《电功、电功率》小结及解题方法

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名称 《电功、电功率》小结及解题方法
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文件大小 41.2KB
资源类型 教案
版本资源 华师大版
科目 科学
更新时间 2014-12-19 14:19:18

文档简介

 《电功、电功率》一般解题方法
1.当U、I、t均已知时,利用W=UIt来计算电功较为方便。
2.若Q、U已知,用W=UQ较为方便。有时也常此公式求出电压值。
3.在串联电路中,通过各用电器的电流强度相等,且串联电路各用电器通电时间相等,经
常用W=I2Rt来取W1/W2比值,并进一步进行其他运算。
4.在并联电路中,各用电器两端电压相等,且各用电器通电时间相等,使用W=t来进
行比较计算较为方便。
5.利用电功率的定义公式P=W/t在给出用电器的额定功率且用电器正常工作时间也可很
方便的求出电功W=P·t。
6.在家庭电路中用电器消耗的电能(即电功)通常用千瓦时做单位,所以利用W=P·t
时功率用千瓦做单位,时间用小时做单位,则电功的单位就是千瓦·时。
7.经常讨论的灯泡的亮度就决定于灯的实际电功率。
8.在串联电路中因为电流相等或在并联电路以及不同电路中只要得知电流间的关系,均可
以利用P=I2R来计算比例问题。
9.在并联电路中因用电器两端电压相等或在串联电路以及不同电路中只要得知电压之间的
关系均可使用P=U2/R来计算比例问题。
10.当用电器的电阻一定时,用电器的功率与用电器两端的电压的平方成正比P/P′=U2/U′2 ;
用电器的功率和通过的电流强度的平方成正比 P/P′=I2/I′2 。
在用电器两端的电压一定时, 用电器的功率与导体的电阻成反比:P1/P2=R2/R1。
当用电器中通过的电流一定时,用电器的功率与用电器的电阻成正比。P1/P2=R1/R2。
11.关于分析电路中电流、电压、电功率等的变化:
在分析电路变化时,要首先注意到电路的连接方法。
在串联电路中,滑动变阻器滑片的移动引起了电路的一系列变化。
当滑片P移动时,滑动变阻器连入电路的电阻发生变化,电路中的总电阻发生变化,
根据欧姆定律:I = U/R,电源电压不变,电流强度因电阻的改变而改变。
12. (1)解题过程要讲方法,重技巧,例如计算电功率习题时,要灵活选用计算公式:已知电功的选P=w/t;
串联电路选P=UI或P=I2R;
并联电路选P=U2/R或P=UI;
同一电阻的选P=I2R或P=U2/R;
同一电源的选P=UI或P=U2/R。
(2)由用电器的铭牌可求出:
①正常工作电流:I额=P额/U额;
②用电器电阻 R=U2额/P额;
③由铭牌求实际功率:
→若加在用电器的两端的电压为额定电压,用电器正常工作,则U=U额,I=I额,P=P额;
→若加在用电器两端的电压不为额定电压,通过用电器的电流就不是正常工作电流,它的功率不等于额定电功率。但我们可以认为它的阻值是不变的。
→若给出实际电流,则P实=I2实R,
→若给出实际电压,则P实=U2实/R,且根据R不变,综合得出P实=(U实/U额)2P额。
由P=I2R得: I相等时,P与R成正比。
由P=U2/R得:U相等时,P与R成反比。
(P与R成正比或成反比,不是相矛盾,而是成比例的条件各不相同)。
(3)解题要重视画图,在图中标明已知量和被求量,以便直观解题。
13.对焦耳定律的理解:
电流做功时,只要有电流通过电阻,就一定会使电能在电阻上转化为内能,所以,焦耳
定律Q=I2Rt适合于任何电路。在初中研究的只接电热器的电路(也叫纯电阻电路),因
为电路中电能全部转化为内能,所以电路中产生的热既可用Q=I2Rt来判断,也可用W=和W=UIt来计算。若电流通过导体时,只有一部分电能转化为内能,别的部分电能转化为其他形式的能,那么电流产生的热量小于电流所做的功。即Q<W。
14.伏安法测小灯泡电功率的实验及结论的讨论:
① 当U实=U额时,(I实=I额)P实=P额,灯正常发光;
当U实>U额时,(I实>I额)P实>P额;灯比正常发光时亮;
当U实<U额时,(I实<I额=P实<P额,灯比正常发光时暗。
灯泡正常工作的条件是:U实=U额 (I实=I额)
灯泡安全工作的条件是:U实≤U额 (I实≤I额)
②灯泡的亮度决定于P实,而P实=U实·I实,即灯泡的亮度和灯泡的两端的电压及通过灯泡的电流均有关。
在串联电路中,电流强度相等,灯两端电压越大则灯越亮,而串联电路中电压的分配和
电阻成正比,所以串联电路中R大的灯较亮。
在并联电路中,各支路两端电压相等,则通过灯丝电流越大灯越亮,而并联电路中电流
的分配和电阻成反比,所以并联电路中R小的灯较亮。
1.电流强度定义式:I=Q/t;
2.决定电阻大小因素(长度、横截面积、材料、温度);
3.欧姆定律:I=U/R;
4.串联电路:I=I1=I2、U=U1+U2、R=R1+R2、R串=nR、U1/U2=R1/R2;
5.并联电路:I=I1+I2、U=U1=U2、、R并=R/n、R=R1R2/(R1+R2)、I1/2=R2/R 1;
6.电功:W=UIt、W=UQ、、W=I2Rt;
7.电功率:P=W/t、P=UI、P=U2/R、P=I2·R;
8.焦耳定律及导出式:Q=I2Rt、、Q=UIt;安培定则等。《电功 电功率》小结
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1.电功的基本计算公式是W=UIt,如将电量计算公式:Q=It代入上式,则可得:
W=UQ,式中Q表示电量,单位用库.
