,U2)=eq\f(P1,P2)=eq\f(W1,W2)=eq\f(Q1,Q2)=eq\f(R1,R2)串联时各物理量之比都等于电阻的正比（电流除外）eq\f(I1,I2)=eq\f(P1,P2)=eq\f(W1,W2)=eq\f(Q1,Q2)=eq\f(R2,R1)并联时各物理量之比都等于电阻的反比（电压除外）四、各物理量的公式及常用变形公式：电流：Ｉ／ＡＩ=EQ\F(U,R)I=EQ\F(P,U)（此公式求电流更多）电压：Ｕ／ＶU=IRU=EQ\F(P,I)电阻：Ｒ／ΩR=EQ\F(U,I)R=EQ\F(U2,P)（此公式求电阻更多）电功率：Ｐ／ＷP=EQ\F(W,t)P=UIP=I2R（串联用）P=EQ\F(U2,R)（并联用）电能（电功）：Ｗ／ＪW=PtW=UItW=Q=I2Rt(串联用)=EQ\F(U2,R)t(并联用)电热：Ｑ／ＪQ=I2RtQ=W=Pt=UIt用电能表转数求消耗的电能，再根据消耗的电能求电功率：先求实际消耗的电能：W=eq\f(实际转数,铭牌转数)KWh，电能W的单位为KWh；再求出电功率：P=EQ\F(W,t)。（这里时间t的单位要换成小时）小经验：(1)已知用电器的铭牌，比如“220V40W”，就是相当于已知电阻（R=EQ\F(U2,P)），用电器的电压、电流、电功率任意一个改变时，另外两个也随之改变，但其电阻是不变的。(2)当U实=U额的一半时，P实=P额的四分之一。当两灯泡相同，串联接入电路时，就是这种情况。(3)两个灯泡分别标着220V40W、220V100W，并联时100W（P额大的）更亮。串联时40W（P额小的）更亮，而且串联时两灯的总功率比40W还要小很多。(4)比较电功率、电热（或消耗电能）的大小时：在串联时用P=I2R，W=Q=I2Rt来比较，因为串联I相等，R越大，P、W、Q就越大。在并联时（或同一电路），用P=EQ\F(U2,R)，W=Q=EQ\F(U2,R)t来比较，因为并联U相等，R越大，P、W、Q就越小。12、凡是已知用电器铭牌的，，都可以用R=U2/P先求出它的电阻值，即使电路中的I、U、P都相应发生了变化，此电阻值也是不变的。13、对于某个电路或电阻来说，共有四个基本物理量：电流I、电压U、电阻R、电功率P。经验一：已知其中任意两个物理量可求另外两个；经验二：四个基本物理量中，电流I、电压U、电功率P是同时变化的，具有同时性，有一个变化时，另外两个都跟着变化，但电阻R是不变的，电阻是个定值（滑动变阻器除外），所以根据铭牌，用R=U2/P先求出电阻值，这个电阻可以代入每种情况求实际电流和电压。14、还有两个物理量：电能（电功）W、电热（电流产生的热量）Q，电热即消耗的电能。若求电能W和电热Q，还要另外已知时间t。求电能W、或者求电热Q都可以用W=Pt来求。15、已知铭牌的用电器，可以做7件事，称为铭牌7件事：如标有“220V60W”的灯泡可以计算:（1）利用公式R=EQ\F(U2,P)计算其电阻R；（2）利用公式I额=EQ\F(P,U)计算正常工作的电流I额；（3）假若此灯泡接入220V，则U实=U额=220V，那么P实=P额=60W；（4）如果另外已知工作时间t，则可用W=Pt计算消耗的电能和电功；（5）假若接入110V电路，则实际电压是110V，I实也改变了，计算实际电流Ｉ实=EQ\F(U,R)；（6）此时的实际功率也改变了，P实=U实I实；（7）如果再已知工作时间t，则可用W=Pt计算在110V电路中实际消耗的电能和电功。16、两个已知铭牌的用电器，如分别标有“220V60W”和“220V40W”的两个灯泡：串联是重点。（一）此两灯并联在220V电路中时：（1）由于并联，求灯U实=U额=220V，（2）求实际功率P实1=60W，P实2=40W，P总=100W；（3）可求电流I额1和I额2和I总；（4）可求电阻R1、R2、R总；（5）如果再已知工作时间t，则可用W=Pt计算W1、W2、W总。（二）此两灯串联在220V电路中时：（1）由于串联，U1+U2=U总，所以两灯实际电压都不是220V，此时用铭牌先求R1、R2、R总；（2）再求实际电流I总=EQ\F(U,R)；而I1=I2=I总。（3）再求每个灯的实际电压U实=I实R；（4）再求每个灯的实际功率P实=U实I实；还可求P总（5）如果再已知工作时间t，则可用W=P实t计算实际的W1、W2、W总。17、用eq\o\ac(○,v)和eq\o\ac(○,A)实验测量小灯泡的电功率：①实验原理：P=UI②实验方法：伏安法，用eq\o\ac(○,v)测出灯泡的电压，eq\o\ac(○,A)测出通过灯泡的电流，计算出功率。=3\*GB3③选择滑动变阻器规格的题型：实验题中给出两种滑动变阻器的规格（2A，20Ω和1A，50Ω），需要选择一种滑动变阻器，方法是：不根据电流选择，而是根据电阻选择，一般选电阻大的，电阻大分压就大，这样另一个电阻分压就不会超过它应有的电压。18、电流的三个效应：

