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[!--downpath--]第十六章电压作功与电力 第一节电压作功 各种发电厂和蓄电池将不同形式的能量转换成电能供人们使用。 电能转化为光能,电能转化为机械能。 灯照亮了我们。 电机使电风扇旋转。 家用电器做功的过程就是利用电压做功将电能转化为其他形式的能量的过程。 了解电压所做的功 2、电功与电能的关系:电压做多少功,就消耗多少电能。 3、大小:电压所做的功与电压、电压、通电时间成反比。 估算公式:W=UIt4。 单位及换算:1度=1kW·h=3.6×106J。 【方法概要】电功率的其他估算公式 (1) 基本公式和推论公式 (2) 使用注意事项 ①当电压在纯内阻电路中流动时,所有电能都转化为内能。 公式及W=I2Rt仅适用于纯内阻电路(灯、电炉、电饭锅等)中电功率的估算; 非纯内阻电路(电风扇、冰箱、洗衣机等)的电功率由W=UIt估算。 ②并联(或等电流)电路采用比较,串联(或等电压)电路采用W=I2Rt比较。 电能表(瓦时表)是一种检测电能的仪器。 水费计算 ● “220V”表示电能表应在220伏电路中使用。 电能表有几个重要参数需要注意: ● “10(20)A”表示电能表的额定电压为10A,额定最大电压为20A。 电能表的工作电压不应超过额定最高电压。
● “50~”表示电能表使用在频率为50Hz 的交流电路中。 ●“/(kW·h)”表示电能表所连接的家用电器每消耗1kW·h的电能,电能表上的转盘转动600次。 电能表的读数:电能表计数器上两次读数的差值就是该时段的用电量。 单位:kW•h 即:红圈内的数字为小数点后面的数字。 =•hW2=•h1 月底:二月底:W=•h4267.84374.4W2-W1=106.62 个月用电量:电能表读数及电能计量方法读数 各种家用电能表 1、小丽观察家里的电能表,听到表盘上有“3000r/kW·h”字样。 这样,她家4小时用电就消耗kW·h,相当于J.实践0.82.88×1062。 电加热器的电阻值为440Ω。 接通电路工作时,10分钟消耗的电能为。 电加热器两端的电流是多少? 解决方法:代入数据,得U=220V,即电加热器两端电流为220V。 答:220V 第十六章电压做功与电功率 第二节电压做功的速度 1、电功:电能以其他方式转化为能量的量。
2、电功率单位:J,kw·h1kw·h=3.6×106J3。 电量的检测:使用电能表方法一:看计数器,等于连续两次指示的差值。 窍门二:数转盘的转数N,温故知新想想夏天,用空调和电动吊扇纳凉哪个效果更好? 它们两端的电压在同一时间内做同样的工作吗? 1. 电功率是表示电压工作速度的数学量。 2、定义:单位时间内电压所做的功。 P代表电功率。 单位:瓦,简称瓦(W) W表示电功率,单位:焦耳,符号:Jt表示时间,单位:秒,符号:s4,电功率的另一个单位是千瓦,符号:kW。 kW与W的关系为:1kW=10³W 电功率 3、公式:电功率的估算: 方法一: 方法二:P=UI 方法四:P=I2R 方法三:电功率等于电流和电压的乘积 电功率等于电功率与使用时间的比值 加热器等不适合有电磁感应或物理变化的电路,如对蓄电池、电机电路等进行充电。不同类型的家用电器通常具有不同的电功率。 查看家电产品的说明书,我们经常可以看到“电量”等参数。 此时的功率称为额定功率。 额定功率、实际功率 1. 额定电流:电器正常工作时的电流。
2、额定功率:家用电器在额定电流下工作时的功率。 P 金额 U 金额 U 实数 P 实数 3. 实际电流、实际功率 施加在家用电器两端的实际电流。 家用电器在实际工作电流下的功率。 U 实际 = U 金额,则 P 实际 = P 金额; 与家用电器正常工作。 如果U大于U,则P大于P; 否则可能会损坏家用电器。 你真实灯泡的色温是由灯泡在电路中工作时的实际功率决定的。注意:3.由电功率公式P=UI可以看出,检测用家电两端电流和通过用家电的电压,就可以晓得用家电实际的电功率。1、某实验小组在做“探究串联电路的电流规律”实验时,连好了如图所示的电路,闭合开关S后发觉L2正常发光,L1只能微弱发光。以下对于这一现象形成的诱因剖析中,合理的是( )A.灯L1发生断路B.灯L1发生漏电C.因为灯L1的内阻较大,实际功率较小D.因为灯L1的内阻较小,其实际功率较小D练一练2、在如图所示的电路中,R1=10Ω,R2=20Ω,闭合开关后,电压表的示数为0.3A.求:(1)内阻R1两端的电流;(2)通过内阻R2的电压;(3)电路消耗的总功率.答案:(1)内阻R1两端的电流是3V;(2)通过内阻R2的电压是0.15A;(3)电路消耗的总功率是1.35W。
