2012年高中物理人教版选修3-1PPT课件第14章第五节《电功和电功率》.ppt

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1、第五节电功和电功率第五节电功和电功率核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练第五节第五节课前自主学案课前自主学案目标概览目标概览目标概览目标概览学习目标：学习目标：1.理解电功的概念，知道电功是指电理解电功的概念，知道电功是指电场力对自由电荷所做的功，掌握电功的公式，能场力对自由电荷所做的功，掌握电功的公式，能利用公式进行有关的计算利用公式进行有关的计算2理解电功率的概念和公式，能用公式进行有关理解电功率的概念和公式，能用公式进行有关的计算的计算3知道电功率和热功率的区别和联系知道电功率和热功率的区别和联系4知道电场力对自由电荷做功的过程是电能转化知道电场力对自

2、由电荷做功的过程是电能转化为其他形式能的过程为其他形式能的过程重点难点：重点难点：1.电功、电功率和热功率的概念的理电功、电功率和热功率的概念的理解及有关计算解及有关计算2电路中的能量转化关系，电功和电热的联系和电路中的能量转化关系，电功和电热的联系和区别区别课前自主学案课前自主学案一、电功一、电功1定义：在电路中，导体中的自由电荷在电场力定义：在电路中，导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动而形成的作用下发生定向移动而形成_，此过程中电，此过程中电场力对自由电荷做功在一段电路中电场力所做场力对自由电荷做功在一段电路中电场力所做的功，就是我们常说的电流做的功，简称电功的功，就是我们常说的

3、电流做的功，简称电功2公式：公式：W_.3单位：单位：_，符号：，符号：_.电流电流UIt焦耳焦耳J二、电功率二、电功率1定义：电流所做的功跟完成这些功所用时间的定义：电流所做的功跟完成这些功所用时间的_叫做电功率叫做电功率2公式：公式：P_.3单位：单位：_，符号：，符号：_.三、焦耳定律三、焦耳定律1内容：电流通过导体产生的热量，跟电流的内容：电流通过导体产生的热量，跟电流的_、导体的电阻和通电时间成、导体的电阻和通电时间成_2公式：公式：Q_.比值比值瓦瓦W平方平方正比正比I2Rt四、热功率四、热功率1定义：单位时间内发热的功率称为热功率定义：单位时间内发热的功率称为热功率2公式：公式：

4、PI2R.五、电功和电热的关系五、电功和电热的关系在纯电阻电路中电功在纯电阻电路中电功_电热，在非纯电阻电电热，在非纯电阻电路中电功路中电功_电热电热等于等于大于大于核心要点突破核心要点突破一、电流做功的实质一、电流做功的实质图图1451导体中要有电流，两端必须加一定电压如图导体中要有电流，两端必须加一定电压如图1451所示，设电压为所示，设电压为U时电流为时电流为I，则在，则在t时间内时间内通过导体任一截面的电荷量通过导体任一截面的电荷量qIt，所以电场力做，所以电场力做功功WqUUIt.电场力做正功对应电势能减少，所以电场力做正功对应电势能减少，所以WUIt的意的意义为消耗电能的值也就是说

5、，电流通过用电器义为消耗电能的值也就是说，电流通过用电器做功的过程，实际上是电能转化为其他形式的能做功的过程，实际上是电能转化为其他形式的能的过程；如图的过程；如图1452所示，表示了电流做功时所示，表示了电流做功时的能量转化情况的能量转化情况图图1452二、纯电阻电路与非纯电阻电路中的电功和电热二、纯电阻电路与非纯电阻电路中的电功和电热特别提醒：特别提醒：(1)首先分清研究的电路是纯电阻电路首先分清研究的电路是纯电阻电路还是非纯电阻电路，找出能量转化的途径，即通还是非纯电阻电路，找出能量转化的途径，即通过电流做功把电能转化成了哪几种能量过电流做功把电能转化成了哪几种能量 .(2)不论是哪种电

