Transcript 17电功和电功率

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电功率
主题
知识点
电能和电能表的铭牌、读数
电流热效应的应用和危害
家庭电路的组成和安全用电常识
电功率和电流、电压、电阻之间的关系及其计算
用电器的额定功率和实际功率
电功率 焦耳定律及其相关现象和计算
测量小灯泡的额定电功率
用电能表测电功率
电流一定时，导体消耗的电功率与导体的电阻成正
比
要求
认识
理解
操作
探究
3.6×106
电能表
电
其他形式
电能快慢
电能
UI
U2
R
I2R
I2R
额定电压
UI
电压
电流
电压表
电流表
>
＝
<
二次方
电阻
I2Rt
电热器
电饭锅
散热窗
散热片
电功率
大
低
第 1 课时 电功和电功率
一、电能和电能表
1．电功(W)：
(1)概念：电能转化为其他形式的能的过程，我们就说电流
做了功．
(2)单位：焦耳，简称焦，符号为 J.
常用单位：千瓦时，符号为 kW·h，俗称“度”．
换算关系：1 度＝1 kW·h＝3.6×106 J.
(3)计算式：W＝UIt＝Pt.
推导式：W＝I2
U2
Rt，W＝ t(只适用于纯电阻电路)．
R
2．电能表：
(1)作用：测量电功(电能)．
(2)读数方法：电能表表盘上先后两次示数之差就是这段时
间内消耗的电能．
(3)铭牌上参数的意义：
图 9－1－1
二、电功率
1．理解电功率(P)：
(1)物理意义：表示电流做功快慢的物理量．
(2)定义：用电器在单位时间内消耗的电能．
(3)公式：P＝ ，P＝UI.(适用于所有电路)
推导公式：P＝
，P＝I2R.(适用于纯电阻电路)
(4)单位：瓦特，简称瓦，符号是 W.
常用单位：千瓦，符号是 kW.1 kW＝1 000 W.
2．额定功率和实际功率：
(1)额定功率：用电器在额定电压下工作时的功率．
(2)实际功率：用电器在实际电压下工作时的功率．
3．实际电功率跟实际电压的关系：
(1)当 U 实＝U 额时，则 P 实＝P 额，用电器正常工作．
(2)当 U 实＞U 额时，则 P 实＞P 额，用电器容易烧坏．
(3)当 U 实＜U 额时，则 P 实＜P 额，用电器不能正常工作．
①当实际电压不等于额定电压时，实际电流不等于额定电
流，电阻不变是计算实际功率的突破口，一般利用公式 P 实＝
计算实际功率比较简单．
②使用 W＝Pt 时，要注意单位的统一，两套单位不能混用．
三、测量小灯泡的额定电功率
1．原理：P＝UI.
2．电路图和实物图如图 9－1－2：
电路图
实物图
图 9－1－2
3．实验步骤：
(1)根据电路图连接实物．
(2)检查电路无误后，闭合开关 S，调节滑动变阻器使电压
表的示数等于小灯泡的额定电压，同时，读出电流表的示数，
并填入表格，再观察小灯泡的亮度，断开 S.
(3)闭合开关 S，调节滑动变阻器使电压表的示数略高于小
灯泡的额定电压，同时读出电流表的示数，并填入表格，再观
察小灯泡的亮度，断开 S.
(4)闭合开关 S，调节滑动变阻器使电压表的示数稍小于小
灯泡的额定电压，同时，读出电流表的示数，并填入表格，再
观察小灯泡的亮度，断开 S.
①灯泡的亮度取决于它的实际功率，灯泡的实际功率越大，
灯泡越亮．
②根据灯泡的额定电压选择电压表的量程，根据I＝ 或
选择电流表的量程．
考点 1 电能表
【例 1】(2012 年广东)如图 9－1－3 所示，电能表的示数
为__________度；在某段时间内转盘转过
了 1 000 转，表示此段时间内用了________
度电．
思维点拨：读电能表时要注意最后一
位是小数．
答案：1 931.6
0.4
图 9－1－3
[教师参考·备选题](2011 年梅州)小明同学在家中拍到一张
电能表的照片，如图 B12 所示，他仔细观察
照片后，得到下列四个结论，你认为正确的
是(
)
A．电能表的额定功率为 2 500 W
图 B12
B．电能表的标定电流为 5 A
C．拍照片时，小明家已消耗的电能为 9 316 kW·h
D．拍照片时，小明家已消耗的电能为 931.6 J
答案：B
考点 2 电功率
【例 2】有一只标有“220 V 110 W”字样的灯泡 L1.求：
(1)1.1 度的电可供该灯泡正常工作多少小时？
(2)该灯泡的电阻阻值大小是多少？(不考虑温度对灯泡电
阻的影响)
★(3)若把 L1 与标有“220 V 1 A”的另一只灯泡 L2 串联
接到 220 V 的电路中，求 L1 实际消耗的电功率是多少瓦？(结果
保留整数)
思维点拨：利用用电器的额定电压和额定功率，可以求出
用电器的电阻和额定电流；当实际电压或实际电流变化时，用
电器的电阻不变是求用电器的实际功率的突破口．
W 1.1 kW·h
解：(1)由W＝Pt 得t＝ ＝
＝10 h.
