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《第十八章-电功率》复习课件(55张ppt)


2013年《电功率》复习课

电功

定义: 电流所做的功,用W表示。 公式: W = P t = U I t 国际:焦耳,简称焦,用 J 表示) 单位: 常用单位:千瓦时,用KW· h表示。

换算关系:1KW· h=3.6×106 J

电 功 和 电 功 率

定义: 公式: 单位

电流在单位时间内所做的功,用P表示。

电功率

国际:瓦特,简称瓦,用W表示。 常用:千瓦,用KW表示。

换算:1KW =1000W 测定 原理、电路图、器材 额定功率 用电器的功率 实际功率 内容 公式:Q = I2 Rt 电热的利用和防止 焦耳定律

电热

一、现代生活获得电能的主要方式
电源:提供电能,把其他形式的能转化为电能

? ? ? ? ? ?

1、水力发电: 水的机械能转化为电能 2、太阳能发电:太阳能转化为电能 3、风力发电: 风能转化为电能 4、核能发电: 核能转化为电能 5、电池: 化学能转化为电能 燃料的化学能转化为电能 6.火力发电

用电器:消耗电能,把电能转化为其他形式的能。 电 热 水 壶

电能转化为内能
电动机

给电池充电 电能转化为化学能

电能转化为机械能





电能转化为机械能

电 灯
电能转化为内能和光能

电饭煲 电能转化为内能

二、电功 或电能(W)的计算
1、电功——电流做功. 电流做功的过程实质是把 电能转化为其他形式的能。 国际单位: 焦耳(J) 2、电功(能)单位: h) 常用单位: 千瓦时(kw· 1kw· h=3.6×106J 3、电功基本计算公式: 电功其他计算公式 (1)W=Pt W=UIt

电能的测量
电能表(电度表)
⑴ 作用:测量用电器 消耗电能的仪表。 ⑵ “220V” 表示接在 220V电路上使用;
⑶ “5(10)A” 标定电流 为5A;短时间使用最大 电流不超过10A

⑷ “1200R/kwh” 表示 每消耗1 KW.h电能时,电能表的 表盘转1200转

例 1 :小明家 2006 年 10 月底与 11 4 2 6 7 8 月底电能表的示数如图所示,请 计算,小明家 11 月份消耗多少电 能?若 1kw· h 电费为 0.60 元,应 4 3 6 7 8 付多少电费? 10月底电能表的示数为 4267.8 kw· h 11月底电能表的示数为 4367.8 kw· h
11月份共用电 100 kw· h 11月份电费为 10 ×0.60元=60.元 元。

例2:一电能表表盘标有2000r/kw· h, 一用电器工作5min,发现电能表的转盘 转了20圈,则说明5min内用电器工作 0.01 kwh,合_______J 3.6×104 , 消耗电能_____ 0.12 该用电器的功率为________kw 。

P=W/t=0.01kwh/(5/60h)=0.12kw

课堂练习
1、物理学中,当电能转化为其他形式能时, 我们就说消耗了电能,也说___________ 做了电功 ,电 能转化为其他形式能的多少,可以用 电功 的大小来量度. _________ 2、电流通过电动机做2000焦的功,即有 电 能转化为________ _______ 2000 焦的______ 2000 焦的 机械 能。 ______

3、电风扇、白炽灯、电烙铁三种用电器 上都标有“220V 60W”的字样,正常工 作时,相同的时间内消耗的电能( D )
A、电风扇最多 C、电烙铁最多 B、白炽灯最多 D、三者一样多

相同的时间内发热(不同 )

因为三种用电器的额定功率和额定电压 都相同,且都正常工作。根据W=Pt, 可知,相同时间内消耗的电能相等。

三、 电功率 (1)意义—— 表示电流做功的快慢。 电流在 1 秒钟内所做的功叫 (2)定义—— 做电功率,用P来表示。 W P=UI (3) 公式: t

P?

(4)单位: 瓦特(W) 1瓦= 1焦/秒=1伏· 安 常用单位: 千瓦 (KW) 1kW =1000W

电功率计算公式:

定义公式 基本公式 变形公式

W (1)、P ? t ( 2)、P ? UI

(3)、P ? I R
2

U (4)、P ? R

2

电功率公式(含变形公式)
1.P= W t 2.P=UI 3.P=I2R U2 串联:I一定时,P跟R成正比 并联:U一定时,P跟R成反比 U2 R= P W——焦耳(J)、千瓦(KW.h) t——秒(s)、小时(h) P——瓦特(W)、千瓦(KW)

4.P=

R

额定功率
额定电压 用电器正常工作时电压(铭牌上标出的电压) 额定功率 用电器在额定电压下的功率(铭牌上标出的功率)

