高二物理 第14章第5節(jié) 電功和電功率課件.ppt

第五節(jié)電功和電功率 核心要點(diǎn)突破 課堂互動(dòng)講練 知能優(yōu)化訓(xùn)練 第五節(jié) 課前自主學(xué)案 目標(biāo)概覽 目標(biāo)概覽 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 理解電功的概念 知道電功是指電場(chǎng)力對(duì)自由電荷所做的功 掌握電功的公式 能利用公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算 2 理解電功率的概念和公式 能用公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算 3 知道電功率和熱功率的區(qū)別和聯(lián)系 4 知道電場(chǎng)力對(duì)自由電荷做功的過(guò)程是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過(guò)程 重點(diǎn)難點(diǎn) 1 電功 電功率和熱功率的概念的理解及有關(guān)計(jì)算 2 電路中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系 電功和電熱的聯(lián)系和區(qū)別 課前自主學(xué)案 一 電功1 定義 在電路中 導(dǎo)體中的自由電荷在電場(chǎng)力的作用下發(fā)生定向移動(dòng)而形成 此過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)自由電荷做功 在一段電路中電場(chǎng)力所做的功 就是我們常說(shuō)的電流做的功 簡(jiǎn)稱電功 2 公式 w 3 單位 符號(hào) 電流 uit 焦耳 j 二 電功率1 定義 電流所做的功跟完成這些功所用時(shí)間的 叫做電功率 2 公式 p 3 單位 符號(hào) 三 焦耳定律1 內(nèi)容 電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量 跟電流的 導(dǎo)體的電阻和通電時(shí)間成 2 公式 q 比值 瓦 w 平方 正比 i2rt 四 熱功率1 定義 單位時(shí)間內(nèi)發(fā)熱的功率稱為熱功率 2 公式 p i2r 五 電功和電熱的關(guān)系在純電阻電路中電功 電熱 在非純電阻電路中電功 電熱 等于 大于 核心要點(diǎn)突破 一 電流做功的實(shí)質(zhì)圖14 5 1導(dǎo)體中要有電流 兩端必須加一定電壓 如圖14 5 1所示 設(shè)電壓為u時(shí)電流為i 則在t時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體任一截面的電荷量q it 所以電場(chǎng)力做功w qu uit 電場(chǎng)力做正功對(duì)應(yīng)電勢(shì)能減少 所以w uit的意義為消耗電能的值 也就是說(shuō) 電流通過(guò)用電器做功的過(guò)程 實(shí)際上是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過(guò)程 如圖14 5 2所示 表示了電流做功時(shí)的能量轉(zhuǎn)化情況 圖14 5 2 二 純電阻電路與非純電阻電路中的電功和電熱 特別提醒 1 首先分清研究的電路是純電阻電路還是非純電阻電路 找出能量轉(zhuǎn)化的途徑 即通過(guò)電流做功把電能轉(zhuǎn)化成了哪幾種能量 2 不論是哪種電路 電功uit 電熱i2rt都是對(duì)的 只不過(guò)在純電阻電路中可以用歐姆定律變形使用 在非純電阻電路中歐姆定律不適用 不能變形使用 三 額定功率與實(shí)際功率額定功率是指用電器在正常工作時(shí)的功率 當(dāng)用電器兩端的電壓達(dá)到額定電壓或電流達(dá)到額定電流時(shí) 用電器消耗的功率達(dá)到額定功率 p額 i額 u額三個(gè)有一個(gè)達(dá)到額定值 則另外兩個(gè)也為額定值 用電器在實(shí)際使用時(shí) 若加在它上面的實(shí)際電壓不等于額定電壓 那么它消耗的實(shí)際功率就不等于額定功率 特別提醒 1 負(fù)載 負(fù)荷 是對(duì)用電器功率特征的一種習(xí)慣稱謂 通常說(shuō) 負(fù)載 或 負(fù)荷 大 是指用電器的功率大 并不是用電器的 電阻 大 2 為了保證用電器的安全 實(shí)際功率 電壓 是不能大于額定功率 電壓 的 3 