如将欧姆定律公式 I=代入W=UIt,则可得:W=t.
如将欧姆定律的变形公式U=IR代入W=UIt,则可得:W=I2Rt.
注意:公式W= t和W=I2Rt只适用于像电炉、白炽灯、电阻器、电烙铁等这种电
能完全转化为内能的纯电阻电路;而公式W=UIt和W=UQ则是普遍适用的.
2.根据电功率的定义,可得电功率的计算公式: P=
公式中W表示电功,单位用焦;t表示电流做功的时间,单位用秒;P即表示电功率,它的国
际单位是瓦特,简称瓦,符号是W.
由于W=UIt,把此式代入上式可得: P===UI.
该公式是计算电功率的专用公式,它适用于电流通过各种不同的用电器、各种不同的电
路中的功率计算,是普遍适用公式.
电功率的计算公式是P=UI,运用欧姆定律I=及其变形公式U=IR,还可推导出电功率
的其他计算公式:      P=和P=I2R.
不过这两个公式也只适用于电能完全转化为内能的纯电阻电路.
1.在用公式W=UIt、W= t和W=I2Rt及用公式P=UI、P= 和P=I2R进行
计算时,必须注意好公式中各物理量的对应关系:即U、I、t都必须针对同一个用电器
或同一段电路而言;都必须针对同一次电路变化时所测量的物理量而言.
2.电功和电功率的计算公式都是各有多个,一要注意公式形式的相似和不同之处,
便于记忆;二要根据不同问题的不同条件,选用适当公式,这样能提高解题的正确率,提
高解题速度.
3.由于大多数导体温度升高,电阻变大,因此,像白炽灯这样的用电器,在不同的电压
下工作时的电阻值是有差异的.但是现阶段还不可能要求我们计算出不同温度下的不同
电阻值;同时也为了便于解题,所以在解答用电器的额定功率和实际功率的习题时,如果
没有特别的要求和说明,都认为用电器在不同电压下的电阻值是不变的.这是一条重要的
解题途径,可用来解决一系列较为繁难的计算.
3.焦耳定律的公式Q=I2Rt除了可用实验的方法确定,也可用公式推导出来.方法如下:
根据电功的公式可得电流通过导体时所做的功为:  W=UIt
由欧定律公式I=可得:U=IR.代入上式: 则:W=UIt =IR·It=I2Rt
在电阻上电能全部转化为内能,即电流所做的功全部用来产生热量.
     ∴Q=W.
即:Q=I2Rt
焦耳定律的其他计算式
如果用电器在工作时电能完全转化为内能,
则将欧姆定律的变形公式R=代入 Q=I2Rt,可得:
 Q=I2Rt=I2··t=UIt
如将I=代入Q=I2Rt,则可得:
Q=I2Rt=()2·Rt= t
公式Q=UIt和Q=t 只适用于电能完全转化为内能的纯电阻电路,现阶段的初
中物理课本中,只研究白炽灯、电炉、电热器等电能完全转化为内能的用电器,因此
上述公式都是可用的.
4.电阻串、并联时的电功、电功率和电热
(1)电阻R1、R2串联在电路中时,如果R1消耗的电功率为P1,R2消耗的电功率为
P2,则:P1=I12R1,P2=I22R2,由于R1与R2串联,则:I1=I2.所以 =.
即:电阻串联时消耗的电功率和电阻成正比.