①热效应：电流通过导体时都会放热产生热效应。例：电饭锅、电熨斗、电烙铁、电热吹风、电热毯、电暖器、电烤箱、保险丝发热熔断等。

②磁效应：电流通过导体，导体周围产生磁场。例：电动机、电磁铁、电磁炉。

③化学效应：电流通过时会发生化学变化。例：蓄电池。注：微波炉不是利用电流的热效应。19、电流通过导体产生热量的探究：①实验目的:电流通过导体产生的热量与哪些因素有关系？②电流产生热量是通过U型管中液柱的高低描述的（转化法）。③右上图是探究在电流一定时，电流产生热量与电阻的关系。原因：5Ω与10Ω串联，电流相等，而电阻不等。④右图是探究在电阻一定时，电流产生热量与电流的关系。原因：烧杯中的5Ω与5Ω电阻相等（其中右边上方还有一个5Ω，虽然也产生热量，但产生的热量不在烧杯中），而电流不相等（左边5Ω在干路，右边两个5Ω在两个支路，所以左边5Ω的电流是两个支路的电流之和，所以产生热量多，左边液柱上升更高）。⑤得出焦耳定律：电流通过导体时产生热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，公式：Q=I2Rt，公式中各物理量是同一导体的，若电路为纯电阻电路（电能全部转化为内能的电路），则可变形为Q=UIt=U2t/R，经常可用Q=W=Pt。⑥电流产生热量跟I、R、t都有关系，要研究热量跟时间关系，用开关控制工作时间就可以了。20、加热或保温的档位问题：家用电热器的电压一定，用P=EQ\F(U2,R)分析，电路总功率大的就是加热档，而总电阻小，总功率才会最大；反之，总电阻最大，总功率就最小，电热器就处于保温状态。电热器的总电阻是通过开关来改变的，如下图要会判断开关断开与闭合总电阻是最大还是最小。家用电器电路图加热保温说明电饭锅S拨到2时，R短路，R0工作，此时总电阻小，电热功率大，故加热状态。S拨到1时，R0和R串联，此时总电阻大，电热功率小，故保温状态。此图利用了串联的总电阻比任意一个分电阻都大，所以S闭合某电阻短路时，总电阻小，断开总电阻大。饮水机S闭合，R1短路，R2工作，此时总电阻小，电热功率大，故加热状态。S断开，R1和R2串联，此时总电阻大，电热功率小，故保温状态。此图同上，都是利用S2闭合某电阻短路时，总电阻变小，电热功率大。电热毯S拨到3时，R2未连入电路，R1工作，此时总电阻小，电热功率大，故加热状态。S拨到2时，R1R2串联，此时总电阻大，电热功率小，故保温状态。此图同上，虽没有利用短路，同样是使某电阻未串入电路，总电阻变小，电热功率大。电烙铁S2闭合，R1R2并联，此时总电阻小，电热功率大，故加热状态。S2断开，R2不工作，R1工作，此时总电阻大，电热功率小，故保温状态。此图利用了并联的总电阻比任意一个分电阻都小，所以S2闭合总电阻小，断开总电阻大。22、求电路安全题时，滑动变阻器电路最大最小问题，分两步求解：第一步：找最大电流：从电流表的量程、变阻器铭牌、小灯泡规格三个地方找允许通过的最大电流。①可求电路最大功率（P=UI）；②可求各电阻分配电压；③再求滑动变阻器最小电阻。④可求各电阻功率（P=I2R）。第二步：找最大电阻：变阻器电阻能不能为最大？代入计算检验看eq\o\ac(○,v)是否超量程：若不超eq\o\ac(○,v)量程，则变阻器最大电阻有效：①先求总电阻，②再求总电流（此时最小），③可算电路最小功率（P=U总I）；④可算各个电阻分压和最小功率（U=IR和P=I2R）；若超过eq\o\ac(○,v)量程，最大电阻无效，则取eq\o\ac(○,v)量程为最大电压，算出各分压，算电路电流（即最小电流），算滑动变阻器最大电阻，算各个最小功率。例题：如图所示的电路中电源电压恒为4.5V，电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～0.6A，滑动变阻器的规格为“20Ω1A”，灯泡标有“2.5V1.25W”字样。为了电路安全，闭合开关后，下列说法正确的是（