純電阻元件正常工作時(shí)的電阻 額定電阻 一般要大于不工作時(shí)的電阻 工作時(shí)要發(fā)熱 溫度高電阻率大 課堂互動(dòng)講練 不考慮溫度對(duì)電阻的影響 對(duì)一個(gè) 220v 40w 的燈泡 下列說(shuō)法正確的是 a 接在110v的電路上時(shí)的功率為20wb 接在110v的電路上時(shí)的功率為10wc 接在440v的電路上時(shí)的功率為160wd 接在220v的電路上時(shí)的功率為40w 答案 bd 點(diǎn)評(píng) 在不考慮溫度對(duì)電阻的影響情況下 用電器的阻值是不變的 這常是題中隱含條件 變式訓(xùn)練1一盞電燈直接接在電壓恒定的電源上 其功率是100w 若將這盞燈先接一段很長(zhǎng)的導(dǎo)線后 再接在同一電源上 此時(shí)導(dǎo)線損失的電功率是9w 那么此電燈的實(shí)際功率將 a 等于91wb 小于91wc 大于91wd 無(wú)法確定 2011年河南許昌模擬 額定電壓均為220v的白熾燈l1和l2的u i特性曲線如圖14 5 3甲所示 現(xiàn)將和l2完全相同的l3與l1和l2一起按如圖乙所示電路接入220v電路中 則下列說(shuō)法正確的是 圖14 5 3 a l2的額定功率為99wb l2的實(shí)際功率為17wc l2的實(shí)際功率比l3的實(shí)際功率小17wd l2的實(shí)際功率比l3的實(shí)際功率小82w 解析 由l2的伏安特性曲線可得 在額定電壓220v時(shí)的電流為0 45a 則l2的額定功率為p額 u額i額 99w 所以選項(xiàng)a正確 圖示電路為l1和l2串聯(lián)再與l3并聯(lián) 所以l1和l2串聯(lián)后兩端的總電壓為220v 那么流過(guò)l1和l2的電流及兩燈的電壓滿足i1 i2 u1 u2 220v 由于l1和l2的u i圖線可知 i1 i2 0 25a u1 152v u2 68v 故燈l2的實(shí)際功率p2 i2u2 17w 故選項(xiàng)b正確 由于l3兩端的電壓為220v 故p3 p額 99w 則p3 p2 82w 故選項(xiàng)c錯(cuò)d對(duì) 所以正確選項(xiàng)為a b d 答案 abd 變式訓(xùn)練2圖14 5 4如圖14 5 4所示電路中 三個(gè)相同的燈泡額定功率都是40w 在不損壞燈泡的情況下 這三個(gè)燈泡消耗的總功率最大不應(yīng)超過(guò) a 40wb 60wc 80wd 120w 2011年哈爾濱高二檢測(cè) 一臺(tái)電風(fēng)扇的額定功率為60w 內(nèi)電阻為2 把它接在220v的電壓下正常運(yùn)轉(zhuǎn) 求 1 電風(fēng)扇正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) 通過(guò)它的電流多大 每秒鐘有多少電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 2 若接上電源后 電風(fēng)扇因故不能轉(zhuǎn)動(dòng) 這時(shí)通過(guò)它的電流多大 電風(fēng)扇實(shí)際消耗的電功率多大 此時(shí)會(huì)發(fā)生什么問(wèn)題 答案 1 0 27a59 85j 2 110a24200w電風(fēng)扇被燒壞 點(diǎn)評(píng) 1 解決電動(dòng)機(jī)問(wèn)題注意分兩種情況 當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí) 要分別搞清電動(dòng)機(jī)的總功率 輸出功率和熱功率 當(dāng)電動(dòng)機(jī)因故障或其他原因不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 相當(dāng)于一個(gè)純電阻電路 2 電動(dòng)機(jī)是非純電阻電路 要注意區(qū)分電功率和電熱功率 電功率用p總 ui計(jì)算 熱功率p熱 i2r 機(jī)械功率p機(jī) p總 p熱 變式訓(xùn)練3圖14 5 5如圖14 5 5所示 用直流電動(dòng)機(jī)提升重物 重物的質(zhì)量等于50kg 電源提供的電壓等于110v 不計(jì)各處摩擦 當(dāng)電動(dòng)機(jī)以v 0 90m s的恒定速度向上提升重物時(shí) 電路中的電流是5a 則電動(dòng)機(jī)線圈的內(nèi)阻多大 g取10m s2 解析 欲求線圈的電阻 據(jù)pr i2r 只要求出pr即可 欲求pr 據(jù)p入 p出 pr 只