十八章電功率

第十八章《電功率》筆記（修改稿5）電動機選擇題卷子一、基礎(chǔ)部分：1、能的轉(zhuǎn)化：發(fā)電過程和用電過程本質(zhì)都是能的轉(zhuǎn)化，電源把各種形式的能轉(zhuǎn)化為電能，用電過程中，則是電能轉(zhuǎn)化其它各形式的能。2、電能的單位：千瓦時、焦耳以及換算：1KWh=3.6×106J。（注意KWh不是KW/h，沒有KW/h這個單位，速度單位Km/h與此不同）3、電能表是測量電能的（電流表測電流，電壓表測電壓），單位：KWh。有關(guān)參數(shù)：①220V指電能表應(yīng)該在220V的電路中使用；10（20）A：10A是電能表的標(biāo)定電流，20A是此電能表通過的最大額定電流，算最大功率用20A②600r/KWh指每消耗1KWh的電能，電能表上的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過600轉(zhuǎn)。4、電功定義：電流所做的功，電能變?yōu)槠渌芏际请娏髟谧龉?。電流做功的過程，實際上是實際就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程，電流做了多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。5、電功公式：W=UIt，U為電壓，I為電流，t為時間。手機、電動車等電池上標(biāo)有容量為“3V和2000mAh”,mAh是毫安和小時的乘積，即It的乘積，電壓3V×電流2000mA×?xí)r間h就是W=UIt，即為電池的最大電能，注意單位換算：mA要換成A，h要換成秒S。6、電功率：指用電器單位時間內(nèi)消耗的電能，或者電流在單位時間內(nèi)所作的功。7、電功率的理解：表示消耗電能的快慢，或者是電流做功快慢的物理量。同八年級的功率一樣，做功快就是功率大，功率大就是做功快。8、公式：P=W/t=UI，單位：瓦特，簡稱瓦，還有千瓦。換算關(guān)系：1KW=1000W電功率其它單位：焦/秒、伏·安，注意KWh不是電功率單位，而是電能的單位。9、額定和實際的含義：物理量定義說明電壓和功率關(guān)系用電器工作情況額定電壓用電器正常工作時的電壓用電器上標(biāo)明的電壓就是額定電壓，用U額表示當(dāng)U實=U額，P實=P額用電器正常工作（燈正常發(fā)光）額定電流用電器正常工作時的電流用電器上標(biāo)明的電流就是額定電流，用I額表示額定功率用電器在額定電壓下正常工作的功率用電器上標(biāo)明的功率就是額定功率，用P額表示當(dāng)U實<U額，P實<P額用電器不正常工作（燈發(fā)光很暗）實際電壓用電器實際工作時的電壓用U實表示，可能U實=U額，也可能U實≠U額當(dāng)U實>U額，P實>P額用電器不正常工作（燈發(fā)光很亮）實際功率用電器在實際電壓下工作時的功率用P實表示，可能P實=P額，也可能P實≠P額燈的亮度是由實際功率決定的燈的亮度不是由電壓、電流，也不是由額定功率決定11、電功、電功率在串、并聯(lián)電路中的不同規(guī)律比較表：電路物理量圖(符號單位)U1U1U2UR1R2IIII1R1R2UI2I2電能（W/J）W總=W1+W2（無論串聯(lián)與并聯(lián)電路消耗的總電能等于各部分電功之和）電功率（P/W）P總=P1+P2（無論串聯(lián)與并聯(lián)電路中的總功率等于各部分電功率之和）電熱（Q/J）Q總=Q1+Q2（無論串聯(lián)與并聯(lián)電路產(chǎn)生的電熱等于各部分電熱之和）串聯(lián)電路并聯(lián)電路比例式1I1：I2=1：1U1：U2=1：1比例式2eq\f(U1,U2)=eq\f(P1,P2)=eq\f(W1,W2)=eq\f(Q1,Q2)=eq\f(R1,R2)串聯(lián)時各物理量之比都等于電阻的正比（電流除外）eq\f(I1,I2)=eq\f(P1,P2)=eq\f(W1,W2)=eq\f(Q1,Q2)=eq\f(R2,R1)并聯(lián)時各物理量之比都等于電阻的反比（電壓除外）四、各物理量的公式及常用變形公式：電流：Ｉ／ＡＩ=EQ\F(U,R)I=EQ\F(P,U)（此公式求電流更多）電壓：Ｕ／ＶU=IRU=EQ\F(P,I)電阻：Ｒ／ΩR=EQ\F(U,I)R=EQ\F(U2,P)（此公式求電阻更多）電功率：Ｐ／ＷP=EQ\F(W,t)P=UIP=I2R（串聯(lián)用）P=EQ\F(U2,R)（并聯(lián)用）電能（電功）：Ｗ／ＪW=PtW=UItW=Q=I2Rt(串聯(lián)用)=EQ\F(U2,R)t(并聯(lián)用)電熱：Ｑ／ＪQ=I2RtQ=W=Pt=UIt用電能表轉(zhuǎn)數(shù)求消耗的電能，再根據(jù)消耗的電能求電功率：先求實際消耗的電能：W=eq\f(實際轉(zhuǎn)數(shù),銘牌轉(zhuǎn)數(shù))KWh，電能W的單位為KWh；再求出電功率：P=EQ\F(W,t)。（這里時間t的單位要換成小時）小經(jīng)驗：(1)已知用電器的銘牌，比如“220V40W”，就是相當(dāng)于已知電阻（R=EQ\F(U2,P)），用電器的電壓、電流、電功率任意一個改變時，另外兩個也隨之改變，但其電阻是不變的。(2)當(dāng)U實=U額的一半時，P實=P額的四分之一。當(dāng)兩燈泡相同，串聯(lián)接入電路時，就是這種情況。(3)兩個燈泡分別標(biāo)著220V40W、220V100W，并聯(lián)時100W（P額大的）更亮。串聯(lián)時40W（P額小的）更亮，而且串聯(lián)時兩燈的總功率比40W還要小很多。(4)比較電功率、電熱（或消耗電能）的大小時：在串聯(lián)時用P=I2R，W=Q=I2Rt來比較，因為串聯(lián)I相等，R越大，P、W、Q就越大。在并聯(lián)時（或同一電路），用P=EQ\F(U2,R)，W=Q=EQ\F(U2,R)t來比較，因為并聯(lián)U相等，R越大，P、W、Q就越小。12、凡是已知用電器銘牌的，，都可以用R=U2/P先求出它的電阻值，即使電路中的I、U、P都相應(yīng)發(fā)生了變化，此電阻值也是不變的。13、對于某個電路或電阻來說，共有四個基本物理量：電流I、電壓U、電阻R、電功率P。經(jīng)驗一：已知其中任意兩個物理量可求另外兩個；經(jīng)驗二：四個基本物理量中，電流I、電壓U、電功率P是同時變化的，具有同時性，有一個變化時，另外兩個都跟著變化，但電阻R是不變的，電阻是個定值（滑動變阻器除外），所以根據(jù)銘牌，用R=U2/P先求出電阻值，這個電阻可以代入每種情況求實際電流和電壓。14、還有兩個物理量：電能（電功）W、電熱（電流產(chǎn)生的熱量）Q，電熱即消耗的電能。若求電能W和電熱Q，還要另外已知時間t。求電能W、或者求電熱Q都可以用W=Pt來求。15、已知銘牌的用電器，可以做7件事，稱為銘牌7件事：如標(biāo)有“220V60W”的燈泡可以計算:（1）利用公式R=EQ\F(U2,P)計算其電阻R；（2）利用公式I額=EQ\F(P,U)計算正常工作的電流I額；（3）假若此燈泡接入220V，則U實=U額=220V，那么P實=P額=60W；（4）如果另外已知工作時間t，則可用W=Pt計算消耗的電能和電功；（5）假若接入110V電路，則實際電壓是110V，I實也改變了，計算實際電流Ｉ實=EQ\F(U,R)；（6）此時的實際功率也改變了，P實=U實I實；（7）如果再已知工作時間t，則可用W=Pt計算在110V電路中實際消耗的電能和電功。16、兩個已知銘牌的用電器，如分別標(biāo)有“220V60W”和“220V40W”的兩個燈泡：串聯(lián)是重點。（一）此兩燈并聯(lián)在220V電路中時：（1）由于并聯(lián)，求燈U實=U額=220V，（2）求實際功率P實1=60W，P實2=40W，P總=100W；（3）可求電流I額1和I額2和I總；（4）可求電阻R1、R2、R總；（5）如果再已知工作時間t，則可用W=Pt計算W1、W2、W總。（二）此兩燈串聯(lián)在220V電路中時：（1）由于串聯(lián)，U1+U2=U總，所以兩燈實際電壓都不是220V，此時用銘牌先求R1、R2、R總；（2）再求實際電流I總=EQ\F(U,R)；而I1=I2=I總。