第四章 直流电路第三节电功电功率

1、第四章第四章 直流电路直流电路 第三节 电功 电功率天坤皖北经济技术学校 耿继红常见的用电器常见的用电器 电流通过电灯时电流通过电灯时,电灯发光电灯发光,电能转化电能转化为内能和光能为内能和光能 电吹风利用电流做功，把电电吹风利用电流做功，把电能转化成机械能和内能。能转化成机械能和内能。电热水瓶电热水瓶,利用电能把水烧开。电能转利用电能把水烧开。电能转化为内能化为内能 洗衣机利用电能洗衣机利用电能,把衣物洗净。电能把衣物洗净。电能转化为机械能。转化为机械能。观察结论观察结论1、以上用电器工作时，能是怎样转化的？、以上用电器工作时，能是怎样转化的？把电能转化为其他形式的能。把电能转化为其他形式的

2、能。2、做功的实质是什么？、做功的实质是什么？ 做功的实质是实现能的转化（能做功的实质是实现能的转化（能的转化是靠做功实现的），能转化的过的转化是靠做功实现的），能转化的过程就是做功。程就是做功。3、电流流动时能做功吗？、电流流动时能做功吗？ 电流流过用电器，把电能转化为其他电流流过用电器，把电能转化为其他形式能的过程，也就是电流做功的过程，所形式能的过程，也就是电流做功的过程，所以，电流能够做功。以，电流能够做功。电功电功：电流所做的功。：电流所做的功。表示表示：W实质实质：电流做功的过程实际上就是电能转化：电流做功的过程实际上就是电能转化为其他形式能量的过程，电流作了为其他形式能量的过程，

3、电流作了多少功多少功就就有有多少电能多少电能转化为其他形式的能。也就是消转化为其他形式的能。也就是消耗了耗了多少多少电能；获得了电能；获得了多少多少其他形式的能。其他形式的能。 想一想想一想：下面几种情况电流做功了没：下面几种情况电流做功了没 有？如果做了电路中的能量是如何转有？如果做了电路中的能量是如何转 化的？化的？ 1、正在转动的电动机。、正在转动的电动机。 2、家中取暖的电热毯。、家中取暖的电热毯。 3、教室里亮着的电灯。、教室里亮着的电灯。 4、热饭用的微波炉。、热饭用的微波炉。你能猜想电流做功的多少你能猜想电流做功的多少与哪些因素有关吗？与哪些因素有关吗？SVAU /VI/At/s

4、 高度高度1 15V5V0.1A0.1A1s1s10cm10cm2 25V5V0.1A0.1A2s2s20cm20cm3 35V5V0.1A0.1A3s3s30cm30cm交流论证：1、电路中电流电压一定，通电时间越长，钩码升高、电路中电流电压一定，通电时间越长，钩码升高的越高，表明电流做功越多。的越高，表明电流做功越多。2、在通电时间一定时，电压电流越大，钩码升高的、在通电时间一定时，电压电流越大，钩码升高的越高，表明电流做功越多。越高，表明电流做功越多。结论：结论： 实验表明：电路中电压越大，电流实验表明：电路中电压越大，电流越大，通电时间越长，电流所作的功越大，通电时间越长，电流所作的功

5、越多。越多。精确试验数据表明：精确试验数据表明： 电流所作的功跟电压、电流和通电时间成正比。电流所作的功跟电压、电流和通电时间成正比。电功等于电压、电流和通电时间的乘积。电功等于电压、电流和通电时间的乘积。u;电压电压伏特伏特(V ) I:电流电流安培安培(A) t:时间时间秒秒 (S ) w:电功电功焦耳焦耳(J) 1伏伏*安安*秒秒=1焦焦电功的单位电功的单位电功的单位是电功的单位是焦耳焦耳 ( J ) 生活中常用生活中常用千瓦时千瓦时又叫又叫“度度” ，符号是符号是 KWh1 KWh=3.6106J220 V 电能表应在电能表应在220V的电路中使用。的电路中使用。2.5（10）A 电能

