内容正文:
专题17 电功率
一、思维导图
二、新课标要求
3.4.5 结合实例,了解电功和电功率。知道用电器的额定功率和实际功率。
3.4.6 通过实验,了解焦耳定律。能用焦耳定律说明生产生活中的有关现象。
三、知识梳理与典例
一、电能
1. 电能的来源
各种电池以及各种发电厂它们把不同形式的能转化为电能,供人们使用。
(1)利用电池获取电能:干电池、蓄电池把 能→电能;太阳能电池把 能(光能)→电能。
(2)发电厂获取电能:把其他形式的能→ 能→电能。
2. 电能的利用
(1)人们利用电能时,通过用电器将电能转化为其他形式的能。如:白炽灯将电能转化为 能和光能;电动机将电能主要转化为 能;电饭锅将电能转化为 能。
(2)电源与用电器
电源是提供电能的,是将其他形式的能转化为 能的装置;而用电器是消耗电能的,是将电能转化为其他形式的能的装置。
3. 电能的单位及其换算
(1)国际单位: ,简称焦,用符号J表示。
(2)常用单位: ,用符号kw·h表示,俗称“度”。
(3)换算关系:1kw·h= J。
2. 电能的计量
(1)电能表的用途:用来计量用电器在一段时间内消耗的 。
(2)电能表的几个重要参数(如图所示)。
①“kW·h”表示电能表示数的单位是 ;
②“220V”表示该表应该在 的交流电路中使用;
③“10(40)A”表示这个电能表的标定电流为 ,额定最大电流为 。电流表工作时的电流不应超过 电流;
④“50Hz”表示这个电能表在频率为50赫兹的交流电路中使用;
⑤机械式电能表(左图)“2500R/(kW·h)”表示接在这个电能表上的用电器每消耗1千瓦时的电能,电能表上的转盘转过 转;电子式电能表(右图)“1600imp/(kW·h)”表示接在这个电能表上的用电器每消耗1千瓦时的电能,电能表上的闪烁灯闪烁 次。
(3)电能表的读数(如图)
①电能表计数器上前后两次的示数之 就是用电器在这段时间内消耗的电能W=W后-W前
电能表月初和月底的读数如图所示,则本月消耗的电能为:
W= W后-W前= kW·h
②利用电能表的转数求电能
利用电能表转盘的实际转速n和电流表参数Nrevs/kW·h,可以比较精确的计算出某段时间内消耗的电能。即
如图所示,电表上标有“3000r/kW·h”的字样,若一段时间内该电能表盘转了60转,则在这段时间内用电器消耗的电能为
二、电功
1. 电功
(1)定义:电流所做的功叫做电功,用W表示。
(2)实质:电能转化为其他形式能的过程是电流 的过程,有多少电能发生了转化就说电流做了多少 ,即电功是多少。
电能是状态量,反映了做功的本领;电功是过程量,反映了一段时间内电能转化或消耗电能的 。
2. 电功的计算
(1)影响电功多少的因素:电流做功的多少与 、 和通电时间t都有关。
(2)公式:W= ,此公式适用于一切情形下电功的计算。
3. 电功的单位
(1)在国际单位制中,电功的单位是 ,简称焦,用符号J表示,1J=1V·A·s。
(2)常用单位: (kW·h)
(3)单位换算:1kw·h= J
4. 电功的推导公式
由W=UIt和欧姆定律I=可推导出电功的两个公式:
W= W=
(1)W=UIt 是普遍适用的公式;电功的两个推导公式只适用于 电路;
(2)利用电功公式及其变形公式时,要注意各物理量的同一性和同时性。
【例题1】如图所示,为小乐同学老家用的机械式电能表的示意图,下列说法不正确的是( )
A.如图中时刻所示,电能表的读数为8633.5kW•h
B.家中干路中的总电流为20A时,该电能表可以工作
C.每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转3600圈
D.这种电能表,读数数字的单位是kW•h
【例题2】已知电源电压为10V保持不变,R1=25Ω,小灯泡正常发光时的电流为0.3A。(不考虑灯丝电阻变化)
(1)断开S1、S2此时小灯泡L正常发光,求小灯泡正常发光的电压;
(2)S1、S2都闭合时,电流表示数变为0.6A,求R2的阻值;
(3)在(2)这个电路中,1min内,整个电路所消耗的电能是多少?
三、电功率
1. 电功率
(1)物理意义:表示电流做功的 。
(2)定义:等于电功与时间之比。
(3)定义式:P=
(4)单位
①国际单位: (W),1瓦=1焦/秒
②常用单位: (kW)、