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1、第八章 电功率,Welcome to,一、电能,电能,提供,发电机,电池,机械能,机械能,化学能,核能,太阳能,核能,火力,水力,太阳能,风力,化学能,化学能,化学能,太阳能,光能,干电池,手机电池,铅蓄电池,硅光电池,太阳能电池,电灯（内能、光能）,电风扇（动能）,电视机（声能、光能）,洗衣机（动能）,电热水器（内能）,电解器（化学能）,电脑（声能、光能）,空调（内能、机械能）,电冰箱（内能、机械能）,电饭锅（内能）,应用,电流做功的过程，实际上是电能转化为其它形式的能的过程。电流做了多少功，就有多少电能转化为其它形式的能,电功和电能,电功：电流通过用电器所做的功叫做电功（W），消耗了多少电
2、能，就说电流做了多少功。,电流做功的实质：,电能的计算,电能的特点,1、无污染；2、效率高；3、便于输送 4、使用方便；5、便于转换,1.电能的单位：,千瓦时，符号是kWh （也叫“度”） 焦耳，简称焦，符号是J 常用千焦（KJ）,2.换算关系：,1kWh=3.610 J,6,3.测量工具：,电能表（电度表）,4.电功计算公式：,W=UIt 1J=1VAs,推导得出W=Ut/R W=IRt,电能表,1.作用：,2.读数：,注意：电能表表盘中最后一位数字是小数！读数时要注意！,测量用电器在一段时间内消耗电能多少的仪表。（测量 电功的仪表）,电能表上显示着数字，读书器前后两次读数之差就是在这一段时
3、间内消耗的电能的多少，即电度数。,3.电能表上的四个重要参数,“220V”是说这个电能表应该在220伏的电路中使用； “10（20）A”是说这个电能表的标定电流为10安，额定最大电流为20安； “50Hz”是说这个电能表在50赫的交流电路中使用； “600revs/kWh”是说，接在这个电能表上的用电器，每消耗一千瓦时的电能，电能表上的转盘就转过600圈。,kWh 220V 10(20)A 50Hz 600revs/kWh,一秒钟内电流方向改变50个周期（0.02s一期） &100次&,r或revs (圈),imp （闪）,IC卡电能表 脉冲式电能表,标定电流：即电能 表计量电能时的 标准计量
4、 最大允许电流： 即在允许误差范围 内长期工作的最 大电流。,总结,测量电功大小的方法,1.用电功公式设计实验测量 2.用电能表测量 读数法 计算法 W=n/N kWh 3.,二、电功率,1.物理意义：,电功率是表示消耗电能快慢的物理量。 电功率是表示电流做功快慢的物理量。,比较电流做功快慢的两种方法,相同时间内，比较电流做功的多少，电流做功越多，表示电流做功越快； 做相同的电功，比较所用时间的长短，用的时间越短，表示电流做功越快。,2.定义：,电流在单位时间内完成的功叫做电功率。,3.符号：,P,一个用电器功率的大小等于它在1秒内所消耗的电能。,功率大的用电器不一定消耗的电能多,正确理解电功
5、率的概念,1.电功率是描述电流做功快慢的物理量，电功率的大小与电路两端电压U和通过电路的电流I两个因素有关，不能单纯地说电功率与电压成正比，与电流成正比。电功率大的用电器只能说明该用电器消耗电能快或电流做功快，并不表示电流做的功多。 2.电功率可以反应用电器通过电流时产生的效果。如：某灯泡的电功率大，说明单位时间内电流通过该灯泡做的功多，也就是说单位时间内灯泡消耗的电能多，那么灯泡的亮度就大。,4.单位：,瓦特，简称瓦，符号是W。,常用的单位还有千瓦（kW） 1 kW=10W,5.计算公式：,（定义式）,适用于一切电路,1W的意义：,用电器在1秒内消耗的电能为1J（那么它的功率为1W）,1W=
