高中物理选修31电功和电功率

1、一电功和电功率一电功和电功率 1. 电功电功: 电流通过导体，电场力对自由电荷所做的功电流通过导体，电场力对自由电荷所做的功.uitquw在国际单位制中电功的单位是焦（在国际单位制中电功的单位是焦（j），），常用单常用单位有千瓦时（位有千瓦时（kwh）.1kwh3.6106j电流做功的实质电流做功的实质:电场力推动电荷做功，电场力推动电荷做功， 电能转化为其它形式的能。电能转化为其它形式的能。如图一段电路两端的电压为如图一段电路两端的电压为u，通过的电流为通过的电流为i在时间在时间t内内通过这段电路任一横截的电荷量通过这段电路任一横截的电荷量q=it2电功率：单位时间内电流所做的功叫做电功率u

2、itwp（）一段电路上的电功率（）一段电路上的电功率p等于这段电路两等于这段电路两端的电压端的电压u和电路中电流和电路中电流i的乘积的乘积（）电功率表示电流做功的快慢（）电功率表示电流做功的快慢（）单位：在国际单位制中是瓦（）单位：在国际单位制中是瓦（w），），常常用单位还有毫瓦（用单位还有毫瓦（mw），），千瓦（千瓦（kw）1kw103w106mw（ 4 ）用电器的功率用电器的功率额定功率额定功率在额定电压下工作时的功率在额定电压下工作时的功率额额额iup 实际功率实际功率在实际电压下工作时的功率在实际电压下工作时的功率额实pp 实质实质表示电能转化为其他表示电能转化为其他能的快慢程度能的快

3、慢程度.二、电热和热功率二、电热和热功率1 1、电热：、电热：英国物理学家焦耳，经过长期实验研英国物理学家焦耳，经过长期实验研究后提出焦耳定律究后提出焦耳定律. .（1 1）内容：）内容：电流通过导体产生电流通过导体产生的热量，跟电流强度的平方、导的热量，跟电流强度的平方、导体电阻和通电时间成正比体电阻和通电时间成正比. .（2 2）表达式：）表达式：q=iq=i2 2rtrt焦耳（1818-1889）（3 3）焦耳定律适用于纯电）焦耳定律适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路阻电路 2 2、热功率、热功率（1）定义）定义：单位时间内导体的发热功率叫：单位时间内导体的发热

4、功率叫热功率热功率.（2）公式）公式：p=q/t =i2r （3 3）含义）含义：导体的发热功率与通电导体的电：导体的发热功率与通电导体的电流强度平方及电阻成正比流强度平方及电阻成正比.（4 4）单位）单位：热功率的国际单位表示：热功率的国际单位表示w、kw 纯电阻电路：纯电阻电路：只含有只含有电阻电阻元件的电路。如电炉、元件的电路。如电炉、电烙铁、白炽灯电烙铁、白炽灯等电热器组成的电路，等电热器组成的电路，转子被卡转子被卡住的电动机也是纯电阻元件住的电动机也是纯电阻元件（欧姆定律适用）（欧姆定律适用） 非纯电阻电路：非纯电阻电路：电路中含有电动机在转动或有电电路中含有电动机在转动或有电解槽在

5、发生化学反应的电路解槽在发生化学反应的电路（欧姆定律不适用）（欧姆定律不适用） 三、两种电路、能量及功率转化三、两种电路、能量及功率转化特点：特点：电能全部转化为内能电能全部转化为内能特点：特点：电能电能只有部分转化为内能只有部分转化为内能。电路中的能量电路中的能量和功率和功率关系关系纯电阻电路纯电阻电路中中iurw =qe电电e内内iurm在非纯电阻在非纯电阻电路电路中中（以（以电动机为例）电动机为例）当当e机机0时时（即电动机转子不转）（即电动机转子不转），电能全部转化为内，电能全部转化为内能，此时可把电动机视为纯电阻能，此时可把电动机视为纯电阻w = q= uit =u2t/r =i2r

6、t电动机的工作电动机的工作效率效率iuriiupp2入出电能全部转化为内能电能全部转化为内能e电电(p入入)e机机(p出出)e内内(p热热)机eqwp电电= p热热=ruriiu22w qp电电p热热2其他其他电功、电热及其功率的表达电功、电热及其功率的表达式使用情况式使用情况uitw uip rtiq2定义定义纯电阻纯电阻电路电路rtiw2rip2uitq 纯电阻纯电阻电路电路w =qrui truw2rup2truq2适用任适用任何电路何电路ripq2uipqrupq2321iiiirprprprp332211四、四、串、并联电路的功率分配关系串、并联电路的功率分配关系串联电路串联电路功率

7、与电阻成正比功率与电阻成正比pppp321电路中的总功率等电路中的总功率等于各用电器的功率于各用电器的功率之和之和uir3r1r2u3u1u2uiruir并联电路并联电路321uuuupppp321prrprprp332211ii2r3r1r2i1i3u功率与电阻成反比功率与电阻成反比电路中的总功率等电路中的总功率等于各用电器的功率于各用电器的功率之和之和例题：对计算任何用电器的电功率都适用的公式是（ ） rip2rup2uip twp 【例】将三只电灯【例】将三只电灯如图如图10-2-310-2-3所示连所示连接，其中灯接，其中灯a a为为“200v 100w”200v 100w”，灯灯b

8、b为为“220v 220v 40w”40w”，灯，灯c c为为“220v 25w”220v 25w”，若，若在此电路两端加在此电路两端加220v220v电压，不计灯电压，不计灯丝电阻随温度的变丝电阻随温度的变化，求三只电灯实化，求三只电灯实际功率际功率. .【例题】额定电压都是110v，额定功率pa=100w，pb=40w的两盏两盏电灯a、b，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是下图中的哪一个？a b(1)ab(4)(3)ab(2)ba练习练习练习练习2：三只灯分别为：三只灯分别为：l1“110v 100w”、l2“110v 40w”、l3“110v

9、25w”，电源电压，电源电压220v。如图所示。如图所示的电路中，哪个电路调节的电路中，哪个电路调节r可使各灯都正常发光且最可使各灯都正常发光且最省电？省电？正常工作时电动机的效率多大？正常工作时电动机的效率多大？例题例题【练习练习1 1】一台小型电动机在】一台小型电动机在3v3v电压下工电压下工作，通过它的电流是作，通过它的电流是0.2a0.2a，用此电动机提，用此电动机提升重升重4n4n的物体时，在的物体时，在30s30s内可使该物体被内可使该物体被匀速提升匀速提升3m3m若不计除电动机线圈生热之若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，求：外的能量损失，求：(1)(1)电动机的输入功率；电动机的输入功率；(2)(2)在提升重物的在提升重物的30s30s内，电动机线圈所产内，电动机线圈所产生的热量；生的热量；(3)(3)线圈的电阻线圈的电阻. . 练习2 2：一台电风扇，