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第十八章 电功率
人教版 物理
发电厂中的发电设备将各种形式的能转化为电能。
各种各样的电池将不同形式的能转化为电能。
1.电能的来源:
一、电能
2.电能的单位
(1)国际单位:
焦耳,简称焦,符号 J
(2)常用单位:
千瓦时,符号 kW·h,俗称“度”
(3)换算关系:
1kW·h = 3.6 × 106J
电能表(电度表)是测量用电器在一段时间内消耗多少电能的仪表。
二、电能的计量
600revs/kw·h
1.电功:电流所做的功(W)。
三、电功
2.电流做功的过程,就是电能向其他形式的能的转化过程。
电流做了多少功,就有多少电能发生了转化。
3.公式:
W=UIt
1J=1V×1A×1s
电流做功的多少跟电流的大小、电压的高低、通电时间的长短都有关系。
W = U I t=P t (普遍适用)
对于纯电阻电路而言,要计算电流通过导体做功的多少,如果知道导体两端的电压、通过导体的电流、导体的电阻中任何两个量及通电时间,就可以选择适当的公式进行计算。
4.公式:
四、电功率
1.电功率的物理意义:
表示电流做功快慢的物理量。
2.电功率的定义:
电流做的功与时间的比值。
3.电功率的单位:
瓦特,简称瓦,符号:w
1kw=103w
五、额定电压、额定电功率
1.额定电压(U额):用电器正常工作时的电压。
2.额定功率(P额):用电器在额定电压下工作时的功率。
3.实际电压(U实):实际加在用电器两端的电压。
4.实际功率(P实):用电器在实际电压下工作时的功率。
唯一的、固定的
不唯一、不固定
5.当P实=P额时,用电器才能正常工作。
测量小灯泡的电功率。
P = UI
1.实验目的:
2.实验原理:
3.实验方法:
伏安法
六、电功率的测量
A
V
L
R
S
4.此电路图还可以做哪些实验?
(1)探究电流与电阻和电压的关系。
(2)测量未知电阻的阻值,比如未知定值电阻,小灯泡的阻值。
(3)测量小灯泡的电功率
连接电路时,应注意:
(3)闭合开关前,滑动变阻器应调到阻值最大处。
(2)小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约10Ω,则电压表量程0~0.6A、电流表应选择的量程是0~3V。
(1)实验前开关应断开 。
5.进行实验
①保护电路,防止电流过大
(4)R滑的作用:
②改变电压表,电流表示数
6.电路故障及分析
①闭合开关,电流表读数为零,灯不亮,电压表有度数,________。
②闭合开关,电流表有示数,灯不亮,电压表示数为零,________。
③闭合开关,灯很亮,且移动滑片小灯泡亮度无明显变化,
L断路
L短路
④闭合开关,向左移滑片,电流表读数_______,电压表读数_______ (均填“增大”、“减小”或“不变”)
⑤闭合开关,发现电流表指针向左偏,原因:
电流表的正负接线柱接反了。
R滑上的两根导线都接在了上端
⑥正确连接电路并闭合开关时,发现灯很亮,原因:
连接时,R滑未移到阻值最大处。
增大
增大
A
V
L
R
S
请大家分析实验数据和现象,处理下列问题:
1.小灯泡两端的实际电压越高,实际功率越大,灯泡发光越亮。
2.小灯泡的亮度由它的实际功率决定。
3.小灯泡的实际功率有多个,额定功率有一个。(选填:“一个”或“多个”)
7.分析论证
注意:用电器只有在额定电压下正常工作,性能才稳定,寿命才得以延长。若不正常工作,会缩短使用寿命,甚至烧坏用电器。
1.定义:电流通过导体时电能转化成内能,这个现象叫做电流的热效应。
七、电流的热效应
2.探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关
3.实验方法:控制变量法、转换法
4.如何探究Q放与I 的关系?
