第二节 电 功 率
第1课时
学习目标 1.认识电功率。 2.知道电功率的物理意义。 3.知道电功率的常用单位,会对常见用电器的电功率进行估测。 4.会运用电功率公式进行简单的计算。
重点 电功率与电流、电压之间的关系。
知识点1 电功率
1.演示实验:教师将一个40 W的灯泡和一个800 W的电饭锅分别接入家庭电路中,比较电能表铝盘转动的快慢。
(1)通过观察发现接入 800 W的电饭锅 时,电能表的铝盘转动得快。说明电路中接 800 W的电饭锅 时,电流做功快。
(2)这个实验说明电流做功有快慢之分。物理学中用 电功率 表示电流做功的快慢。功率大的用电器做功 快 ,功率小的用电器做功 慢 。
2.电功率的符号是P,单位是瓦特,简称瓦,符号是W。比瓦大的单位是千瓦,它的符号是kW,1 kW= 103 W;比瓦小的单位是毫瓦,符号是mW,1 mW= 10-3 W
3.你收集到的用电器的说明书上所标的用电器的功率是 W。
4.阅读小资料“用电器的电功率”,了解常见的家用电器的功率一般有多大。
5.电功率的概念:电功率等于电功与时间的比。
6.电功率的定义式: P= ,又因为W=UIt,所以P=UI。
知识点2 “千瓦时”的来历
1.将公式P=变形后,可得到W= Pt ,如果P和t的单位分别用千瓦、小时,那么电能的单位就是 千瓦时 。13.5 kW·h的意义是电功率为 13.5 kW的用电器使用1 h所消耗的电能。
2.利用P=计算时,注意单位的对应关系。
物理量 标准单位 常用单位
W 焦耳( J) 千瓦时(kW·h)
t 秒(s) 小时(h)
P 瓦特(W) 千瓦(kW)
2.要计算用电器消耗的电能既可以用W=UIt,也可以用W=Pt。
3.自己看例题,掌握解题的一般方法。
4.课本“想想议议”中记者的错误就在于他没有弄清楚 电功率 和 电能 ,节约的5000 kW·h是 电能 ,10000个0.5千瓦的电吹风的功率是 5000千瓦 ,它们工作 1 小时可以把节约的5000 kW·h 的电能消耗完。
1.以下各单位中不是电功率单位的是( )
A.kW h B.J/s C.W D.V A
【解析】根据电功率的单位可知,电功率的单位有:J/s、W、V A等来表示.而kW h是电功的单位.
故选A.
【答案】A
2.下列说法正确的是( C )
A.电流做功越多,电功率就越大
B.电流做功时间越长,电功率就越大
C.电流做功越快,电功率就越大
D.功率越大的用电器做的功一定越多
【解析】电功率与电功和时间有关,A选项时间不确定,即功率大小不能确定,B选项电功的多少不知道,即电功率大小不确定,C选项电流做功越快,则电功率越大,D选项不知道工作时间,即做功的多少不确定。则ABD错误,C正确。
【答案】C
3.LED灯的能耗小,造价低廉,使用寿命长,倍受人们青睐。某种LED台灯用电压为6 V的电源供电,正常工作电流为300 mA。那么,此LED台灯正常工作时的功率为( )
A.1.8W B.18 W C. 180W D. 1800 W
【解析】I=300mA=0.3A,正常工作时的功率P=UI=6V×0.3A=1.8W.故选A.
【答案】A
4. 甲用电器标着“220V 60W”,乙用电器上标着“36V 60W”,它们都在额定电压下工作,则下列判断中正确的是( )
A.甲用电器做功一定多
B.乙用电器做功一定慢
C.完成相同的功,甲用电器用时间一定多
D.相同时间内,甲乙用电器消耗的电能一样多
【解析】由W=Pt可知,电流做功的多少与通电时间有关,没有时间,不能比较做功的多少,故A不正确;
电功率是表示电流做功快慢的物理量,甲乙用电器的功率相同,做功一样快,故B不正确;
根据W=Pt可知,完成相同的功,两用电器的功率一样,故两用电器用的时间一样多,故C不正确;
根据W=Pt可知,相同时间内,甲乙用电器的功率一样,故消耗的电能一样多,故D正确.