6、1J/s,W=Pt,如果P和t的单位分别用千瓦、小时，那么它们相乘之后，就得到电能的另一个单位千瓦时（度）,1千瓦时是功率为1kW的用电器使用1h所消耗的电能,W=UIt,I=U/R,变式,P=UI （测量式）,适用于一切电路,1W=1VA,P=IR,只适用于纯电阻电路 （电灯泡、电饭锅、电热水器、电炉子）,非纯电阻电路： 电风扇、洗衣 机、电冰箱、 电视机,计算高手,额定功率和实际功率,1.相关概念定义,灯泡（用电器）上的铭牌,PZ： 220V： 25W:,普通照明灯泡的意思，表示灯泡的型号； 额定电压为220V 额定功率为25W,注意：可计算电阻,R=U/P,由用电器本身结构决定,额定功率
7、与实际功率的区别和联系,三、测量小灯泡的电功率,1.实验名称：测量小灯泡的电功率 2.实验目的：测量小灯泡在不同电压下工作时的电功 率和小灯泡的发光情况 3.实验原理： P=UI 4.实验器材：电源，电压表，电流表，滑动变阻器，小灯泡，开关，导线若干。 5.实验电路图： 6.实验数据： 7.实验结论,U实U额 P实P额 发光较亮（容易烧坏用电器） U实=U额 P实=P额 正常发光 U实U额 P实P额 发光较暗 灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定。,简述实验过程,1.按照图所示的电路图连接好实物电路， 2.检查电路连接无误，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压低于额定电压，记下电压表和
8、电流表的示数和小灯泡的发光情况。 3.调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压达到小灯泡的额定电压，记下电压表和电流表的示数和小灯泡的发光情况。 4.再次调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压略高于小灯泡的额定电压，记下此时电压表和电流表的示数和小灯泡的发光情况。 5.整理好实验器材 序号 电压/V 电流/A 电功率/W 小灯泡亮度 1 2.0 0.25 0.50 较暗 2. 2.5 0.31 0.78 正常 3. 3.0 0.38 1.14 较亮,实验结论： 1.当实际电压等于额定电压时，小灯泡正常发光，小灯泡的实际功率等于其额定功率。 2.当实际电压小于额定电压时，小灯泡的实际功率小于额
9、定功率，小灯泡发光较暗。 3.当实际电压大于额定电压时，小灯泡的实际功率大于额定功率，小灯泡发光较亮。,灯泡的亮度取决于其实际功率,实验时要注意！,1.选用的电源其电压应高于灯泡的额定压，而滑动变阻器允许通过的最大电流要大于小灯泡的正常工作电流，最大阻值也应与小灯泡的电阻差不多，这样就能使滑动变阻器的调压效果明显。 2.电压表的量程应大于小灯泡的额定电压，电流表的量程也要大于小灯泡正常工作时的电流。 3.在实验前，开关要断开，防止由于电路连接错误而发生短路，损坏电流表。 4.连接实物电路的过程中，要将滑动变阻器连入电路的电阻值调到最大，以防止电路中电流过大。 5.滑动变阻器滑片移动要有一定的规
10、律（使灯泡两端的电压逐渐减小或逐渐增大），记录的电压值和电流值要一一对应。 6.调节小灯泡两端电压高于额定电压时要注意，实际电压不能超过额定电压的1.2倍，同时试验时间不能过长，否则容易烧坏小灯泡。,伏安法测电阻和测量小灯泡电功率的异同,相同点：,不同点：,1.实验器材相同 ； 2.实验电路图相同 3.测量的物理量相同； 4.实验次数相同,1.数据处理不同 测电阻多次测量的目的是求平均值减小误差 测功率多次测量的目的是比较在不同电压下小灯泡的功率和发光情况 2.实验目的不同 3.实验原理不同,伏安法测小灯泡电功率故障的分析及排除,伏安法测小灯泡电功率故障的分析及排除,伏安法测小灯泡电功率故障的
