粤教版选修3-1第05节 电功率:21张PPT

(共21张PPT)
【功能多样的用电器】
这些过程是如何实现电能向其他各种形式的能量的转化的？
第五节
电功、电功率
如图一段电路两端的电压为U，通过的电流为I，在时间t内电场力所做得功W=?　　　
电场力做功　　　　　　　
一.电功和电功率
即：
1.电功
W
——在一段电路中电场力对运动电荷所做的功称为电功。通常也说成电流所做的功。
如何计算电功呢？
1.电功
W
一.电功和电功率
3)单位：国际单位：焦耳（J）
常用单位：千瓦时（KW·h）、度（
KW·h
）
1kW·h=3.6×106J
1)公式:
2)实质：导体中的电场力对自由电荷的静电力推动电荷定向移动所做的功，将电能转化为其他形式的能.电流做了多少功就有多少电能被消耗
为了表示电流做功的快慢，在物理学中引入了电功率　　
2、电功率（P）
1).定义：单位时间内电流所做的功叫做电功率.
2).公式：
3).单位：国际单位制中是
W，常用单位：kW
说明：
利用电功率的公式P=UI计算时，电压U的单位用V，电流I的单位用A，电功率P的单位就是W.
4)额定功率和实际功率：用电器正常工作时的功率也就是用电器铭牌上所标称的功率是额定功率；用电器在实际电压下工作的功率是实际功率．
　　
为什么有些用电器通电后会发热呢？
当电流流过导体时，自由电子与金属中的正离子会
发生碰撞，电能会转化为热(内)能.
如何计算产生的热量Q呢？
【讨论与交流】
电流通过导体产生的热量，跟电流I的平方、导体电阻R和通电时间t成正比
一段电路因发热而消耗的功率称为热功率.
二、热量和热功率
1.热量(焦耳定律)
2.热功率
Q＝I2Rt
比较下列用电器在能量转化方面的不同
电能全部转化为热能
电能转化为动能和热能
非纯电阻电路
纯电阻电路
1.纯电阻电路
特点：电流做功消耗的电能全部转化为热(内)能.
三、纯电阻电路与非纯电阻电路
W=Q＝UIt＝I2Rt
热功率：
P热=
P
＝UI＝I2R
只含有电阻的电路，如电炉、电热毯、电烙铁等电热器件组成的电路，转子被卡住的电动机以及白炽灯也可看做纯电阻器件．
2.非纯电阻电路
UIt＞I2Rt
W＝Q＋E其他
有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应的电路，电流做功消耗的电能只有部分转化为热(内)能.绝大部分转化为热能以外的其他形式的能量，比如电风扇、电动机等.
U＞IR
欧姆定律不适用
特点：电流做功消耗的电能没有全部转化为热(内)能.
实验器材：学生电源（U＝6V）
、电动机（R＝5
Ω
）、电流表、开关、导线若干
电路图
R
（1）电动机正常工作（非纯电阻电路）
（2）电动机被卡住（纯电阻电路）
U>IR
不服从欧姆定律
U=IR
服从欧姆定律
验证实验
UI>I2R
UIt>I2Rt
UI=I2R
UIt=I2Rt
3.纯电阻电路与非纯电阻电路的比较
电流做功，电能全部转化为电热
电流做功，电能除转化为内能外还要转化为其他形式的能
W=Q
W>Q
P=P热
P>P热
服从欧姆定律
U=IR
不服从欧姆定律
U>IR
电阻、电炉丝、
白炽灯等
电动机
、电解槽等
纯电阻电路
非纯电阻电路
能量
转化
电功与电热
电功率
热功率
欧姆
定律
元件
举例
四.电功率与热功率
1.区别：
1)电功率是指某段电路的全部电功率，决定于这段电路两端的电压和通过的电流的乘积；P=UI用于求所有用电器的电功率
2)热功率是指在这段电路上因发热而消耗的功率．决定于通过这段电路电流的平方和这段电路电阻的乘积．P热=I2R用于求所有用电器的热功率
2.联系：
1)对纯电阻电路:电功率等于热功率；
2)对非纯电阻电路:电功率大于热功率
1.如图所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻r=0.6Ω,小灯泡电阻R=10Ω,U=160
V，电压表的读数为110
V，求
（1）通过电动机的电流是多少？
（2）输入到电动机的电功率是多少？
（3）在电动机中发热的功率是多少？
（4）电动机工作1
h所产生的热量是多少？
【解析】
（1）设电动机两端的电压为U1，电阻R两端的电压为U2，则U1=110
V，U2=U-U1=（160-110）V=50V
通过电动机的电流为I，则I=
=5A
（2）输入到电动机的电功率为P入,由P=UI得
P入=U1I=110×5W=550W
（3）在电动机中发热的功率为P热，
P热=I2r=52×0.6W=15W
（4）电动机工作1h所产生的热量为Q，
Q=I2rt=52×0.6×3
600J=54
000J
1.如图所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻r=0.6Ω,小灯泡电阻R=10Ω,U=160
V，电压表的读数为110
V，求
（1）通过电动机的电流是多少？
（2）输入到电动机的电功率是多少？
（3）在电动机中发热的功率是多少？
（4）电动机工作1
h所产生的热量是多少？
（5）若电动机被卡住了，输入到电动机的电功率与电动机的发热功率是多少？小灯泡的亮度较之前有何变化？
解：若电动机被卡住了，则此时电动机为纯电阻用电器
回路中的电流
电动机的输入功率与热功率相等
2.如图所示规格为L1“6V
3W”、L2“6V
4W”的两个小灯泡分别串并联，电源电压为6V，问哪个小灯泡比较亮？
R1与R2串联，电流相等，则P1>P2
，L1比较亮
L2比较亮
1.电功和电功率
电功:W=UIt
电功率:P=UI
2.电热和热功率
电热:Q=I2Rt
热功率:P热=I2R
3.两种电路
纯电阻电路:W=Q，P=P热
非纯电阻电路:W＞Q，
P=P热
总结