电功率单元知识总结

教学内容：电功率单元学问总结教学目标：通过复习归纳使学问系统化，形成学生的学问建构。把握一些解题技巧。课时安排：3课时【本章学问构造】【本章学问要点】电流通过导体时所做的功叫电功，电流做功的过程实质是把电能转变成其他形式能的过程．电功的计算公式：W＝IUt (3)电功的单位是焦耳：1J＝1V×1A×1sWP电功率是描述电流做功快慢的物理量，其定义式为

t PUI(这是伏安法测功率的原理)电功率的单位是瓦：1kWh3.6106J (留意：1kW·h就是“1度电”)U2P两个计算公式： R ，PI2R(应用公式计算实例相当重要)电灯上标有的“PZ220-25”的意义要明白．留意区分额定功率和实际功率．电能表：①“220V”电能表在220V电路中使用．②“10(20)A”电能表的额定电流为10A，瞬间可以允许最大电流不能超过20A．③“50Hz”电能表在50Hz的沟通电中使用．④“600revs／kW·h”电路中每消耗1kW·h的电能，电能表上的转盘转600转．电功率的测量．电和热的关系：电流通过导体时，电能要转化成热能，此现象叫电流的热效应．家庭电流过大的缘由是：短路和用电总功率过大．家庭电路所用的保险丝是由电阻率较大而熔点较低的铅锑合金制成的．【本章考点】电功、电功率及单位和测量．用电器的额定电压和额定功率．电功率和安全用电的常识。应用电功、电功率解决实际问题，同时能将本章学问与欧姆定律和串、并联电路结合起来应用．【难题巧解点拨】[例1]某电灯正常工作的电压为10V，给它串联一个电阻后接入12V的电路中．此时电灯正常工作，电阻中的电流是500mA．求2min内电流通过电灯做的功和电阻上消耗的电能．思路分析首先将各物理量的单位统一：U=10V，I=500mA=0.5A，t2min 260s120sWUIt10V05A120s600JII05A,U12V10V2V流对电阻做功与电阻消耗的电能一样．(留意这一点的理解)W”U”It2V0.5A120s120J答：2min内电流通过电灯做的功是600J，在电阻上消耗的电能是120J.[例2]“600r／kW·h”10min电能表的转盘转445转，求这段时间内电冰箱消耗多少电能?思路分析电能表上“600r／kW·h”字样的含义是指：接在这个电能表上的用电器每消耗lkW·h的电能，电能表上的转盘转过600转．依据“600r／kW·h”(这是分析关键)的意义和实际电能表转盘转过的转数，就可以解题．45转解：电冰箱消耗电能为

W600/kWh

0.075kWh

(10min时间已经表达在45转之中)由于1kWh36106J所以W007536106J27105J答：这段时间内电冰箱消耗27105J的电能．[例3]灯泡上标有“220V 40W”字样，接在家庭电路中，通过灯丝的电流是 A，灯丝的电阻是 Ω．假设将此灯接在110V的电压上，灯的实际功率是 W．(不考虑温度对电阻的影响)思路分析 (要理解正常发光的意义)由电灯泡上的数字可知：灯泡必需接在220V的电路上正常发光，正常发光时的功率是40W．将灯接在家庭电路中，家庭电路电压是220V，灯恰好正常发光，这时电流为：PI 额 U额UR 额L I额

40W 2 A220V 11220V 12102A11假设把灯接在110V电压下，加在灯两端的电压小于额定电压，所以实际功率比额定功率小．一般不考虑温度对电阻的影响，灯丝的电阻是不变的，则UI 实 RL

110V1210

1A11

(这点很重要)P U I实 实

110V111

A10WU2R L灯泡的实际功率还可以利用比例关系来求，由于灯丝电阻RL

不变，而依据 L

P 有(要学会这种解题方法)U2 U2 额 实P P额 实U

110V2P ( 实 U额

)2P额

40W10W220V点评 用电器的实际功率问题是电学中的难点之一．用电器制成后，其电阻是肯定的．在额定电压下，用电器正常工作，此时通过的电流是额定电流，功率到达额定功率．假设加在用电器两端的电压高于或低于额定电压时，通U2R 额额过用电器的实际电流将大于或小于额定电流，这时的功率也不等于额定功率．仍可由 P额