6、路，电功不论是哪种电路，电功UIt、电热、电热I2Rt都是对的，都是对的，只不过在纯电阻电路中可以用欧姆定律变形使用，只不过在纯电阻电路中可以用欧姆定律变形使用，在非纯电阻电路中欧姆定律不适用，不能变形使在非纯电阻电路中欧姆定律不适用，不能变形使用用三、额定功率与实际功率三、额定功率与实际功率额定功率是指用电器在正常工作时的功率；当用额定功率是指用电器在正常工作时的功率；当用电器两端的电压达到额定电压或电流达到额定电电器两端的电压达到额定电压或电流达到额定电流时，用电器消耗的功率达到额定功率；流时，用电器消耗的功率达到额定功率；P额额、I额额、U额额三个有一个达到额定值，则另外两个也为额定三个

7、有一个达到额定值，则另外两个也为额定值值用电器在实际使用时，若加在它上面的实际电压用电器在实际使用时，若加在它上面的实际电压不等于额定电压，那么它消耗的实际功率就不等不等于额定电压，那么它消耗的实际功率就不等于额定功率于额定功率特别提醒：特别提醒：(1)“负载负载”“”“负荷负荷”是对用电器功率是对用电器功率特征的一种习惯称谓，通常说特征的一种习惯称谓，通常说“负载负载”或或“负荷负荷”大，是指用电器的功率大，并不是用电器的大，是指用电器的功率大，并不是用电器的“电电阻阻”大大(2)为了保证用电器的安全，实际功率为了保证用电器的安全，实际功率(电压电压)是不是不能大于额定功率能大于额定功率(电

8、压电压)的的(3)纯电阻元件正常工作时的电阻纯电阻元件正常工作时的电阻(额定电阻额定电阻)一般一般要大于不工作时的电阻，工作时要发热，温度高要大于不工作时的电阻，工作时要发热，温度高电阻率大电阻率大课堂互动讲练课堂互动讲练 不考虑温度对电阻的影响，对一个不考虑温度对电阻的影响，对一个“220 V,40 W”的灯泡，下列说法正确的是的灯泡，下列说法正确的是()A接在接在110 V的电路上时的功率为的电路上时的功率为20 WB接在接在110 V的电路上时的功率为的电路上时的功率为10 WC接在接在440 V的电路上时的功率为的电路上时的功率为160 WD接在接在220 V的电路上时的功率为的电路上

9、时的功率为40 W额定功率与实际功率额定功率与实际功率【答案】【答案】BD【点评】【点评】在不考虑温度对电阻的影响情况下，在不考虑温度对电阻的影响情况下，用电器的阻值是不变的，这常是题中隐含条件用电器的阻值是不变的，这常是题中隐含条件变式训练变式训练1一盏电灯直接接在电压恒定的电源上，一盏电灯直接接在电压恒定的电源上，其功率是其功率是100 W若将这盏灯先接一段很长的导线若将这盏灯先接一段很长的导线后，再接在同一电源上，此时导线损失的电功率后，再接在同一电源上，此时导线损失的电功率是是9 W，那么此电灯的实际功率将，那么此电灯的实际功率将()A等于等于91 WB小于小于91 WC大于大于91

10、W D无法确定无法确定 (2011年河南许昌模拟年河南许昌模拟)额定电压均为额定电压均为220 V的白炽灯的白炽灯L1和和L2的的UI特性曲线如图特性曲线如图1453甲所甲所示，现将和示，现将和L2完全相同的完全相同的L3与与L1和和L2一起按如图乙一起按如图乙所示电路接入所示电路接入220 V电路中，则下列说法正确的是电路中，则下列说法正确的是()电路中电功率的分析和计算电路中电功率的分析和计算图图1453AL2的额定功率为的额定功率为99 WBL2的实际功率为的实际功率为17 WCL2的实际功率比的实际功率比L3的实际功率小的实际功率小17 WDL2的实际功率比的实际功率比L3的实际功率小