例如:白炽灯泡标有“220V 40W”字 样,意思是灯泡的额定电压是220V,额 定功率是40W。

电功和电功率的区别和联系
特点 物理 比较 概念 概念

电功
电流所做的功
电流做功多少 W=UIt

电功率
电流在单位时间内所做的功

意义
公式

电流做功快慢 P=UI 瓦特 千瓦 用伏安法间接测量

单位 测量方法 联系

焦耳 千瓦时
用电能表直接测量 W=P t

三、测量小灯泡的电功率
实验原理:

P=UI

电源,开头,导线,小灯泡,电压表, 实验器材: 电流表,滑动变阻器 实验电路:


+

测量数据如下表,实验数据的处理:(U额 = 2.5V )

2.5 3 2

0.3 0.75 正常 0.35 1.05 较亮 0.24 0.48 较暗

1.灯泡亮度跟电压有什么关系 2.灯泡亮度跟电功率有什么关系 3.灯泡亮度是由哪个物理量决定的

电功率的测量(方法二)
测量工具: 电能表和秒表 测量原理:

W P? t

练习
? 1.一电视机接在220V电路中,通过的电流 是0.1A, 求电视机的电功率是多少? ? 2.小灯泡在1min钟内消耗电能60J,求小灯 泡的电功率是多少? ? 3.一电烙铁的电阻是484Ω,接在家庭电路 中正常工作时,消耗的电功率是多少瓦? ? 4.一段电阻丝的电阻是100 Ω,接在电路中 时通过的电流是0.2A,求电阻丝消耗的电 功率是多少瓦?

练习
? 5.一度电可供一只“220V 40W”灯泡正常 发光多长时间?

典型例题

例1.一个电烙铁接在220V电路上,通过它的 电流强度是0.5A,正常工作10min,有多少电 能转化成了内能。 解:W=Pt=UIt=220V×0.5A×600S=66000J 例2.一只灯泡接在220 V的电路中, 正常工作 20h,消耗1KW· h的电能,求:这只灯泡正常 工作时的电流。

解:P=W/t=1Kwh/20h=0.05Kw=50w

I=P/U=50w/220V=0.23A

例3.一个标有“PZ220—40”的电灯, 接在照明 电路中正常发光, 求:电灯的灯丝的电阻多大?

解:I=P/U=40w / 220V=0.18A R=U/I=220V / 0.18A=1210Ω 或解:R=U2/P=(220V)2 / 40W=1210Ω

例题4、“PZ220—40”的灯泡,接在110V的电路中,实 际功率是多大?
解:“220V40W”灯泡的电阻为:
U2 P = (220V)2 40W =

R=

1210 Ω

当“PZ220—40”的灯泡接在110V的电路中时: 实际电流为: I实 = U/R =110V / 1210 Ω =0.09A 实际功率为: P实 = UI = 110V × 0.09A = 10 W 或解:P=U2/R=(110V)2 / 1210Ω = 10W

例5.标有“36伏 25瓦”,“110伏 25瓦”,“220 伏 25瓦”字样的三个灯泡,若在各自额定电压下工 作,则( ) A、“220伏 25瓦”的灯泡最亮 B、“110伏 25瓦”的灯泡最亮 C、“36伏 25瓦”的灯泡最亮 D、一样亮

D

灯泡的亮度是 根据灯泡的实际功率来 确定的,实际功率越大,灯泡的亮度 就越大。

课堂练习
1、在如图所示的电路中,当滑动变阻器滑片向a端滑 动时,在相同时间内灯L消耗 的电能将( C ) A.变大 B.不变 C.变小 D.无法判断

2、小灯泡两端的电压是3伏,小灯泡的电阻 为10欧,10秒内小灯泡消耗了_____ 9 焦的电能.

课堂练习
3、已知R1∶R2=4∶1,

若将它们串联在电路中,则它们两端的电压 4∶1 ,相同时间内电流做功 之比U 1∶U2=______ 4∶ 1 ; W1∶W2=______
若将它们并联 在电路 中,则它们的电流之比 1∶4 相同时间内电流做 功之比 I1∶I2=___, 1∶ 4 . W1∶W2=____

4.两只外形相同额定功率不同白炽灯泡, 铭牌上只能看清“220V”字样,怎样确定 哪只额定功率较大?至少说出三种方法。 若一灯泡的灯丝断了,将灯丝搭接后使 用仍能发光。这时灯泡亮度跟原来比, 是变亮了还是变暗了?为什么? 答:①看灯丝:灯丝粗短的灯泡额定功率大。 ②测电阻:电阻小的灯泡额定功率大。 ③串联看亮度:暗的额定功率大。 ④并联看亮度:亮的额定功率大。

5.灯丝断了以后搭接上,再接到原来的电 路上使用,灯泡比原来要亮些,为什么?

灯丝断了,重新搭接,灯丝变短,电阻变小, 流过灯丝的电流变大,而电压不变.根据 P=U2/R可知,电压一定时,电阻减小,则灯 泡实际功率变大.所以更亮.

