第5讲电功率一.docx

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第5讲电功率一

第八讲电功率一

引入

知识点睛

知识点一、电功

1、概念

电流通过用电器所做的功叫做电功。

根据能量转化守恒定律，电能也可以转化为其他形式的能，具体情况是电流通过各种不同的导体，导体会产生不同的效应。

如：

热效应、磁效应、化学效应，在这些过程中，电能多数会转化为内能、磁场能、化学能。

理论和实践证明，电流做多少功，就是多少电能转化为其他形式的能。

若用电器是“纯电阻型”的，如电炉、电热器、白炽灯等，电能就全部转化为内能，由电炉丝、灯丝及导线释放出来；若是“非纯电阻型”的用电器，如电动机、蓄电池、电解槽等，电能就分别转化为机械能、化学能等，只有一小部分转化为内能，由导体释放出来。

2、公式

对于一般情况下，电功的计算式为W=UIt；从式中可以看出，电功的大小与电压、电流的大小以及通电时间有关。

根据电流的定义式I=

，可以得W=UQ。

对于纯电阻电路，利用欧姆定律I=

，代入W=UIt可以得W=

，若将U=IR代入W=UIt可以得W=I2Rt.

（1）W=UIt这是适用于计算一切电流做功的公式，它是由实验得出，但在具体计算中用得不太多．

（2）W=UQ在

（1）式中，将Q=It代入即可得到该式．凡涉及由电量求电功的问题，由它直接求解较为方便．

（3）W=I2Rt这个公式仅适用于纯电阻电路，反映了在电流相同的情况下，电功与电阻成正比.因此在串联电路中，电流流经电阻大的那个用电器做功多．该公式常用于串联电路电功大小的比较和计算．

（4）W=

这个公式与上式类似，也只适用于纯电阻电路，反映了在电压相同的情况下，电功与电阻成反比.即在电压相同的情况下，电流流经电阻小的那个用电器做功多．这个公式常用于并联电路或不同电阻接入同一个电路中的比较或计算．

对以上公式，尤其是（3）（4）的应用，首先注意电路中隐含的条件，是电流相同还是电压相同，然后再选用适当公式进行计算.此外，关于如何判断某一公式是否适用纯电阻电路，除了记忆以外，还可看其是否由欧姆定律推导而来．由于欧姆定律本身仅适用于纯电阻电路，所以凡由欧姆定律推出的公式也只适用于纯电阻电路．

3、电功的单位

电功的单位为焦耳，简称焦，用J表示．在实际应用过程中还经常用到千焦（KJ），度即千瓦时等单位，其换算关系为：

1千焦=1000焦，1度=1千瓦时=3.6×106焦耳

4、电功的测量

在日常生活中我们经常用电能表（又叫电度表）测量电功．右图是一个生活中常见的电能表的正面照片．电流表一般精确到小数点后一位，所以表盘上最后一位表示的是小数点后一位．在电流表铭牌上还可以看见“××V××A××r/kW·h”他们分别表示电流表的额定电压，最大允许通过的电流，以及每消耗一度电转盘转过的圈数．例如某电能表铭牌上标明“220V10A3000r/kW·h”则表示电能表的额定电压为220V，允许电路中通过的电流不超过10A，用电器每消耗1千瓦时的电能时，电能表的表盘转3000转．

【例1】电流做功的过程，实质上就是_____能转化成______能的过程，当电流通过电动机做功时，将电能转化成_______能

【答案】电能，其它形式，机械能

【例2】下列说法正确的是（）

A.电功是表示电流多少的物理量

B.电功是表示电流做功快慢的物理量

C.大电动机总比小电动机做功多

D.电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能

【答案】D

【例3】千瓦时是________单位。

1千瓦时=________度，0，5千瓦时=________焦耳。

【答案】电功；1；

【例4】手电筒的电源由2节干电池串联而成，在30秒钟内有9库仑的电量通过小灯泡，求：

（1）通过小灯泡的电流强度；

（2）小灯泡的灯丝电阻；

（3）小灯泡中每通过2库仑的电量，电流所做的功．

【答案】

（1）0.3A

（2）10Ω（3）6J

【例5】1分钟内有36库仑的电量通过某用电器，电流做了18焦的功，则通过这个用电器的电流强度是_____安；用电器两端的电压是_____伏。

【答案】0.6；0.5

【例6】小云从实验室找到四只电能表，其规格如选项，他将四只相同的白炽灯分别与四只电能表相连并接入照明电路，则电能表转盘转的最快的是（）

A.220V5A50Hz1200r/kwh

B.220V2A50Hz1800r/kwh

C.220v5A50Hz2500r/kwh

D.220V2A50Hz3600r/kwh

【答案】

【例7】电能表是测量用电器消耗电能的仪表，小华想验证他家电能表表盘上标注的每千瓦时的转数是否准确，于是，他将标有"220V3A”的用电器单独接人电路中，当该用电器正常工作5min后，电能表的转盘正好转了110r则该电能表每千瓦时的实际转数应是（）