11、的实际功率小82 W【解析解析】由由L2的伏安特性曲线可得，在额定电的伏安特性曲线可得，在额定电压压220 V时的电流为时的电流为0.45 A，则，则L2的额定功率为的额定功率为P额额U额额I额额99 W，所以选项，所以选项A正确；图示电路为正确；图示电路为L1和和L2串联再与串联再与L3并联，所以并联，所以L1和和L2串联后两端的总串联后两端的总电压为电压为220 V，那么流过，那么流过L1和和L2的电流及两灯的电的电流及两灯的电压满足压满足I1I2，U1U2220 V，由于，由于L1和和L2的的UI图线可知，图线可知，I1I20.25 A，U1152 V，U268 V，故灯故灯L2的实际功

12、率的实际功率P2I2U217 W，故选项，故选项B正确；正确；由于由于L3两端的电压为两端的电压为220 V，故，故P3P额额99 W，则，则P3P282 W，故选项，故选项C错错D对，所以正确选项为对，所以正确选项为A、B、D.【答案答案】ABD变式训练变式训练2图图1454如图如图1454所示电路中，三个相同的灯泡额定所示电路中，三个相同的灯泡额定功率都是功率都是40 W，在不损坏灯泡的情况下，这三个，在不损坏灯泡的情况下，这三个灯泡消耗的总功率最大不应超过灯泡消耗的总功率最大不应超过()A40 W B60 WC80 W D120 W (2011年哈尔滨高二检测年哈尔滨高二检测)一台电风扇

13、的额定一台电风扇的额定功率为功率为60 W，内电阻为，内电阻为2 ，把它接在，把它接在220 V的电的电压下正常运转，求：压下正常运转，求：(1)电风扇正常运转时，通过它的电流多大？每秒电风扇正常运转时，通过它的电流多大？每秒钟有多少电能转化为机械能？钟有多少电能转化为机械能？(2)若接上电源后，电风扇因故不能转动，这时通若接上电源后，电风扇因故不能转动，这时通过它的电流多大？电风扇实际消耗的电功率多大？过它的电流多大？电风扇实际消耗的电功率多大？此时会发生什么问题？此时会发生什么问题？有关电动机的计算有关电动机的计算【答案答案】(1)0.27 A59.85 J(2)110 A24200 W电

14、风扇被烧坏电风扇被烧坏【点评点评】(1)解决电动机问题注意分两种情况：解决电动机问题注意分两种情况：当电动机正常工作时，要分别搞清电动机的总当电动机正常工作时，要分别搞清电动机的总功率、输出功率和热功率功率、输出功率和热功率当电动机因故障或其他原因不转动时，相当于当电动机因故障或其他原因不转动时，相当于一个纯电阻电路一个纯电阻电路(2)电动机是非纯电阻电路，要注意区分电功率和电动机是非纯电阻电路，要注意区分电功率和电热功率，电功率用电热功率，电功率用P总总UI计算，热功率计算，热功率P热热I2R，机械功率机械功率P机机P总总P热热变式训练变式训练3图图1455如图如图1455所示，用直流电动机

15、提升重物，重所示，用直流电动机提升重物，重物的质量等于物的质量等于50 kg，电源提供的电压等于，电源提供的电压等于110 V，不计各处摩擦当电动机以不计各处摩擦当电动机以v0.90 m/s的恒定速的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流是度向上提升重物时，电路中的电流是5 A，则电动，则电动机线圈的内阻多大？机线圈的内阻多大？(g取取10 m/s2)解析：解析：欲求线圈的电阻，据欲求线圈的电阻，据PrI2r，只要求出，只要求出Pr即即可；可；欲求欲求Pr，据，据P入入P出出Pr，只要求出，只要求出P入入和和P出出即可；即可；又知又知P入入IU，P出出Fv，Fmg.所以有：所以有：P出出Fvmgv50100.90 W450 WP入入IU5110 W550 W所以，所以，PrP入入P出出(550450) W100 W据据PrI2r，有，有rPr/I2100/25 4 .答案：答案：4 知能优化训练知能优化训练本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束点此进入课件目录点此进入课件目录按按ESC键退出全屏播放键退出全屏播放谢谢使用谢谢使用