6、有两个电阻R1 、 R2 ,且R1>R2,将它们串联接 > 在某一电路中,在相同时间内电流做功W1 ____W 2, 将它们并联接在某一电路中,在相同时间内电流做 < 功W1_____W 2。

7、电阻R1、R2的阻值分别为30欧和50欧,并联在电 路中,已知干路中的电流为0.32安,试求: (1)通过电阻R1、R2的电流各是多少? (2)通电10分钟,电流通过R1做的功为多少焦?

(1)0.2A,0.12A (2)720J

四、电流的热效应:
1、电流通过导体时电能转化为热的现象

2、电能转化为内能

导体产生的热量与什么因素有关

在电流、通电时间相同的情况下,电阻越大,产 生的热量越多

在通电时间一定,电阻相同的情况下,通过电流 大时,产生的热量越多。 在电阻,电流一定时,通电时间越长,产生的热 量越多。

焦耳定律

内容: 电流通过导体产生的热量,跟
电流的平方成正比,跟导体的电阻成正
比,跟通电时间成正比。

公式:Q=I2Rt

单位:I—安,R—欧,t—秒, Q—焦

解释现象:
电炉丝通过导线接到电路里,电炉丝和导线通过 的电流相同,为什么电炉丝热得发红,而导线却 几乎不发热? 电炉通过导线接到电路中,导线中的电流跟电炉 丝中的电流相等。导线的电阻很小,而电炉丝的 电阻较大,根据Q=I2Rt,当电流和通电时间相等 时,R越大,产生的热量越多,所以电炉丝热得 发红,导线基本不发热。

? 电路中接入大功率用电器时,导线为 什么会显著发热? ? 电路中接入大功率用电器时,根据 I=P/U,导线中的电流会显著增大, Q=I2Rt,相同时间内,导线中产生的 热量增多,导线会显著发热。

课堂练习
1、一个5Ω的电阻通过它的电流为2A,在 200 ,如 果通过它 10s内放出的热量为_______J 的电流减少为原来的1/2,在相同时间内所 1/4 消耗的电能是原来的_______.( 设电阻值不变)

2、如图所示,两个电阻R1和R2串联在电路中,在 单位 时间内R1比R2产生的热量多,如果把这两个电阻并联后 接在电路中,则它 们的电流I1和I2以及单位时间内产生 的热量Q1和Q2的关系是( A )

A. I1<I2,Q1<Q2 C. I1<I2,Q1>Q2

B. I1>I2,Q 1<Q2 D. I1>I2,Q1 >Q2

电热的利用和防护
? 电热器:利用电流的热效应工作的用电器 ? 主要部件:发热体(熔点高,电阻率大的 材料制成)

电热防护
1、用电器的散热窗,散 热片等; 2、计算机内的散热风扇

用电器的散热

五、电功率和安全用电

一、用电功率变大,给电路会带来什么变化?
解释:因为P=UI,所以I=P/U,用电功率P变大, I就变大,所以用电功率变大会造成电路中电流 过大,严重的会引起线路火灾。俗称:“过载”

造成家庭电路电流过大的原因: 1、过载:家庭电路中使用功率过大的用电 器(或用电器的总功率过大) I=P/U=P/220V
家庭电路的总功率等于各用电器的功率之和 2、电路发生了短路

I=U/R=220V/R 短路时R很小

家庭电路电流过大,线路发热厉害,易引 发火灾。 为防止发生火灾必须:安装合适的保险装置 (保险丝或空气开关)、电能表、导线。 保险丝是用熔点低的铅锑合金做成,当电流过 大,发热过多,温度升高,超过熔点,熔断, 切断电路。 电能表能接的最大功率:P=IU=220I

保护措施: 1、保险丝的原理和选用 选用电阻较大、熔点较低的铅锑合金制成, 当电路中的电流过大时,会自动熔断,切断 电路。 2、空气开关 当电路中的电流过大时,开关中的电磁铁起 作用,使开关断开,切断电路(俗称“跳 闸”)

生活用电常识
家庭电路的组成
家庭 电路 模拟 装置 原理 图
输电线

~ 220V

各个用电器并联接在火 线与零线之间。

用电常识
1、防止绝缘部分破损 2、保持绝缘部分干燥 3、避免电线跟其它金属物接触 4、要定期检查,及时修理

提示:不要接触低压带电体 不要靠近高压带电体

测 电 方法: 笔

作用:
辨别火线与零线

手应该接触 笔尾的金属 帽,笔尖接 触电线;如果 氖管发光,表 示是火线.

注意(为什么更长呢?)

卡口灯泡

螺丝口灯泡

卡口灯座

螺丝口灯座

接到火线上

螺丝口灯座的螺旋套应该接到零线上。

练习:把插座、保险丝、灯泡、开关接入电路


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