）

A．电流表的最大示数是0.B．滑动变阻器可接入电路的最小电阻是2.5ΩC．灯泡的最小功率是0.162WD．该电路的最大功率是2.7W23、对于某个电路或者某个电阻来说，有四个基本物理量：电流I、电压U、电阻R、电功率P。已知其中任意两个物理量可求另外两个。但是，有时分析题意，感觉缺少一个已知，这种情况通常利用电源电压U总=列出一个方程，再利用U总=列出第二个方程，两方程相等即可求出未知量。24、在求电路最大或最小的电功率时，也用P=EQ\F(U2,R)，W=Q=EQ\F(U2,R)t来计算，U总一定，R总最大时，电路总功率最小。如果能知道I最大，也可以用P最大=U总I最大求P最大。25、滑动变阻器的最大功率：①一个5Ω的定值电阻与滑动变阻器串联接入电路，当滑动变阻器连入的电阻正好是5Ω时，滑动变阻器此时的电功率最大；若10Ω的定值电阻与滑动变阻器串联，则滑动变阻器连入的电阻正好是10Ω时，滑动变阻器的电功率最大。②定值电阻与滑动变阻器并联时，当滑动变阻器通过的电流最大时，滑动变阻器的电功率最大。26、例1：两只定值电阻，甲标有“10Ω1A”，乙标有“15Ω0.6A”，把它们串联起来，电路中允许通过的最大电流为______A，两端允许加的最大电压为______V；若把这两只电阻并联起来，则电源电压是______V，干路通过的最大电流是______A。解题方法：两灯都有自己允许通过的最大电流，串联时实际通过的最大电流只能选择小的电流，就能求出各自的分压，就可求总电压；两灯都有自己的最大电压，并联时只能选择小的电压，可求出两支路的实际电流，即可求干路电流。27、例2：如图所示，将滑动变阻器滑片P从某一位置移动到另一位置，电压表的示数由6V变为8V，电流表示数相应由0.4A变为0.6A，求在此过程中：（1）定值电阻R0两端电压的变化量是多少？（2）定值电阻R0电功率的变化量是多少？解题方法：（1）注意当电流为0.4A的时候，电压表的示数不是6V，而是8V（因为电流小的时候就是变阻器电阻大的时候，变阻器电阻大，其分压就大）；同理，当电流为0.6A时，电压表的示数是6V。（2）求定值电阻的大小，可用R=ΔU/ΔI计算，但是求电功率的变化量不能用P=ΔUXΔI求，因为I与U成正比，其乘积就不是电功率的变化量，应该用第二次的电功率减去第一次的电功率。28、一个额定电压是2.5V的小灯泡，正常工作时的电阻约为8Ω．小明想测量它的额定功率．实验室有如下器材：电源（电压恒为6V）、电流表、电