内容正文:
第14讲 电功 电功率(一)
一、知识导航
1.电能表
(1)电能表又称电度表,是用来测量电路消耗电能多少的仪表。目前,常用的家用电能表有电子式和感应式两种,如图所示
电子式 感应式
(2)感应式电能表的主要技术参数如下:
220V:表示电能表适用的额定电压是220V;
10(20)A:“10A”表示基本电流,是确定电能表有关特性的电流值,也称为标定电流值;“(20)A”是电能表能满足测量准确要求,且能长期正常运行的最大电流值。
50Hz:表示电能表在50Hz的交流电路中使用;
3000r/kW•h:表示接在这个电能表上的用电器每消耗1kW•h的电能,电能表上的转盘转过3000圈.
(3)电能表的示数由几位整数和一位小数(红色框内的数字)组成,电能表前后两次的示数之差就是用电器在对应的这段时间内消耗的电能。
(4)电能表的计量单位是千瓦时,符号为kW·h,俗称度。1kW·h=3.6×106J,数值上等于功率为1kW的用电器工作1h所消耗的电能。
2.电功
(1)定义:电流通过某段电路所做的功叫做电功。
(2)物理意义:电流做功的过程是将电能转化为其他形式能量的过程。电流做了多少功,电路中就消耗了多少电能,即就有多少电能转化为其他形式的能量。
(3)计算公式:
a.基本公式:研究表明,电流在某段电路上所做的功,等于这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间的乘积。表达式:。在国际单位制中,电功的单位是焦耳(J),
1V·A·s=1J.
b.导出公式:,(只适用于纯电阻电路)
纯电阻电路是指把电能全部转化为内能的电路。对于纯电阻电路,以上公式都可以用;对于非纯电阻电路,只能用基本公式,不能用推导公式。
3.电功率
(1)电功率是表示电流做功快慢的物理量,一个用电器功率的大小数值上等于它在1秒内所消耗的电能。由功率公式,结合电功公式,可得电功率普遍适用公式,电功率等于导体两端电压与通过导体电流的乘积。推导公式,(只适用于纯电阻电路)。
(2)串联电路常用公式:。特点:P1:P2=U1:U2=W1:W2=R1:R2;并联电路常用公式: 。特点:P1:P2=I1:I2=W1:W2= R2:R1,无论是串联还是并联,电路总功率P总=P1+P2
二、典例剖析
考点1 电能表
例题1如图所示,小王家的电能表表盘上标有“600r/kW•h”字样,他将电视机单独接在该电能表上正常工作30min,电能表上的转盘转过60转,该电视机在这段时间内消耗的电能为 kW•h;电视机的功率是 W,小王家同时工作的用电器总功率不得超过 W.
举一反三:
如图所示是现在家庭常用的电子式电能表表盘。表图上“3200imp/(kW·h)”表示每用电1 kW·h指示灯闪烁3200次。小明将某家用电器单独接在该电能表上正常工作需要6min,电能表指示灯闪烁了320次,该家用电器的额定功率是 W,这个家用电器可能是 (选填“电热水壶”、“台灯”或“电视机”).
考点2 电功
例题2如图所示的四个电路中,电源电压U相同,R2>R1,在相等时间内,电路消耗电能的多少由大到小的顺序是( )
A.甲、乙、丙、丁
B.丁、丙、乙、甲
C.丁、甲、乙、丙
D.丙、乙、甲、丁
例题3如图,电源电压不变,,。
1)当开关闭合,、断开时,电流表的示数为,电路总电阻是______,电源电压为______V。
2)当开关全都闭合时,电流表示数为,则通过的电流是______A,10s内电流通过灯泡L做的功为______J。
举一反三:
1、电阻和两端电压之比为1:2,通过电流之比为2:3,通电时间之比为2:5,则两电阻消耗电能之比为
A. 1:3 B. 2:15 C. 15:2 D. 1:15
2、如图所示的电路中,R1=6 Ω,R2=10 Ω,R3=4 Ω,电源电压为6 V不变.求:
(1)当开关S1、S2均断开时,电流在1 min内通过R1做的功.
(2)当开关S1、S2均闭合时,电流在1 min内通过R2做的功,整个电路在1 min内消耗的电能.
考点3 影响电流做功大小的因素
例题4在探究影响电流做功大小的因素的实验中:
(1)用如图所示的电路可以来探究电功与________的关系。
(2)实验中提供“2.5V”和“3.8V”两种规格的灯泡若干,则你所选用的灯泡是________。
(3)下面是某同学探究该实验的过程与记录,请帮他完成
①根据电路图连接电路;
②闭合开关,调节滑片,观察到L1比L2亮,说明相同时间内电流通过________做功多,同时他还需要收集到的另一信息是 ;
③多次调节滑片的位置,重复步骤②
④综合分析实验的