
1. 理解電功率的物理意義、定義和單位.2. 理解電功率和電流、電壓之間的關(guān)系,能利用電功率的公式進行相關(guān) 計算.
小明在網(wǎng)上查找關(guān)于燈具的資料,發(fā)現(xiàn)不同燈具上的標(biāo)注不盡相同,分別有32 W、47 W、152 W等,這個符號“W”代表什么?
小明先后使臥室燈和客廳燈單獨工作5分鐘,并觀察電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的圈數(shù)或脈沖閃爍的次數(shù),測得數(shù)據(jù)如下:
電流做功的多少電流做功的快慢
在物理學(xué)中用電功率表示電流做功的快慢;
國際單位:瓦特,簡稱瓦,符號是W;
常用單位:千瓦 (kW)
換算關(guān)系:1 kW = 1 000 W
物理學(xué)中把電流所做的功與所用時間之比叫做電功率.
t :時間 —— 秒( s )W:電功 ——焦耳( J )P :電功率 ——瓦特( W )
結(jié)合歐姆定律,電功率的公式還能變形為
僅適合純電阻電路,即電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的電路
由此公式可知,若加在用電器上的電壓為1 V,通過的電流為1 A,那么,該用電器消耗的電功率為1 W.
客廳燈的電功率為152 W 表示什么含義呢?
1 s內(nèi)電流通過客廳燈做功152 J;客廳燈1 s內(nèi)消耗的電能為152 J.
152 W=152 J/s
思考:上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了1 kW·h=3.6×106 J, 為什么?
W= P t
注:計算過程中注意單位統(tǒng)一
思考:有人說電燈“瓦數(shù)”越大,越費電.這種說法正確嗎?
答:不正確. 用電器的“瓦數(shù)”越大,表示其功率越大,消耗的電能越快,根據(jù)W=Pt 可知,因時間未知,則不能判斷消耗電能的多少.
例1 接在家庭電路上的一盞燈,在10 min內(nèi)消耗的電能是2.4×104 J, 那么,這盞燈的電功率是多少瓦?
例2 一只44 W的電燈,接入家庭電路后時,通過這個電燈的電流是多少?
解:由 P=UI 得,
已知小明家客廳燈的電功率為152 W,這盞燈工作 3 小時的用了多少度電呢?
方法一:可以將時間單位由“小時”換算成“秒”,帶入W = Pt 計算燈 3 小時的 耗電量,再將消耗的電能單位由“J”換算為“度”.
方法二:可以將電功率單位由“W”換算成“kW”,帶入W = Pt 計算燈 3 小時的 耗電量.
解:3 小時=3×3600 s=1.08×104 s,客廳燈的電功率P=152 W由W = Pt 這盞燈工作 3 小時耗電量W =Pt =152 W×1.08×104 s=1.6416×106 J =0.456 kW·h(度)
小明家臥室的燈功率為40 W,多長時間消耗的電能是1 kW·h?
1. 電功率的兩個推導(dǎo)式
(1)由于并聯(lián)電路 U = U1 = U2 = …… = Un
拓展:串、并聯(lián)電路中電功率的簡單計算
(2)由于并聯(lián)電路 I= I1 = I2 = …… = In
P=I2R 通常用于串聯(lián)電路中部分電路的電功率計算
2. 串、并聯(lián)電路的電功、電功率關(guān)系對比
P總 = UI= (U1+U2)I= U1I + U2I = P1+P2
P總=UI=(U1+U2+……+Un)I= P1+P2+……+Pn
3. 求串聯(lián)和并聯(lián)電路的總功率
P總=UI=U (I1+I2)=UI1+UI2 =P1+P2
P總=UI=U (I1+I2+……+In)=P1+P2+……+Pn
無論用電器串聯(lián)還是并聯(lián)接入電路,總功率等于各用電器的電功率之和
例 將阻值為4 Ω的小燈泡L(不計溫度對燈絲電阻的影響)與阻值為6 Ω的定值電阻R0接入如圖所示的電路中.閉合開關(guān)S,當(dāng)電壓表的示數(shù)為6 V時,求:(1)電源電壓.(2)定值電阻R0消耗的
電功率.
第二步:根據(jù)串、并聯(lián)電路中電流、電壓規(guī)律計算各用電器兩端的電壓和電流.
第三步:利用電功率的計算公式P=UI計算用電器的電功率.利用電功率的計算公式P=UI計算用電器的電功率.
第一步:根據(jù)電路圖判斷電路的連接情況.
(2)定值電阻R0消耗的電功率P0=U0I=6 V×1 A=6 W
(2)定值電阻R0消耗的電功率.
如圖甲所示是某品牌暖手寶,圖乙為該暖手寶的工作原理圖,電源電壓為6 V,定值電阻R1的阻值為10 Ω,閉合開關(guān)后,通過電路中的電流為1.8 A,求:(1)電阻R1、R2 消耗的電功率之比.
(2)該電路30 s 消耗的電能.
甲 乙
(1)電阻R1、R2消耗的電功率之比.
(2)該電路30 s消耗的電能.
(2)電路30 s消耗的電能W=UIt=6 V×1.8 A×30 s=324 J
_______,_________.
物理學(xué)中把_____________與_________之比叫做電功率.
表示_______________.
____________
適用于_____電路功率討論
僅適用_______于電路.
1. 下列關(guān)于電功率的說法中正確的是( )
A. 用電器消耗的電能越多,它的電功率越大B. 用電器工作的時間越短,它的電功率越大C. 電功率是表示電流做功多少的物理量D. 相同時間里消耗電能越多的用電器,它的電功率越大
2. 如圖所示的電路中,電源電壓不變,R1∶R2=2∶1. 當(dāng)開關(guān)S閉合時,R1、R2兩端的電壓分別為U1、U2,通過R1、R2的電流分別為I1、I2,R1、R2消耗的電功率分別為P1、P2,電路消耗的總電功率為P. 則下列選項中正確的是( )A. U1:U2 =2:1B. I1:I2 =2:1C. P1:P =2:1D. P2:P =2:3
3. 以下兩種充電樁的充電功率為多大?一輛電動汽車電池能量為77 kW·h,耗盡后想要用這兩種充電樁充滿電的話,分別需要多長時間呢?
4. 如圖所示,電源電壓恒定,R1=30 Ω,閉合開關(guān)S,斷開開關(guān)S1,電流表的示數(shù)是0.3 A. 當(dāng)閉合S、S1 時,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)變化了0.2 A,求:
解:(1)閉合開關(guān)S,斷開開關(guān)S1 時,電路為R1 的簡單電路,電流表測通過R1 的電流則由歐姆定律可得電源電壓:U=I1R1=0.3 A×30 Ω=9 V
(2)當(dāng)閉合S、S1 時,R1 與R2 并聯(lián),電流表測干路電流,因并聯(lián)電路中各支路獨立工作、互不影響,通過R1 的電流不變,電流表示數(shù)的變化量即為通過R2 的電流,則I2=0.2 A因并聯(lián)電路中各支路兩端電壓相等,R2的阻值R2= =45 Ω
(3)當(dāng)閉合S、S1 時,電路消耗的總功率.
(3)因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,當(dāng)閉合S、S1 時,干路電流I=I1+I2=0.3 A+0.2 A=0.5 A電路消耗的總功率P=UI=9 V×0.5 A=4.5 W
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