（3）再求每個燈的實際電壓U實=I實R；（4）再求每個燈的實際功率P實=U實I實；還可求P總（5）如果再已知工作時間t，則可用W=P實t計算實際的W1、W2、W總。17、用eq\o\ac(○,v)和eq\o\ac(○,A)實驗測量小燈泡的電功率：①實驗原理：P=UI②實驗方法：伏安法，用eq\o\ac(○,v)測出燈泡的電壓，eq\o\ac(○,A)測出通過燈泡的電流，計算出功率。=3\*GB3③選擇滑動變阻器規(guī)格的題型：實驗題中給出兩種滑動變阻器的規(guī)格（2A，20Ω和1A，50Ω），需要選擇一種滑動變阻器，方法是：不根據(jù)電流選擇，而是根據(jù)電阻選擇，一般選電阻大的，電阻大分壓就大，這樣另一個電阻分壓就不會超過它應(yīng)有的電壓。18、電流的三個效應(yīng)：

①熱效應(yīng)：電流通過導(dǎo)體時都會放熱產(chǎn)生熱效應(yīng)。例：電飯鍋、電熨斗、電烙鐵、電熱吹風(fēng)、電熱毯、電暖器、電烤箱、保險絲發(fā)熱熔斷等。

②磁效應(yīng)：電流通過導(dǎo)體，導(dǎo)體周圍產(chǎn)生磁場。例：電動機、電磁鐵、電磁爐。

③化學(xué)效應(yīng)：電流通過時會發(fā)生化學(xué)變化。例：蓄電池。注：微波爐不是利用電流的熱效應(yīng)。19、電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的探究：①實驗?zāi)康?電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)系？②電流產(chǎn)生熱量是通過U型管中液柱的高低描述的（轉(zhuǎn)化法）。③右上圖是探究在電流一定時，電流產(chǎn)生熱量與電阻的關(guān)系。原因：5Ω與10Ω串聯(lián)，電流相等，而電阻不等。④右圖是探究在電阻一定時，電流產(chǎn)生熱量與電流的關(guān)系。原因：燒杯中的5Ω與5Ω電阻相等（其中右邊上方還有一個5Ω，雖然也產(chǎn)生熱量，但產(chǎn)生的熱量不在燒杯中），而電流不相等（左邊5Ω在干路，右邊兩個5Ω在兩個支路，所以左邊5Ω的電流是兩個支路的電流之和，所以產(chǎn)生熱量多，左邊液柱上升更高）。⑤得出焦耳定律：電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱量跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時間成正比，公式：Q=I2Rt，公式中各物理量是同一導(dǎo)體的，若電路為純電阻電路（電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的電路），則可變形為Q=UIt=U2t/R，經(jīng)?？捎肣=W=Pt。⑥電流產(chǎn)生熱量跟I、R、t都有關(guān)系，要研究熱量跟時間關(guān)系，用開關(guān)控制工作時間就可以了。20、加熱或保溫的檔位問題：家用電熱器的電壓一定，用P=EQ\F(U2,R)分析，電路總功率大的就是加熱檔，而總電阻小，總功率才會最大；反之，總電阻最大，總功率就最小，電熱器就處于保溫狀態(tài)。電熱器的總電阻是通過開關(guān)來改變的，如下圖要會判斷開關(guān)斷開與閉合總電阻是最大還是最小。家用電器電路圖加熱保溫說明電飯鍋S撥到2時，R短路，R0工作，此時總電阻小，電熱功率大，故加熱狀態(tài)。S撥到1時，R0和R串聯(lián)，此時總電阻大，電熱功率小，故保溫狀態(tài)。此圖利用了串聯(lián)的總電阻比任意一個分電阻都大，所以S閉合某電阻短路時，總電阻小，斷開總電阻大。飲水機S閉合，R1短路，R2工作，此時總電阻小，電熱功率大，故加熱狀態(tài)。S斷開，R1和R2串聯(lián)，此時總電阻大，電熱功率小，故保溫狀態(tài)。此圖同上，都是利用S2閉合某電阻短路時，總電阻變小，電熱功率大。電熱毯S撥到3時，R2未連入電路，R1工作，此時總電阻小，電熱功率大，故加熱狀態(tài)。S撥到2時，R1R2串聯(lián)，此時總電阻大，電熱功率小，故保溫狀態(tài)。