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第六章 电功率
第2节 电功率
家用电能表上的铝盘有时慢悠悠,有时急匆匆。为什么呢?铝盘转动快慢与什么有关系?
新知导入
1.知道电功率的含义和单位;
2.理解电功率与电流、电压的关系;
3.会用电功率的公式P=w/t=UI进行简单的计算。
学习目标
一、认识电功率
在物理学中,用电功率表示消耗电能的快慢。如果用电器在时间t内消耗的电能为W,则所消耗电能与时间之比,定义为这个用电器的电功率。
用公式表示:
P 表示电功率,W 表示电功,t 表示通电时间
单位:瓦特,简称瓦,符号是W
常用单位:千瓦(kW)
新知学习
100W
40W
相同时间里,100 W的电灯泡把较多的电能转化为光和热,也就是说它消耗的电能更多。
电功率是家用电器的一项重要的性能指标
2000W
40W
140W
哪个用电器最耗电
空调最耗电
>
>
根据右侧电视机的铭牌,你能算出看两个小时电视要消耗多少电能吗?
由图片可知,该电视机的功率P =140W
则两个小时消耗的电能:
W=Pt=0.140kW×2h=0.28kW·h×3.6×106J=1.008×106J
思考:灯泡的亮暗程度由什么决定?
演示实验:将两只灯泡“25 V 0.3 A”和“3.8 V 0.3 A”接入电路中,观察灯泡的发光情况。
总结: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
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
a.电流一定,探宄电功率和电压的关系
b.电压一定,探究电功率和电流的关系
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)
实验探究:电功率的大小跟什么因素有关?
保持Ⅰ相同,探究P与U的关系
实验步骤:将小灯泡L1“2.5 V 0.3 A′和L2"3.8 V 0.3 A”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。
探究1:电功率跟电压的关系
实验数据:
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。
发光情况 电压/V
“2.5V 0.3A”
“3.5V 0.3A”
较暗
较亮
1.5
2.8
保持U相同,探究P与I的关系
实验步骤:将小灯泡L1“2.5V 0.3A”和L2“38 V 0.3 A”并联起来,按图连接电路。闭合开关观察亮度。
探究2:电功率跟电流的关系
实验数据:
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。
发光情况 电流/A
“2.5V 0.3A”
“3.5V 0.3A”
较暗
较亮
0.4
0.31
通过进一步的实验得出:电功率等于电压与电流的乘积,即
P =UI
单位:瓦(W)
单位:伏(V)
单位:安(A)
电流在某段电路上所做的功,跟这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间成正比,即
W =UIt
P =UI
如果已知U 和R,能不能求出电功率P ?
欧姆定律
(适用于纯电阻电路)
(适用于纯电阻电路)
电能全部转化为内能
W =UIt
欧姆定律
(适用于纯电阻电路)
(适用于纯电阻电路)
由P =UI和 得到了电功的计算公式
例: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?
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
讨论交流:电流过大的原因
家庭电路的电压不变,由公式 知,电流与电功率成正比,故总功率越大,总电流也越大。
接入电路的用电器越多,总功率就越大,电路中的总电流也就越大,可能超过电路的容许负载,容易引起火灾。请从理论上来说明其中的道理。
1.如图所示是家庭电子式电能表的表盘,其示数是 kW h。表盘上标有“3200 imp/kW h,表示每消耗1 kW h的电能,指示灯闪烁3200 次。允许家里用的最大功率是 W。若家庭电路中只有一台电热水器在工作,该电能表的指示灯在4 min闪烁320 次,则该热水器消耗的电能是 kW h。
318.6
8800
0.1
课堂练习
2.如图所示电路中,L1、L2分别标有“3 V 3 W”和“3 V 1.5 W”的字样,开关S闭合后,其中有一个灯泡能正常工作(不考虑灯丝温度的变化)。下列说法正确的是( )
A.灯泡L1正常发光
B.通过L1和L2的电流之比是1:2
C.电源电压是4.5 V
D.两灯消耗的总功率是4 W
C
物理意义:表示消耗电能的快慢
定义:用电器所消耗电能与时间之比
单位:瓦
电功率
公式
P =
W
t
P=UI
P =
U2
R
P=I2R
课堂小结