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第八章 电功率一、电功：1、定义： 。2、实质：电流做功的过程，实际就是 。 电流做功的形式：电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。3、规定：电流在某段电路上所做的功， 。4、计算公式：W= = （适用于所有电路） 对于纯电阻电路可推导出：W= = 串联电路中常用公式：W= I2Rt W1:W2:W3:Wn=R1:R2:R3:Rn 并联电路中常用公式：W= U2t/R W1:W2= R2:R1无论用电器串联或并联。计算在一定时间所做的总功 常用公式W= W1+W2+Wn 5、单位：国际单位是 （J）常用单位： （kwh） 1度=1千瓦时=1 kwh=3.6106J6、测量电功：电能表：是 的仪器。 电能表上“220V”“5A”“3000R/kwh”等字样，分别表示：电电能表额定电压 ；允许通过的最大电流是 A；每消耗一度电电能表转盘转 转。读数：A、测量较大电功时用刻度盘读数。最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。电能表前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。3246832654如：电能表月初读数 月底读数是这个月用电 度合 J B、测量较小电功时，用表盘转数读数。如：某用电器单独工作电能表（3000R/kwh）在10分钟内转36转则10分钟内电器消耗的电能是 J。二、电功率：1、定义： 。2、物理意义：表示 的物理量 灯泡的亮度取决于灯泡的 大小。3、电功率计算公式：P= = （适用于所有电路） 对于纯电阻电路可推导出：P= = 串联电路中常用公式：P= I2R P1:P2:P3:Pn=R1:R2:R3:Rn 并联电路中常用公式：P= U2/R P1:P2= R2:R1无论用电器串联或并联。计算总功率 常用公式P= P1+P2+Pn 4、单位：国际单位 （W） 常用单位： （kw）5、额定功率和实际功率： 额定电压：用电器正常工作时的电压。额定功率：用电器在额定电压下的功率。P额=U额I额=U2额/R某灯泡上标有“PZ22OV-25”字样分别表示：普通照明，额定电压220V，额定功率25W的灯泡。若知该灯“正常发光”可知：该灯额定电压为220V，额定功率25W，额定电流I=P/U=0.11A 灯丝阻值U2额/。 当U实 =U额时，P实=P额 用电器正常工作（灯正常发光） 当U实U额 时，P实P额 用电器不能正常工作（灯光暗淡）,有时会损坏用电器P实 P额 U2 额U2实实际功率随电压变化而变化根据P=U2/R得PRU2n 21n 21根据P=U2/R如果U 减小为原来的1/n 则P=如：U实 = 1 2U额 P实 = 1 4P额 当U实 U额 P实 P额 长期使用影响用电器寿命(灯发光强烈) P实= 0 用电器烧坏(灯丝烧断) 灯L1“220V 100W”， 灯L2“220V 25W”相比较而言，L1灯丝 ，L2灯丝 。判断灯丝电阻口诀：“大（功率）粗短，小细长”（U额 相同） 两灯串联时，灯L2亮，两灯并联时，灯L1亮。判断哪个灯亮的口诀“串小（功率）并大” （U额 相同）“1度”的规定：1kw的用电器工作h消耗的电能。/ t 可使用两套单位：“W、J、s”、“kw、 kwh、h”RVA R6、测量：、 伏安法测灯泡的额定功率：原理：P=UI 电路图：选择和连接实物时须注意：电源：其电压高于灯泡的额定电压滑动变阻器：接入电路时要变阻，且调到最大值。根据能否调到灯泡的额定电压选择滑动变阻器。电压表：并联在灯泡的两端“+”接线柱流入，“”接线柱流出。根据额定电压选择电压表量程。电流表：串联在电路里“+”接线柱流入，“”接线柱流出。根据I额=P额/U额 或I额=U额/R 选择量程。 测量家用电器的电功率：器材：电能表 秒表 原理：P=W/t三 电热1、实验：目的：研究电流通过导体产生的热量跟那些因素有关？ 原理：根据煤油在玻璃管里上升的高度来判断电流通过电阻丝通电产生电热的多少 。 实验采用煤油的目的：煤油比热容小，在相同条件下吸热温度升高的快：是绝缘体 2、焦耳定律：电流通过导体产生的热量 3、计算公式：Q= (适用于所有电路)对于纯电阻电路可推导出：Q =UIt= U2t/R=W=Pt串联电路中常用公式：Q= I2Rt 。