6、表的允许通过的最大电流为电能表的允许通过的最大电流为2.5A，短，短时间允许通过的最大电流是时间允许通过的最大电流是10A。50 Hz 电能表在电能表在50 Hz的电路中使用。的电路中使用。1440 rkWh 每消耗每消耗1 KWh的电能，电能表转盘转过的电能，电能表转盘转过1440转转。1kWh=1度=3.6106J额定电压额定电压220V1KWh电电能表转盘能表转盘转动圈数转动圈数为为1200转转持续工作的持续工作的最大电流最大电流5A，短时间可通短时间可通过电流过电流5A10A计数特点：累计计数特点：累计 月末的数字减去月初的数字：月末的数字减去月初的数字： 561.6-478.2=83

7、.4kWh三电能表三电能表 1、电能表的作用：、电能表的作用：测电功测电功2、根据计数器读数、根据计数器读数:月初月初月末月末3246.8 kWh3265.4 kWh本月用电本月用电18.6 KWh例例1、阻值分别是、阻值分别是4 和和6 的两个电阻，并联在的两个电阻，并联在4V 的电路的电路上时，通电上时，通电1 min ，通过每只电阻的电流做的功分别，通过每只电阻的电流做的功分别 是多是多少少?串联在串联在4 V 的电路上，通电的电路上，通电1min ，通过每只电阻的电，通过每只电阻的电流做的功分别是多少？流做的功分别是多少？ 分析：分析：R1=4R2=6U=4VI I1=1AI I2=2

8、/3AU1=U2=U=4V第一种情况：并联第一种情况：并联W1=U1I I1t 4V1A60s240JW2=U2I I2t 4V2/3A60s160J第二种情况：串联第二种情况：串联I IU / R串串4V/10=0.4AR1=4R2=6U=4VU1=1.6VU2=2.4VW1=U1I It 1.6V0.4A60s38.4JW2=U2I It 2.4V0.4A60s57.6J电流通过电风扇的电动机，2000秒电流做功80000J，电流通过起重机的电动机，2秒内电流做功40000J，电流通过哪种电动机做功多?电流通过哪种电动机做功快?二、电功率二、电功率:1、意义:表示电流消耗电能的快慢。2、定

9、义：电流在单位时间内所消耗的电能。 定义式： P =3、单位：主单位：瓦(w) 常用单位：千瓦(Kw) 1KW=103W公式：UIP 空调:约1000W 吸尘器: 约800W电吹风机：约500W 电视机: 约200W抽油烟机：约140W 电冰箱:约100W 手电筒：约0.5W 计算器: 约0.5mw 电子表：约0.01mW 额定电压 额定功率一般用电器的铭牌一般用电器的铭牌都标都标有额定功率和额定电压，有额定功率和额定电压，用电器只有以额定电压用电器只有以额定电压工作时才能达到额定功工作时才能达到额定功率。率。额定功率额定功率150W额定电压额定电压220V例题例题2 2、有一个额定值为有一个

10、额定值为“220V220V、1000W”1000W”的电暖器，的电暖器，在正常工作时，通过它的电流是多少？如果由于供在正常工作时，通过它的电流是多少？如果由于供电紧张，电压降到电紧张，电压降到160V,160V,它的实际功率将是多少？它的实际功率将是多少？解：解：电暖器正常工作时的电流为：电暖器正常工作时的电流为： I=P/U=1000/220A4.55A 电暖器的电阻为：电暖器的电阻为：R=P/I=220/4.5548.4 当电暖器的电压为当电暖器的电压为160V160V时，电阻不变，时，电阻不变， 则则I1=U1/R=160/48.43.31A 电暖器的实际功率是：电暖器的实际功率是：P

