高中物理第二章电路2.5电功率知识导学案粤教版选修.docx

第五节电功率问题探究用电器通电后，可将电能转化为其他形式的能量.请你列举生活中常用的用电器，并说明其能量转化情况.答案：电灯把电能转化成内能和光能，电动机把电能转化为机械能，电磁炉将电能转化为内能.自学导引1.电功是指_通过一段电路时,自由电荷在_的作用下做_时,电场力对自由电荷做的功,电功的计算公式是_.答案:电流电场力定向移动W=UIt2.单位时间内电流所做的功叫_,电功率的计算公式是_.答案:电功率P=UI3.电场力对电荷做功的过程是电能转化为_的过程,在一段只有电阻元件的_中,电能将转化为热量,热量的计算公式是_,这就是_.与电阻发热对应的功率叫_,其计算公式是_.答案:其他形式的能纯电阻电路Q=I2Rt焦耳定律热功率P=I2R4.在一般的用电器工作的电路中,用电器实际消耗的功率不能用公式_计算,而应该用公式_计算,这是因为一般用电器不一定是_,它的主要功能也并非将电能转化为_.答案:P=I2RP=UI纯电阻元件热能5.在包含电源在内的闭合电路中,电源工作时,电路中消耗的总功率是_,它表明,电源提供的能量一部分消耗在_,转化为其他形式的能,另一部分消耗在_,转化为内能.答案:EI=U外I+U内I外电路上内电路上疑难剖析电功和电功率的计算【例1】 关于计算电功率的三个公式P=UI,P=I2R,P=U2/R的适用范围,以下说法中正确的是( )A.这三个公式的适用范围相同B.第一个公式普遍适用,后两个公式只适用于纯电阻电路C.第一个公式只适用于纯电阻电路,后两个公式普遍适用D.三个公式的适用范围与电路的连接方式无关分析：三个计算电功率的公式中,P=UI是普遍适用的,在任何电路中,均可以用该公式计算电功率,而P=I2R和P=U2/R只适用于纯电阻电路.另外,电路的连接方式并不影响电路中用电器的性质,选项BD正确.答案：BD温馨提示:弄清电功率计算公式的物理意义是判断的关键,明确三个公式的相互联系是确定答案的基础.电功率和热功率的计算【例2】 一接在220 V电压的电路中正常工作的电风扇，通过风扇电动机的电流为0.5 A，测得风扇电动机线圈电阻为5 .求：（1）电风扇的输入功率；（2）电风扇每分钟消耗的电能；（3）电动机工作时，因导线发热损失的功率；（4）它的最大输出功率.解析：电风扇工作时将电能大部分转化为机械能，同时由于导线发热转化为热能.（1）电风扇的输入功率P输入=UI=2200.5 W=110 W.（2）电风扇每分钟消耗的电能E电=W=UIt=11060 J=6.6103 J.（3）发热功率P热=I2r=0.525 W=1.25 W.（4）最大输出功率P输出=P电功-P热=110 W-1.25 W=108.75 W.温馨提示：这是一道含电动机的题目，属于非纯电阻电路，电功率、热功率、输出功率的数值不等，要注意它们的算法的区别.P电功P热，P电功P输出.闭合电路中有关功率的计算【例3】 如图2-5-1所示，R1=8 ，电源的电动势E=8 V，内阻r=2 .R2为变阻器.问：图2-5-1（1）要使变阻器获得的电功率最大，R2的值应是多大？这时R2的功率是多大？（2）要使R1得到最大的电功率，R2的取值是多大？R1的最大功率是多大？这时电源的效率为多少？（3）调节R2的阻值，能否使电源有最大的功率E2/4r输出？为什么？解析:（1）变阻器阻值R2=R1+r=10 时，获得最大电功率.(2)当R2=0时，通过R1的电流最大，R1得到最大电功率.这时电源的效率.(3)不能.因为即使R2=0，外电路电阻R1也大于r,所以电源不可能有E2/4r的功率输出.在本题中，当R2=0时电源的输出功率即为能输出的最大功率.答案:（1）10 1.6 W(2)05.12 W80%(3)不能理由略温馨提示：电源的输出功率.当R=r时，P出有最大值.讨论R2的功率时，可将R1看作内阻.用电器最佳连接方式【例4】 额定电压都是110 V，额定功率Pa=100 W，Pb=40 W的A、B两灯，接在220 V的电路中，使电灯均正常发光.R是变阻器，能使电路消耗的电功率最小的电路是图2-5-2中的（）图2-5-2解析：由R=U2/P可知RaRb，根据串联分压，A图中有Ua110 V，两灯不能正常工作，所以A错.B图中A和变阻器并联后的电阻比A的电阻还要小，即仍有Ua110 V.Ub=110 V,所以B错.C和D图中两灯电压均有可能为110 V，此时再看电路消耗的功率，C图中灯A消耗功率100 W，灯B和变阻器并联后的阻值与灯A相等，所以电路消耗的总功率为200 W，D图中A、B两灯并联后的阻值与变阻器相等，所以变阻器消耗的功率为140 W，电阻消耗的总功率为280 W.答案为C.温馨提示：具体算出正常工作的电路消耗的实际功率进行比较.拓展迁移电子节能灯目前市场上有一种电子节能灯,人们常常为选择哪一种灯更好而举棋不定.下表为电子节能灯与白炽灯相比较的一组数据,你将作出怎样的选择?功率(W)光通(lm)光效(lm)寿命(h)售价(元/只)每度电费(元)白炽灯605509.161 0001.50.