3.将灯泡连接到电流为220V的电路上。 通过灯泡的电压为68mA。 灯泡的电功率是多少瓦? 一个月内总共通电100小时,电压做多少功? 答案:5.4×106J1。 定义: 3、单位:在国际单位制中电功率表示电流做功的,电功率的单位是瓦特,简称瓦(W); 常用单位为千瓦(KW) 2、估算公式: (1) 定义公式: (2) 估算公式: P=UI 电压称为单位时间内的电功率。 它是一个化学量,表示电压作用的速度。 4、额定电流和额定功率: 额定电流:指家用电器正常工作电流; 额定功率:指家用电器在额定电流下工作的功率,或称正常工作功率。 5、实际电流和实际功率实际电流:家用电器的实际工作电流; 实际功率:家用电器在实际电流下工作的功率。 第十六章电压工作与电功率第三节检测电功率亲爱的朋友们,后面我们学习了电功率的概念及其估算方法。 你能说出什么是电力吗? 电功率的估算方法是什么? ,但招牌上只有额定电流2.5V,而且没有电。 你能测量小灯泡的电功率吗? 如何检测呢? 根据公式:P=UI 小灯泡两端的电流流过小灯泡的电压。
实验电路图:连接电路 三、进行实验并收集证据: 1、如何连接? 关闭开关之前滑块应置于什么位置? 2、电流表在电路中如何连接? + 和 - 端子是否正确连接? 电阻值选择是否正确? 注意事项:滑动变阻电压表 3、注意观察什么情况下小灯泡正常发光,什么情况下小灯泡比正常亮,什么情况下小灯泡比正常暗。 调节滑动变阻器时应注意,以免实际电流超过额定电流而造成电流过大,损坏小灯泡。 注意事项:电流表和电压表应串联在电路中,电压应串接“+”,“-”输出不应超过最大检测值。 通过多次测试取平均值来衡量功率? 中学生报告实验结果。 4、沟通与合作 5、思考:如何测量家庭电路中电灯的功率? 1. 一位同事正在做“测量小灯泡功率”的实验,他能够正确连接电路进行实验。
实验中,他合上开关后,发现小灯泡能够发光,但电流表上的读数却小于额定电流。 他尝试调节滑动变阻器的滑块,让小灯泡正常发光。 然而无论他怎么调节,电流表上的读数都很难达到小灯泡的额定电流值。 造成这种现象的原因可能是() A、电流表阻值太小 B、滑动变阻器总电阻太大 C、电源电流太低 D、小灯泡钨丝断了 C 课堂培训 2、用电压表和电流表测量有“2.5V”字样的小灯泡的额定功率。 A. 3V 电源 B. 8V 电源 C. 电阻为 0-3V 的电流表 D. 电阻为 0-15V 的电流表 E. 电阻为 0-0.6A 的电压表 F. 电阻为 0-3A 的电压表 (3)闭合开关前,调节滑动变阻器的阻值; 4)实验中调节滑动变阻器,首先观察—————————的指示,然后取——————上的指示,然后用公式————————计算出小灯泡的额定功率。
(5)如果实验中的小灯泡发绿光,此时电流表的读数一定为2.5V,应将滑动变阻器的滑块向左调整。 电流表2.5V电压表P=U·I大于3。 在测量小灯泡电功率的实验中,我们要测量电流为2.5伏的小灯泡的额定功率。 实验操作时,手眼分工为() A、用手连接滑动变阻器的滑块,看电压表的指针 B、用手连接滑动变阻器的滑块,看电流表的指针 C、用手连接滑动变阻器的滑块,看小灯泡是否正常发光 D、用手按下开关,看电压表的指针 B、小灯泡实际消耗的功率不一定相等当小灯泡U实数=U量时,P实数=P量 当小灯泡U实数>U量时,P实数>P量 当小灯泡U实数时QJ2物理好资源网(原物理ok网)
