(共17张PPT)
15章电能与电功率
一、电能表
该表基本电流为10A,短时间内通过的电流允许大些,额定最大电流为20A。
该表应在220V、50Hz的交流电工作中工作。
用电器每消耗1KW.h的电能,电能表上的转盘转过1250圈。
李芳家的电子式电能表表盘上标有“3000imp/(kW h)”的字样,其含义是电路每消耗lkW h的电能,电能表上指示灯闪烁3000次。她把家中的其他用电器都与电源断开,仅让一个用电器工作3min,发现电能表指示灯闪烁了60次。该用电器在上述时间内消耗的电能为 _________kW h。
0.02
二、电功
1.实质:消耗多少电能电流就做了多少功。
消耗的电能 = 电流做的功
2.单位:J、kW h (1 kW h=3.6×106J)
3.公式:W=UIt=Pt=I2Rt=
4.比值问题:
串联电路中有 W1:W2=R1:R2
并联电路中有 W1:W2=R2:R1
不管是串联电路还是并联电路中,都有总功为W总=W1+W2
1.如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,灯L1、L2都能正常发光,甲、乙两个电表的示数之比是2:3,则相同时间内两灯消耗的电能之比是( )
A.1:2 B.2:1 C.2:3 D.3:2
2.小华同学家的电饭煲正常工作时的电流约为3A,则它正常工作15min所消耗的电能是( )
A.2200J B.4500J C.5.94×105J D.5.94×106J
A
C
三、电功率
1.物理意义:表示电流做功快慢的物理量
2.公式:P=UI= =I2R=
3.比值问题:
串联电路中有 P1:P2=R1:R2
并联电路中有 P1:P2=R2:R1
不管是串联电路还是并联电路中,都有电路总功率为P总=P1+P2
3.额定功率与实际功率的应用
(利用用电器的铭牌计算)
利用公式P=UI计算额定电流:I额=
利用公式P=计算用电器的电阻:R=
注意掌握不变量:R
4.灯泡的亮暗是由它消耗的实际功率来决定的,消耗的实际功率越大,灯泡越亮。
1
灯泡正常发光:实际电压等于额定电压,额定功率大的灯泡亮
2
灯泡不正常发光:
串联电路:
I1=I2
P实=I实2R
R越大,P实越大
R越大的灯泡越亮,即P额越小灯泡越亮
并联电路:
U1=U2
P实=
R越大,P实越小
R越小的灯泡越亮,即P额越大灯泡越亮
1.甲、乙、丙三个灯泡上分别标有“220 V 60 W” “110 V 60 W” “36 V 60 W”字样,三个灯泡都正常发光时( )
A.甲灯最亮 B.乙灯最亮
C.丙灯最亮 D.三个灯一样亮
2.如图所示,将标有“8 V 8 Ω”的灯泡L1和“8 V 16 Ω”的灯泡L2接在12 V的电路中,闭合开关,不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法中正确的是( )
A.灯泡L1更亮
B.灯泡L2更亮
C.两灯一样亮
D.无法判断两灯的亮度
3.将分别标有“6 V 6 W”和“3 V 3 W”的甲、乙两灯泡串联接在电压为3 V的电源两端,________灯更亮;若并联接在该电源两端,两灯消耗的功率之比P甲:P乙=________。(忽略温度对灯丝电阻的影响)
D
B
甲
1:2
5.与电功率有关的U-I图像问题
研究分析方法:
串联电路中有 I=I1=I2 U=U1+U2
并联电路中有 I=I1+I2 U=U1=U2
1.有两个电路元件A和B,流过元件的电流与其两端电压的关系如右图1所示.把它们串联在电路中,如下图2所示.闭合开关S,这时电流表的示数为0.2A,则电源电压和元件B的电功率分别是( )
A.2.0V 0.8W
B.4.5V 0.5W
C.2.5V 1.0W
D.4.5V 1.0W
B
2.定值电阻R1和可变电阻元件R2各自的电压与电流的关系如上左图所示.
108
(2)如果把R1和R2两个电阻并联成上右图所示电路时,电压表读数3V.电阻R1、R2在1min内消耗的电能之和是_______J.
(1)电阻R1的阻值为______Ω.
(3)如果将电阻R1和R2串联,接在4V的电源两端时,电阻R2的电功率是______W.
15
0.2
四、焦耳定律
1.电流热效应:电流通过导体时电能转化为内能的现象
(常考题型:生活中利用电流热效应工作的用电器判别)
2.焦耳定律:
Q=I2Rt(适用于所有电路电热计算)
纯电阻电路: Q=W=UIt=Pt=I2Rt=
非纯电阻电路:W=Q+W其他
3.比值问题:
串联电路中有 Q1:Q2=R1:R2
并联电路中有 Q1:Q2=R2:R1
不管是串联电路还是并联电路中,都有总电热为Q总=Q1+Q2
分析电灯、电炉等电热器问题时往往使用: Q=Pt=
4.档位问题
原理公式:P=
R大
P小
R中
P中
R小
P大
Q小
Q中
Q大
低温档
中温档
高温档
R1
R2
S1
S
220V
R1
R2
S1
S
220V
R1
R2
S1
220V
S2
a
b
(1)短路式
(2)并联式
(3)单刀双掷
串联电路中只有一个电阻时是高温档
并联电路中电阻都接入电路时是高温档
低温
中温
高温
两电阻串联
两电阻并联
一个电阻
五、实验探究
1.“测量小灯泡电功率”
实验原理:P=UI(伏安法测电功率)
思考1:实验中为什么加入滑动变阻器?
为了能连续改变小灯泡两端的电压使其达到一定值。
思考2:电流表、电压表应分别连在什么位置上?
电压表应与小灯泡并联,电流表应与小灯泡串联。
2.“探究通电导体产生的热量与哪些因素有关”
R1 = 5 Ω
R2 = 10 Ω
A
I = 2I1
I
A
R = 5 Ω
R = 5 Ω
R = 5 Ω
I1
实验1:研究电热与电阻关系
(控制电流和通电时间相同)
实验2:研究电热与电流关系
(控制电阻和通电时间相同)
转换法:
两侧U型管内液面高度差来反映放出热量的多少