求出用电器电阻，然U U2UIII UII后再依据 实

U IR P实、R P实、

P实求出实际功率，或者由

实UR 直接求出。(留意区分U

额与 实，

额与实，与 与 额 实[例4] 在下表中是某型号洗衣机的铭牌，依据此铭牌，求：在额定电压下洗衣时，通过洗衣机的电流为多大?假设洗衣用1．5h，脱水用0．8h，洗衣机用电多少度?思路分析这是一个实际应用问题．在理解和分析题时，要转化为一个物理问题处理，将实际条件和物理问题对应起来．通过铭牌的阅读知道了两种功率，一种电压，依据题中条件的两种不同时间，和这两种功率对应起来，分别求出消耗的电能，然后再求总耗电能．1度电＝1kW·h．解：(1)通过洗衣机在洗衣时的电流为PI 1U

220V

1.6A(2)洗衣时消耗的电能W Pt1 11

0.35kW1.5h0.525kWh脱水时消耗的电能W Pt2 22

0.32kW0.8h0.256kWh洗衣机消耗的电能WW W1 2

0.525kWh0.256kWh0.781kWh答：洗衣时的电流为1．6A，洗衣和脱水共用0．781度电．[例5]某盏灯标有“3V1W”字样，接在电压不变的电源上恰好正常发光．求：(1)此时通过灯丝的电流；灯丝的电阻；通电2min灯消耗的电能．(2)假设使灯消耗的电功率减为0．36W，需串联一个阻值多大的电阻后接在原电源上才行．思路分析灯接在电源上恰好正常发光，说明灯是在额定电压下工作，功率到达额定功率，通过的电流为额定电流．假设灯的功率减为0．36W，说明此时所加电压低于额定电压，通过的电流将随之转变，但灯丝的电阻将保持不变．(请留意这一点)PI解：(1)灯正常发光时的电流： U

1W3V

0.33AU2R灯丝的电阻： P

(3V)2 91W9

(这是求电阻的一种方法)2min：WPt1W260s120J0.36W9(2)先求灯的功率减为0．36W时通过的电流P0.36W9P”RI”P”R所以

0.2A此时电路的总电阻：

UR”

3V0.2A

15则需串联的电阻阻值为R R”R1596串21 [例6] 在图7-1中，电压表V的示数为10V，电压表V的示数为2V，现调整滑动变阻器，使V示数为1．5V，则电阻R上电压为 ，此时电压表V的示数为 ．21 思路分析依据题意应用欧姆定律滑动变阻器没有调整时：(这是此题的第一个条件)U UI 1 I 2，1 R 2 R，1 2

UUU，2 U，

10V2V8V I I，1 2，U U UU1 2 U，R R，1 2

R 12R (留意比值的关系)2R 2V 11 R 8V 421 滑动变阻器调整后：I”I” 1 U” R 11 1U” R 42 2U” 4U”41.5V6V2 1U”U”U” 1.5V6V7.5V1 2答：空应填6V；7．5V.点评 使用欧姆定律时，要找出各局部电路的电压、电流及电阻的关系．假设电路变化了，也要找出相应变化后的电压、电流及电阻的关系．即“段段对应”．[例7] 某电炉，额定电压是220V，额定功率是500W，假设将电炉丝等分两段，把其中一段接入110V电压的电源，这段电炉丝的实际功率是多少?思路分析U2 RP

UU”电炉的功率 R ，当把电炉丝等分后，每一段电炉丝的电阻为2，所加电压减到110V时，电功率P”可求．

2，因此解：1

U”2R”1

2R2

U2R

P 500W 250W2 2答：这段电炉丝的实际功率为250W．点评 解此题的方法有很多，但是千万不要认为电阻和电压都减到一半，因此电流强度不变，还是500W．(这点是解题的关键)1 2 [例8] 如图7-2所示，电路两端所加电压为220V，且保持不变．现在有三盏电灯L、L 、L 分别标有“220V15W”、“220V 30W”、“220V 100W”1 2 S1S2都闭合时，L2L1L3不亮；S1S2都断开时，L3L2L1不亮；S1S2L2L1L3都不亮；1 2 2 3 当S、S 都断开时，L 比L亮，L1 2 2 3 由开关运动使电路构造发生变化时，首先要推断电路的连接方式，并画出相应的等效电路．题目给出电压U不U21R1变，由

