内容正文:
第十五章 电流做功
第二节 电功率
情境引入
电热水器
电热水器在工作过程中:
内能
电能
电流做功
一、电功率
普通模式下,电热水器将一箱34 ℃的水加热到60 ℃需要大约80 min。
速热模式下,电热水器将一箱34 ℃的水加热到60 ℃需要大约50 min。
一、电功率
思考:电热水器的普通模式和速热模式相比,哪种模式电流做功多?
思考:利用什么工具可以测量出两种模式电热水器的电功?
一、电功率
电能表
制订方案:
1.关闭家中其他用电器,仅有电热水器工作。
2.记录电能表前后示数差或记录脉冲指示灯闪烁次数(转盘转过1圈的次数)。
测量普通模式和速热模式下通过电热水器的电流做的电功。
一、电功率
开始工作
结束工作
普通模式电热水器电流做的电功:
W=26 168.24 kW∙h−26 165.44 kW∙h=2.80 kW∙h。
测量普通模式下通过电热水器的电流做的电功。
一、电功率
开始工作
结束工作
速热模式下电流做的电功:
W=26 183.90 kW∙h−26 180.89 kW∙h=3.01 kW∙h。
测量速热模式下通过电热水器的电流做的电功。
一、电功率
通过测量可知:
普通模式下电热水器工作80 min,电流做功2.80 kW∙h,
速热模式下电热水器工作50 min,电流做功3.01 kW∙h。
思考:两种模式相比,电热水器在哪种模式下电流做功快?
得出结论:两种模式相比,电热水器在速热模式下电流做功多。
思考:在学习机械功时,我们用哪个物理量描述做功的快慢?我们又是如何定义的?
一、电功率
力学
某个力做机械功的快慢
功率
电学
电功率
电流做电功的快慢
电功率的定义
一、电功率
定义:把做的功与做功所用时间的比叫作功率,用符号P表示。
(用物理量之比定义新物理量的方法)
物理意义:功率是描述做功快慢的物理量。
定义式:P=。
单位:为瓦特,简称瓦,符号为W。
1 W=1 J/s。
类比得出
电功率
功率:
一、电功率
定义:在物理学中,将电流做的功与做完这些功所用时间的比叫作电功率。(用物理量之比定义新物理量的方法)
物理意义:电功率是描述电流做功快慢的物理量。用电器的电功率越大,说明其在单位时间内将越多的电能转化为其他形式的能。
单位:是瓦(W),还有千瓦(kW)等单位。
1 kW=103 W。
一、电功率
据功率的定义式P=,将电功的计算公式W=UIt代入功率的定义式,得P=UI。
电功率的大小等于用电器两端的电压和通过它的电流的乘积。
上式中,U的单位用伏(V),I的单位用安(A),电功率的单位是瓦(W)。
1 W=1 V·A。
一、电功率
练习:某品牌电热水器在普通模式下工作80 min,消耗电能2.8 kW∙h;在速热模式下工作50 min,消耗电能3.01 kW∙h。请计算出两种模式下电热水器的电功率分别是多少。
速热模式:P’==3.612 kW=3 612 W。
普通模式:P==2.1 kW=2 100 W。
一、电功率
一些用电器正常工作时的电功率
二、额定电压、额定功率
白炽灯
白炽灯的铭牌
额定电压、额定功率
1
用电器正常工作时的电压叫作额定电压,在额定电压条件下工作时的电功率叫作额定功率。
由图可知,白炽灯的额定电压是220 V,额定功率是60 W。
LED台灯
产品铭牌
二、额定电压、额定功率
一些常见用电器的额定电压、额定功率
2
洗衣机
产品铭牌
二、额定电压、额定功率
吹风机
产品铭牌
二、额定电压、额定功率
空调室外机
产品铭牌
二、额定电压、额定功率
二、额定电压、额定功率
用电器铭牌
例题:根据图中的电热水器的铭牌可知,它的额定电压是多少?额定功率是多少?正常工作时的电流是多大?使用它在额定电压下烧水6 min,需要用电多少kW·h?
二、额定电压、额定功率
电热水器铭牌
由铭牌可知,这个电热水器的额定电压是220 V,额定功率是3 000 W。
根据P=UI,可知I===13.6 A。
3 000 W=3 kW,6 min=0.1 h,
消耗的电能W=Pt=3 kW×0.1 h=0.3 kW·h。
取一只标有“2.5 V”字样的小灯泡,接在如图所示的电路中。调节滑动变阻器,改变小灯泡两端的电压,观察小灯泡亮度的变化,并将变化情况记录下来。
当小灯泡两端的电压为2.5 V时,小灯泡的发光情况是___________________。
在小灯泡两端的电压从2.5 V逐渐减小的过程中,小灯泡的亮度的变化情况是___________________。
正常发光
亮度逐渐变暗
二、额定电压、额定功率
实际电压、实际功率
3
实验电路图
思考:小灯泡两端的电压从2.5 V逐渐减小的过程中,小灯泡的电功率如何变化?
在小灯泡两端的电压从2.5 V逐渐减小的过程中,电流也逐渐变小,根据电功率的公式P=UI可知,小灯泡的电功率逐渐变小。
二、额定电压、额定功率
实验电路图
思考:如果用电器两端的电压不等于其额定电压,它实际工作时的功率与其额定功率还相等吗?
当用电器两端的电压不等于额定电压时,用电器实际工作时的功率不等于额定功率。当用电器两端的电压等于额定电压时,用电器的实际工作时的功率等于额定功率。
二、额定电压、额定功率
实际情况中,用电器两端的电压不一定恰好等于其额定电压,用电器实际工作时的功率也不一定等于其额定功率。
用电器实际工作时的功率叫作实际功率。
多功能计量插座:可以直接测量用电器的实际电压和实际功率。
电热水器的实际电压
二、额定电压、额定功率
电能
电流做功的快慢
公式
P==UI
测量
1.P=
2.P=UI
3.多功能计量插座
应用
额定功率和实际功率
三、课堂小结
电功率
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