183测量电功率.ppt

第十八章电功率 第三节测量电功率 复习引入 1 电功率的计算公式是什么 2 什么是额定电压 额定功率 什么是实际电压 实际功率 3 用电器工作时的电功率一定等于额定功率吗 为什么 4 如何测量用电器的额定功率 实际功率呢 新课教学 15 3测量电功率 一 测量小灯泡的电功率 提出问题 如果给你额定电压为2 5V和3 8V小灯泡各一个 你能测出它们的电功率吗 实验电路图与实物图 实验原理 P UI 制定计划与设计实验 实验器材 电源 小灯泡 开关 电压表 电流表 滑动变阻器 导线若干 实验记录表格 实验步骤 1 根据设计的电路进行连接实物 将变阻器滑片置于最大阻值处 2 闭合开关 调节滑动变阻器 使电压表的读数等于2 5V 或3 8V 此时小灯泡正常发光 读出电流表的读数并记录 求出P 3 调节滑动变阻器使电压表读数为2V 或3 5V 读出电流表读数 并记录于表中 同时求出P 记录灯泡发光情况 4 调节滑动变阻器 使电压表的读数等于3V 或4V 读出电流表读数并记录 求出P 并记录灯泡发情况 实验注意事项 1 在电路连接过程中 开关应始终是断开的 2 滑动变阻器的阻值应调至最大 3 正确选择电流表和电压表的量程 4 电流应从电表的正接线柱流入 负接线柱流出 5 滑动变阻器的作用 2 调节灯泡两端的电压 1 保护电路 进行实验收集数据 实验记录 P实 P额 P实 P额 P实 P额 发光很强 发光正常 发光较暗 当U实 U额时 当U实 U额时 当U实 U额时 分析与论证 小电灯实际消耗的电功率不一定等于额定功率 小灯泡的亮度是由小灯泡实际消耗的功率决定的 交流与合作 1 小灯泡正常发光的功率是什么功率 2 调节滑动变阻器 使灯泡两端的电压略高于或低于额定电压时 小灯泡的功率是什么功率 能否说这是小灯泡的额定功率 为什么 C5422电视机额定电压220V工作效率50Hz额定功率70W 在生活中我们能否用上述方法去测家用电器工作时的功率 应如何测算 二 利用家用电能表测算家用电器电功率 1 实验方法 如要测一只电吹风的电功率 首先要断开家里所有的电器 只启动电吹风 利用钟表测量电吹风工作时电能表圆盘转n转所用的时间t 2 器材 电能表 秒表 3 原理 P W tn1 P1t1 n2 P2t24 计算方法 盘面上标着3000r KW h n1 P1t1 n2 P2t2第一步 表盘每转一圈电流所做的功 W0 3 6 106 3000J 1 2 103J 第二步 在时间t内表盘转n圈所做的功 W nW0 n 1 2 103 J 第三步 用电器工作时的电功率 P W t n 1 2 103 t W 1 为了测定额定电压为3 8V的小灯泡的额定功率 可用如图所示的电路 图中a b为两只电表 试回答 1 图中 a是表 b是表 2 在连接电路时 开关应处于状态 滑动变阻器的滑片应滑到处 3 当闭合开关后 发现灯泡两端电压只有3V 为了使灯泡两端电压达到额定电压 则滑片P应向端移动 4 在实验时 若估计到灯泡的阻值约为10 电源由三节新干电池组成 那么a表的量程应选 b表的量程应选 5 在小灯泡正常发光时 若电流表的示数如图所示 则灯泡的额定功率为W 电压 电流 断开 B A 0 15V 0 0 6A 1 824 练习 6 若闭合开关 灯不亮 电压表示数接近4 5V 电流表示数几乎为零 出现这种故障的原因可能是 7 假如电压表0 15V量程已损坏 仍想测出小灯泡的额定功率 请你将画出设计的电路图 2 为了测定电压为3 8V的小灯泡的额定功率 可用如图所示的电路 图中a b为两只电表 试回答 灯泡处断路 2 如图所示为某同学家里的电能表 他想用这只电能表测家里微波炉的功率 他把其它用电器都关掉 只留微波炉工作 测得这只电能表的转盘在1 5分钟内转了50圈 则在这1 5分钟内微波炉的功率为W 1000 练习 3 在 测定小灯泡的电功率 的实验中 已知小灯泡的额定电压为3 8V 电源至少应选用 节干电池串联 连接电路时电压表应选用 量程 闭合开关 发现小灯泡两端电压只有1 8V 若要测出小灯泡的额定功率 滑动变阻器的滑片P应向 