内容正文:
18.2电功率
——精剖细解讲义
知识点1:电功率
1、电功率
电流在单位时间内所做的功。
定义式:
物理意义: 表示电流做功快慢(消耗电能快慢)的物理量。
国际单位制:瓦特,符号:W。常用单位:千瓦(kW)、毫瓦(mW)。
单位换算:1 kW = 1 000 W、1 W = 1 000 mW 。
公式的推导:
①(通用公式);
②(适用于纯电阻电路,一般用于并联电路);
③(适用于纯电阻电路,一般用于串联电路)。
常见用电器的电功率:
2、千瓦时的来历
千瓦时(kW·h)= 千瓦(kW)× 时(h),1 kW·h = 1 000×3 600 W·s = 3.6×10⁶ J
3、额定电压和额定功率
额定电压:用电器正常工作时的电压叫额定电压。
额定功率:用电器在额定电压下的功率叫额定功率。
额定电流:用电器在正常工作时的电流叫额定电流。
用电器实际工作时的三种情况:
①U实<U额 , P实<P额 —用电器不能正常工作。(如果是灯泡,则表现为灯光发暗,灯丝发红,实际功率太小灯泡有可能不亮);
②U实>U额 P实>P额 —用电器不能正常工作,有可能烧坏。(如果是灯泡,则表现为灯光极亮、刺眼、发白或迅速烧断灯丝);
③U实=U额 P实=P额 —用电器正常工作。
电灯泡上的铭牌“PZ220 40”表示额定电压是220V,额定功率是40W。灯泡的亮度是由其所消耗的实际电功率决定的,与额定电压和额定功率无关。额定电压相同,额定功率不同的灯泡,灯丝越粗,功率越大。
4、电功率的测量
直接测量:功率表,如下图所示:
一般通过电流和电压的测量来间接得知用电器的电功率。
间接测量P = UI
通过电流表测出通过用电器的电流;通过电压表测出用电器两端的电压;根据 P = UI 计算求出。
串并联电路P实与R大小的关系
项目
串联电路
并联电路
P实与R的关系
串联电路中电阻越大的用电器消耗的电功率越大
并联电路中电阻越小的用电器消耗的电功率越大
灯泡发光亮度
实际电压大的P实越大,因此实际电压大的灯泡较亮
通过电流大的P实越大,因此通过电流大的灯泡较亮
电阻大的P实越大,因此电阻大的灯泡较亮
电阻小的P实越大,因此电阻小的灯泡较亮
串接上滑动变阻器的小灯泡,变阻器阻值增大时分压也大,小灯泡实际电压减小,小灯泡发光较暗
并接上滑动变阻器的电灯,由于并联电路中各部分互不干扰,所以通过小灯泡所在支路的电流不变,小灯泡发光情况不变
电功率与电能、时间的关系
1.充电宝给我们的生活带来很多便利。图中是一款“12V、2000mA•h”的充电宝,用它(满电量)给学生们常用的手持小风扇充电(功率约为2W),大约可以充多长时间( )
A.1h B.2h C.8h D.20h
2.某电视机的额定功率是200W,那么1kW•h的电能可以使它正常工作( )
A.0.05h B.0.2h C.5h D.200h
3.小亮新买了一款手机,他通过说明书了解到手机电池的规格为“5V 4000mA•h”,为了测试充电器的充电速度,他在电池电量剩余30%时,立刻插上最大功率为40W的充电器,直到电量充满,则这次给手机充电的最短时间为( )
A.0.2h B.0.35h C.0.5h D.0.67h
电功率与电压、电流的关系
4.灯泡L1上标有“6V,6W”,灯泡L2上标有“6V,3W”。关于这两个灯泡,下列说法中正确的是( )
A.正常发光时,通过L1的电流较小
B.正常发光时,通过L1的电流做功较多
C.正常发光时,通过L1的电流做功较快
D.工作时间相同,L2消耗的电能较少
5.有一天,张老师在课堂上用手机拍摄同学做实验的视频时,发现只剩2%的电量了。由于无法及时充电,张老师就开启了“低电量模式”,如图所示,延长了手机的使用时间。关于手机“低电量模式”开启后,下列说法中正确的是( )
A.增大了手机的电功率
B.减小了手机的电功率
C.增加了手机消耗的电能
D.减小了手机消耗的电能
6.将“3V 3W”的小灯泡L1和“3V 6W”的小灯泡L2按如图所示方式接在两节干电池上,闭合开关后( )
A.两只灯泡是串联的
B.电流表A1的示数为1A
C.电流表A2的示数为2A
D.L2烧坏后,L1的亮度变大
电功率的计算
7.如图所示电路中,电源电压恒为6V,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,滑动变阻器R2规格为“50Ω 0.5A”。滑片P在中点时,电流表示数为0.2A,电压表示数为5V。下列说法中正确的有( )
A.定值电阻R1为5Ω
B.如果出现电压表示数为6V,可能是R1断路
C.滑动变阻器阻值可调节范围为5Ω~50Ω
D.R2的功率占电路总功率的比值最小时,电流表