例如,电灯、电炉、电烙铁等都是外加电压热效应的反例。 电压的物理效应:当电压通过导电液体时,会引起液体的物理变化,形成新的物质。 【引申】电流的作用 电压的这些治疗作用称为电压的物理作用。 例如,电解、电镀、电离等都属于外加电压物理效应的反例。 电压的磁效应:使软铁芯周围的导体通电,软铁芯就会形成磁性。 这些现象就是电压的磁效应。 例如警铃、蜂鸣器、电磁扬声器等都是借助电压的磁效应制成的。 【引申】电流作用的现象。 灯泡通电后,一开始不是很热,但过了一会儿就变得很热。 现象二:通电后,内部电阻丝发热膨胀,但电源线本体温度变化不大。 电压I、内阻R、通电时间t现象三、烤箱通电后,必须按下加热(煮饭)按钮开关才能煮饭。 电压产生热量的原因是什么? 推测:与电压产生的热量有关的诱因是控制相同的电压I和时间t:研究内阻R的变化→对电热Q的影响,控制内阻R和相同的时间t:研究电压I的变化→对电热Q的影响控制内阻R和相同的电流I:研究时间t的变化→对电热Q的影响。控制变量法中使用了哪些数学方法来探索实验? 电压通过导体形成热量,而其中形成的热量是看不见也摸不着的,如何检测呢? 看不见、摸不着的科学量 看得见摸得着的科学量的变换,让电压产生的热量被液体吸收,通过观察液体的热膨胀(观察玻璃管内液柱的升降)来检测。
控制内阻R和电流I相同,研究通电时间t的变化→对电热Q的影响。推论:对于同样的电阻丝,在电压恒定的情况下,通电时间越长,煤油的温度越高,说明电压产生的热量越高。 每隔一分钟记录温度计的读数,控制相同的内阻R和时间t:研究电压I的变化→对电加热Q的影响。推论:对于同样的电阻丝,在相同的通电时间下,通电电压越大,煤油的温度越高,说明电压越大,电压产生的热量越大。 同时,通过R的电压为I,联通R0的滑块使通过R的电压为0.5I。 比较两次R产生的热量,控制电压I和时间t相同:研究内阻R的变化→对电加热Q的影响。推论:在通电电压恒定、通电时间相同的情况下,内阻越大,煤油的温度越高,说明电压越大,电压产生的热量越大。 嗨,我们用欧姆定律,可以推导出输入电压的热效应与电阻值之间的关系吗? P=IUU=IRP=IU=I×IR=I²R 在相同电压下,电能转化为热能时的功率与导体的电阻成反比。 即:当电压相同时,内阻较大的导体在一定时间内产生的热量较多。 推论:分析论证:电压通过导体产生的热量与电压的平方成反比,与导体的电阻成反比,与通电时间成反比。
在焦耳定理的历史上,美国化学家焦耳做了大量的实验,探索电压产生的热量与电压大小、导体内阻、导通时间的关系。 他终于在1840年发现:焦耳定理。 在过去的40年里,已经进行了400多个实验来研究热与功之间的关系。 通过大量实验,1840年首次准确确定了电压产生的热量与电压、电阻和通电时间的关系。 焦耳定理1.内容:电压通过导体产生的热量与电压的平方成反比,与导体的电阻成反比,与通电时间成反比。 2、公式:Q=I2Rt3。 单位:I-an、R-欧姆、t-秒、Q-笑话。 不纯内阻电路:W总计>Q(W总计=UIt=W外部+Q)Q=W=UIt=I2Rt 根据欧姆定理U=IR且W=UIt,如果电压所做的功全部用于形成热量,即Q=W 注:焦耳定理适用于任何家用电器的热量估算。 以下公式还可用于估算仅具有电压热效应的电路的热量。 纯内阻电路:W总=Q放=Pt=UIt=t=I2Rt 【例1】用电炉做饭时,电炉丝发热且肿胀,但与电炉丝相连的铜线却不太热。 为什么? 电炉内电阻丝和铜丝串联在同一电路中,因此通过的电压是相同的,时间也是相同的。 根据焦耳定律Q=I2Rt,当两个导体中的电流和通电时间相同时电功率表示电流做功的,电压产生的热量与导体的内阻成反比。 由于电炉内电阻丝的内阻远大于铜丝,因此电炉丝产生的热量也比铜丝多得多。
经典分析【例2】电机正常工作时,线圈两端电流为380V,线圈内阻为2Ω,通过线圈的电压为10A。 电机正常工作时,一秒钟消耗的电能为J,产生的热量为J。 【例3】60Ω内阻丝接36V电源,5分钟产生多少热量? 答:5分钟内形成的总热量为6480J。 1、浊体放出的热量与什么诱因有关。 当电压和导体内阻一定时,通电时间越长,产生的热量越多; 当电压和通电时间一定时,导体内阻越大,形成的热量越多;2. 焦耳定理 Q=I2Rt查看更多