内容正文:
第2节 电功率
第十八章 电功率
1、知道电功率的物理意义、定义和单位,会用电功率公式P=W/t、P=UI进行简单计算。(重点)
2、理解额定电压、额定功率,能区分实际电压与额定电压、实际功率与额定功率。(难点)
3、了解测量电功率的方法,会用伏安法测算小灯泡的电功率。
电暖器和电吹风在工作时,电能表铝盘转过相同的圈数,所用的时间却不同。这是什么原因呢?
电流所做的功(消耗的电能)与所用时间之比叫作电功率。
电功率是表示电流做功快慢的物理量。电流做功越快,电功率越大。
1、物理意义:
2、定 义:
3、公 式:
P=W/t P=UI
一、电功率
4、单 位:
国际单位:瓦特(W) 常用:千瓦(kW)、毫瓦(mW)
1kW=10³W 1W=10³mW
例1:把一盏电灯接在家庭电路中通电1h,消耗的电能是3.6×10⁵J;把一只电炉接在家庭电路中通电1min,消耗的电能是6×10⁴J。谁消耗的电能较多?谁消耗电能较快?
解:在1s内,电灯消耗的电能:
一、电功率
W灯=3.6×10⁵J÷3600s=100J
W炉=6×10⁴J÷60s=1000J
答:电灯消耗的电能较多,电炉消耗电能较快。
思考:将公式P=W/t变形可得W=Pt,由此可以得到上节介绍的“千瓦时”——
电功率为1kW的用电器工作1h所消耗的电能就是1kW·h。
1kW·h=1kW×1h=1000W×3600s=3.6×10⁶J
一、电功率
注意:千瓦(kW)是电功率的单位,千瓦时(kW·h)是电能(电功)的单位。
家用电器功率不大:
电风扇约30~40W,
电冰箱、电视约100~200W,空调、热水器约1000~3000W。
不同用电器的电功率一般不同。
工农业中用电器的功率往往很大,常用千瓦(kW)表示:复兴号动车组约1万千瓦。
一些用电器的电功率
演示:小灯泡的电功率随电压变化
用滑动变阻器改变小灯泡两端的电压,使其等于、低于和略高于额定电压2.5V,观察小灯泡的亮度,比较不同电压下小灯泡的电功率。
(1)在不同电压下,同一个灯泡的亮度相同吗?
(2)灯泡的电功率跟什么有关?
(3)同一用电器在不同电压下的电功率一样吗?
(4)怎样表示用电器“正常工作”时的功率呢?
不相同,电压越高,灯泡越亮。
跟灯两端的电压有关。
不总一样。
额定电压下的功率——额定功率。
问题思考
1、额定电压:
2、额定功率:
3、实际功率:
实际电压下工作时的功率(P实)。
用电器正常工作时的电压(U额)。
二、额定电压 额定功率
额定电压下工作时的电功率(P额)。
4、铭 牌:
铭牌上标有额定电压和额定功率。
思考:把“220V 25W”的灯泡接在不同电压下,亮度会怎样变化?
(1)当U实=U额时,P实=P额,灯正常发光
(2)当U实<U额时,P实<P额,灯发光较暗
(3)当U实>U额时,P实>P额,灯偏亮,易烧坏
(4)灯泡的亮度由实际功率决定,实际功率越大,灯越亮。
(5)使用各种用电器时,一定要注意它的额定电压。
二、额定电压 额定功率
例2:某额定功率为1800W的电热水壶在220V的额定电压下工作,加热一壶水至沸腾用了4min。(1)加热这壶水消耗了多少电能?(2)加热时通过电热水壶的电流是多少?
