B、电功_电功率

1、请问：日常生活中有那些用电请问：日常生活中有那些用电器？这些用电器都在进行着哪器？这些用电器都在进行着哪些能量转化？举例说明些能量转化？举例说明. .热水器热水器电池电池白炽灯白炽灯电吹风电吹风蓄电池蓄电池下一页下一页如图所示，在静电场中，如图所示，在静电场中，A A、B B两两点间电势差为点间电势差为U U，电荷电荷q q由由A A点移动点移动到到B B点电场力做多少功？点电场力做多少功？答：电场力对电荷做的功等于电量答：电场力对电荷做的功等于电量q q和电和电势差势差U U的乘积的乘积. .W=UqW=UqA -+ BU下一页下一页若在电路两端加电压为若在电路两端加电压为U U，电电路中的

2、电流强度为路中的电流强度为I I，则在时则在时间间t t内电流做多少功？内电流做多少功？讲解：如果在电路两端加上电压，导体内就讲解：如果在电路两端加上电压，导体内就建立了电场，自由电荷在电场力的作用下发建立了电场，自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，电场力对移动电荷做功生定向移动，电场力对移动电荷做功. .设在设在时间时间t t内通过这段电路上任意一横截面的电内通过这段电路上任意一横截面的电量为量为q q，相当于在时间相当于在时间t t内电场力将电荷从内电场力将电荷从A A端移动到端移动到B B端端. .因此，电场力对电荷所做的功因此，电场力对电荷所做的功为为W=qUW=qU. .其中，其中

3、，q=It, q=It, 所以电流在时间所以电流在时间t t内做内做的功为的功为W=UIt.W=UIt.返回返回一电功和电热一电功和电热1. 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 对一段导体而言，两端的电势差为对一段导体而言，两端的电势差为U U，把电荷，把电荷q q从从一端搬到另一端，电场力做功一端搬到另一端，电场力做功W=qUW=qU，若在导体中形成，若在导体中形成电流电流I I，则，则q=Itq=It（在时间（在时间t t内，搬运的电量为内，搬运的电量为q q）。）。 说明：说明：（1 1）表达式的物理意义：电

4、流在一段电路上的功跟这段电路）表达式的物理意义：电流在一段电路上的功跟这段电路两端的电压、电路中的电流强度和通电时间成正比。两端的电压、电路中的电流强度和通电时间成正比。（2 2）适用条件：）适用条件：I I、U U不随时间变化不随时间变化恒定电流恒定电流（3 3）单位：）单位：W W、U U、I I、t t单位分别为焦耳、伏特、安培、秒，单位分别为焦耳、伏特、安培、秒，即即1J=1VAs1J=1VAs（4 4）实质：电能转化为其他形式的能，是通过电功来实现的。）实质：电能转化为其他形式的能，是通过电功来实现的。电流做了多少功，就有多少的电能转化为其他形式的能。电流做了多少功，就有多少的电能转

5、化为其他形式的能。、电热：英国物理学家焦耳，经过长期英国物理学家焦耳，经过长期实验研究后提出焦耳定律实验研究后提出焦耳定律. .（1 1）内容：电流通过导体产）内容：电流通过导体产生的热量，跟电流强度的平生的热量，跟电流强度的平方、导体电阻和通电时间成方、导体电阻和通电时间成正比正比. .（2 2）表达式：）表达式： Q=IQ=I2 2RtRt焦耳（1818-1889）下一页下一页 在金属导体中，除了自由电子，还有金属在金属导体中，除了自由电子，还有金属正离子正离子. .在电场力的作用下，做加速定向移动在电场力的作用下，做加速定向移动的自由电子要频繁的与离子发生碰撞，并把定的自由电子要频繁的与

6、离子发生碰撞，并把定向移动的动能传递给离子，使离子的热运动加向移动的动能传递给离子，使离子的热运动加剧剧.可见，在电阻元件中通过自由电子与离子可见，在电阻元件中通过自由电子与离子的碰撞，电能完全转化成内能的碰撞，电能完全转化成内能. .（3 3）产生焦耳热的原因：）产生焦耳热的原因：下一页下一页两种电路：两种电路：（1 1）纯电阻电路）纯电阻电路只含有纯电阻的只含有纯电阻的电路，如电炉、白炽灯等，电动机不电路，如电炉、白炽灯等，电动机不转时的电路转时的电路. . 电流做的功全部转化为内能电流做的功全部转化为内能W电=Q Q内下一页下一页（2 2）非纯电阻电路）非纯电阻电路电路中含有电电路中含有

