《电功率》教案.doc

电功率第一课时： 1、电流 .（1）定义：单位时间内通过导线某一截面的电荷量。（2）表达式： ，其中q指的是时间t内通过导线某一截面的总电荷量。（3）规定正电荷定向移动的方向为电流方向，电子移动的方向为与形成的电流方向相反。（4）矢标性：标量。 注意虽然电流有方向，但并不是矢量，矢量跟标量的根本区别不在于是否有方向，而在于它们的运算法则，遵循平行四边形定则的是矢量，遵循代数和的是标量。 2、电功率 .（1）电功：电场力对自由电荷做功，在一段电路中电场力所做的功称为电功。即通常说的电流所做的功。电功 W=qU=ItU ，即W =UIt （定义式，普遍适用） 电功的单位：焦耳（J） 、千瓦时（kWh） 1 kWh=3.6106J （2）电功率指的是单位时间（即1秒钟）内电流所做的功。通常电功率用P表示。即 （定义式，普遍适用） 电功率的单位：瓦特（W） 还有千瓦（kW） 1W=1J/s=1VA （3）在纯电阻电路中，欧姆定律适用，（有关纯电阻电路和非纯电阻电路详细见P6）则电功率可化为 3、焦耳定律 .（1）内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。（2）表达式：Q=I2Rt （注意：焦耳定律是实验得出来的定律，不是根据欧姆定律推理出来的） 4、电热和热功率 .（1）电热：电流通过导体产生的热量（电能转化为内能的部分），可根据焦耳定律Q=I2Rt求得。（2）热功率：单位时间内的发热量通常称为热功率。 即表达式为 5、电功与电热的区别与联系.（1）在纯电阻电路中，电能全部转化为热能，电功等于电热。即W =UIt= I2Rt 从此能量关系等式可知，在纯电阻电路中，欧姆定律适用。（2）在非纯电阻电路中，电路消耗的电能大部分电能转化为其他形式的能（例如电流通过电动机，电能转化为机械能），另一小部分电能不可避免地转化为电热Q=I2Rt ，根据能量守恒，有 很明显，在非纯电阻电路中，欧姆定律不适用。第二课时：6、电源的功率 （1）定义：电源将其他形式的能转化为电能的快慢，称为电源的总功率。（2）表达式： ，即 （定义式，普遍适用） 在纯电阻电路中，欧姆定律适用，可化为 （变换式，只适用于纯电阻电路） 很明显，在纯电阻电路中，一般电源电动势E和内阻r短期内不变，那么外电阻越小，电源的总功率越大，即外电路被短路时，电源的总功率最大，为 7、电源的输出功率 .（1）定义：电源的输出功率指的是电源提供给外电路用电器的功率，即在外电路上消耗的功率，在数值上等于路端电压乘以回路的总电流。（2）表达式： 在纯电阻电路中，电源的输出功率为 ，其中R是外电阻。 由上式可以看出：当时，输出功率最大， . 当时，对于每个输出功率有两个可能的外电阻。 右图为外电阻与输出功率的关系图。 8、电源的效率 .（1）定义：电源的效率是指电源的输出功率与电路的总功率的比值。（2）表达式： 可见，路端电压越高时或外电阻R越大时，电源的效率就越高。 另一方面，在电源的输出功率最大时，即R=r时，电源的效率为 则输出功率最大时电源的效率仅为50%，并非最大。 9、含电动机电路的分析方法 .（1）电动机的功率： 电动机的总功率（输入功率）： 电动机的热功率： 电动机的输出功率（机械功率）： . 电动机的效率：（2）电路分析： 若电动机转动，则电能转化为机械能和内能，此时为非纯电阻电路，欧姆定律不再适用。 若电动机不转，则没有电能转化为机械能，此时损失的电能全部转化为内能，这是的电路为纯电阻电路。（注意：此时电动机不是正常工作，所以功率不可能是额定