内容正文:
第二节 电流做功的快慢
素养
目标
1. 知道电功率的意义,并能运用公式进行简单计算。并与实际值对比,加深对额定功率的理解。(物理观念)
2. 通过用电器的铭牌了解用电器的额定电压和额定功率。(科学思维、科学探究)
3. 通过电功率的计算培养严谨、细致、认真的习惯。(科学态度与责任)
一、电功率
1. 定义:物理学中把电流所做的 功 与所用 时间 之比叫做电功率。用字母 P 表示。
2. 定义式: P= 。
3. 单位:国际单位:瓦(W),常用单位:千瓦(kW),换算关系:1 kW=1 000 W。
4. 推导公式:P=UI。
二、额定功率
5. 额定电压:用电器 正常工作 时的电压值。
6. 额定电流:用电器 正常工作 时的电流值。
7. 额定功率:用电器在 额定电压 或 额定电流 下的功率。
三、实际功率
8. 用电器在 实际电压 下工作时所对应的功率叫做用电器的实际功率。
【判一判】
1. 用电器的电功率越大,做功越多。 ( × )
2. 相同时间内,消耗功率大的用电器耗电一定多。 ( √ )
3. 消耗电能越多的用电器电功率越大。 ( × )
4. 额定功率越大的灯泡越亮。 ( × )
【填一填】
5. 我国家用照明电路的电压为 220 V;用电器工作时把 电 能转化为其他形式的能;额定功率为0.1 kW的电视机正常工作3 h,耗电 0.3 度。
电功率
在如图所示的电路中,电源电压为3 V保持不变,电阻R1=10 Ω,R2=15 Ω,请回答下列问题。
当开关S1闭合、S2断开,甲、乙为电流表时,两电阻的电功率分别是多少瓦?电功率的比值和电阻之比有什么关系?
解:当开关S1闭合、S2断开,甲、乙为电流表时,电阻R1和电阻R2并联,电流表甲测电阻R2所在支路的电流,电流表乙测干路电流。
I1===0.3 A,
P1=UI1=3 V×0.3 A=0.9 W,
I2===0.2 A,
P2=UI2=3 V×0.2 A=0.6 W,
所以=,即电功率之比和电阻之比成反比。
开关S1、S2闭合,甲、乙两表为电压表时,电阻R1、R2消耗的电功率之比P1∶P2是多少?
解:当开关S1、S2闭合,甲、乙两表为电压表时,电阻R1与R2串联,电压表甲测电源的电压,电压表乙测电阻R2两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,所以,由P=I2R可知,电阻R1、R2消耗的电功率之比
===,
则电阻R1、R2消耗的电功率之比是2∶3。
如图所示的电路,电源电压保持不变。只闭合开关S,电流表的示数为0.2 A,再闭合开关S1,电流表的示数变化了0.3 A。那么闭合S、S1后,电阻R1与电阻R2的电功率之比是( A )
A. 2∶3 B. 3∶2
C. 5∶2 D. 1∶2
并联电路中电功率之比等于电流之比。==。
解析:当只闭合开关S时,电路为只有电阻R1的简单电路,电流表的示数为通过电阻R1的电流;当再闭合开关S1时,两电阻并联,电流表测干路电流,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知,闭合开关S1时通过电阻R1的电流不变,根据并联电路的电流特点可知,电流表示数的变化量即为通过电阻R2的电流,根据并联电路的电压特点和P=UI公式可求出闭合S、S1后,电阻R1与电阻R2的电功率之比。
1. 一台电风扇的电功率是60 W,它表示( C )
A. 1 s内消耗60 W的电能
B. 1 s有60 J的电能转化为机械能
C. 1 s内消耗的电能是60 J
D. 电流在1 s内消耗的电能是60 W/s
额定功率和实际功率
现有“220 V 100 W”的电灯泡一只,若将它接在家庭电路中,请回答下列问题。
灯泡铭牌上标的“220 V 100 W”表示什么意思?
答案:“220 V 100 W”表示灯泡的额定电压是220 V,额定功率是100 W。
该灯泡正常工作时,通过灯泡的电流是多少?灯泡的电阻是多少?
解:根据P=UI可得,灯泡正常工作时,通过灯泡的电流
I=== A≈0.45 A,
灯泡的电阻
R===484 Ω。
标有“12 V 12 W”“12 V 6 W”的灯L1和灯L2(假设灯丝电阻不变),若将它们串联在某电源上,两灯都发光,下列说法正确的是( C )
A. 通过灯L1和灯L2的电流之比为2∶1
B. 灯L1和灯L2的电阻之比为2∶1
C. 灯L2比灯L1亮
D. 灯L1和灯L2的实际功率之比为2∶1
串联电路中电功率之比等于电阻之比。==。
解析:已知两灯的额定电压和额定功率可求两灯的电阻,由题知,两灯串联,所以电流相等,再根据选项所给条件逐一解决。
两灯的电阻R1===12 Ω,R2===24 Ω,将它们串联在某电源上,两灯都发光,由P=I2R可知,灯L2比灯L1的实际功率大,故灯L2比灯L1亮。
2.