11、P1 1=U=U1 1I1=1603.31W530W收集下列电器的铭牌，了解它们的额定电压和功率。收集下列电器的铭牌，了解它们的额定电压和功率。三、焦耳定律三、焦耳定律:问题问题(1)(1)灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡有什么感觉？为什么？灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡有什么感觉？为什么？ (2)(2)电风扇使用一段时间后，用手触摸电动机部分有什么感觉？电风扇使用一段时间后，用手触摸电动机部分有什么感觉？为什么？为什么？ 发烫发烫. .是电流的热效应是电流的热效应. .（3）灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的电）灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的电流，灯泡和电线都要发热，可是实

12、际上灯泡热得发光，流，灯泡和电线都要发热，可是实际上灯泡热得发光，电线的发热却觉察不出来。这是为什么？电线的发热却觉察不出来。这是为什么？着火着火了！了！演示实验：演示实验：实验目的实验目的 研究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关研究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关 实验装置实验装置 当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶中的煤油温度升高、温度计温度增加使瓶中的煤油温度升高、温度计温度增加. .电流产生的热量越多，温度增加的越快电流产生的热量越多，温度增加的越快. .我们根据温度计温度变化的多少比较电流我们根据温度计温度变化的多少比较电流产生的热量产

13、生的热量. . 实验分析实验分析在通电电流和通电时间相同的条件下，电在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量越多阻越大，电流产生的热量越多. . 在电阻和通电时间相同的条件下，电流越在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生的热量越多大，电流产生的热量越多. . 进一步的研究表明产生的热量与电流的平方成正比. 在通电电流和电阻相同的条件下，通电时在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间越长，电流产生的热量越多间越长，电流产生的热量越多. . 英国物理学家英国物理学家焦耳焦耳做了大量的实验，于做了大量的实验，于18401840年最年最先精确地确定电流产生的热量跟电流、电阻和

14、通先精确地确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即电时间的关系，即 1.1.内容：电流通过导体产生的热量跟电流的平内容：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比成正比. . 2.2.公式：公式： Q = I2Rt3.3.单位：单位：I-I-安，安，R-R-欧，欧，t-t-秒，秒，Q-Q-焦焦. .例例3 3：某电动机上标有：某电动机上标有“220V,5A”220V,5A”它的线圈电它的线圈电阻为阻为1.01.0，求它的额定功率和工作，求它的额定功率和工作1h1h电流做的电流做的功是多少？线圈中产生的热量为多

15、少？功是多少？线圈中产生的热量为多少？解：电动机的额定功率解：电动机的额定功率P=UI=220VUI=220V5A=1100W5A=1100W1h1h内电流做的功：内电流做的功：W=Pt=1100W=Pt=11003.63.610103 3J J4.010106 6J J1h1h内电流通过电动机产生的热量内电流通过电动机产生的热量Q=IQ=I2 2Rt=50Rt=502 21.01.03.63.610103 3J=9.0J=9.010104 4J J讨论讨论前面两个现象的解释前面两个现象的解释 因为灯泡和电线流过相同的电流，灯泡发光因为灯泡和电线流过相同的电流，灯泡发光时的电阻比电线的电阻大得

16、多，根据焦尔定律时的电阻比电线的电阻大得多，根据焦尔定律 可知，在相同的时间内电流通过灯泡产生可知，在相同的时间内电流通过灯泡产生的热量比通过电线产生的热量大得多。因此，灯的热量比通过电线产生的热量大得多。因此，灯泡热得发光，电线的发热却察觉不出来。泡热得发光，电线的发热却察觉不出来。 大功率的用电器用电线连接在照明电炉中大功率的用电器用电线连接在照明电炉中时，由于照明电路的电压是一定的，从时，由于照明电路的电压是一定的，从 可知，在电线的电阻相同的情况下，跟用电器相可知，在电线的电阻相同的情况下，跟用电器相连的电线中通过的电流比跟灯泡相连的电线中通连的电线中通过的电流比跟灯泡相连的电线中通过的电流大得多。根据过的电流大得多。根据 可知，