用同样的方法还可证明: =, =.
即电阻串联时,电流在相同时间内做的功以及在相同时间内放出的热量,都和电阻成正比.
(2)电阻R1与R2并联在电路中时,如果R1消耗的电功率为P1,R2消耗的电功率为P2,
则:P1= , P2= .由于R1与R2并联,U1=U2.所以可得:=.
即:电阻并联时消耗的电功率和电阻成反比.
用同样的方法还可证明: =, =.
即电阻并联时,电流在相同时间内做的功及在相同时间内放出的热量,都和电阻成反比.
(3)如果R1和R2串联在电路中,R1消耗的电功率P1,R2消耗的电功率为P2,整个串联电
路消耗的总功率为P总,则由于: U总=U1+U2,I=I1=I2,P1=U1I1,P2=U2I2.
∴P总=U总I=(U1+U2)I=U1I1+U2I2=P1+P2
即总功率为各电阻消耗功率之和.
用同样方法可证明:电流在相同时间内通过R1、R2分别做的功W1、W2,分别产生的
热量Q1、Q2及通过整个串联电路做的总功W总,产生的总热量Q总,也有如下的关系式:
W总=W1+W2 Q总=Q1+Q2
即电流在相同内做的总功、产生的总热量,也都分别等于在各电阻上做的功,产
生的热量之和.
如果R1和R2并联在同一电路中,则用类似的方法可证明:
P总=P1+P2 W总=W1+W2 Q总=Q1+Q2
即并联电路中,总功率仍为各电阻消耗的电功率之和;电流在相同时间内做的总
功仍等于在各电阻上做的功之和;相同时间内产生的总热量仍等于在各电阻上产生的
热量之和.
串联电路和并联电路的特点
物 理 量 串 联 并 联
电 功
电 功 率
电 热
比例关系 在串联电路中,电功、电功率和电热都跟电阻成正比。 在并联电路中,电功、电功率和电热都跟电阻成反比。
☆☆☆电学部分☆☆☆
物理量:
电量(Q)、电流强度(I)、电压(U)、电阻(R)、电功(W)、电功率(P)、热量(Q)
物理规律:
1.电流强度定义式:I=Q/t;
2.决定电阻大小因素(长度、横截面积、材料、温度);
3.欧姆定律:I=U/R;
4.串联电路:I=I1=I2、U=U1+U2、R=R1+R2、R串=nR、U1/U2=R1/R2;
5.并联电路:I=I1+I2、U=U1=U2、、R并=R/n、R=R1R2/(R1+R2)、I1/2=R2/R 1;6.电功:W=UIt、W=UQ、、W=I2Rt;
7.电功率:P=W/t、P=UI、P=U2/R、P=I2·R;
8.焦耳定律及导出式:Q=I2Rt、、Q=UIt、安培定则等。
测量工具(仪表):电流表、电压表、电能表
伏安法测电阻、伏安法测电功率
电学在中考占有较大比例,抓好电学总复习,要突出重点、难点,分好题型,由易到
难有步骤地进行。一般按识别电路、电路变化、电学比例题和综合计算题顺序进行。
1.识别电路问题。
第一类串联、并联、混联的识别,混联虽不专门考,但有时和并联放一起,让你识别。第二类是识别短路、短接。
第三类识别各种表是量什么的。
2.关于电路变化题
思路1:从局部到全局又回到局部的方法。
思路2:串联分压法。
3.关于比例题
电学中的比例题有两种思路:
一是同一电路中不同电阻的比例问题,解决办法是利用串、并联规律。
二是同一电阻在不同电路中的比例问题,解决办法是利用物理公式。
4.电学实验题
一是连电路,一是判断电路故障。
连电路注意先弄清是什么电路,其次要注意后连伏特表。
对于并联电路,一定要抓住两个关键点:
即电流的分支点(设为a),电流的会合点,(设为b)。
还有一种连电路是把未完成的电路补完整。
5.综合计算题:
电学综合计算题难度较大,这是因为它涉及的概念规律多,电路变化产生状态多,互
相铰连,头绪多。要想顺利地解出电学综合题,就要有科学的规范的解题步骤,严密
的开阔的解题思路。难度最大的是电功率电功的综合计算题。
解题步骤是:
①题审原图,弄清题意图意;
②题中变化出几个状态,就画出几个状态图,标全已知量符号、数值单位,未知量符号;
③对比几个状态图,抓相等量抓不变量列出方程;
④消元解方程。
这里注意,画图标量时要慢要细,列出方程解题则要快。画完状态图如何列方程?
列方程总的解题思路是:抓相等量、抓不变量。
第1张
第2张