高中物理 第二章 电路 2.5 电功率知识导学案 粤教版选修3-1.doc

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 0001.50.6