15.2 电功率
(第一课时)
【想一想】
下面这些用电器在相同时间内消耗的电能相等吗?这说明了什么?
不同用电器在相同时间内消耗的电能不相等,这说明了电流做功也有快慢。
【一、电功率(P)】
1.定义:
2.公式:
3.单位:
描述电流做功快慢的物理量
J/s 、 W 、kW 、mW 、V?A ;
其中:1 W = 1 J/s = 1V?A
1kW = 103 W
1mW = 10-3 W
4.用电器的铭牌:
①额定电压:用电器正常工作需要的电压;
②额定功率:用电器正常工作时的功率;
注意:1.不同用电器的额定功率一般不同,即使同一种用电器由于规格、型号不同,额定功率也不同。
2.实际工作时,由于实际电压不一定恰好等于额定电压,所以用电器的实际功率不一定等于额定功率。
白炽灯
电饭锅
电扇
液晶电视
微波炉
收音机
洗衣机
0.2W
150W
50W
1000W
700W
500W
40W
想一想:微波炉的额定功率1000W,表示什么意思?
5.常见用电器的额定功率:
W = Pt = 1000W×1h = 1kW?h
即:微波炉正常工作1小时,消耗电能1kW?h,即:1度电。
【拓展1】公式的变形
结合欧姆定律,电功的公式可以变形为:
注意:由欧姆定律推导出来的这两个电功的公式,只适用于纯电阻R电路;即:只适用于电能全部转化为内能的用电器。
P =
P =
电阻R1,R2的阻值之比为1:2,将电阻R1,R2串联在
电路中R1,R2两端的电压之比 ,
R1、R2的电功率之比 。
串联电路中:
① U1 :U2 = IR1 :IR2 = R1 :R2 = 1 :2
② P1 :P2 = I2R1 :I2R2 = R1 :R2 = 1 :2
【拓展2】串联电路中的电功率
1 :2
1 :2
电阻R1,R2的阻值之比为2:3,将电阻R1,R2并联在
电路中通过R1,R2的电流之比 ,
R1、R2的电功率之比 。
【拓展3】并联电路中的电功率
并联电路中:
① I1 :I2 = U/R1 :U/R2 = R2 :R1 = 3 :2
② P1 :P2 = U2/R1 :U2/R2 = R2 :R1 = 3 :2
3 :2
3 :2
1.华发现家里电能表的示数在40min内变化了1.2kw·h,则他家用电器的实际功率是多大?如果电能表能正常工作的最大电流为10A,那么电路中还能不能再接入一个额定功率为800W的电饭锅?
【当堂训练】
2.一只标有“PZ220—100”字样的灯泡,该灯泡正常发光时,则:
(1)通过灯丝的电流是多大?
(2)灯丝的电阻是多少?
(3)工作10min,灯泡消耗多少电能?
(4)1kw·h的电能可供该灯泡正常发光多少小时?
(第二课时)
【二、测量小灯泡的功率】
① 按照电路图连接好电路;
② 调节滑动变阻器,使其接入电路中的电阻最大;
③ 闭合开关,移动滑片,多次测量并记录两表的示数以及小灯泡的亮度。
小灯泡的规格:额定电压U额=2.5V
次数
U/V
I/A
小灯泡的亮度
P/W
①
②
2.5
③
1.做一做:
①若将小电灯两端的实际电压记做U实,小电灯的
额定电压记做U额,小电灯实际消耗的电功率为
P实,小电灯的额定功率为P额,可以发现:
当U实>U额时,P实 P额;
当U实 =U额时,P实 P额;
当U实<U额时,P实 P额。
②当用电器的实际功率超过额定功率时,会导致用
电器因为 而烧毁;所以使用用电器时,
加在其两端的电压一般不能超过 。
>
=
<
2.议一议:
过热
额定电压
③灯泡的亮度是由灯泡的 决定的;
实验中滑动变阻器的作用是 ;
实验中测量三次的目的是 。④故障分析:
A.一位同学连接好电路,闭合开关后发现小电灯
比正常工作时亮,这说明他在闭合开关前遗漏
了哪一个实验步骤?
B.另一位同学连接好电路,闭合开关时发现小灯
泡不亮且电流表无示数,但电压表有示数。试
分析电路中可能出现的故障。
实际功率
改变小灯泡两端的电压
测量不同电压下小灯泡的实际功率
⑤实验结束后,小明对实际功率提出新的疑问:
(1)灯泡实际电压为额定电压一半时的实际功率P1
(2)灯泡实际电流为额定电流一半时的实际功率P2
请比较出P1与P2之间正确关系应该为:
P1_____P2(大于/小于/等于).
>
⑥小华在实验中,将滑片P从阻值最大位置移到阻值最小位置进行实验,并依据实验数据,描出灯泡的I—U图像(如图a),取图像中一点构成矩形(如图b和图c中阴影部分),则矩形的面积分别表示的物理含义是 。
图a
图b
图c
图b:面积U灯I灯 = P灯,表示此时小灯泡的功率;
图C:面积U0I0 - P灯 = P滑,表示此时滑动变阻器的功率。
如图,LED灯具有节能、环保等特点;其额定电压为220V、额定功率为8.5W的LED灯泡。该灯泡的额定电流是多大?与普通灯泡相比,在达到相同亮度的条件下,假设LED灯可以节约85.5%的电能,那么,这个LED灯与多大功率的白炽灯亮度相当?
【小知识】
节能灯与白炽灯的功率关系:
Pled =(1-85.5%)P白
3.节能灯的功率:
方法:
串联电路,电流相等,在图中画等电流的线,如图;
并联电路,电压相等,在图中画等电压的线,如图。
4.电路题目中图像的处理:
3.如图所示,小灯泡L标有“6V 3.6W”,滑动变阻器R最大值为10欧,当滑片P移到端,小灯泡正常发光。试求: ⑴电源电压和小灯泡电阻。
⑵当滑片P移到端时,闭合S,你还能求出哪些物理量?(假设灯丝的电阻不变)
【当堂训练】
4.一只标有“24V 40W”灯泡接在36V的电源上,要使它正常发光,还要串联一个多大的电阻?此电阻消耗的电功率多大?此电路工作5min消耗多少电能?