电功率讲义.docx
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电功率讲义
电功电功率家庭电路
一、电功
1．定义：
电流通过某段电路所做的功叫电功。
电流做功的形式：
电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。
2．计算公式：
W=UIt=Pt（适用于所有电路）
对于纯电阻电路可推导出：
W=I2Rt=U2t/R
①串联电路中常用公式：
W=I2Rt W1：
W2：
W3：
…Wn=R1：
R2：
R3：
…：
Rn
②并联电路中常用公式：
W=U2t/R W1：
W2=R2：
R1
③无论用电器串联或并联。
计算在一定时间所做的总功 常用公式W=W1+W2+…Wn
3．单位：
国际单位是焦耳（J）常用单位：
度（kwh） 1度=1千瓦时=1kwh=3．6×106J
4．测量电功：
⑴电能表
⑵电能表上“220V”“5A”“3000R/kwh”等字样，分别表示：
电电能表额定电压220V；允许通过的最大电流是5A；每消耗一度电电能表转盘转3000转。
⑶读数：
A、测量较大电功时用刻度盘读数。
①最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。
②电能表前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。
3
2
6
5
4
如：
电能表月初读数
3
2
4
6
8
月底读数是
这个月用电 度合 J。
B、测量较小电功时，用表盘转数读数。
如：
某用电器单独工作电能表（3000R/kwh）在10分钟内转36转则10分钟内电器消耗的电能是 J。
二、电功率
1．定义：
电流在单位时间内所做的功。
2．物理意义：
表示电流做功快慢的物理量。
灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小。
3．电功率计算公式：
P=UI=W/t（适用于所有电路）
对于纯电阻电路可推导出：
P=I2R=U2/R
①串联电路中常用公式：
P=I2R P1：
P2：
P3：
…Pn=R1：
R2：
R3：
…：
Rn
②并联电路中常用公式：
P=U2/R P1：
P2=R2：
R1
③无论用电器串联或并联。
计算总功率 常用公式P=P1+P2+…Pn
4．单位：
国际单位瓦特（W） 常用单位：
千瓦（kw）
5．额定功率和实际功率：
⑴额定电压：
用电器正常工作时的电压。
额定功率：
用电器在额定电压下的功率。
P额=U额I额=U2额/R
某灯泡上标有“PZ22OV-25”字样若知该灯“正常发光”可知：
该灯额定电压为220V，额定功率25W，额定电流I=P/U=0．11A灯丝阻值Ｒ＝U2额/Ｐ＝2936Ω。
⑵当U实=U额时，P实=P额 用电器正常工作（灯正常发光）
当U实＜U额时，P实＜P额用电器不能正常工作（灯光暗淡），有时会损坏用电器
实际功率随电压变化而变化根据P=U2/R得
。
⑶灯L1“220V100W”，灯L2“220V25W”相比较而言，L1灯丝粗短，L2灯丝细长。
两灯串联时，灯L2亮，两灯并联时，灯L1亮。
判断哪个灯亮的口诀“串小（功率）并大”（U额 相同）
⑷“1度”的规定：
1kw的用电器工作1h消耗的电能。
P=W/t可使用两套单位：
“W、J、s”、“kw、kwh、h”
6．测量：
Ⅰ、伏安法测灯泡的额定功率：
①原理：
P=UI；②电路图：
③选择和连接实物时须注意：
电源：
其电压高于灯泡的额定电压
滑动变阻器：
接入电路时调到最大值。
根据能否调到灯泡的额定电压选择滑动变阻器。
电压表：
根据额定电压选择电压表量程。
电流表：
根据I额=P额/U额或I额=U额/R选择量程。
Ⅱ测量家用电器的电功率：
器材：
电能表秒表原理：
P=W/t
三、电热
1．焦耳定律：
