内容正文:
15.2电功率
1. 【学习目标】
1.理解电功率的概念,知道电功率表示消耗电能的快慢;
2.知道电功率的单位W、kW;
3.理解用电器的额定功率,知道额定功率是在额定电压下工作时的功率;
4.会用功率的公式进行简单的计算;
5.掌握测量小灯泡电功率的方法。
2. 【知识讲解】
要点一、电功率的基本概念
1.物理意义:电功率是表示电流做功快慢的物理量。电流做功越快,电功率就越大,电流做功越慢,电功率就越小。
2.定义:电功率等于电功与时间的比
3.单位:瓦(W)、千瓦(kW) 1kW=103W
4.定义公式:
W——电流所做的功(消耗的电能)——焦(J)——kW·h
t——所用的时间 ——秒(s)——h
P——用电器的功率 ——瓦(W)——kW
注意事项
1.kW·h是电功的单位,是由电功率的单位kW和时间的单位h组成的复合单位。
2.据公式P=W/t, P的单位是kW时,t的单位用h,电功(电能)的单位为kW·h,当P的单位是W时,t的单位用s,电功(电能)的单位为J。(一定要注意单位的统一)
3.kW·h和J的换算关系:1kW·h=1000W×3600s=3.6×106J。(W=Pt)
要点二、电功率的公式推导
1.由和W=UIt得到电功率最常用的基本公式:P=IU 该公式表明:用电器的电功率P等于通过用电器的电流I和用电器两端的电压U的乘积。
2.公式变形: (灵活运用)
3.推导公式: (适用与纯电阻电路类比电功的计算)
要点三、额定电功率和实际电功率
常见用电器的额定功率
热水器
约3000W
挂壁式空调
约1200W
微波炉、电熨斗
约1000W
电饭煲、电热水壶
约700W
电吹风
约600W
洗衣机
约500W
冰箱
约200W
电视机
约150W
电风扇
约50W
1.额定电压与额定功率:
2. 实际电压与实际功率:
(1)实际电压:用电器工作时两端的电压 ,
可能大于 ,可能等于 ,可能小于。
(2)实际功率:实际功率是指用电器在实际电压下工作时的功率;用电器的实际功率可能大于额定功率,可能等于额定功率,可能小于额定功率。
3. 3.用电器所消耗的功率与用电器两端电压的关系:
当时,;
当时,;
当时,。
注意事项:
1.对某一用电器而言,额定电压和额定功率只有一个,而实际电压和实际功率却有无数个。灯泡的亮度是由它的实际功率决定的。
2.在纯电阻电路中若不考虑温度对用电器电阻的影响,则有(在选择填空中的运用很方便),即电阻一定时,实际电压是额定电压的n倍,则实际电流也是额定电流的n倍,实际功率是额定功率的n2倍。
要点四、测定小灯泡的电功率
1.实验原理:
2.实验器材:电源、电灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。
3.电路图:
4.实验步骤
(1)按电路图连接好电路,断开开关,将滑动变阻器的滑片置于阻值最大的位置;
(2)闭合开关,调节滑动变阻器(眼睛观察电压表示数),使灯泡在额定电压下发光,观察电流表和电压表的示数,记录为Ie、Ue,记录小灯泡的亮度;
(3)调节滑动变阻器,使灯泡两端的电压为额定电压的1.2倍,观察电流表和电压表的示数,记录为I1,U1,记录小灯泡的亮度;
(4)调节滑动变阻器,使灯泡两端的电压低于额定电压,观察电流表和电压表的示数,记录为I2,U2,记录小灯泡的亮度;
(5)重复步骤4两次,观察电流表和电压表的示数,记录为I3、U3,I4、U4,记录小灯泡的亮度;
(6)根据P=UI,算出小灯泡的额定功率Pe和实际功率的电功率P1……P4;
(7)分析数据,整理器材。
5.实验结论:
小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮;(即小灯泡的亮度取决于实际功率大小)
当小灯泡的两端的电压等于额定电压时,小灯泡的实际功率等于额定功率,小灯泡正常发光;
当小灯泡的两端的电压大于额定电压时,小灯泡的实际功率大于额定功率,小灯泡发光比正常情况下亮(小灯泡会损坏)
当小灯泡的两端的电压小于额定电压时,小灯泡的实际功率小于额定功率,小灯泡发光比正常情况下暗。(小灯泡不会损坏)
注意事项:
1.电源:电源电压应高于小灯泡的额定电压。例如:,至少要选择2节干电池串联作电源,学生电源选择3V的电源。
2.电压表的量程应大于,电流表的量程应大于灯泡正常的工作电流;在被测电压、电流不超电压表、电流表量程的情况下,应尽可能选用小量程;例如的小灯泡电压表量程选0—3V,电流表选0—0.6A的量程。
3.滑动变阻器的允许通过最大电流要大于灯泡的正常工作电流,而其最大阻值应与灯泡的电阻差不多,以便调节效果明显。
4.本实验虽然多次测量