广东省河源市龙川县第一中学高中物理 第二章 2.5电功率课件 新人教版选修31.ppt

第五节电功率 2 实质 电能通过电流做功转化为其他形式的能 是能量的转化与守恒定律在电路中的体现 一 电功 1 定义 电路中电场力对定向移动的电荷所做的功 简称电功 通常也说成是电流做的功 电能 机械能 如电动机 电能 内能 如电热器 电能 化学能 如电解槽 说明 表达式的物理意义 电流在一段电路上的功 跟这段电路两端电压 电路中电流强度和通电时间成正比 适用条件 i u不随时间变化 恒定电流 3 表达式 生活中的常用单位是千瓦时 kw h 俗称 度 1kw h 3 6 106j 4 单位 流单位用安培 a 电压单位用伏 v 时间单位用秒 s 则电功的单位是焦耳 j 二 电功率 2 计算公式 1 定义 物理学中 把用电器单位时间内所做的功叫电功率 3 单位 瓦特 w 千瓦 kw 4 物理意义 是表示电流做功快慢的物理量 表达式的物理意义 一段电路上功率 跟这段电路两端电压和电路中电流强度成正比 例1 灯泡上面的 220v100w 中的 100w 表示 a 灯泡正常工作时 每小时消耗电能100jb 灯泡正常工作时 每秒电流做功为100jc 灯泡正常工作时 每秒电流做功100wd 灯泡正常工作时 每秒消耗电能220v b 例2 下列关于电功率的说法中正确的是 a 用电器消耗电能越多 它的电功率越大b 用电器工作时间越长 它的电功率越大c 用电器工作时间越短 它的电功率越大d 相同时间里消耗电能越多的用电器 它的电功率越大 d 例3 cfxb型 220v1100w 电饭煲的原理图如图所示 它有高温烧煮和焖饭 保温两挡 通过单刀双掷开关s进行调节 r0为电热丝 当开关s接高温烧煮挡时 电路的功率为1100w 当开关s接焖饭 保温挡时 电路的总功率为22w 1 电饭煲在高温烧煮挡时 开关s应与哪个触点连接 2 电热丝r0的阻值多大 3 当电饭煲在正常焖饭 保温时电路中的电流多大 焖饭 保温10min 电热丝r0产生的热量为多少 答案 1 与2触点连接 2 p u2 r0r0 u2 p 220v 2 1100w 44 3 p iui p u 22w 220v 0 1aq0 i2r0t 0 1a 2 44 600s 264j 三 电热 又叫焦耳热 2 计算公式 1 定义 电流通过导体产生的热量叫电热 焦耳定律 电流通过导体产生的热量 跟电流强度的平方 导体电阻和通电时间成正比 产生焦耳热的原因 金属中自由电子在电场力作用下定向移动 由于电场做功 电子动能增加 但不断地与晶格 原子核点阵 碰撞 不断把能量传给晶格 使晶格中各粒子在平衡位置附近的热运动加剧 从而温度升高 四 热功率 2 计算公式 1 定义 物理学中 把用电器单位时间内所产生的热量叫热功率 五 电功和电热的关系 2 在非纯电阻电路中 电流做功只有部分转化为内能 所以电功大于电热 1 在纯电阻电路中 电流做功完全转化为内能 所以电功等于电热 ei u外i u内i u外i i2r 六 电源的功率 讨论 外电路是纯电阻电路时的几个问题 1 电源的输出功率p随外电阻r变化的规律 则当r r时 输出功率最大 pmax e2 4r 2 电源的效率随外电阻r变化的规律 电源的效率随外电阻r的增大而增大 1 如图所示 一电阻和一电源组成闭合电路 图线i为该电源的路端电压随电流变化的图线 图线ii为该电阻两端电压和电阻中电流的关系图线 则此电路的路端电压为v 电源的输出功率为w 2 如图所示 m为一线圈电阻r 0 4的电动机 r 24 电源电动势e 40v 当开关s断开时 电流表的示数为i1 1 6a 当开关s闭合时 电流表的示数为i2 4 0a 求当开关s闭合后电动机发热消耗的功率和转化为机械能的功率 3 如图所示 线段a为某电源u i图线 线段b为某电阻r的u i图线 以上述电源和电阻组成闭合电路时 求 1 电源的输出功率p出多大 2 电源内部损耗的电功率p内是多少 3 电源的效率 多大 解析 根据题意从a的图线可读出e 3v imax 6a 则r e imax 3 6 0 5 从b图线可读出r u i 1 由电源e 3v r 0 5 与r 1 组成的闭合电路中 i e r r 3 1 5 2a 则p出 i2r 4w p内 i r 2w p总 ie 6w 所以 p出 p总 66 7 解题回顾 电源的u i图线与电阻的u i图线的物理意义不同 前者是路端电压与电路电流的函数关系 后者是加在电阻两