电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
2．计算公式：
Q=I2Rt（适用于所有电路）对于纯电阻电路可推导出：
Q=UIt=U2t/R=W=Pt
①串联电路中常用公式：
Q=I2Rt。
Q1：
Q2：
Q3：
…Qn=R1：
R2：
R3：
…：
Rn
并联电路中常用公式：
Q=U2t/R Q1：
Q2=R2：
R1
②无论用电器串联或并联。
计算在一定时间所产生的总热量 常用公式Q=Q1+Q2+…Qn
③分析电灯、电炉等电热器问题时往往使用：
Q=U2t/R=Pt
3．应用──电热器：
组成：
电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的合金制成。
巩固练习
一、选择题
1、使标有“6V3W”的灯泡能接在12伏的电源上正常发光，应用下列哪种规格的滑动变阻器与它串联（） A.“10欧1安” B.“15欧1安” C.“10欧0.3安” D.“15欧0.3安”
2、有一标有“220V或110V500W”的电炉，它对应的电炉丝连线图如图所示。
其中B为电热丝AC的中点抽头，
下列说法中不正确的是
A．将AB端与220V电源相连，功率为1000W
B．将AC端与220V电源相连，功率500W
C．将AC连在一起作为一个接线端，再将它和B端与110V电源相连，功率为500W
D．将AC端与110V电源相连，功率为250W
3、某同学在检修一只标有额定值为“220V800W”的电炉时，发现电炉丝断了一小截，他用一截同种材料但较细的电炉丝，将断了的取一截补接在原长，再接入220V的原电路中使用，那么它的实际功率将（ ）
A．大于800W B．等于800W
C．小于800W D．以上三种情况都可能是可能的
4、如图所示的电路中，电源电压保持不变，开关S闭合后，调节滑动变阻器滑片P的为位置，当灯泡L恰好正常发光时，电流表A的示数为0.5A，电压表V的示数为2V。
则关于该电路，下述判断正确的是（ ）
A．电源电压是2V B．灯泡的额定功率是1W
C．若滑片再向右运动，灯泡有可能被浇毁
D．若滑片再向左运动，A表示数将减小，V表示数将增大
5、小华用如图所示的电路测小灯泡功率．电路中电源电压恒为4.5V，电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～0.6A，滑动变阻器的规格为“20ΩlA”，灯泡标有“2.5V1.25W”字样。
若闭合开关，两电表的示数均不超过所选量程，灯泡两端电压不允许超过额定值，不考虑灯丝电阻的变化，则下列说法正确的是
A．电流表示数的变化范围是O～0.5A
B．滑动变阻器的电阻允许调节的范围是2.5～20Ω
C．灯泡的最小功率是0.162W
D．该电路的最大功率是2.7W
6、某洗衣机说明书所列数据如下表所示，下列说法正确的是
额定电压
220V
额定频率
50Hz
额定洗衣服、脱水功率
440W
额定洗衣服、脱水容量
3kg
整机质量
30kg
A．洗衣机正常工作2h，需耗电0.88kwh
B．洗衣机正常工作时，通过的电流为0.5A
C．这台洗衣机所受重力为29.4N
D．洗衣机接在110V的电路中，实际消耗功率为220W
7、如果加在某定值电阻两端的电压从6V升高到10V，通过该电阻的电流变化了0．1A，则该电阻的电功率变化了 （）A 1．6W B.4.0W C.0.4W D.3.4W
8、某小区最近一段时间由于楼道灯的供电系统电压偏高，所用的路灯“220V40W”灯丝经常熔断，在电压暂时无法改变的情况下，为了延长楼道灯的使用寿命，小明所采取的下列方法切实可行的是：
A．换用一颗“220V60W”的灯泡替换原来的灯泡接入原电路中使用
B．换用一颗“220V15W”的灯泡替换原来的灯泡接入原电路中使用
C．换用两颗“220V40W”的灯泡并联后替换原来的灯泡接入原电路中使用
D．换用两颗“220V40W”的灯泡串联后替换原来的灯泡接入原电路中使用