P 0.11 kW
U2
(2)由 P＝ 得灯泡 L1 的电阻
R
U2 220 V×220 V
＝440 Ω.
R1＝ ＝
P1
110 W
(3)灯泡L2的电阻R2＝
L1 与 L2 串联后，电路中的总电阻
R 总＝R1＋R2＝440 Ω＋220 Ω＝660 Ω
U 总 220 V 1
电路中的电流 I＝ ＝
＝ A
R 总 660 Ω 3
L1 实际消耗的电功率
[教师参考·备选题]如图 B13 甲所示的电路，电源电压为 9 V
且保持不变，小灯炮标有“6 V 6 W”的字样，通过小灯泡的电流
随两端电压变化的曲线如图乙所示．
图 B13
求：(1)小灯炮正常发光时电阻为多少欧？
(2)当电流表的示数为 0.7 A 时，小灯泡的电功率为多少瓦？
(3)当电压表的示数为 2 V 时，整个电路 10 s 内消耗的电能
是多少焦？
解：(1)小灯炮正常发光时的电阻
R＝
＝
6 V×6V
＝6 Ω.
6W
(2)当电流表的示数为 I1＝0.7 A 时，由图线可知此时小灯泡
的实际电压为 U1＝3 V，则小灯泡的电功率
P＝U1I1＝3 V×0.7 A＝2.1 W.
(3)当电压表的示数为 U2＝2 V 时，由图线可知此时电路中
的电流为 I2＝0.5 A，则整个电路 10 s 内消耗的电能
W＝U 总 I2t＝9 V×0.5 A×10 s＝45 J.
考点 3 测量小灯泡的额定功率
【例 3】(2012 年荆州)某学习小组在“测定小灯泡的电功
率”的实验中，电源由三节新干电池串联组成，小灯泡的额定
电压为 2.5 V、电阻约为 10 Ω.
图 9－1－4
(1)请你用笔画线代替导线，将图 9－1－4 甲中的实物电路
连接完整．
(2)某次实验，电压表示数如图乙所示，此时电路中滑动变
阻器两端的电压为______V；如果要使灯泡正常发光，应该向
________(填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片．
(3)小菁同学移动滑片 P，记下多组对应的电压表和电流表
的示数，并绘制成如图丙所示的 I－U 图象，根据图象信息，可
计算出小灯泡的额定电功率是______W.
答案：(1)如图 20 所示．
图 20
(2)2.3 B
(3)0.5
(2012 年铜仁)王强同学观察到，现在的手电筒大都由原来
的一个小灯泡换成了多颗发光二极管，他通过使用发现这种手
电筒非常明亮而且还非常省电．他很好奇，于是就到电子器材
商店买了两颗这样的发光二极管准备用实验测出它的额定功
率．从包装盒上，他了解到这种发光二极管的额定电压是 3 V，
正常发光时的电阻大约为 80 Ω.当他选好器材(电源是电压为 6
V 的蓄电池，滑动变阻器上标有“20 Ω
1 A”的字样)，并将
实验电路连成如图 9－1－5 甲所示的情况后：
(1)请你用笔画线当导线，替他把电路连接完整．(要求选择
合适的量程，导线不交叉)
(2)实验前，老师建议王强同学先使用电压表的大量程．王
强将电路连好并检查无误后，再将滑动变阻器调到阻值最大的
位置，即图甲中的________端．这时，他闭合开关后发现发光
二极管非常明亮且还冒烟，接着就被烧坏了，产生这种现象的
原因是______________________________________________．
图 9－1－5
(3)当王强找到原因换上合适的器材后，按照正确的操作规
则将电压表的示数调到______V，这时他观察到电流表的示数
如图乙所示，则这时通过发光二极管的电流是______A，发光
二极管的额定功率是______W.
(4) 在 实 验 中 ， 滑 动 变 阻 器 所 起 的 作 用 是 ：
①_______________________；②_____________________.
答案：(1)如图 21 所示．
图 21
(2)A(C 或左) 滑动变阻器阻值太小，使发光二极管两端电
压过高
(3)3 0.04
0.12
(4)①保护电路 ②调节发光二极管两端的电压