二、额定电压 额定功率
解:(1)W=Pt=1800W×240s=4.32×10⁵J
(2)I=P/U=1800W÷220V≈8.2A
答:(1)消耗的电能是4.32×10⁵J;
(2)通过的电流约为8.2A。
测量电功率的方法:
①直接测量:电功率可以使用电力监测仪直接测量。
②间接测量:测量用电器两端的电压和通过用电器的电流,再由电功率公式P=UI计算得出,这种方法也叫伏安法。
三、电功率的测量
第2节 电功率
一、电功率
二、额定电压
额定功率
三、电功率的测量
物理意义:表示电流做功的快慢
定义式:P=W/t 推导式:P=UI
单位:瓦特(W)、千瓦(kW)、毫瓦(mW)
1kW·h=1kW×1h=3.6×10⁶J
额定电压U额:用电器正常工作时的电压
额定功率P额:在额定电压下工作时的电功率
U实<U额→P实<P额;U实>U额→P实>P额
灯泡的亮度由实际功率决定
电力监测仪直接测量
伏安法:电压表测U、电流表测I
由P=UI计算得出
1.关于电功率,下列说法中正确的是( )
A.电流做功越多,电功率越大
B.电流做功时间越短,电功率越大
C.电流做功越多、用的时间越长,电功率越大
D.相同时间内,电流做功越多,电功率越大
D
2.将标有“220V 100W”的白炽灯接到110V的电源上(灯丝电阻不变),白炽灯的实际功率为( )
A.等于100W B.等于50W
C.等于25W D.大于100W
C
3.如图所示是一种电能表,下列说法中正确的是( )
A.电能表是测量电功率的仪表
B.铝盘转得越快,表明电流做功越快
C.该电能表的读数为3021 kW·h
D.铝盘每转过1500转,电路消耗的电能是2000J
B
1、有甲、乙两个电热水壶,甲壶的容量为1L,乙壶的容量为1.5L。两壶分别按容量烧开初温相同的一壶水,需要的时间分别是4min和5min。通过哪个电热水壶的电流做功快?为什么?
书后练习与应用
答:通过乙壶的电流做功快。
理由:两壶各烧开初温相同的一壶水,电流做的功与水的质量成正比,W甲:W乙=2:3;所用时间t甲:t乙=4:5。由P=W/t得P甲:P乙=5:6,乙壶的电功率大,电流做功快。
书后练习与应用
答:t=W/P=1kW·h÷20W=1000W·h÷20W=50h,即可以让这盏灯正常工作50h。
2、1kW·h的电能可以让一盏20W的电灯正常工作多长时间?
书后练习与应用
3、一个电热水壶的铭牌上标着“220V 1000W”的字样。它正常工作时,通过的电流是多少?
解:I=P/U=1000W÷220V≈4.5A
答:它正常工作时通过的电流约为4.5A。
4、盛夏,某同学把空调的温度设置为26℃,空调的压缩机工作10min后停止5min,之后再重新工作……周而复始。压缩机制冷时空调的电功率为2850W,压缩机不工作时空调的电功率为150W。空调正常运行时,每15min消耗的电能是多少?
书后练习与应用
答:空调正常运行时,每15min消耗的电能是1.755×10⁶J。
解:压缩机工作10min消耗的电能 W1=P1t1=2850W×600s=1.71×10⁶J;
停止5min消耗的电能 W2=P2t2=150W×300s=4.5×10⁴J。
W=W1+W2=1.71×10⁶J+4.5×10⁴J=1.755×10⁶J。
5、一个“220V 800W”的电炉,正常工作时电阻丝的电阻有多大?假如电路中的电压降低到200V,电阻丝的电阻不变,这时电炉实际的电功率有多大?
书后练习与应用
解:R=U额²/P额=(220V)²÷800W=60.5Ω
P实=U实²÷R=(200V)²÷60.5Ω≈661W
答:正常工作时电阻丝的电阻约为60.5Ω;电压降为200V时,实际功率约为661W。
6、某次雷电的电流约为2×10⁴A,电压约为10⁶V,放电时间约为0.001s。这次雷电的电功率约是多少千瓦?释放了多少能量?
书后练习与应用
解:P=UI=10⁶V×2×10⁴A=2×10¹⁰W=2×10⁷kW
W=Pt=2×10¹⁰W×0.001s=2×10⁷J
答:电功率约为2×10⁷kW,释放能量约为2×10⁷J。
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