9、在如图4所示电路中，闭合开关，将滑动变阻器的滑片P从a滑到b的过程中
A．电路中总电阻逐渐变大
B．电流表的示数先变大后变小
C．R两端电压先变大后变小
D．R、R’的总功率先变小后变大
10、一只标有“220V100W”的灯泡（灯丝电阻不变）与一电阻串联后，接在220V电源上，电阻消耗的功率为10W，则此时（ ）
A．灯泡与电阻消耗的总功率为110W B．灯泡与电阻消耗的总功率为100W
C．灯泡消耗的功率小于90W D．灯泡消耗的功率大于90W
11、 图中所示的电路中，不计温度对灯丝电阻的影响，电源电压保持不变。
当在
间接入“6V6W”的灯泡时，
闭合开关，灯L恰能正常发光；断开开关，在
间换接入一个“6V 4W”的灯泡后，再闭合开关，下列说法错误的是
A．灯L将变亮 B．灯L将变暗
C．换接的灯可能烧坏 D．电路总功率要变小
二、填空题
12、甲灯标有“36V7.2W”，乙灯标有“12V1.2W”，将它们串联后接在某电源上时，其中的一只灯泡恰能正常发光，这正常发光的灯泡是 灯，电源的电压是 伏。
13、一个白炽灯泡铭牌上标有“220V 100W”字样，则这盏灯的灯丝电阻为 Ω.如果灯丝断了之后,重新将灯丝搭上,设灯丝电阻变为440Ω,通电后,则灯丝中实际电流为 A。
14、一个实验用的电动机与电流表串联后接在６伏直流稳压电源上．闭合开关后电动机并没转动，这时电流表的读数为５安，检查发现电动机轴上的齿轮被卡住了．排除故障后，让电动机带动轻负载转动，这时电流表的读数为１安，由此可以算出，此时电能做机械功的功率为_______瓦。
15、如图所示．是某研究性学习小组利用"220V60W”的灯泡L1和"220V15w”的灯泡L2所设计的四个电路图。
当把它们分别接人同一家庭电路中时，其中有一个电路消耗的功率最大，它消耗的最大功率为_______
W，消耗功率最小的电路图是_______。
16、某加热装置的工作原理如图7所示，两电阻丝的阻值相等，电源电压不变，它有加热和保温两个工作状态。
当开关S1接b，S2断开时，它是处于 状态，此时电路功率为P1；当开关S1接a，S2闭合时，电路功率为P2，则P1∶P2＝ 。
17、电吹风是现代家庭的常用电器。
如图所示是某电吹风的电路原理图。
R是电热丝，M是带动风扇转动的电动机，该电吹风的主要技术参数如表格所示。
当吹热风时，该电吹风正常工作1min消耗的电能是 J，通过R的电流是 A。
三、实验,探究题
18、如下图所示某同学做“测定一个小灯泡的功率”的实验，所用灯泡的额定电压是2．2V。
（1）连接电路时，开关应处于 状态，闭合开关前，变阻器的滑片P应处于 端（选填C或D）。
（2）电路连接完整后，当向右移动变阻器的滑片P时，电压表的示数将 ，电，流表的
示数将 。
（填变化情况）
（3）实际实验的有关记录与计算如下表：
实验次数
1
2
3
电压（V）
2．2
1．5
2．5
电流（A）
0．22
0．16
0．24
功率（W）
0．48
0．24
0．60
从表中可知，该小灯泡的额定功率是 。
该同学注意到灯的亮度变化是：
第二次比第一次暗，第三次比第一次更亮。
你认为，根据他观察的现象和实验数据分析，可得出的结论是 。
（4）他还注意到，实验记录也可以用来计算灯丝的电阻，完成的有关计算如下表：
实验次数
1
2
3
电压（V）
2．2
1．5
2．5
电流（A）
0．22
0．16
0．24
灯丝电阻（Ω）
10．0
9．38
10．4
这位同学有些纳闷：
导体的电阻不是与电压、电流无关吗，怎么三次计算的灯丝电阻却不一样呢？
请你对此作一种可能性的解释：
。
四、计算题
19、如图，电源电压l8V且保持不变，电流表接“0～0.6A”量程，电压表接“0～15V”量程，灯泡上标有“6V3W”字样，灯丝电阻保持恒定不变。
求：
（1）灯泡正常发光时的电流；
（2）当电流表的示数为0.4A时，电压表的示数；
（3）为了保证电路的安全，滑动变阻器的最大阻值和允许接入的最小电阻.