A、2400rB、2000r

C．1500rD、1200r

【解析】5rain该电能表消耗的电能为：

W＝UIt＝220V×3A×5×60s＝1．98×105J＝0．055kW．h

【答案】B

知识点二、电功率

1、电功率的物理意义：

电功率是表示电流做功快慢的物理量。

2、电功率的定义：

单位时间内电流做的功。

☆☆注意：

电功率的大小不仅与做功的多少有关，还与所用时间有关．一定时间内电流做的功越多，则电功率越大；做一定量的功，所用时间越短，电功率也越大．同样，电功率越大，一定时间内做的功就越多，做一定量的功所需要的时间也就越少．

3、电功率的计算

（1）P=UI这个公式对一切电路都适用

（2）P=I2R，P=

以上两个公式只适用于纯电阻电路

4、电功率的单位：

瓦特，简称瓦，用W表示，常用的单位还有kW，其换算关系为1kW=1000W

5、电功率的测量

一般情况下我们是间接测量电功率的．利用电功率的计算式P=UI可以知道，只要测出了流过用电器的电流和用电器两端的电压就可以知道电功率的大小了．因此测量电功率的大小只需要利用电流表和电压表就可以了．

6、额定功率和实际功率

（1）额定电压

一个用电器在正常工作时的电压．若低于此电压，用电器不能正常工作，高于此电压，将缩短用电器的使用寿命，甚至烧坏．我国大多数用电器额定电压与生活用电电压相同，均为220V.

（2）额定功率和实际功率

用电器在额定电压下的功率叫额定功率．但往往并不能保证一切情况下用电器都能在额定电压下工作．往往电压低于额定电压，即为实际电压，此时对应另一个功率，在实际电压下的功率——实际功率.对同一用电器而言，不同的工作电压，都对应一个功率，只有额定电压下的功率才是额定功率．电压变化，其功率也随之变化，但其电阻始终不变．我们在解决实际问题时，往往就是利用电阻不变，利用如下的等量关系R=

☆☆注意：

额定电压和额定功率是在用电器设计、生产的过程中决定的，给定了一个用电器，其额定电压，和额定功率都是一定的．无论是否使用，使用情况如何，用电器的额定电压和额定功率都是不变的．

灯泡的亮与暗与它的实际功率有关与额定功率无关

【例8】关于电功率的物理意义有以下几种说法，其中正确的说法应该是：

（）

A.电功率是表示电流做功快慢的物理量；

B.电流通过导体消耗的电能越多，电功率就越大；

C.电流做的功越多，电功率越大；

D.以上说法都不对。

【答案】A

【例9】有四只纯电阻用电器，它们的标记分别是：

A.220V、40W；B.220V、100W；C.36V、100W；D.110V、200W。

其中电阻最大的是：

（）

【答案】A电阻为1210Ω；B电阻为484Ω；C电阻为12.86Ω；D电阻为60.5Ω，选择A

【例10】两只标有“220V、40W”和“110V、40W”字样的灯泡，在正确使用时会：

（）

A．在相同时间内，电流通过它们做的功不相等；

B．它们的额定功率相等；

C．通过它们的电流强度相等；

D．它们的实际功率不相等．

【答案】B

【例11】以下各单位中不是电功率单位的是（   ）

A.kW·h   B.J／s   C.W   D.V·A

【例12】小明做作业时，发现电灯忽明忽暗，原因可能是（）

A、灯泡的实际电压发生了改变B、灯泡的额定功率发生了改变

C．灯泡的额定电压发生了改变D、灯泡烧坏了

【答案】A

【例13】“MP3随身听”以其独特的魅力成为年轻人的时尚，若MP3正常工作时的功率为0．01W，则连续播放100s，消耗的电能为_________J．

【答案】1

【例14】某电度表盘标有“3000R/kWh”，单独开动某一用电器时，电度表的转盘在100秒内转5转，由此可知，该用电器的功率为（   ）

A.40瓦        B.60瓦        C.20瓦        D.100瓦

【答案】B

【例11】如图所示电路中，电流表A1示数为o．5A，电流表A2示数为0．8A，L是标有“6W”字样的小灯泡．闭合开关后小灯泡正常工作，下列判断正确的是（）

A、电阻只的阻值为10Ω

B、电路消耗的总功率为12W

C．电阻只消耗的功率为3．6W

D、小灯泡L两端电压为10V

【答案】C

【例15】把一只标有“12V6W”字样的灯和一只电阻连到12伏的电源上，灯能正常发光，而电路的总功率是9瓦，那么灯泡与电阻肯定是____联的，且电阻的阻值为___欧。

【答案】并，48

【例16】将标有“6V3W'’的灯泡接在3V的电路中时，灯泡消耗的功率是___W。

若要将其接入9V的电路中并使它正常发光则应串联一个阻值是_____Ω的电阻。

【答案】0.75，6

【例17】额定电压相同的甲乙两灯，串联在电路上，甲灯比乙灯亮。

下列正确的是（   ）

  A.甲灯额定功率和实际功率大    B.乙灯额定功率和实际功率都大

  C.甲灯额定功率小实际功率大    D.乙灯额定功率小，实际功率大

【答案】C

【例18】白炽灯泡的灯丝常在开灯的瞬间烧断，其原因是在开灯的瞬间（）

A．灯泡上的电压特别大，因而电流也很大

B．灯丝的电阻比较小，因而电流很大

C．灯丝的电阻特别大，产生的热量特别大

D．灯丝低温时比较脆

【答案】

【例19】将以下几种不同规格的灯泡接到6伏的电源上，其中最亮的是（）

A、“12V4W”B、“6V4W”C、“6V6W”D、“12V6W”