7、电动机在转动或电解槽在发生化学反应的动机在转动或电解槽在发生化学反应的电路电路. .电流做的功一部分转化为内能，主要的一部分转化为机械能，W电= Q内+W机下一页下一页以电动机为例：以电动机为例： 从能量转化的角度分析，电功与电热的数量关从能量转化的角度分析，电功与电热的数量关系为：系为：WQ, WQ, 即即UIt UIt I I2 2Rt.Rt. 在纯电阻电路中，在纯电阻电路中，W=Q=UIt= IW=Q=UIt= I2 2Rt=URt=U2 2 /R/R选任选任一形式即可一形式即可 在非纯电阻电路中，只能用在非纯电阻电路中，只能用W=UW=UI It t计算电功，计算电功，只能用只能用Q=

8、IQ=I2 2RtRt计算电热计算电热电功和电热电功和电热下一页下一页t t如果接通电源将会怎样？ 注：点击开关接通或断开电源 电能表铝盘转动的快慢跟什么有关系？电能表铝盘转动的快慢跟什么有关系？ 电能表铝盘走的快慢不同，表示用电器消耗电能表铝盘走的快慢不同，表示用电器消耗的电能的快慢不一样。的电能的快慢不一样。 可见只有做功的多少还不行，还有做功可见只有做功的多少还不行，还有做功的快慢。那么我们应如何表示不同用电器的的快慢。那么我们应如何表示不同用电器的做功快慢呢？做功快慢呢？设问：什么是电功率？其计算公式如何？设问：什么是电功率？其计算公式如何？是如何得到的？是如何得到的？表示电流做功快慢

9、的物理量。即P=W/t=UIt/t=UI说明：说明：（1 1）表达式的物理意义：一段电路上的电功率跟这）表达式的物理意义：一段电路上的电功率跟这段电路两端的电压和电路中的电流成正比。段电路两端的电压和电路中的电流成正比。（2 2）单位：）单位：P P、U U、I I单位分别为瓦特、伏特、安培，单位分别为瓦特、伏特、安培，即即 1W=1J/s1W=1J/s（3 3）实质：表示电能转化为其他能的快慢程度。）实质：表示电能转化为其他能的快慢程度。 二二、电功率、电功率: :例题：一个例题：一个1kW1kW的用电器当工作的用电器当工作1h1h时消耗时消耗的电能是多少？的电能是多少？ 结果结果3 36

10、610106 6J J正好是正好是1kWh1kWh（1 1度）度）电能电能除了用标准的国际单位以外，还可以直除了用标准的国际单位以外，还可以直接用度和接用度和kWhkWh来直接运算，这样在数来直接运算，这样在数值比较大时更方便。值比较大时更方便。 设问：由公式P=UI可知，随着U、I的增大，P也将增大，P是否可以无限增大呢？首先我们要弄清额定功率和首先我们要弄清额定功率和实际功率的概念。实际功率的概念。 、额定功率和实际功率：（1 1）额定功率）额定功率 是指用电器在额是指用电器在额定电压下工作的功率，是用电器定电压下工作的功率，是用电器正常工作的最大功率正常工作的最大功率. .（2 2）实际

11、功率）实际功率 是指用电器在实际电是指用电器在实际电压下工作的实际的功率压下工作的实际的功率. .下一页下一页返回返回29寸彩电寸彩电220V150W电烙铁电烙铁220V15-100W电熨斗电熨斗220V800W海尔海尔181电冰箱电冰箱220V130W格兰仕微波炉格兰仕微波炉220V1080W上一页上一页（1 1）定义）定义：单位时间内导体的发热功率叫热功率：单位时间内导体的发热功率叫热功率. .2 2、热功率、热功率（2 2）公式：）公式：P=Q/t P=P=Q/t P=I I2 2R R （3 3）含义：导体的发热功率与通电导体的电流）含义：导体的发热功率与通电导体的电流强度及电阻成正比