1.大量实验表明:
电流通过导体产生的热量跟电流、电阻和通电时间有关。电流越大、电阻越大、通电时间越长,电流通过导体产生的热量越多。
2.焦耳定律:
电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。
Q = I R t
3.公式:
八、焦耳定律
4.公式的理论推导:
①当电流通过导体做功时,如果电能全部转化为内能(即只发热),而没有转化成其他形式的能量,则电流产生的热量Q 就等于电流做的功(消耗的电能)W。
②当电流通过某些用电器时,电能主要转化为其他形式得能量,只有少部分转化为内能,即Q<W,即:W=Q+W其他
1.电热的利用
九、电热的利用和防止
2.电热的防止
很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。如电视机的后盖有很多孔,是为了通风散热;电脑运行时要用微型风扇及时散热等。
过热会烧坏元件或加速老化。
中考链接
1.小林家的电能表如图所示,此时电能表的读数为 kW h ,他关闭了家中其他用电器,现用一台标有“ 220 V 2 000 W ”字样的电热水壶烧水,正常工作 5 min ,电能表的转盘转了 r 。
考点一 电能和电功
考点二 电功率
2.将一只规格为“ 6 V 3 W ”的小灯泡与一个阻值为12 Ω 的电阻串联后接到12 V的电源上,闭合开关后,小灯泡的实际功率( )
A.大于 3 W
B.等于 3 W
C.小于 3 W
D.无法确定
B
考点三 测量电功率
3.小明学习了电功率的知识后,在家中找来了一个标有额定电压为“ 6 V ”的小灯泡,为了测定该小灯泡的额定功率,他在学校的实验室找到了相关器材,并进行了如下实验,已知电源电压恒为 8 V 。
(1)请用笔画线代替导线,帮他连接好如图甲所示的实物图。要求闭合开关后,滑片向右移,小灯泡变亮。
(3)排除故障后,闭合开关,小明发现电压表的示数如图乙所示,接下来他应该将滑动变阻器的滑片向___ _(选填“左”或“右”)移动,同时眼睛注意观察________(选填“电流表”“电压表”或“小灯泡”),直到小灯泡正常发光。
(2)小明在实际操作中发现小灯泡很暗,电流表和电压表的示数均很小,无论怎样移动滑片,电表的示数几乎不变,你认为出现此现象的原因是___(填字母)。
A.滑动变阻器同时接入了下方的两个接线柱
B.小灯泡的电阻太小
C.滑动变阻器的最大阻值太小
A
右
电压表
(4)经过多次测量,小明绘制了小灯泡的 I U 图象,如图丙所示,则该小灯泡的额定功率为 W 。
3
(5)若该实验中电压表标有 15 V 的接线柱损坏了无法使用,于是他向老师请教,老师告诉他用该电压表仍能测量该小灯泡的额定功率,你认为老师的方案可能是 (填字母)。
A.只将电源电压减小
B.只更换一个其他规格的滑动变阻器
C.将该电压表并联到滑动变阻器的两端
C
(6)小明还想用该小灯泡和电压表测量一个未知电阻 Rx 的阻值,于是他设计了如图丁所示的电路图,操作步骤如下:
①闭合开关 S、 S1 ,断开开关 S2 ,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 3 V;
②保持滑动变阻器的滑片位置不动,闭合开关 S 、 S2 ,断开开关 S1 ,电压表的示数为 4.5 V ,则 Rx= ___ Ω 。
5
4.电阻 R1 和 R2 的 I U 图象如图所示,下列说法正确的是( )
考点四 焦耳定律
D
A. R2 的阻值为 10 Ω
B.两电阻串联与并联的总阻值之比为 9:4
C.将两电阻串联接入电路,通电后, R1 两端的电压与 R2 两端的电压之比为 1:2
D.将两电阻并联接入电路,通电 1 min ,电流通过 R1 产生的热量与电流通过 R2 产生的热量之比为 1:2
课后作业