【答案】C

【例20】如图所示，L1、L2分别标有“12V8W”和“12V4W”的字样，连在12伏的电源上，下列说法中正确的是（）

A．S1、S3闭合，S2断开时，灯L1比灯L2亮

B．仅闭合S1时，灯L1的亮度超过A中L1的亮度

C．仅闭合S2时，灯L1比灯L2亮

D．S1、S2、S3均闭合时，仅灯L1亮，灯L2不亮

【答案】A

【例21】灯L1和L2串联后接在9伏的电源上，L1“6V3W”，L2“9V？

W”，L1两端的电压为3.6伏，求：

L1的实际功率和L2的额定功率。

【答案】1.08w,4.5w

【例22】如图所示，已知滑动变阻器的最大阻值为18Ω，电源电压为6V，灯泡上有“6V3W”字样。

求：

（1）闭合S1、S2，滑片P滑到b端时，电流表示数为1A，求R阻值；

（2）闭合S1，断开S2，滑片P滑到a端时，电压表示数多大？

电阻R上消耗的电功率多大？

【答案】

（1）12欧，

（2）2.4V,0.48w

课后练习

1、电能表接在家庭电路中，是为了测量（   ）

A．电流   B．电压   C．电功   D．电功率

【答案】C

2、白炽电灯上标有“220V 40W”字样，表明该灯正常发光时通过灯丝的电流是_____A，灯丝的电阻为_____Ω。

【答案】2/11,1210

3、如图是一个灯泡的铭牌，正常发光时通过灯丝的电流大约为是（   ）

　　A．0．88A   B．5．5A　　C．0．27A   D．0．11A

【答案】D

4、把标有“6v6W”的L1灯和标有“6V3W”的L2灯串联，接在6V的电源上，则（　　）

　　A．两灯一样亮          　B．L1比L2 暗

 　C．L1比L2亮            　D．两灯都能正常发光

【答案】B

5、标有“220V　100W”的灯接在110V电源上，灯丝电阻是_______Ω，灯的实际电功率是_______W。

【答案】484，25

6、有三盏白炽灯，甲标有“PZ220—15”，乙标有“PZ220—40”，丙标有“PZ220—100”，将它们接在家庭电路中，正常工作时的发光情况是（   ）

　　A．甲灯最亮B．乙灯最亮

   C．丙灯最亮　D．一样亮

【答案】C

7、图所示电能表的示数为

．

【答案】

8、将一个电暖气接在家庭电路中使用，正常工作时通过电暖气的电流为4A；

若将该暖气接在电压为110V的电路中使用，则它工作300s产生的热量是

J．

【答案】66000。

9、两灯L1、L2分别标有“3V0.9W”和“?

V0.2W”字样,其中L2的额定电压已经看不清,将两灯并联在1V的电源下,发现L2比较亮一些；将两灯串联在电源电压为3V的电路中,发现L2恰好正常发光,则此时L1消耗的实际电功率为__________W．

【答案】0.4

10、学校走廊的灯经常烧坏，更换十分不便，电工师傅为了减少更换灯泡的次数，采用“挑担灯”解决了这个问题，即将“220V100W”和“220V60W”的两盏规格不相同的白炽灯串联接入照明电路中，则它们消耗的总功率（）

A．等于160wB．大于60W，小于100W

C．小于60WD．等于60W

【解析】无论是两盏灯串联接入还是连其中任意一盏，电路的总电压都是220V，两盏灯串联接入电路时总电阻大于其中任意一盏灯的电阻。

根据

此时消耗的总功率应当小于任意一盏灯单独接在220V电压上的功率

【答案】C

【点评】灵活运用功率公式的变形，能大大的简化题目。

11、如图所示，电源电压为6V，一只标有“3V3w”的小灯泡与一个最大阻值为9Ω的滑动变阻

器串联，在保证电路安全工作的前提下，电路消耗的最大功率和滑动变阻器两端的最大电压分别为（）

A.6W4.5V

B.4.5W6V

C.6W6V

D.9W4.5V

【解析】根据“3V，3w”可以求出小灯泡电阻

要使电路安全工作，灯泡两端电压不能超过3V，也就是电路的电流不能超过1A。

因此电路总电阻

，滑动变阻器的电阻不能小于3Ω。

根据

，电路的最大功率为

.根据串联电路各电阻分压与电阻大小正比可知，当滑动变阻器阻值取最大9Ω时，滑动变阻器两端电压最大为

【答案】A

【点评】根据额定电压和额定电功率算出灯泡电阻是解题的前提，根据已知条件确定最大电流。