11、分析及排除,其他方法测电功率,用电能表、钟表测电功率,1.实验原理：在家庭条件下，没有电压表和电流表，我们也可以利用家中电能表测出某用电器消耗的电能W，并用钟表测出消耗这些电能所用时间t，代入电功率公式P=W/t计算出该用电器的电功率。,2.实验器材：电能表、钟表,实验过程： 1.关闭家中所有的用电器，只让被测用电器工作 2.眼睛观察电能表转盘，记录转的转数为n 3.观察转盘同时开始计时，记录电能表转盘转n转所用时间t 4.根据电能表上的参数n r /kW。算出转n消耗的电能W 5由P=W/t算出该用电器的电功率,四、电与热,1.定义：,电流通过导体时电能要转化成热，这个现象叫做电流的热效应。
12、,如：电流流过灯丝时，灯泡发光发热，电褥子通电后会发热，电热水器通电后会发热。,2.电热的实质：,电热的实质是电能的转化。电热及时电能转化为热能的过程，同时也是电流做功的过程。但是对不同的用电器来说，在消耗相同的电能的情况下，电能转化为热能的多少是不同的。,3.拓展：电流的三种效应,探究实验：电流的热效应与那些因素有关？,实验结论： 1.在电流相同、通电时间相同时，导体的电阻越大，产生的热量越多。 2.在导体电阻相同、通电时间相同时通过导体的电流越大，产生的热量越多。 3.在导体电阻相同、电流相同时，通电时间越长，产生的热量越多。,控制变量法、转化法,焦耳定律,1.内容：,电流通过导体时产生的
13、热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。这个定律叫做焦耳定律。,2.公式：,Q=IRt,符号的定义及单位,I电流 安培（A） R电阻欧姆（） t时间 秒（s） Q热量焦耳（J）,应用焦耳定律计算电热时应注意 1.焦耳定律公式Q=IRt, 是由实验总结出来的，只要有电流通过导体，都可以用它来计算所产生的热量。 2.公式中各物理量都是对同一段电路或同一导体而言的，也是对应于同一状态的。 3.在纯电阻电路中，电功等于电热，即W=Q 如：白炽灯、电炉。 在非纯电阻电路中（如：电动机），电能只有一部分用来产生热能，所以电功大于电热，即WQ，计算电功只能用W=UIt，计算电热只能用Q
14、=IRt,纯电阻电路：Q=W=UIt=Pt=U/R t 非纯电阻电路：W=E其他+Q,串、并联电路中，导体产生的热量与导体电阻的关系,1.串联电路中，电流通过各用电器产生的热量与其电阻 成正比，即Q1：Q2=R1：R2 2.并联电路中，电流通过各用电器产生的热量与其电阻 成反比，即Q1：Q2=R2：R1,串并联电路电热的特点,无论是串联电路还是并联电路，电流通过电路产生的热量一定等于电流通过各用电器产生的热量之和。,电热的利用和防止,电热既有积极的一面，又有有害的一面。,1.电热的利用：电热器是利用电热的主要设备，它是利用电流的热效应制成的，电热器的主要工作部分是发热体，发热体需要用电阻大、熔
15、点高的金属导体制作，如：电热水器、电饭锅、电熨斗。 电热可驱潮,2.电热的防止 原因：用电器在电流做功将电能转化为其他形式能的过程中，由于电流的热效应，总有一部分电能转化为内能。这既浪费能源，同时使导线温度升高，温度超过绝缘材料耐热温度右，绝缘材料迅速老化，造成短路烧毁用电器。,措施：减少产生的热量 设法散热,电热器的优点：清洁卫生、无环境污染、热效率高、有的还可以方便地控制和调节温度。,简答专练,问题探究,用久的灯泡为什么会发黑变暗？,1.钨丝升华再凝华，附着在灯的内表面，灯泡会发黑变暗。 2.钨丝变细，长度材料一定，灯丝电阻变大，灯两端的电压不变P=U/R所以灯的电功率变小，亮度变暗。,问题探究,为什么灯泡总易在开灯的瞬间损坏？,开灯瞬间，灯丝温度很低，电阻很小，灯泡两端电压一定，根据P=U/R可知，开灯瞬间，灯泡的实际功率很大，所以在短时间内，产生的热量很多。达到钨丝的熔点，灯丝熔断，所以灯泡总易在开灯的瞬间损坏。,问题探究,电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？,导线和电炉丝中流过的电流相等，但电炉丝的电阻比发亮的灯丝电阻大得多，由Q=IRt可知，在相同的时间内，电流通过电炉丝产生的热量比通过导线产生的热量大得多，所以电炉丝热得发红而导线却几乎不热。,