20.如图14所示的电路，电源电压不变，滑动变阻器的最大阻值为20Ω。
闭合开关，当滑动变阻器的滑片P滑到a端时，小灯泡完全熄灭，电流表的示数为0.3A；当滑动变阻器的滑片P滑到b端时，小灯泡恰好正常
发光，电流表示数为0.8A。
求：
（1）电源电压。
（2）灯泡正常发光1min消耗的电能。
（3）灯泡正常发光时，电路的总电阻。
四、生活用电
（一）家庭电路
1．家庭电路的组成部分：
低压供电线（火线零线）、电能表、闸刀开关、保险丝、用电器、插座、灯座、开关。
2．家庭电路的连接：
各种用电器是并联接入电路的，插座与灯座是并联的，控制各用电器工作的开关与电器是串联的。
3．家庭电路的各部分的作用：
⑴低压供电线：
①给用户提供家庭电压的线路，分为火线和零线。
火线和零线之间有220V的电压，火线和地线之间也有220V的电压，正常情况下，零线和地线之间电压为0V。
②测电笔：
用途：
用来辨别火线和零线。
种类：
钢笔式，螺丝刀式。
使用方法：
手接触笔尾金属体，笔尖金属体接触火线，观察氖管是否发光。
举例：
☆测电笔接触火线时，如果观察不到氖管发光，你认为产生这种现象的原因是：
测电笔氖管已坏；手没有接触笔尾金属体；火线断路。
☆某次检修电路时，发现灯泡不亮，火线零线都能使测电笔发光，可能的原因是：
火线完好，零线处有断路，被测段零线通过用电器和火线构成通路。
⑵电能表：
①用途：
测量用户消耗的电能（电功）的仪表。
②安装：
安装在家庭电路的干路上，原因：
这样才能测出全部家用电器消耗的电能。
③铭牌：
理解所标的电压U、电流I、UI。
如果同时使用的家用电器的总瓦数超过这个数值，电能表的计数会不准确甚至烧坏。
⑶闸刀（空气开关）：
①作用：
控制整个电路的通断，以便检测电路更换设备。
②安装：
家庭电路的干路上，空气开关的静触点接电源线。
⑷保险盒：
①材料：
保险丝是由电阻率大、熔点较低的铅锑合金制成。
②保险原理：
当过大的电流通过时，保险丝产生较多的热量使它的温度达到熔点，于是保险丝熔断，自动切断电路，起到保险作用。
③电路符号：
。
④连接：
与所保护的电路串联，且一般只接在火线上。
⑤选择：
保险丝的额定电流等于或稍大于家庭电路的最大工作电流。
⑥规格：
越粗额定电流越大。
注意：
不能用较粗的保险丝或铁丝、铜丝、铝丝等代替。
因为铜丝的电阻小，产生的热量少，铜的熔点高，不易熔断。
⑸插座：
①作用：
连接家用电器，给可移动家用电器供电。
②种类：
固定插座、
③安装：
并联在家庭电路中，具体接线情况：
可移动插座、二孔插座、三孔插座。
1接火线 2接零线 3接地线 4接用电器的金属外壳 5接用电部分的线路
把三脚插头插在三孔插座里，在把用电部分连入电路的同时，也把用电器的金属外壳与大地连接起来，防止了外壳带电引起的触电事故。
⑹用电器（电灯）、开关：
①开关和用电器串联，控制用电器，如果开关短路用电器会一直工作开关不能控制，但不会烧干路上的保险丝。
（二）家庭电路电流过大的原因
1．家庭电路保险丝烧断的原因：
发生短路、用电器功率过大、选择了额定电流过小的保险丝。
（三）安全用电
1．触电事故：
①定义：
一定强度的电流通过人体所引起的伤害。
②危险性：
与电流的大小、通电时间的长短等因素有关。
③安全电压：
不高于36V，动力电路电压380V，家庭电路电压220V都超出了安全电压。
2．触电形式：
家庭电路（低压触电）：
单线触电、双线触电。
家庭电路触电的事故：
都是由于人体直接或间接跟火线接触造成的并与地线或零线构成通路。
高压触电：
高压电弧触电、跨步电压触电。
3．安全用电原则：
不接触低压带电体不靠近高压带电体
巩固练习
一、选择题
1．无需电源电压的转换设备，能直接在家庭电路220伏电压下正常工作的用电器是（ ）
A．手机B．手电筒C．电视机D．电视机遥控器
2．有关测电笔的使用，下列说法正确的是（ ）
A．氖管发光时测电笔接触的是零线
B．使用时手可以接触测电笔的任何部位
C．测电笔不能用来辨别电池的正负极
D．测电笔与手接触的部分都是绝缘体
3．关于家庭电器中电器安装的说法错误的是（ ）
A．开关应接在火线上B．螺丝口灯泡的螺丝套一定要接在零线上
C．开关应和灯泡并联D．三孔插座应有接地线
4．如图所示，教室内两盏日光灯有一个开关控制，以下电路中能反映它们正确连接的是（ ）
ABCD
5．在家庭电路中，下列说法正确的是（ ）
A．灯与控制它的开关是并联的，与插座是串联的B．使用测电笔时，不能用手接触到笔尾的金属体
