15.3怎样使用电器正常工作

电功与电功率学案电功与电功率学案 学习目标 学习目标 1 能说出电功 电功率的概念和单位 2 能区分用电器的额定功率和实际功率 3 会利用电功及电功率的计算公式解决生活中的实际问题 1 电能 电能 2 电能表 电能表 作用作用 测量电路消耗的测量电路消耗的 220 V 额定电压为额定电压为 220 V 10 20 A 标定电流为标定电流为 10 A 额定最大电流为 额定最大电流为 20 A 600 r kW h 每用每用 1 度电 电能表上的转盘转过度电 电能表上的转盘转过 600 转转 参数参数 2 500 imp kW h 每用每用 1 度电 电能表上的指示灯闪烁度电 电能表上的指示灯闪烁 2 500 次次 读数读数 计数器最后一位是小数计数器最后一位是小数 较大的电能利用刻度盘示数测量 消耗的电能为前后两次示较大的电能利用刻度盘示数测量 消耗的电能为前后两次示 数差 即数差 即 W 测量电能的方法测量电能的方法 较小的电能利用转盘圈数计量 消耗的电能较小的电能利用转盘圈数计量 消耗的电能 为为 W n 为某段时间转盘转过的圈为某段时间转盘转过的圈 数 数 n0 为表上参数为表上参数 3 电功率电功率 意义意义 表示用电器消耗电能的表示用电器消耗电能的 单位单位 瓦特 符号瓦特 符号 W 1 kW 103 W 定义定义 用电器单位时间内所消耗的电能用电器单位时间内所消耗的电能 公式公式 获取获取 提供电能提供电能 使用使用 用电器消耗电能的过程 实际是电能转化为用电器消耗电能的过程 实际是电能转化为 的过程 也的过程 也 就是电流做功的过程就是电流做功的过程 国际单位国际单位 焦耳焦耳 单位单位 常用单位常用单位 千瓦时千瓦时 换算关系换算关系 1 kW h J 测量工具测量工具 电能表电能表 4 电功和电功率常用公式 电功和电功率常用公式 基本公式基本公式 导出公式导出公式 电功电功 W Pt UIt W U2t R I2Rt 电功率电功率 P W t UI P U2 R I2R 适用范围适用范围 普遍适用普遍适用 纯电阻电路纯电阻电路 5 额定电压和额定功率 额定电压和额定功率 额定电压额定电压 额定功率额定功率 概念概念 用电器正常工作时的电压用电器正常工作时的电压 用电器在额定电压下的功率用电器在额定电压下的功率 铭牌铭牌 灯泡灯泡 PZ220 V 40 W 指灯泡的额定电压为指灯泡的额定电压为 220 V 额定功率为 额定功率为 40 W 6 测量小灯泡的电功率测量小灯泡的电功率 原理原理 P UI 电路图电路图 滑动变阻器的滑动变阻器的 作作 用用 1 保护电路保护电路 2 改变小灯泡两端电压和通过小灯泡的电流 从而实现多次测量改变小灯泡两端电压和通过小灯泡的电流 从而实现多次测量 实验记录实验记录 用电器两端电压不同 电功率就不同用电器两端电压不同 电功率就不同 小灯泡两端电压越高 功率越大 灯泡越小灯泡两端电压越高 功率越大 灯泡越 结论结论 灯丝温度越高 灯丝电阻越大灯丝温度越高 灯丝电阻越大 注意注意 不能将多次测得的电功率求平均值不能将多次测得的电功率求平均值 1 1 小明家新买了一个电热水器 刚接入电路 家里的空气开关就断开了 他猜想造成空气开关断 开的原因是 连入电路中的用电器总功率过大 电热水器或插头处短路 于是他请电工师傅检 修后 将空气开关复位 只让电热水器单独工作 家里标有 2 000 r kW h 电能表的转盘 3 min 内转了 100 转 电热水器的功率为 W 小明猜想 填序号 是正确的 已知电热水器 接入电路前 小明家正在使用的用电器的总功率约为 3200 W 空气开关允许通过的最大电流为 40 A 1 2 家庭中的电灯 电视机和电冰箱等用电器都是 联在电路中 的 小明家中一周前后电能表示数如图所示 他家这周消耗了 kW h 的电能 1 3 一天 小明注意到家中的灯泡比平常亮 猜测可能是电压越过了 220 V 为了证实他的猜测 他做了如下实验 关闭家中其他用电器 只开一盏 220 V 100 W 的电灯 观察到家中标有 3 000 r kW h 字样的电能表在 20 min 内转盘转了 121 r 不计温度对灯丝电阻的影响 在 20 min 时间内这盏灯消耗的电能是 J 小明家此时的实际电压是 V 为使这盏灯能正 常发光 可以采取的措施是 2 1 如图所示 电源电压可调 灯泡 L 规格为 15 V 45 W 且灯丝电阻不随温度变化 电流表 量程为 0 0 6 A 和 0 3 A 滑动变阻器的规格分别为 25 2 A 和 10 3 A 1 将电源电压调到 18 V 闭合开关 移动P 使灯泡正常发 光 求灯泡的电阻和灯泡消耗的最小功率 2 将电源电压调到 15 V 用定值电阻R0替换灯泡 P置于中 点A 闭合开关 电流表指针指到满偏刻度的三分之二位置 可能重新选择了电表量程和变阻器R 然后将P从A移到最 左端B 两表示数的IU关系如图所示 通过计算判断所用变 阻器的规格 2 2 如图甲所示 R是压敏电阻 其阻值随压力的变化而改变 R0为定值电阻 闭合开关S 改变R 上压力大小 两电表示数之间的关系图像如图乙所示 则电源电压U V R0 当R0消耗的电 功为 0 4 W 时 R消耗的电功率P W 2 3 如图甲所示 是某同学 探究定值电阻R0的发热功率P0 滑动变阻器R消耗的电功率PR和电源 总功率PU随电流I变化的关系 的实验电路图 通过实验得到的数 据用描点法在同一坐标系中作出了a b c三条图线 如图乙所示 根据图像可知 其中 反映电源的总功率PU随电流I变化的关系图 线是 填 a b 或 c 滑动变阻器R消耗的最大电功率 约为 W 2 4 如图甲所示的电路中 电源电压不变 小灯泡的额定电压为 2 5 V 变阻器的最大阻值R为定值 电阻R0的三倍 闭合开关 S 当滑片P置于某点时 电压表示数为