此圖同上，雖沒有利用短路，同樣是使某電阻未串入電路，總電阻變小，電熱功率大。電烙鐵S2閉合，R1R2并聯(lián)，此時總電阻小，電熱功率大，故加熱狀態(tài)。S2斷開，R2不工作，R1工作，此時總電阻大，電熱功率小，故保溫狀態(tài)。此圖利用了并聯(lián)的總電阻比任意一個分電阻都小，所以S2閉合總電阻小，斷開總電阻大。22、求電路安全題時，滑動變阻器電路最大最小問題，分兩步求解：第一步：找最大電流：從電流表的量程、變阻器銘牌、小燈泡規(guī)格三個地方找允許通過的最大電流。①可求電路最大功率（P=UI）；②可求各電阻分配電壓；③再求滑動變阻器最小電阻。④可求各電阻功率（P=I2R）。第二步：找最大電阻：變阻器電阻能不能為最大？代入計算檢驗看eq\o\ac(○,v)是否超量程：若不超eq\o\ac(○,v)量程，則變阻器最大電阻有效：①先求總電阻，②再求總電流（此時最小），③可算電路最小功率（P=U總I）；④可算各個電阻分壓和最小功率（U=IR和P=I2R）；若超過eq\o\ac(○,v)量程，最大電阻無效，則取eq\o\ac(○,v)量程為最大電壓，算出各分壓，算電路電流（即最小電流），算滑動變阻器最大電阻，算各個最小功率。例題：如圖所示的電路中電源電壓恒為4.5V，電壓表的量程為0～3V，電流表的量程為0～0.6A，滑動變阻器的規(guī)格為“20Ω1A”，燈泡標(biāo)有“2.5V1.25W”字樣。為了電路安全，閉合開關(guān)后，下列說法正確的是（

）

A．電流表的最大示數(shù)是0.B．滑動變阻器可接入電路的最小電阻是2.5ΩC．燈泡的最小功率是0.162WD．該電路的最大功率是2.7W23、對于某個電路或者某個電阻來說，有四個基本物理量：電流I、電壓U、電阻R、電功率P。已知其中任意兩個物理量可求另外兩個。但是，有時分析題意，感覺缺少一個已知，這種情況通常利用電源電壓U總=列出一個方程，再利用U總=列出第二個方程，兩方程相等即可求出未知量。24、在求電路最大或最小的電功率時，也用P=EQ\F(U2,R)，W=Q=EQ\F(U2,R)t來計算，U總一定，R總最大時，電路總功率最小。如果能知道I最大，也可以用P最大=U總I最大求P最大。25、滑動變阻器的最大功率：①一個5Ω的定值電阻與滑動變阻器串聯(lián)接入電路，當(dāng)滑動變阻器連入的電阻正好是5Ω時，滑動變阻器此時的電功率最大；若10Ω的定值電阻與滑動變阻器串聯(lián)，則滑動變阻器連入的電阻正好是10Ω時，滑動變阻器的電功率最大。②定值電阻與滑動變阻器并聯(lián)時，當(dāng)滑動變阻器通過的電流最大時，滑動變阻器的電功率最大。26、例1：兩只定值電阻，甲標(biāo)有“10Ω1A”，乙標(biāo)有“15Ω0.6A”，把它們串聯(lián)起來，電路中允許通過的最大電流為______A，兩端允許加的最大電壓為______V；若把這兩只電阻并聯(lián)起來，則電源電壓是______V，干路通過的最大電流是______A。解題方法：兩燈都有自己允許通過的最大電流，串聯(lián)時實際通過的最大電流只能選擇小的電流，就能求出各自的分壓，就可求總電壓；兩燈都有自己的最大電壓，并聯(lián)時只能選擇小的電壓，可求出兩支路的實際電流，即可求干路電流。27、例2：如圖所示，將滑動變阻器滑片P從某一位置移動到另一位置，電壓表的示數(shù)由6V變?yōu)?V，電流表示數(shù)相應(yīng)由0.4A變?yōu)?.6A，求在此過程中：（1）定值電阻R0兩端電壓的變化量是多少？（2）定值電阻R0電功率的變化量是多少？解題方法：（1）注意當(dāng)電流為0.4A的時候，電壓表的示數(shù)不是6V，而是8V（因為電流小的時候就是變阻器電阻大的時候，變阻器電阻大，其分壓就大）；同理，當(dāng)電流為0.6A時，電壓表的示數(shù)是6V。（2）求定值電阻的大小，可用R=ΔU/ΔI計算，但是求電功率的變化量不能用P=ΔUXΔI求，因為I與U成正比，其乘積就不是電功率的變化量，應(yīng)該用第二次的電功率減去第一次的電功率。28、一個額定電壓是2.5V的小燈泡，正常工作時的電阻約為8Ω．小明想測量它的額定功率．實驗室有如下器材：電源（電壓恒為6V）、電流表、電