C．增加大功率用电器时，只需换上足够粗的保险丝即可
D．电路中电流过大的原因之一是使用的电器总功率过大
6．小明、小红学习了电学的知识后，有了以下对话，其中正确的有（ ）
A．小明：
家里的电灯开关应接在零线和灯泡之间
B．小红：
发现有人触电要立即切断电源
C．小明：
把三脚插头最上面一个脚弄断后，插入两孔插座一样能安全地使用
D．小红：
用试电笔检测电路时，只有站在干燥的木凳上才能避免触电
7．某同学在家中更换台灯的灯泡时，先将一只灯泡插入灯座，灯泡正常发光，再将另一只灯泡插入该灯座的一瞬间，灯泡接口冒出火花，同时家中停电，保险丝烧断．其原因是（ ）
A．灯座短路B．灯座断路C．灯丝断路D．灯泡的接头短路
8．小明同学发现，每当晚上将标有220V1500W的热得快接入电路时，房内的灯泡（220V40W）就会变暗，他先后做了如下猜想，其中正确的是（ ）
A．通过灯泡的电流变小了B．火线与零线间的电压变大了
C．干路中的电流变小了D．家庭电路中的总电阻变大了
9．小刚有一个带有开关、指示灯和多个插座的接线板，如图所示，每当接线板的插头插入家庭电路中的插座，闭合接线板上的开关时，总出现“跳闸”现象．关于“跳闸”原因和接线板中的电路连接，下判说法中正确的是（ ）
A．“跳闸”的原因是接线板中的电路发生了断路
B．“跳闸”的原因是接线板中的电路发生了短路
C．接线板上的多个插座与指示灯串联
D．接线板上的开关与指示灯并联
10．小军刚学完初中的电学知识，恰逢家中电灯不亮，他兴冲冲地拿电笔测试如图中的a、b、c、d四点时，只有b点不发光．请你帮他分析发生的故障是（ ）
A．火线与零线短路B．电灯的灯丝断了
C．a、d之间某处短路D．b、d之间某处断路
11．家庭电路中的保险丝熔断了，以下原因中不可能的是（ ）
A．家庭中用电器的总功率过大B．电灯开关中的两根导线相碰
C．保险丝的规格不合适，熔断电流太小D．插头中的两根导线相碰
12．如图所示，人站在干燥的木凳上，左手接触零线，右手接触火线，则（ ）
A．人不会触电，因为没有电流通过人体
B．人会触电，因为有较大的电流通过人的左右手和心脏
C．人不会触电，因为人站在干燥的木凳上，流过人体的电流很小
D．人会触电，因为有电流经过人的右手、双脚流入大地
13．今年5月12日是我国第4个防灾减灾日，我市各学校开展了形式多样的教育活动．某中学举办了关于家庭用电的“对”“错”抢答赛，提出以下说法，其中应回答“对”的是（ ）
A．如果发生了触电事故，直接用金属杆去挑搭在触电人身上的电线
B．若没有保险丝，可用细铜丝代替
C．控制家用电器的开关应该安装在零线上
D．对人体的安全电压不高于36V
14．如图所示，多孔插座冒烟的主要原因是由于电路中（ ）
A．总电量太大 B．总电阻太大
C．总电流太大 D．总电压太高
15．下图是某家庭电路，闭合开关，灯不亮。
用试电笔接触c点氖管不发光，接触d点氖管发光。
已知该电路有两处故障，则下列判断正确的是（ ）
A、ac间断路、bd间断路
B、ac间断路、eb间断路
C、ac间断路、cd间短路
D、eb间断路、cd间短路
二、作图题
17．居民楼的楼道里，夜间楼道灯一直亮着会造成浪费。
科研人员用“光敏”材料制成“光控开关”，它能在天黑时自动闭合，天亮时自动断开；利用“声敏”材料制成“声控开关”。
它能在有人走动发出声音时闭合，无人走动时自动断开。
请将右图的“光控开关”、“声控开关”、灯泡用笔画线代替导线正确连入电路，设计出只有在夜间且有声音时灯才亮的楼道灯自动控制电路，同时安装一个不受开关控制的三孔插座。
18．如图甲所示，是小明常用的一个插线板。
他在使用中发现：
插线板上的指示灯在开关闭合时会发光，插孔正常通电；如果指示灯损坏，开关闭合时插孔也能正常通电。
根据上述现象，在图乙中画出插线板中开关、指示灯和插孔的连接方式，并与电源线接通。
四、分析计算题
19．如图所示电路中，火线与零线间接有一盏额定电压为220V电阻为484欧的灯泡，AB两点间有一只电阻RAB，魔术师闭合开关灯泡发光，之后他用手抓住火线裸露的线头B，令人惊讶的是他竟安然无恙！
（切勿模仿）！
请问：
⑴灯泡正常发光时，火线与零线之间的电压是伏特。
通过灯丝的电流是安培。
⑵为了安全，加在人体的电压不能超过伏特若通过人体的电流最大不能超过30mA，试估算人体的电阻。
⑶魔术师为了自己的安全，AB间的电阻RAB阻值应该不小于多少欧姆？
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