第十五章 电功电功率精讲习题课件（20张）

(共20张PPT)
《第十五章 电功、电功率精讲（1）》
电功电功率
电功率
电能表与电功
单位
J
kW·h
测量
电能表
电功
W=UIt
电功与电能的关系
概念
意义
单位
W
kW
公式
P=W/t
P=UI
分类
额定功率
实际功率
测量
伏安法
电能表
与秒表
原理
电路图
1kW·h=3.6×106J
差值法
比值法
U实=U额 P实=P额
U实＞U额 P实＞P额
U实＜U额 P实＜P额
知识梳理
常见灯具
种类 规格
2.5V 0.3A
220V 40W
220V 275W
实验室用小灯泡
家用白炽灯
“浴霸”灯泡
实验用小灯泡
灯具 规格
2.5V 0.3A
实验室用小灯泡
1、该小灯泡的额定功率为多大？
2、该小灯泡正常发光时的电阻为多大？
U额
I额
灯具 规格
2.5V 0.3A
实验室用小灯泡
3、如接在3V的电源上，为使灯正常发光，应串联一个多大的电阻？
U额
I额
实验用小灯泡
灯具 规格
2.5V 0.3A
实验室用小灯泡
3、如接在3V的电源上，为使灯正常发光，应串联一个多大的电阻？
U额
I额
U=3V
UL=2.5V
IL=0.3A
实验用小灯泡
灯具 规格
2.5V 0.3A
实验室用小灯泡
4、如将该灯制成一盏调光灯，如何操作？
U额
I额
5、当UL=2V时，该灯的实际功率为多大？
（1）灯正常发光时电阻为8.3Ω，能否用下式进行计算？
（2）采用什么方法测量此时的实际功率？
实验用小灯泡
灯具 规格
2.5V 0.3A
实验室用小灯泡
U额
I额
6、“伏安法”测量小灯泡UL=2V时的实际功率
（1）使滑片P置于阻值最大处，闭合开关S
（2）移动滑片P，使UL=2V，读出此时电流表示数为IL
（3）灯泡的实际功率为PL=UL×IL
实验用小灯泡
为了用电流表、电阻箱和滑动变阻器，测量额定电流为I额的小灯泡的额定电功率，该同学设计了如图所示的电路。操作步骤为：
①闭合开关S、S1，断开S2，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为 ，此时小灯泡正常发光；
②保持滑动变阻器滑片的位置不动，闭合开关S、S2，断开S1，调节电阻箱，使电流表的示数为I额，读出此时电阻箱的电阻值为R0，则小灯泡的额定电功率的表达式为 。
I额
I额2R0
变式训练1
等效替代法
某同学设计了如图所示电路，来测量一只小灯泡的额定功率（已知灯泡的额定电压为U额），R0阻值已知。
①只闭合开关S和 ______，调节滑动变阻器滑片使电流表示数为______（用字母表示）；
②保持滑动变阻器滑片位置不动，闭合开关S和 ______，断开开关 ______，读出电流表示数为I；
③小灯泡的额定电功率表达式为P额=______。（用物理量符号表示）
S2
使灯正常发光
变式训练2
U额/R0
U额
I0
I0
I
U额
符号运算法
S1
S2
灯具 规格
220V 40W
1、该灯泡正常工作时的额定电流为多大？
2、该灯泡正常发光时的电阻为多大？
U额
P额
白炽灯
白炽灯
灯具 规格
220V 40W
3、如何测量该白炽灯的实际功率？
U额
P额
白炽灯
白炽灯
2638.4kW·h
2647.3kW·h
差值法
W=
－
2647.3kW·h
2638.4kW·h
=8.9kW·h
灯具 规格
220V 40W
3、如何测量该白炽灯的实际功率？
U额
P额
白炽灯
白炽灯
2638.4kW·h
2647.3kW·h
最小差值0.1kW·h
计算白炽灯正常发光时消耗0.1kW·h电能
所需的时间。
由W=Pt可知，差值法主要应用于测量
长时间或特大功率用电器消耗的电能
灯具 规格
220V 40W
3、如何测量该白炽灯的实际功率？
U额
P额
白炽灯
白炽灯
3600r/(kW·h)
比值法
物理意义：电路中每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转动3600圈
家庭电路中，只让该灯单独工作，测得3min内电能表转盘转了7转，请判断该灯是否正常工作。
该灯未正常发光，偏暗
变式练习1
家庭电路中，只让标识为“220V 10W”的节能灯单独正常工作，利用如图所示
电能表和秒表对其进行检测。
方案一∶测量出时间1min内电能表转盘转过的圈数 n
方案二∶测量出电能表转盘转过 1 圈所用的时间 t
方案一∶（1）由于用电器功率较小，有可能该时间内未转满1圈
（2）该时间内转盘转过的圈数不是整数圈
两种方案中可行的是：
变式练习2
小明外出旅行前需要提前给移动充电宝进行充电，充电宝容量为60000mA·h，充电电压为3.7V，充电时剩余电量为0。于是他关闭家中其它用电器，并观察到家里电能表如图所示，要给充电宝充满电，电能表的转盘将转过多少圈？
60000mA·h
I=60000mA=60A
t=1h=3600s
U=3.7V
灯具 规格
220V 275W
U额
P额
“浴霸”灯泡
“浴霸”灯泡
“浴霸”一般由4个相同规格的“浴霸”灯泡组成，通过开关控制可实现2个灯泡或4个灯泡同时工作，中间为1个“220V 40W” 的普通照明灯。
1、当“浴霸”以最大制热模式工作时，其工作电流为多少A？
2、当“浴霸”以最大制热模式和照明模式同时工作时，在如图所示
的电能表的电路中还可以接入多大功率的用电器？
灯具 规格
220V 275W
U额
P额
“浴霸”灯泡
“浴霸”灯泡
3、当“浴霸”以最大制热模式工作10min，其消耗的电能为多少J？
4、若“浴霸”以最大制热模式工作时其制热效率为90%，则上述时间内转化而来的内能为多少J？
变式训练1
小明同学在家研究不同种类灯泡的发光效率（电能转化为光能的效率），选用的灯泡有：白炽灯①“220V 15W”；普通节能灯②“220V 15W”；LED灯③“220V 15W”各一只。他依次将灯接入家庭电路进行对比实验，分别测出通电前和通电20分钟后每种灯泡的表面温度，记录如下表：
灯泡的种类 白炽灯 普通节能灯 LED灯
通电前 24℃ 24℃ 24℃
通电20min后 大于100℃ 76.2℃ 48.4℃
忽略其他因素的影响，认为三种灯泡每升高1℃吸收的热量都相同。回答下列问题：
根据实验数据，可以判断发光效率最高的灯泡是 ______（填灯泡的种类）。
能量转化的角度：
消耗电能
光能
内能
转化
消耗的电能相同
总功
有用功
额外功
相同条件下，灯的温度越高，转化的内能越大
即总功一定时，额外功越大，则其效率越低
LED灯
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