第2章 第5节 电功率-2021-2022学年高中物理选修3-1【名师导航】同步Word教参(粤教版)

第五节　电功率 [学习目标]　1.理解电功、电功率的概念并能进行相关的计算．(重点)　2.知道焦耳定律，知道电功率与热功率的区别和联系．(重点)　3.知道纯电阻电路和非纯电阻电路的区别，会结合实际问题区分电功和电热．(重点、难点)　4.理解闭合电路的各种功率及相关运算．(重点) 一、电功和电功率 1．电功 (1)定义：电流通过导体时，电流所做的功． (2)实质：导体中电场力对自由电荷做的功． (3)公式：W＝UIt，单位：焦耳，符号：J． 2．电功率 (1)定义：单位时间内电流所做的功． (2)公式：P＝＝UI，单位：瓦特，符号：W． 二、焦耳定律和热功率 1．焦耳定律 (1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比． (2)公式：Q＝I2Rt． 2．热功率：单位时间内的发热量，P＝I2R． 三、闭合电路中的功率 闭合电路的功率 电源的功率 电源的输出功率 电源的内耗功率 公式 P＝EI P出＝UI P内＝I2r 意义 电源提供电能的功率 外电路消耗电能的功率 内电路消耗电能的功率 关系 P＝P出＋P内 1．正误判断 (1)电流通过导体做的功越多，电功率越大． (×) (2)电炉、电烙铁、电热毯、电饭锅等用电器，由于电流通过时，电能全部转化为内能，故为纯电阻． (√) (3)电动机、电解槽等用电器，电流通过时电能除转化为内能外，还转化为其他形式的能，故为非纯电阻． (√) (4)不论纯电阻电路还是非纯电阻电路，计算焦耳热时仍可用P热＝UI.(×) (5)不论何种电路，计算电功时均可用W＝UIt. (√) 2．关于电功和电热的计算，下列说法正确的是(　　) A．如果是纯电阻电路，电功可用公式W＝UIt计算，也可用公式W＝I2Rt计算 B．如果是纯电阻电路，电热可用公式W＝I2Rt计算，但不能用公式W＝UIt计算 C．如果不是纯电阻电路，电功只能用公式W＝I2Rt计算 D．如果不是纯电阻电路，电热可用公式W＝I2Rt计算，也可用公式W＝UIt计算 A　[纯电阻电路，根据能量守恒，电功和电热相等，电功可用公式W＝UIt计算，也可用公式W＝I2Rt计算，故A正确，B错误；非纯电阻电路，电功用公式W＝UIt计算，故C错误；非纯电阻电路，电热用公式W＝I2Rt计算，故D错误．] 3．室内有几种用电器：1.5 kW的电饭煲、200 W的电冰箱、750 W的取暖器、250 W的电视机和2 kW的空调器．如果进户线处有13 A的保险丝，供电电压为220 V，下列情况下不能同时使用的是(　　) A．电饭煲和电冰箱 B．取暖器和空调器 C．电饭煲和空调器 D．电冰箱、电视机和空调器 C　[电路中允许的最大功率为Pm＝UI＝2 860 W．用电器的功率之和大于Pm时，用电器就不可以同时使用，故选C.] 电功、电功率的理解和计算 1．对电功的理解 (1)从力的角度看，电流做功的实质是电场力对自由电荷做功． (2)从能的角度看，电流做功过程是电能转化为其他形式的能的过程，电功的大小表示电能的减少量，标志着电能转化为其他形式的能的多少． (3)电功W＝UIt＝qU对任何电路都适用． 2．串、并联电路中的功率关系 串联电路 并联电路 功率分配 ＝ ＝ 功率关系 P＝P1＋P2＋…＋Pn P＝P1＋P2＋…＋Pn 3.额定功率和实际功率 (1)用电器正常工作时所消耗的功率叫做额定功率．当用电器两端电压达到额定电压U额时，电流达到额定电流I额，电功率也达到额定功率P额，且P额＝U额I额． (2)用电器的实际功率是用电器在实际工作时消耗的电功率．为了使用电器不被烧毁，要求实际功率不能大于其额定功率． 【例1】　额定电压都是110 V，额定功率P甲＝100 W，P乙＝40 W的电灯两盏，若接在电压是220 V的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是(　　) 思路点拨： ⇒⇒ C　[对灯泡有P＝UI＝，可知：R甲<R乙，对于A电路，由于R甲<R乙，所以U乙>U甲，且有U乙>110 V，乙灯被烧毁，U甲<110 V不能正常发光，A错误． 对于B电路，由于R乙>R甲，甲灯又并联变阻器，并联电阻更小于R乙，所以U乙>U并，乙灯被烧毁． 对于C电路，乙灯与变阻器并联，电阻可能等于R甲，所以可能U甲＝U乙＝110 V，两灯可以正常发光． 对于D电路，若变阻器的有效电阻等于甲、乙的并联电阻，则U甲＝U乙＝110 V，两灯可以正常发光． 比较C、D两个电路，由于C电路中变阻器功率为(I甲－I乙)×110，而D电路中变阻器功率为(I甲＋I乙)×110，所以C电路消耗电功率最小．] 1．三个阻值相同的灯泡，其允许消耗的最大功率都是10 W，现将其中的两只灯泡串联起来，再与