粤教版物理选修3-1三维设计2.5电功率(可自主编辑)素材.ppt

1 电功 1 定义 电流通过一段电路时 自由电荷在 的推动下作定向移动 电场力对自由电荷所做的功 2 表达式 W 自读教材 抓基础 第五节电功率 电功和电功率 电场力 UIt UI 1 电功与能量的单位都是焦耳 电功就是电能 2 电功与电能不同 电流做功的过程就是电能向其他形式的能量转化的过程 3 电功率越大 表示电流做功越多 学后自检 想一想 跟随名师 解疑难 3 额定功率和实际功率 1 额定功率 指用电器正常工作时的功率 当用电器两端电压达到额定电压时 电流也将达到额定电流 功率达到额定功率 通常用电器上标的值指的就是额定值 如标有 220V40W 字样的灯泡 其额定电压为220V 额定功率为40W 2 实际功率 指用电器在实际电压下的电功率 只有当实际电压等于额定电压时 实际功率才等于额定功率 用电器的实际功率应小于或等于额定功率 多选 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 学后自检 小试身手 解析 选BD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B D正确 1 焦耳定律 1 内容 电流通过导体产生的热量 跟电流的平方成正比 跟导体的电阻及通电时间成正比 2 公式 Q 自读教材 抓基础 焦耳定律和热功率 I2Rt I2R 1 电热器的热功率越大 产生的热量越多 2 电热器的电阻越大 热功率越大 3 通过电热器的电流越大 热功率越大 学后自检 想一想 1 纯电阻电路和非纯电阻电路 跟随名师 解疑难 2 电功和电热的比较 1 电功是电能转化为其他形式能的量度 即电功表示电流通过导体时转化为其他形式能的总和 2 电热表示电流通过导体时消耗的电能转化为内能的那部分 即电热是电能转化为内能的量度 3 电功和电热的数量关系是 W Q 即UIt I2Rt UI I2R 能量转化角度 电吹风机结构中有电动机和电热丝两部分 已知电动机线圈的电阻为R1 它和阻值为R2的电热丝串联 设电吹风机工作时两端的电压为U 通过线圈的电流为I 消耗的电功率为P 则下列关系正确的是 A P UIB P I2 R1 R2 C U I R1 R2 D P I2 R1 R2 学后自检 小试身手 解析 选D因电吹风机中有电动机 而电动机为非纯电阻用电器 工作时将有一部分电能转化为机械能 P UI对纯电阻电路和非纯电阻电路都成立 选项A错误 对非纯电阻电路有P I2 R1 R2 选项B错误 D正确 U I R1 R2 选项C错误 1 闭合电路中能量转化关系 EI 2 电源提供的能量一部分消耗在外电路上 转化为 的能量 另一部分消耗在内电阻上 转化为 3 电动势反映了电源把其他形式的能量转化为 的能力 自读教材 抓基础 闭合电路中的功率 U外I U内I 其他形式 内能 电能 在E U外 U内两边都乘以I可得EI U外I U内I 那么EI U外I和U内I分别表示什么 提示 电源的功率 外电路功率 内电路功率 学后自检 想一想 跟随名师 解疑难 当外电路的电阻分别为8 和2 时 单位时间内在外电路上产生的热量正好相等 则该电源的内电阻是 A 1 B 2 C 4 D 6 学后自检 小试身手 1 额定电压都是110V 额定功率PL1 100W PL2 40W的电灯两盏 若接在电压是220V的电路上 使两盏电灯均能正常发光 且电路中消耗功率最小的电路是 典题例析 纯电阻电路中功率的计算 图2 5 2 对于D电路 若变阻器的有效电阻等于L1 L2的并联电阻 则UL1 UL2 110V 两灯可以正常发光 比较C D两个电路 由于C电路中变阻器功率为 IL1 IL2 110 而D电路中变阻器功率为 IL1 IL1 110 所以C电路消耗电功率最小 答案 C 探规寻律 2 有四盏灯接入如图2 5 3所示的电路中 L1和L2都标有 220V 100W L3和L4都标有 220V 40W 把电路接通后 最暗的灯将是 A L1B L2C L3D L4 跟踪演练 图2 5 3 1 规格为 220V36W 的排气扇 线圈电阻为40 求 1 接上220V的电压后 求排气扇转化为机械能的功率和发热的功率 2 如果接上220V的电压后 扇叶被卡住 不能转动 求电动机消耗的功率和发热的功率 典题例析 非纯电阻电路中功率的计算 审题指导 答案 1 35W1W 2 1210W1210W 解决电动机问题注意分两种情况 1 当电动机正常工作时 要分别搞清电动机的总功率 输出功率和热功率 掌握它们之间的关系 P总 P出 P热 2 当电动机因故障或其他原因不转动时 相当于一个纯电阻电路 探规寻律 2 好题共享 选自鲁科版教材 如图2 5 4所示 一台直流电动机所加电压为110V 通过的电流为5A 该电动机在10s内把一个质量为50kg的物体匀速提高了9m 求电动机的电功率和电动机线圈的电阻 不计摩擦 g取10m s2 跟踪演练 图2 5 4 答案 550W4 根据能量守恒 电源的总功率等于电源的输出功率 外电路消耗的电功率 与电源内阻上消耗的功率之和 即P总 IU I2r I U Ir IE 其中IE为电源总功率 是电源内非静电力移动电荷做功 把其他形式的能转化为电能的功率 IU为电源的输出功率 在外电路中 这部分电功率转化为其他形式的能 机械能 内能等 I2r为电源内由于内阻而消耗的功率 转化为焦耳热 闭合电路中功率的计算 1 如图2 5 5所示 电路中电池的电动势E 5V 内阻r 10 固定电阻R 90 R0是可变电阻 在R0从零增加到400 的过程中 求 典题例析 图2 5 5 思路点拨 1 R0是可变电阻 欲使PR0最大 R0应满足什么条件 提示 可将R归为电源内阻 新电源内阻r R r 100 当R0 r 时 PR0最大 此时R0 100 2 欲使输出功率最大 R0应多大 提示 外电路是可变电阻 R R0 r 故R0 0时 输出功率最大 探规寻律 2 如图2 5 6所示 电源由两个电动势E 1 5V 内阻r 0 5 的相同电池串联而成 外电路总电阻R 0 5 当开关S闭合后 电源的总功率P总 W 电源的输出功率P出 W 外电路消耗的功率P外 W 内电路消耗的功率P内 W 电源的供电效率 跟踪演练 图2 5 6 答案 622433 3 应用 落实体验 单击进入电子文档 人有了知识 就会具备各种分析能力