12、强度及电阻成正比. .下一页下一页两种电路：两种电路：（1 1）纯电阻电路）纯电阻电路只含有纯电阻的电路，如电只含有纯电阻的电路，如电炉、白炽灯等，电动机不转时的电路炉、白炽灯等，电动机不转时的电路. .P电P热热 电流做的功全部转化为内能即P电= P内下一页下一页（2 2）非纯电阻电路）非纯电阻电路电路中含有电动电路中含有电动机在转动或电解槽在发生化学反应的电路机在转动或电解槽在发生化学反应的电路. .以电动机为例：以电动机为例：MP P电电P P机机P P内内电流做的功一部分转化为内能，主要的一部分转电流做的功一部分转化为内能，主要的一部分转化为机械能，化为机械能，W W电电= = W W

13、内内+ +W W机机即即P P电电= = P P内内+ +P P机机下一页下一页电功率是指输入某段电路的全部电功率，或者断电路电功率是指输入某段电路的全部电功率，或者断电路上消耗的全部电功率，决定于这段电路两端电压上消耗的全部电功率，决定于这段电路两端电压U U和通和通过的电流过的电流I I的乘积的乘积. .热功率是指在这段电路上因发热而损失的功率，其大热功率是指在这段电路上因发热而损失的功率，其大小决定于通过这段导体中电流强度的平方和导体电阻小决定于通过这段导体中电流强度的平方和导体电阻的乘积的乘积.对于纯电阻电路，电功率等于热功率，计算时可用中对于纯电阻电路，电功率等于热功率，计算时可用中

14、P=IU=IP=IU=I2 2R=UR=U2 2/R/R的任一形式进行计算的任一形式进行计算. .对于非纯电阻电路，电路消耗的电功率等于热功率与机对于非纯电阻电路，电路消耗的电功率等于热功率与机械功率等其他形式的功率之和，即电功率大于热功率，械功率等其他形式的功率之和，即电功率大于热功率，计算时只能用计算时只能用P=IUP=IU 计算电功率用计算电功率用P= IP= I2 2R R计算热功率计算热功率. .返回返回电功率和热功率电功率和热功率【例【例1 1】把一根长为】把一根长为L L的电炉丝接到的电炉丝接到220220V V的电路的电路中用它来烧沸一壶水，需时间中用它来烧沸一壶水，需时间t

15、t秒钟，若将此电秒钟，若将此电炉丝均匀的拉长，使半径减小为原来的一半，炉丝均匀的拉长，使半径减小为原来的一半，而后再剪掉长为而后再剪掉长为L L的一段，再将余下的电炉丝接的一段，再将余下的电炉丝接到同样的电路中，仍用到同样的电路中，仍用 它烧沸一壶同样的水，它烧沸一壶同样的水，则需时间则需时间 秒秒. . 解析：由电阻定律可知，此电阻丝阻值变为原解析：由电阻定律可知，此电阻丝阻值变为原来的来的1212倍，在电压不变的情况下，功率变为原倍，在电压不变的情况下，功率变为原来的来的1/121/12，烧沸同一壶水，需要电功相同，则，烧沸同一壶水，需要电功相同，则时间变为原来的时间变为原来的1212倍，

16、故，答案为倍，故，答案为1212t. t.t下一页下一页【例【例2 2】某一用直流电动机提升重物的装某一用直流电动机提升重物的装置如上图所示，重物质量置如上图所示，重物质量m=50kgm=50kg，电源提电源提供恒定电压供恒定电压U=110VU=110V，不计各处摩擦，当电不计各处摩擦，当电动机以动机以v=0.90mv=0.90ms s的恒定速度向上提升重的恒定速度向上提升重物时，电路中电流强度物时，电路中电流强度I=5AI=5A，求电动机线求电动机线圈电阻圈电阻R R（g=10mg=10ms s2 2）. .分分析析:答案答案:4 :4 下一页下一页跳页跳页【例【例3 3】额定电压都是额定电压都是110110V V，额定功率额定功率P=100WP=100W，P=40WP=40W的电灯两盏，若接在电压是的电灯两盏，若接在电压是220220V V的电路上，使的电路上，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？是下图中的哪一个？A B(1)AB(4)(3)AB(2)BA答案