P 分别求出三盏灯的电阻R

3227 R，2，

1613 R，3，

484．12当SS12

都闭合时，如图7-3L

1L3L和1L3

PL并联．由L

U2R (请留意这里的分析方31法不同)可知当U一样时，P跟R成反比．由于R31

R P

PL

比 1亮，选项A正确．11 2 2 222L当S、S 都断开时，如图7-3(乙)所示，L被断路而不亮，L 和L串联．由P11 2 2 222L2法不同)可知当I一样时，P跟R成正比．由于R2

R ，所以P

PL

比 3亮，选项D正确，而B不对．31 2 3 322当S断开、S 闭合时，如图7-3(丙)所示，L被断路，L被短路，均不亮，电路中只有L 31 2 3 322[例9]电烙铁使用前需要肯定的预热时间，所以承受图7-4所示的电路．在临时不需要焊接时，断开开关S，使电烙铁处于预热状态；当需要焊接时，闭合开关S，就能很快到达焊接温度．假设有一个“220V25W”的电烙铁预热，灯泡L800Ω，求：在预热状态下电烙铁消耗的功率为多少?整个电路消耗的功率是电烙铁正常工作时消耗功率的百分之几?思路分析电烙铁在预热状态时，相当于电烙铁和灯泡L组成串联电路．此时功率为预热时的功率．正常工作时的功率即为00P 25WPP为00

相比，求出所占比例．(从条件确定)1解R1U2R 1

(220V)2

19361 P 25W1预热时的总电阻为RRR R1

19368002736通过串联电路的电流IU 220VR 2736

0.08A电烙铁消耗的电功率P I2R烙 1

(0.08A)2

193612.4W整个电路消耗的功率PI2R(0.08A)2

273617.5WP 17.5WP 25W0

70%

(区分P

、PP0

这三个功率)烙答：预热时电烙铁的功率为12.4W；整个电路的功率是电烙铁正常功率的70％．烙[例10]7-5所示，煮饭时，按下温控开关S与α、b接触，红色指示灯亮；饭熟后，温控开关S自动断开．当饭温度低于68℃时，S自动上升与触点C接通，电饭锅处于低温加热状态，黄色指示灯亮，到68℃时即自动断开．如此反复．(红、黄指示灯电阻很小，计算时可无视不计)RR各起什么作用?21 假设煮饭时发热板功率为726W，而低温加热时发热板动率为72．6W，求R 的大小．思路分析 21 2 1 2电饭锅煮饭时，红灯亮，R与红灯串联，所以红灯及R阻值比较大；电饭锅保温时，R 与R 、黄灯串联，由串联电路的特点，2 1 2解：电饭锅煮饭时U2P 726WR0

(留意两个不同状态下电路的关系)电饭锅保温时P”I2R0

U2 R(R R )2 0 2

72.6WP R R P 0 2P” R0

10得R (得2

1)R10010U2R 00 P

(220V)2726W

67

R

的作用)010R (102

01)67145答：电饭锅中R2的阻值为145Ω．1 [例11] 将电灯L“110V 20W”和电灯L “110V 40W”串联在220V的电源上1 光?思路分析通过额定功率及额定电压求出它们的电阻．U2R 1

6051解： 1 P1

20WU2 (110V)2R 2 2 P

30321 2 1 L与L 串联时它们的电流相等II 1 2 1 UIR R1

220V605303

0.24A1 L与L 1 P I2R1 1

(0.24A)2

60534.8WP I2R2 2

(0.24A)2

30317.4W答：两灯不能正常发光．1 2 1 2 点评LLL灯被烧坏，就造成电路断开，因此L和L1 2 1 2 [例12]一个电动机的电阻为0．2Ω，额定电压是6V，把它