内容正文:
第2节 电功率
目 录
课前•自主预习
课堂•互动理解
课前•自主预习
一、电功率
阅读教材,完成下列问题。
1.在物理学中用电功率表示____________________。
2.电功率等于__________与完成这些电功所用的时间__________。如果电功用W表示,完成这些电功所用的时间用t表示,电功率用P表示,那么P=__________,将电功W=UIt代入上式得P=__________。
3.电功率的单位是瓦特,简称瓦,符号是W,比瓦大的单位是千瓦,符号是__________,二者的换算关系是______________;比瓦小的单位是毫瓦,符号是__________,二者的换算关系是_____________。
4.千瓦时:电功率为__________的用电器工作__________所消耗的电能就是1 kW·h。
电流做功的快慢
电功
之比
UI
kW
1 kW=103 W
mW
1 W=103 mW
1 kW
1 h
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二、额定电压 额定功率
阅读教材,完成下列问题。
1.通过教材上的小灯泡的电功率随电压变化的演示实验,可以得出怎样的结论?
2.什么叫作额定电压?什么叫作额定功率?
在不同的电压下,同一个小灯泡的亮度不同,电功率也不一样;小灯泡的电功率随着它两端的电压而改变。
用电器正常工作时的电压叫作额定电压;用电器在额定电压下工作时的电功率叫作额定功率。
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3.冬天到了,妈妈为了让小语在学习的时候有个温暖的环境,买了一台电暖器,上面标有“220 V 1 000 W”的字样,这里的“220 V”“1 000 W”表示的物理意义是什么?
“220 V”表示该电暖器的额定电压是220 V,“1 000 W”表示额定功率是1 000 W。
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三、电功率的测量
阅读教材,完成下列问题。
1.直接测量:用____________________直接测量。
2.间接测量:测量用电器两端的__________和通过用电器的__________,由电功率公式__________计算得出。
电力监测仪
电压
电流
P=UI
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课堂•互动理解
一、应用电功率公式进行电功率和电功的计算
1.正确理解电功率的计算公式。
(1)定义式
(2)导出公式:P=UI,P=,P=I2R。
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(3)选用公式时需注意:
①P=可变形为W=Pt,t=;P=UI可变形为U=,I=。使用时,要根据题意选择公式或进行公式的变形。
②P=I2R和P=,这两个公式仅适用于纯电阻电路,即电能全部转化为内能的电路,例如电炉、电饭锅、电熨斗等。
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2.串、并联电路中电功率的特点及分配关系。
内容 串联电路 并联电路
图示
特点 整个电路消耗的总功率都等于各个用电器消耗的电功率之和,即P=P1+P2
分配关系 由P=I2R可知,各用电器消耗的电功率与其电阻成正比,即 由P=可知,各用电器消耗的电功率与其电阻成反比,即
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跟踪训练1某用电器工作1 min消耗了2 400 J的电能,则该用电器的电功率是__________ W。小明家新购置了一台1 kW的空调,这台空调正常工作时两端的电压为220 V,空调正常工作时通过它的电流为__________ A(保留一位小数)。若小明家原有用电器的总功率为5 600 W,现在让所有用电器同时正常工作,则电路的总功率为__________ W。
40
4.5
6 600
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二、正确理解额定电压和额定功率、实际电压和实际功率,并进行相关的计算
1.额定电压和额定功率及相关物理量。
项目 定义 说明
额定电压 用电器正常工作时的电压 一般标注在用电器的铭牌上,常用U额表示
额定功率 用电器在额定电压下工作时的电功率 一般标注在用电器的铭牌上,常用P额表示
额定电流 用电器正常工作时的电流 有时标注在用电器的铭牌上,常用I额表示
实际电压 用电器实际工作时的电压 可能与额定电压相等,也可能不等,常用U实表示
实际功率 用电器在实际电压下工作时的电功率 可能与额定功率相等,也可能不等,常用P实表示,是变化的
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2.解题时的隐含条件。
如果电路是纯电阻电路,即电流通过用电器做功把消耗的电能全部转化为内能,用电器的额定电压为U额,用电器的额定功率为P额,那么用电器正常工作时的电流I额=,用电器正常工作时的电阻R=。若不考虑温度对电阻的影响,则此类用电器的电阻可以认为是不变的,直接利用R=就可计算出来。用电器的实际电压、实际功率、额定电压和额定功率的关系是R=,可见,对于一个给定的用电器,它的实际功率跟实际电压的二次方成正比。
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跟踪训练2(2024·四川内江中考)如图所示,电源电压恒为4 V、小灯泡标有“2.5 V 1 W”的字样(电阻不变),滑动变阻器上标有“20 Ω 1 A”的字样,电流表的测量范围为0~0.6 A,电压表的测量范围为0~3 V。闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某处时,电流表的示数为0.2 A,则小灯泡的实际功率为__________ W;在保证电路安全的情况下,继续移动滑片,设移动过程中滑动变阻器的电功率为P1,小灯泡的电功率为P2,的最大值为a、最小值为b,则=__________。
0.25
5
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解析:根据小灯泡的规格“2.5 V 1 W”可得小灯泡的电阻R灯==6.25 Ω。由题图可知,小灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测滑动变阻器两端的电压,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某处,此时电路中的电流I=0.2 A,小灯泡的电阻不变,小灯泡的实际功率P实=I2R灯=(0.2 A)2×6.25 Ω=0.25 W。由于串联电路中有P1=I2R,P2=I2R灯,所以最大和最小的情况分别对应R取最大值和最小值的情况。由于电流表的测量范围为0~0.6 A,电压表的测量范围为0~3 V,保证电路安全的情况下,当电压表示数为3 V时,接入电路的滑动变阻器的阻值最大,此时电路中的电流最小,根据串联电路分压特点及欧姆定律可得电路此时的电流
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I1==0.16 A,此时滑动变阻器电功率P1=3 V×I1=3 V×0.16 A =0.48 W,小灯泡的电功率P2=R灯=(0.16 A)2×6.25 Ω=0.16 W,此时=3。因为小灯泡的额定电流为0.4 A,所以电路通过的最大电流为0.4 A,此时接入电路的滑动变阻器的阻值最小,电路中的电流最大,所以小灯泡两端的电压为额定电压2.5 V,电流为0.4 A,电功率P2'=1 W,根据串联电路分压特点可得此时滑动变阻器两端的电压U'=4 V-2.5 V=1.5 V,电功率P1'=U'×0.4 A =1.5 V×0.4 A=0.6 W,则=0.6,即最大值a=3,最小值b=0.6,则=5。
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本课结束
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