电功电功率
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电功电功率一、知识结构:
电功
电功及其单位
运用电功的公式解决有关问题
电能表是测量电功的仪表
(A)
(C)
(A)
⎧
⎨
⎪
⎩
⎪
电功率
电功率的概念
电功率的单位
用电器的额定功率和实际功率
运用电功率的公式解决有关问题
(B)
(A)
(B)
(C)⎧
⎨
⎪
⎪
⎩
⎪
⎪
焦耳定律
焦耳定律
运用焦耳定律解决有关问题
电热器的原理和应用
(B)
(B)
(A)
⎧
⎨
⎪
⎩
⎪
二、重点、难点:
1、重点是电功的概念及其公式和单位,电功率的物理意义、公式及单位,焦耳定律。
2、难点是在电阻的串并联电路中电功和电功率的求法和比例问题。
三、知识要点:
1、基本概念
2、基本定律
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。
数学表达式:Q I RT
=2
3、串联电路和并联电路的特点
=⋅的两套单位制的问题
4、注意使用公式W P t
=⋅使用时有两套单在初中物理电学部分应熟练掌握的公式很多,只有W P t
位,其余的公式中各物理量单位都采用国际单位制中的伏特、安培、欧姆、秒,
即使是公式中出现了电功和电功率两个物理量,也只用焦耳和瓦特做单位。
W P t
=⋅使用时可采用国际单位制:W——焦(J);P——瓦(W);t——秒(s)。也可以采用实用单位制:W——千瓦时(KWh);P——千瓦(KW);t——小时(h)。在同一个公式中的三个物理量切记只能选用其中某一套单位,绝对不可以混用。这也是学生经常出错的地方。
例题:一只60瓦的白炽电灯正常工作多长时间消耗度电?
分析:度中的“度”为电功的单位,它和焦耳的变换关系为1度(千瓦时)= ×100焦耳。选用国际单位制计算时将度变成×106焦耳,计算出的时间也只能用秒做单位。
解∵W P t
=⋅
∴t
W
P
J
W
S ==
⨯
=⨯
1810
40
4510
4
.
.
此题若选用实用单位制计算时,需将40瓦变换为千瓦,计算出结果应以小时为单位。
t
W
P
===
05
004
125
.
.
.
度
千瓦
小时
5、对“额定电压”“额定功率”“实际电压”“实际功率”的正确理解
额定电压是用电器工作时的一项技术指标,它标写在各个用电器的铬牌上。其含义是若想使这个用电器正常工作,使用时必须把它接在跟额定电压相等的电源上才成。若低于额定电压很多就不能工作(像电冰箱、空调、日光灯等不启动),电源电压高于额定电压值时,用电器可能工作很短时间而被烧毁。额定电压在各种版本的课本中所下的定义都是:用电器上标着的电压值,是用电器正常工作时所需的电压,叫做额定电压。
接入电路中的用电器,实际加在它两端的电压,叫做实际电压。为了使用电器正常工作,这个实际电压应该与用电器的额定电压相等。但是由于种种原因,我们给用电器所加的实际电压不等于额定电压。在日常生活中实际电压跟额定电压相差越大,越容易损坏用电器。但是初中毕业生在处理、解决这一类习题时,为了简化问题,我们可以这样理解。只有额定电压与实际电压相等时,用电器才
能正常工作;当实际电压高于额定电压时,该用电器将被烧毁;当实际电压低于额定电压时,用电器仍可以工作,只是发光变暗,发热量变少等。
额定功率也是用电器一项技术指标,与额定电压同时标记在铭牌上。它是用电器接在与额定电压值相等的电源上正常工作时的电功率。所以它的定义是:用电器上标着的功率,是用电器在额定电压时的功率,叫额定功率。
事实上用电器工作时,它所加的实际电压与额定电压可能相等,也可能不相等。这时用电器的实际功率与额定功率可能相等,也可能不相等。
在电学中经常遇到如标有“6V 3W”字样的电灯……又应如何处理呢?
①其中6V是指小电灯泡的额定电压值是6伏;②3W是指小灯泡两端加6V 电压时的功率是3W,即额定功率是3W;③利用公式计算出电灯的电阻∵
P
U
R
=
2
∴R
U
P
==
⨯
=
2
12
6V6V
3W
Ω。由于电阻值不随电压与电流的大小而发生
变化,而是随着材料、长度、横截面积、温度的变化而发生变化。制成的小灯泡前三者都已不能改变,而温度变化不太大时其电阻值变化也不太大。电学习题中常写有小电灯的电阻不随温度的变化而变化。这样一来利额定电压和额定功率计算出的电阻值就十分有用,因为该电灯两端的实际电压无论是多少,它的电阻值都是同样大小。因此一遇到有“6V 3W”字样立即计算电阻值,下面的计算必用到这个数值;④题目中若有小电灯能正常发光或正常工作的条件。就可以认为:小电灯在工作时实际电压也是6V,实际功率也是3W。利用这两个条件还可以计
算出通过电灯的电流I
P
U
===
3W
6V
A
05.,这些都可以做为已知条件进行计算;
⑤若题目中没有正常发光或正常工作字样。在习题的计算中只能使用利用它们计算的电阻值,而电灯两端的实际电压值和实际功率值需要利用其它已知条件去计算,可能也是6V或3W,也可能不是这两个数值了。
6、电功率的计算公式
根据电功率的定义:电流在单位时间(1秒)内所做的功叫电功率。可得到