【答案】D
5.两个用电器,将甲用电器接入电路中时,测出4 s的时间内做功16 J;将乙用电器接入电路中时,测出10 s的时间内做功30 J.在下面的说法中,你认为正确的是( )
A.甲用电器的功率大,乙用电器消耗的电能多
B.甲用电器的功率大,甲用电器消耗的电能多
C.乙用电器的功率大,乙用电器消耗的电能多
D.乙用电器的功率大,甲用电器消耗的电能多
【解析】甲电器功率:P=W/t=16J/4s=4W;乙电器功率 P=W/t=30J/10s=3W;甲电器功率大.甲电器将16J电能消耗(做功),乙电器将30J电能消耗(做功),乙电器耗电多,故选A。
【答案】A
1第二节 电 功 率
第2课时
学习目标 1.知道额定电压和额定功率。 2.能区分额定电压和实际电压、额定功率和实际功率; 3.能利用公式P=UI及其变形式进行相关计算。
重点 实际电压和实际功率的计算。
知识点1 额定电压 额定功率
1.通过实验表明:在不同的电压下,小灯泡的电功率 不一样 。用电器实际的功率随着它两端的 电压 而改变。
2.用电器正常工作时的电压叫做 额定电压 ,用电器在额定电压下工作时的电功率叫做 额定功率 。
3.电灯泡上标有“220 V 100 W”的字样,表示额定电压是 220 V,额定功率是 100 W,灯泡的亮暗程度决定于灯泡的 实际功率 。当灯泡两端的实际电压大于额定电压时,灯泡的实际功率大于额定功率;当灯泡两端的实际电压等于额定电压时,灯泡的实际功率等于额定功率;当灯泡两端的实际电压小于额定电压时,灯泡的实际功率小于额定功率。
4.结合欧姆定律,我们可以推导出电功率的两个变式:
(1)P=UI=IR·I=I2R;
(2)P=UI=U·=。
说明:这两个公式都只适合纯电阻电路,比如:灯泡、电热器等,不适合电动机、电风扇等。
知识点2 电功率的测量
1.专业测量:用专用的电功率表。
2.实验室测量:用 电压 表和 电流 表间接测量。原理:P= UI 。具体方法即实验操作在下一节课进行。
知识点3 与灯泡额定功率有关的问题计算
1.一盏标有“220 V 100 W”的电灯,问:
(1)它正常工作时的电阻有多大
(2)如果把它接在110 V的电路中(不考虑温度对电阻的影响),则通过灯的电流为多少 实际功率多大
解:(1)此灯接入220 V电路中工作时的电流:
I===A=0.45 A
灯的电阻:
R===484 Ω
(2)设电阻不变,灯接入110 V电路中工作时的电流:
I实=== A=0.23 A
灯接入110 V电路中工作时的实际功率:
P实=U实I实=110 V× A=25 W
1.有一个定值电阻,把它接在电压为 U 的电路两端,通过它的电流为 I,消耗的电功率 P;当把它接在电压为 2U 的电路两端,若通过它的电流为 I′,消耗的电功率 P′,则( )
A.I'=I B.I'=4I
C.P'=P D.P'=4P
【解析】定值电阻R不变化,由I=U/R可得I'=2I;由P=U2/R可得P'=4P,故选D。
【答案】D
2.甲、乙两灯为钨丝白炽灯,将它们并联在照明电路里都能正常发光,且甲灯比乙灯亮,那么( )
A.甲灯的额定功率一定比乙灯大
B.甲灯消耗的电能一定比乙灯多
C.甲灯的电阻比乙灯大
D.甲灯两端的电压比乙灯两端的电压大
【解析】两灯并联在照明电路里都能正常发光,灯的实际功率等于额定功率,甲灯比乙灯亮,说明甲灯的额定功率比乙灯大,即P甲>P乙,A正确;由公式W=Pt可知,灯消耗的电能除了与灯的功率有关外,还与通电时间有关,现在知道两灯的功率关系,但不知道通电时间关系,无法确定哪个灯消耗的电能多,甲灯消耗的电能不一定比乙灯多,B错误;两灯并联,两灯电压U相等,已知P甲>P乙,由R=U2/P可知R甲<R乙,故C错误;甲、乙两灯并联在电路中,甲灯与乙灯两端的电压相等,D错误;故选A.
【答案】A
3. 两额定功率都是20 W的白炽灯和LED灯,都正常工作时,下列说法正确的是( )
A.LED灯的实际功率大
B.白炽灯的实际功率大
C.相同时间内白炽灯更耗电
D.相同时间内它们耗电相同
【解析】两灯泡的额定功率都相同,所以两盏灯分别在额定电压下工作时,它们的亮度相同,因此实际功率一样大,故A、B错误;功率相同、正常工作时间相同,根据W=Pt可知消耗的电能相同;故C错误,D正确,故选D.
【答案】D
4. 把标有“12 V 36 W”的灯泡L1和“8 V 16 W”的灯泡L2串联后接在电源的两端,其中一只灯泡正常发光,另一只灯泡没有达到额定功率,则下列选项正确的是( )
A.该电源的电压为24 V
B.电路中的电流为2 A
C.两灯泡的总功率为48 W
D.灯L1的实际电压大于灯L2的实际电压
【解析】由R=U2/P和I=P/U可求出两灯泡的电阻和额定电流:R1=4Ω,I1=3A;R2=4Ω,I2=2A;两灯串联,流经两灯的电流相同,其中一只灯泡正常发光,另一只灯泡没有达到额定功率,可知电路中电流达到了L2的额定电流而没达到L1的额定电流,故电路中电流为2A,B正确,电路中总电阻为8Ω,故电源电压U=IR=16V,L1的实际功率P=I2R=16W,L2的功率为16W,两灯总功率为32W,两灯电阻相同,实际电压也相同,ACD错误,故选B。
【答案】B
5.如图所示电路中,电源电压保持不变,R为定值电阻,当在a、b两点间接入一个“2.5V 0.5 A”的小灯泡时,恰好正常发光;若换一个“2.5 V 0.6 A”的小灯泡,则这个小灯泡( )
A.比正常发光暗些 B.比正常发光亮些
C.仍能正常发光 D.灯丝将会烧断
【解析】由R=U/I可知R1=5Ω,R2=4.1Ω,R1>R2,当接入L2时,电路中的总电阻变小,电流变大,定值电阻R分压增加,L2分压变小,不能达到正常电压,根据P=U2/R可知其实际功率小于额定功率,比正常发光暗些.故选A.
【答案】A
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