端移 才能使电压表示数为 V 若此时电流表读数如右图 该小灯泡的额定功率为 W 练习 3 0 0 6A 左 3 8 1 824 4 在测量2 5伏的小灯泡的功率的实验中 1 在连接电路时 开关应该是 的 2 某同学在连接电路时还有导线没连 请你替他连上 3 连好电路闭合开关 调节环动变阻器 使电压表的示数为 V时 灯泡正常发光 此时电流如图所示为 A 小灯泡的额定功率是 W 断开 2 5 0 8 0 32 练习 拓展延伸 若缺少电流表 给你一个已知阻值的定值电阻 如何测定小灯泡的功率 若缺少电压表 给你一个已知阻值的定值电阻 如何测定小灯泡的功率 电功率 复习与练习 电功和电功率 定义 公式 电功 电流所做的功 用W表示 国际 焦耳 简称焦 用J表示 W UIt Pt I2Rt U2t R 单位 电热 定义 测定 电功率 焦耳定律 内容 电流在单位时间内所做的功 用P表示 单位 常用单位 千瓦时 用KW h表示 换算关系 1KW h 3 6 106J 公式 P I2RP U2 R 常用 千瓦 用KW表示 原理 电路图 器材 用电器的功率 额定功率 实际功率 公式 Q I2Rt 电热的利用和防止 换算 1KW 1000W 知识梳理 电能 1 定义 电流所具有的能量叫做电能 2 单位 千瓦时 度 J 3 电功与电能的关系 电流做了多少功就消耗了多少电能 例 电流通过电动机做2000焦的功 即有 焦的 能转化为 焦的 能和 能 2000 2000 机械 内 4 公式 W UIt 适用所有电路 电 5 在家庭用电中测量电流消耗电能的仪器是 电能表 电功 电能转化其他形式的能 电流通过电灯 电炉等用电器时都要做功 电流做功 电灯发光 电能光能 电流做功 电炉发热 电能热能 电流做功 电扇转动 电能机械能 电流做功 电车开动 电能机械能 电流做功 电扇转动 电能光能 电功通常用电能表来测定 把电能表接在家庭电路的干路上 电能表的记数器上前后两次读数之差 就是这段时间内用电的度数 电能表 测量在一定时间内消耗的电能 电能表 2 2500R KWh 电表的表盘每转2500圈 电路中就消耗1度电 1 读数 最后一位是小数 电功率 1 电功率是表示电流做功快慢的物理量 2 公式 P W t P UI 如果用电器是纯电阻 P U2 RP I2R 3 单位 W KW 1kW 1000W 常见用电器的电功率 2 额定功率 额定功率 用电器正常工作时电压 铭牌上标出的电压 用电器在额定电压下的功率 铭牌上标出的功率 实际电压 用电器实际工作时的电压 实际功率 用电器在实际电压下的功率 实际功率与额定功率的关系 实际电压 大于 等于 小于 额定电压 实际功率 大于 等于 小于 额定功率 影响寿命 正常工作 不能正常工作 额定电压 电流在单位时间内所做的功 电流做功多少 电流做功快慢 W UIt P UI 焦耳千瓦时 瓦特千瓦 用电能表直接测量 用伏安法间接测量 W Pt 电流所做的功 电功和电功率的区别和联系 如何计算电功率 运用公式直接计算 串联电路中 并联电路中 小明同学刚学完电功 电功率知识 有一天回到家中发现有几只灯泡 其中一只标有 220V 40W 字样 由此他想到以下问题 问题1 灯泡上面的 220V 40W 表示什么意思 答 220V 表示这只灯泡的额定电压是220伏 40W 表示这只灯泡的额定功率是40瓦 你知道吗 问题2 小明想 若把此灯接在照明电路中 这只灯泡的功率一定是40瓦吗 答 不一定 只有在220伏电压下工作时 这只灯泡的功率才是40瓦 若实际电压高于220伏 它的功率就大于40瓦 若实际电压低于220伏 灯泡的功率就小于40瓦 问题3 此灯正常工作时 灯丝电阻多大 解 由P UI和 得 那么 例 求出 220V40W 的灯泡接在110伏电压下的实际功率 应用 问题4 小明同学又想 如果把此灯接在380伏的电路上 会发生什么现象 答 根据有由于P实远大于P额 所以灯丝很快被损坏 问题5 要在此电压 380伏 下仍然使灯正常工作 你有什么办法 解 而电路中的电流所以 那么串联电阻应满足什么条件 R 两端电压U U总 