Q1:Q2:Q3:Qn=R1:R2:R3:Rn 并联电路中常用公式：Q= U2t/R Q1:Q2= R2:R1无论用电器串联或并联。计算在一定时间所产生的总热量 常用公式Q= Q1+Q2+Qn分析电灯、电炉等电热器问题时往往使用：Q= U2t/R=Pt4、应用电热器：定义：利用电流的热效应而制成的发热设备。原理：焦耳定律组成：电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的合金制成。优点：清洁卫生没有污染、热效率高、方便控制和调节温度。练习 家庭电路中有一只标有名牌的灯泡正常发光，现给的器材有电能表、电流表、电压表、钟表，请用三种方法测出这只灯泡的此时功率，说明道理并写出表达式。四 生活用电(一)、家庭电路：1、家庭电路的组成部分：低压供电线(火线零线)、电能表、闸刀开关、保险丝、用电器、插座、灯座、开关。2、家庭电路的连接：各种用电器是并联接入电路的，插座与灯座是并联的，控制各用电器工作的开关与电器是串联的。3、家庭电路的各部分的作用： 低压供电线：给用户提供家庭电压的线路，分为火线和零线。火线和零线之间有 的电压，火线和地线之间也有 的电压，正常情况下，零线和地线之间电压为 V 测电笔： 用途：用来辨别火线和零线 种类：钢笔式，螺丝刀式。 使用方法：手接触笔尾金属体，笔尖金属体接触火线，观察氖管是否发光。 举例：测电笔接触火线时，如果观察不到氖管发光，你认为产生这种现象的原因是：（至少填两种可能原因）测电笔氖管已坏；手没有接触笔尾金属体；火线断路。 某次检修电路时，发现灯泡不亮，火线零线都能使测电笔发光，可能的原因是：火线完好，零线处有断路，被测段零线通过用电器和火线构成通路。 电能表：用途：测量用户消耗的电能（电功）的仪表。安装：安装在家庭电路的干路上，原因：这样才能测出全部家用电器消耗的电能。铭牌：所标的电压U是：额定电压 所标的电流I是：允许通过的最大电流 UI是：电能表后能接用电器的最大功率，如果同时使用的家用电器的总瓦数超过这个数值，电能表的计数会不准确甚至烧坏 闸刀（空气开关）：作用：控制整个电路的通断，以便检测电路更换设备。安装：家庭电路的干路上，空气开关的静触点接电源线 保险盒：材料：保险丝是由电阻率大、熔点较低的铅锑合金制成保险原理：当过大的电流通过时，保险丝产生较多的热量使它的温度达到熔点，于是保险丝熔断，自动切断电路，起到保险作用 电路符号： 连接：与所保护的电路串联，且一般只接在火线上 选择：保险丝的额定电流等于或稍大于家庭电路的最大工作电流。规格：越粗额定电流越大。注意：不能用较粗的保险丝或铁丝、铜丝、铝丝等代替。因为铜丝的电阻小，产生的热量少，铜的熔点高，不易熔断。应用举例：某家庭需要使用10A保险丝，可只有5A 和15A 保险丝。如何分别来代替使用：可用两根5A保险丝并起来代用；可将15A保险丝用刀轻切一小口使剩余部分截面积和10A保险丝截面积相同。 插座： 作用：连接家用电器，给可移动家用电器供电。种类： 固定插座、可移动插座 二孔插座、三孔插座安装：并联在家庭电路中，具体接线情况：45213211接火线 2接零线 3接地线 4接用电器的金属外壳 5接用电部分的线路把三脚插头插在三孔插座里，在把用电部分连入电路的同时，也把用电器的金属外壳与大地连接起来，防止了外壳带电引起的触电事故。 用电器（电灯）、开关： 白炽灯是利用电流的热效应进行工作的，小功率的灯泡灯丝细而长，里面抽成真空。大功率的灯泡灯丝粗而短，里面抽成真空后，还要充入氮气、氩气等惰性气体，且气压为0.1Pa，目的是平衡大气压对玻璃壳的压力,并阻止灯丝升华。灯泡长期使用会变暗，原因是：灯丝升华变细电阻变小，实际功率变小；升华后的金属钨凝华在玻璃内壁上降低了灯泡的透明度。 灯泡的种类：螺丝口 卡口 。 螺丝口灯泡的螺旋接灯头的螺旋套，进而接零线；灯泡尾部的金属柱接灯头的弹簧片，再通过开关接火线：原因：防止维修触电 开关和用电器串联，控制用电器，如果开关短路用电器会一直工作开关不能控制，但不会烧干路上的保险丝。 根据安全用电原则连接电路，每个开关都可以单独控制灯 火零(二)、家庭电路电流过大的原因：1、原因：发生短路、用电器总功率过大。