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第2节 电功率
第六章 电功率
课程讲授
新课导入
本课小结
我来闯关
能运用电功率的公式进行简单计算。
结合实例理解电功率,知道电功率的单位。
知道电功率与电流、电压的关系。
素养目标
一、认识电功率
1.物理意义:
表示消耗电能的快慢。
电能表铝盘转的快慢不同,脉冲灯闪烁的快慢不同,都说明电流做功快慢不同。
如何比较电流做功的快慢
一、认识电功率
不同的用电器在相等的时间内消耗的电能是否相同呢?
台式电风扇工作10s约消耗400J的电能
电冰箱工作10s
约消耗1000J的电能
一、认识电功率
用电器所耗电能与时间之比
2、定义
4、单位
P:电功率(W)(kW)
W:电功(J) (kW·h)
t:时间(s)(h)
3、公式
一、认识电功率
5.电功率是家电的重要性能指标。电功率越大,表示相同时间内消耗的电能越多。
一、认识电功率
6.用电器消耗的电能(即电流做的功)公式
W=P t
电能(w) 时间(s) 电功率(P)
焦(J) 秒(s) 瓦(W)
千瓦时(kW·h) 小时(h) 千瓦(kW)
t=
W
p
一、认识电功率
例 下面关于电功率的说法正确的是( )
A.电流做功越多,电功率越大
B.单位时间里电流做功越多,电功率越大
C.单位时间里通过用电器的电荷越多,电功率越大
D.电流做功越快,电功率越小
B
灯泡的亮暗程度由什么决定?
将两只灯泡“2.5V 0.3A”和“3.8V 0.3A” 接入电路中,观察灯泡的发光情况。
演示实验
观察
结论:灯泡的亮暗程度是由灯泡的实际电功率的大小决定的。
二、电功率的大小
提出问题:电功率的大小跟什么因素有关?
猜想与假设:
(1)电功率可能跟电压有关,电压越高,电功率越大。
(2)电功率可能跟电流有关,电流越大,电功率越大。
设计实验:
科学方法:(1)控制变量法
利用两只灯泡探究P与I、U的关系,如何比较灯泡电功率的大小?
(2)转换法(将电功率大小的比较转化为灯泡亮度的比较)
① 电流一定,探究电功率和电压的关系
②电压一定,探究电功率和电流的关系
探究1 :电功率跟电压的关系
实验步骤:将小灯泡L1“2.5V 0.3A”和L2“3.8V 0.3A” 串联起来,按图连接电路。闭合开关观察亮度,记录电压表的示数。
保持I相同,探究P与U的关系
S
E
L1
L2
串联:控制电流相等
V
V
二、电功率的大小
灯泡 电流 I/A 电压U/V 发光情况 电功率
“2.5V,0.3A” 0.3 1.8 较暗 小
“3.8V,0.3A” 0.3 2.7 较亮 大
实验结论:通过用电器的电流相同时,用电器上的电压越大,电功率越大。
实验数据
二、电功率的大小
探究2 :电功率跟电流的关系
实验步骤:将小灯泡L1“2.5V 0.3A”和L2“3.8V 0.3A” 并联起来,按图连接电路。闭合开关观察亮度,记录电压表的示数。
并联:控制电压相等
E
S
L1
L2
A
A
保持U相同,探究P与I的关系
二、电功率的大小
实验结论:用电器的两端的电压相同时,通过用电器的电流越大,电功率越大。
实验数据
灯泡 电压 U/V 电流I/A 发光情况 电功率
“2.5V,0.3A” 1.5 0.3 较亮 大
“3.8V,0.3A” 1.5 0.2 较暗 小
二、电功率的大小
结论:电功率大小跟通过用电器的电压、电流有关,电压相等时,电流越大电功率就越大;电流相等时,电压越高,电功率就越大。
二、电功率的大小
前面我们学到了功率的公式
P =
W
t
P=UI
和
适合所有电路
二、电功率的大小
精确的实验表明:电功率P等于电压U跟电流I的乘积。即:
P=UI
那么电流在某段电路上所做的功,跟这段电路两端电压、电路中的电流和通电时间成正比,即:
W=UIt
注意:P、U、I应针对同一导体或同一段电路的同一时刻进行计算。
接入电路的用电器越多,总功率就越大,电路中的总功率也就越大,可能超过电路的容许负载,容易引起火灾。
讨论交流 电流过大的原因
二、电功率的大小
通过电路的电流 ,总功率P越大,电压U一定时,通过的电流越大,超过电路容许的电流,会引起火灾。
讨论交流 电流过大的原因
二、电功率的大小
电流过大的第二个原因是:短路。由于线路老化或操作不当造成短路。短路时电流很大,超过电路容许的电流,会引起火灾。
讨论交流 电流过大的原因
二、电功率的大小
例 (多选)小明用如图所示的电路探究甲、乙两个小灯泡的亮度。闭合开关S后,甲、乙两灯均正常发光,但甲灯比乙灯亮。假设灯丝的电阻不随温度发生变化,下列说法正确的是( )
A.两灯均正常发光时,通过甲、乙两灯的电流相等
B.两灯均正常发光时,甲灯的电阻小于乙灯的电阻
C.将两灯串联在该电源上,电路消耗
的总功率比原电路消耗的总功率小
D.将两灯串联在该电源上,则甲灯两
端的电压比乙灯的大
BC
课堂小结
1.如图所示,电源电压恒定,R1、R2为定值电阻,R2=20Ω,灯泡L标有“6V 3W”字样。
(1)当S、S1、S2都闭合时,灯泡L正常发光,电流表示数为 A,电路消耗的总功率为 W;
(2)当S闭合,S1、S2断开时,电压表示数为2V,则R1的阻值为 Ω,通电1min R1产生的热量为 J。
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我们一起来闯关
2.教室里并联着10只规格是“220V 40W”的日光灯,这些灯全部发光时,总电流等于多少?
解:根据P=UI,每只日光灯的电流
10只灯的总电流I总=10I=1.82A
此题还可怎样求解?
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3.如图所示电路中,电源两端电压U保持不变,R1、R2是定值电阻,R2的阻值为10Ω。 当开关S闭合时,电流表的示数为0.1A, 电压表示数为3V。 通过计算回答:
(1)电阻R1的阻值是多少欧?
(2)电阻R1消耗的电功率是多少瓦?
(3)电源两端的电压U是多少伏?
解:(1)因为R1和R2串联,所以I1=I2=I=0.1A
电阻R1的阻值
(2)电阻R1消耗的电功率 P1=U1I1=3V×0.1A=0.3W
(3)电阻R2两端的电压U2=I2R2=0.1A×10Ω=1V
电源两端的电压U=U1+U2=3V+1V=4V
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4.标有“PZ220-40”的灯泡L1和标有“PZ220-100”的灯泡L2,若:(1)把它们并联在220V的电源上,问哪盏灯亮些?(2)把它们串联在220V的电源上,哪盏灯亮些?
解:(1)并联在220V的电源上,两灯正常发光,功率大的亮度大,P1
(2)灯泡L1的电阻
灯泡L1的电阻
串联在220V电路中,电流相等,由 可知,电阻越大,灯泡越亮,故L1亮。
我们一起来闯关