U额 380V 220V 160V 想一想 现在有两个铭牌模糊的普通灯泡 你怎么帮助鉴别 几种方法 220V 40W 220V 100W 方法一 并联在220V的电源上 较亮的是100w 较暗的是40w 方法二 串联在220V的电源上 较亮的是40w 较暗的是100w 方法三 灯丝较粗的是100w 较细的是40w 实验 测定小灯泡的功率 原理 电路图 P UI 关于电功率的计算 例题1 PZ220 25 的灯泡 接在220V的电路中 通过灯泡的电流有多大 这个灯泡的电阻有多大 PZ220V 60 的灯泡呢 解 对 PZ220 25 的灯泡 电流 电阻 对 PZ220 60 的灯泡 电流 电阻 例题2 PZ220 25 的灯泡 接在110V的电路中 实际发出的功率是多大 接在230V的电路中 实际发出的功率又是多大 解 PZ220 25 的灯泡接在210V的电路中 电流 功率 PZ220 60 的灯泡接在230V的电路中 电流 功率 电热 1 焦耳定律 电流通过导体时产生的热量 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 2 计算公式 Q I2Rt单位 J 3 电热器 电炉子 电饭锅 电烙铁 电热水器 电熨斗 电能全部转化成内能 纯电阻电路 电流所做的功等于用电器产生的热量 实验 焦耳定律 例题 一根60 的电阻丝接在36V的电源上 在5min内共产生多少热量 先利用欧姆定律计算出通过电阻丝的电流 再利用焦耳定律公式计算电流产生的热量 解 Q I2Rt 0 6 2 60 300J 6480J 焦耳定律应用 焦耳定律定量地描述了电能向内能转化的规律 用公式Q I2Rt来表示 适用于任何电路 在电流所做的功全部用来产生热量时 焦耳定律可根据电功公式W UIt和欧姆定律导出 Q W UIt 这里的条件是电功全部用来产生电热 上述公式才成立 所以 它们只适用于纯电阻电路 在纯电阻电路中 在不同的情况下 选用不同的公式去解决问题会更简便 你知道吗 1 电热的利用 电热器是利用电来加热的设备 电炉 电烙铁 电熨斗 电饭锅电烤炉等都是常见的电热器 电热器的主要组成部分是发热体 发热体是由电阻率大 熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上做成的 电热器的优点 利用电热器清洁卫生 没有环境污染 热效率高 还可以方便地控制和调节温度 常见的电热器 2 防止电热的危害 在电动机里 电流主要用来做机械功 但电动机里的导线有电阻 也要产生热量 使导线的温度升高 温度超过绝缘材料的耐热温度 绝缘材料会迅速老化 甚至可能烧坏 这就需要考虑如何加快散热 有的电动机里装有风扇 外壳做成如图形状 都是为了加快散热 收音机 电视机也要考虑散热 所以在机壳上都有散热孔 公式变形 三 电功率的测量 理解P UI 当用电器两端的电压U发生变化时 流过它的电流I就会发生变化 它消耗的电功率P就会改变 P实 P额 P实 P额 P实 P额 例1 下图为某电热水器的铭牌 请根据该铭牌计算出其正常工作时的电流 例1 下图为某电热水器的铭牌 请根据该铭牌计算出其正常工作时的电流 解 6 82A 根据P UI有 课本P453 一个在额定电压下工作的电烙铁 功率是100W 电流是454mA 这个电烙铁的额定电压是多大 I 454mA 0 454A 根据P UI有 跟踪练习 解 220V 一盏白炽灯泡铭牌上标有 220V100W 字样 则这盏灯的灯丝电阻为 如果灯丝断了之后 重新将灯丝搭上 设灯丝电阻变为440 通电后 则灯丝中实际电流为A 实际功率为W 通电1min后 灯丝实际消耗的电能为J 假设灯丝电阻不随温度改变 484 0 5 110 6600 巩固提升 1 下课后王老师去关闭机房的总电闸时 发现下图所示的电能表转盘在缓慢地转动 他利用手表估测了一下 2min转盘转动了5r 那么2min内消耗了J电能 经检查发现 原来机房内还有20台型号相同的电脑显示器处于待机状态 则一台电脑显示器的待机功率约为W 7 2 103 3 巩固提升 学案 巩固 训练