2、家庭电路保险丝烧断的原因：发生短路、用电器功率过大、选择了额定电流过小的保险丝(三)、安全用电： 1、触电事故： 定义：一定强度的电流通过人体所引起的伤害 危险性：与电流的大小、通电时间的长短等因素有关。 安全电压：不高于36V，动力电路电压380V，家庭电路电压220V都超出了安全电压。 2、触电形式： 家庭电路（低压触电） 单线触电 双线触电 家庭电路触电的事故：都是由于人体直接或间接跟火线接触造成的并与地线或零线构成通路。 要分清零线和地线，虽然地线和零线正常情况下之间没有电压，但绝不能将地线和零线接通，否则易造成触电事故。 高压触电 高压电弧触电 跨步电压触电 3、安全用电原则：不接触低压带电体 不靠近高压带电体典型例题例1。小鹏同学家的电能表如图6所示，则小鹏家已消耗的电能为_kWh，转盘已转过_转；他发现家里只使用一只电水壶（其它用电器都关闭）时，观察到电能表转盘3分钟转过100转，电水壶工作时的实际电功率为_W例2.在“测量小灯泡电功率”的实验中，已知电源为两节铅蓄电池，小灯泡的额定电压为25V，电阻约为10W，滑动变阻器上标有“20W lA字样，某同学已连接的部分电路如图甲 (1)该同学连接的电路中有错误，请用笔在错误处划“”标明 (2)错误改正后，请你用笔画线代替导线，在图甲中把电路连接完整 (3)闭合开关，将变阻器的滑片移到某位置时，电压表示数为25V，电流表示数如图乙所示，则此时小灯泡中的电流是_A，小灯泡的额定功率是_W (4)另一同学连好电路闭合开关后，发现小灯泡先很亮后熄灭，你认为他在连接电路时可能出现的问题是_ 例3.小刚家里有一台电热烘干机，工作原理如图所示。铭牌已变得模糊不清，只知道额定电压为220V。小刚为了知道该电热烘干机的额定电功率，把其他用电器关闭，只让电热烘干机在额定电压下工作(烘干物体)。图甲是电热烘干机工作前电能表的示数，图乙是电热烘干机工作6小时后电能表的示数(电热烘干机工作时电能全部转化为内能)。求： (1)电热烘干机工作6小时消耗的电能是 千瓦时。 (2)电热烘干机额定电功率是多大? (3)电热烘干机发热体的电阻是多少?例4.某校学生宿舍走廊的路灯，原来用一盏“220V 40W”的白炽灯，每晚亮10小时。同学们发现灯泡容易损坏，需要经常更换。后来，学校电工用两盏 “220V 40W”的灯泡串联后代替原路灯。结果两盏灯的亮度比改装前要暗，但灯泡使用寿命明显延长。(1) 改装前，一盏路灯每晚需要消耗多少电能？(2) 改装后两灯的总功率是多少？比原来省电还是费电？(3) 小明是一位爱动脑筋的同学，他想：路灯改装还有没有更好的方法呢？通过查资料知道有一种“光控开关”天黑时自动闭合，天亮时自动断开；还有一种“声控开关”有声音时自动闭合，一分钟后，若再无声音就自动断开。小明利用这两种开关设计了一个“聪明”的电路：白天路灯不亮，晚上有人走动发出声音时，路灯自动亮起来。请判断小明设计的电路图是 。得分评卷人，例5.将规格都是“220V 200W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁，分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列有关电流通过它们产生热量的说法中，正确的是( ) A电风扇产生的热量最多 B电视机产生的热量最多C电烙铁产生的热量最多 D三者产生的热量一样多例6.电炉丝断了，去掉后，仍然接在原来的电源两端，则在相同时间内产生的热量与原来产生的热量之比为( )A. 5 ：4 B. 1 ：5 C. 5 ：1 D. 4 ：5例7.小洁家购买了一台电饭锅，在使用时闻到橡胶的焦糊味，用手摸其电源线发现很热，而其它用电器仍正常工作，请你用所学的物理知识帮小洁分析一下，发生这一现象的原因是：( )A.电压太高B.导线太粗C.导线太细D.导线太短火线abcd例8.小明刚学完初中的电学知识，恰逢家中电灯不亮，他兴冲冲地拿起试电笔测试如下图中的a、b、c、d四点时，只有b点不发光，请你帮他分析可能发生的故障是（ ）A火线与零线短路Ba、d之间某处短路Cb、c之间某处断路D电灯的灯丝断了例9.