内容正文:
第45讲 电功与电功率
主干梳理
1.电功
(1)概念:__电流__所做的功。
(2)实质:__电__能转化为其他形式的能。
(3)单位:__焦耳__,符号为J。常用单位:千瓦时(kW·h),俗称度。1焦=1伏·安·秒。
(4)单位换算:1度=1千瓦时(kW·h)=__3.6×106__焦耳(J)。
(5)计算公式:W=__UIt__。
(6)推导公式:W=I2Rt,W=__t__。
(7)决定因素:某段电路两端的__电压__、通过此段电路的电流I以及通电时间t。
2.电能表(电度表)
(1)用电器在一段时间里消耗的__电能__的多少,可以用电能表来测量。
(2)计量方法:某段时间电能表上先后两次读数之差,就是这段时间电路消耗的电能。
(3)电能表中各数值的意义(如图所示)
a.电能表的示数为__2__017.9__kW·h。
b.“220 V”表示这个电能表应该在220 V的电路中使用。
c.“10(20)A”表示这个电能表的额定电流为__10__A,在短时间内使用时最大电流为__20__A。
d.“600 r/(kW·h)”表示接在这个电能表上的用电器每消耗1 kW·h的电能,电能表上的转盘转动__600__转。
e.“50 Hz”表示这个电能表在频率为50 Hz的交流电路中使用。
1.电功率
(1)概念:电流在__单位时间__内做的功。电功率用字母P表示。
(2)物理意义:表示电流做功的__快慢__。
(3)单位:__瓦特__,简称瓦,符号为W。
(4)单位换算:1千瓦(kW)=__1__000__瓦(W)。
(5)大小:电功率大小等于电功与时间之比。
(6)公式:P=____。
(7)推导式
①P=__UI__,即用电器所消耗的电功率等于用电器两端的电压与通过用电器电流的乘积。
②根据欧姆定律I=____可推导出:P=I2R;P=____。
2.额定电压与额定功率
额定电压
用电器正常工作的电压值
额定电流
用电器正常工作的电流值
额定功率
用电器在__额定电流__或__额定电压__下工作时所对应的功率
实际功率
用电器在__实际电压__下工作时所对应的功率
U实=U额
P实__=__P额,用电器正常工作(如:灯泡正常发光)
U实>U额
P实__>__P额,用电器不能正常工作(如:灯 泡超常亮),有时会损坏用电器
U实<U额
P实__<__P额,用电器不能正常工作(如:灯泡较暗)
【实验突破】测定小灯泡的功率
1.实验器材:电源(两节干电池)、导线、开关、小灯泡(额定电压2.5 V;电阻约为10 Ω)、电流表、电压表、滑动变阻器(“5 Ω 1 A”“10 Ω 0.2 A”)。
2.实验原理:__P=UI__。
3.电路图及实物图(如图甲、乙所示)
4.注意事项
(1)连接电路时,开关应处于__断开__状态。
(2)电流表所选的量程为__0~0.6__A__。
(3)电压表所选的量程为__0~3__V__。
(4)滑动变阻器所选的规格为__“5__Ω__1__A”__。
(5)电路连接完成后,应将滑动变阻器的滑片移动到__B__(填“A”或“B”)端。
5.数据处理
(1)图丙是第7组实验中两电表的读数,请将实验数据补充完整。
数据序号
1
2
3
4
5
6
7
发光情况
熄灭
熄灭
微亮
较暗
不很亮
较亮
明亮
电压U/V
0.1
0.5
0.9
1.3
1.7
2.1
2.5
电流I/A
0.10
0.32
0.38
0.42
0.48
0.52
0.54
(2)在1、2次实验中,灯泡不发光,但电流表和电压表均有示数,导致这种现象的原因是滑动变阻器接入电路中的阻值过大,总电流较小。
(3)由表格数据可知,小灯泡的额定功率为__1.4__W,此时小灯泡的电阻为__4.6__Ω。(结果均保留一位小数)
(4)请根据以上数据在图丁中绘制小灯泡的U——I图像。
【答案】图略
(5)根据图像可知,小灯泡的U——I图像是一条曲线,其原因是小灯泡电阻随温度升高而变大。
(6)将小灯泡与一个阻值为10 Ω的电阻串联在6.5 V的电路中时,此时小灯泡两端的实际电压为__1.7__V。
6.交流分析
(1)连接好电路后,闭合开关,无论怎样移动变阻器的滑片,发现小灯泡都不亮,电流表无示数,电压表有示数,则故障原因可能是小灯泡__断路__(填“短路”或“断路”)。
(2)若电路连接正确,电压表、电流表、滑动变阻器均可正常使用,在实验中闭合开关后无论怎样移动滑动变阻器的滑片,灯泡始终不能正常发光,且电压表示数始终达不到灯泡的额定电压,则可能的原因是__电源电压太小__,改变这种现象可以采取的相应措施是__更换电源__。
(3)本次实验中滑动变