下列图中符合安全用电要求的是( )一、 选择题1、有三盏白炽灯，甲标有“PZ22015”，乙标有“PZ22040”，丙标有“PZ220100”，将它们接在家庭电路中，正常工作时的发光情况是（ )A甲灯最亮B乙灯最亮C丙灯最亮D一样亮2、某家用电器正常工作时的功率约为300瓦，则它可能是（ )A空调器B白炽灯C洗衣机D语言复读机3、如图8所示，一个标有“6伏3.6瓦”字样的小灯泡L和最大阻值为50欧的滑动变阻器R串联后接在电源电压U恒为6伏的电路中，设灯泡电阻不变，则下列判断正确的是（ ) 图8 图9A无论如何移动滑片P，电路中总功率不会超过2瓦B移动滑片P，电路中总功率最小值为0.6瓦C当滑片P滑至某个位置时，L和R的电功率相等D当滑片P由a滑向b的过程中，灯泡L的电功率一直是减小的4、如图9所示电路中，电源电压不变，R1、R2为定值电阻，闭合开关后，将滑动变阻器的滑片P向右移动，则下列判断正确的是（ )A电流表示数变小，电压表示数变小 B电流表示数变大，电压表示数变小C电阻R1消耗的功率增大 D整个电路消耗的总功率减小5、L1、L2两盏电灯的额定电压相同，均为U，额定功率P额1P额2，把它们接入电源电压为U的电路中，下列说法中正确的是A两灯串联使用时，实际工率P1P2 B两灯并联使用时，实际工率PlP2，C串联时两灯消耗的总功率P总P额2 D并联时两灯消耗的总功率P总P额16、下列几种电器铭牌的标示牛都涉及到“2A”字样，其中表示额定电流的是A滑动变阻器上标有“10122A”B家用电熨斗上标有“220V2A”C电能表上标有“220V2A”D某汽车用蓄电池标有“2A10h”7、某家用电器正常工作时的电流为4安，此用电器可能是A空调机B日光灯C电冰箱D电风扇8、把标有“12伏12瓦”的灯L1和“12伏6瓦”的灯L2串联起来接在电源电压为12伏的电路中，正确的说法是AL1、L2两灯均能正常发光BL1、L2两灯均不能正常发光，但L2为较亮CL1、L2两端均不能正常发光，但L1灯较亮D把电源电压提高到24伏，L1、L2两灯都能正常发光9、两个灯泡，其中L1标有“6伏3瓦”，L2没有标记，但测得它的电阻是4欧，把它们串联后接在某一电路时，两灯L1、L2均能正常发光，这个电路两端的电压和灯L2的电功率分别是（A6伏3瓦B8伏1瓦C12伏3瓦D6伏1瓦10、如图10所示，电源电压保持不变，R为定值电阻，在a、b两接线柱上接一个标有“6伏2瓦”灯泡，闭合开关S，灯泡恰好正常发光；如果在a、b两接线柱间换一个标“6伏3瓦”的灯泡，闭合开关S后，这只灯泡消耗的功率图10A小于3瓦 B大于3瓦 C等于3瓦D不能确定二、填空题1、将标有“12伏6瓦”的灯泡接在9伏的电路中时，灯泡消耗的功率是_瓦若要将其接入36伏的电路中并使它能正常发光，则应给它串联一个阻值是_欧的电阻2、有一标有“6伏12瓦”的小灯光，当小灯炮正常发光时，电流通过小灯泡1分钟做的功是_焦若接在电压为1.5伏的电源上，通过小灯泡的电流为0.5安，此时小灯泡的功率是_瓦3、如图11所示电路，电源电压恒定为6伏，小灯泡的规格均为“6伏3瓦”，该电路可实现小灯泡串并联的转换该电路可消耗的最大功率是_瓦，最小功率是_瓦 图11 图12 图134、某家用电能表上标有“220伏5安3000R/kWh”的字样，当家中用电器全部工作时，电能表1分钟转了45转由此可估算出该家所有用电器的总功率为_瓦；若该家全部用电器工作时的总电流不超过电能表的额定电流，还可以再增加_瓦以下的用电器5、如图12所示，电源电压是6伏，灯泡L的电阻是12欧（其阻值不随温度变化），滑动变阻器的最大阻值是12欧当滑片P移到最左端时，灯泡L正常发光，则灯泡L的额定功率是_瓦若滑片P移到最右端时，通过灯泡的电流是_安6、李刚家的电能表标有“220伏10安”的字样，他家同时使用的家用电器的总功率不能超过_瓦，如果超过，则保险丝会自动_7、一种叫“满天星”的节日彩灯，一组有100只小灯泡串联，将它们接在220伏电压下，每只小灯炮两端的电压为_伏，如果每一只小灯泡的功率是0.5瓦，则通过每一只小灯泡的电流是_安8、电功率的单位是_，它的大小表示电流做功的_9、如图13所示的电路中，电源电压为6伏，开关S断开时，电流表的示数为0.3安，开关S闭合时电流的示数为0.5安，则R2的阻值为_欧，R1消耗的功率是_瓦，2秒种内整个电路消耗的电能是_焦10、标有“6伏6瓦”、“6伏1.5瓦”字样的灯L1和L2，串联接在某电源上，设灯丝的电阻不变，则通过灯L1和L2的电流强度之比为_，灯L1和L2的实际功率之比为