三电功--电功率2.ppt

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1、三电功三电功-电功率电功率2 2 电流通过一段电路时电流通过一段电路时,自由电荷在电场力的作用下发自由电荷在电场力的作用下发生定向移动生定向移动,电场力对自由电荷所做的功电场力对自由电荷所做的功，这就是通常我，这就是通常我们所说的电流所做的功，简称为电功们所说的电流所做的功，简称为电功电流在一段电路上所做的电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流电路中的电流 I 和通电和通电时间时间 t 三者的乘积三者的乘积常用单位有：常用单位有：1kWh3.6106J(一一)电功电功1电功的概念是电功的概念是:2电功的公式是电功的公式是:3电功公式的所表示的含义

2、是：电功公式的所表示的含义是：4在国际单位制中电功的单位是：在国际单位制中电功的单位是：焦（焦（J）千瓦时（千瓦时（kWh）.单位转换关系：单位转换关系：推导推导练习练习1例题例题例例.有一个用电器有一个用电器,接入接入220V的电压时通过它的电压时通过它的电流为的电流为1A,若通电时间为若通电时间为1小时则此用电小时则此用电器所消耗的电能是多少焦器所消耗的电能是多少焦?即是多少度即是多少度?解解:由电功公式由电功公式W=UIt得得 W=220V1A3.6103 S=7.92105 J =7.92105 (3.6106 )KWh =0.22 KWh 返回返回电电功功 跟跟完完成成这这些些电电功

3、功所所用用的的时时间间的的比比值值(P=W/t)，也也可可以以说说是是单单位位时时间间内内电电流流所所做做的的功叫做电功率功叫做电功率 一段电路上的电功率一段电路上的电功率P等于等于这段电路两端的电压这段电路两端的电压U和电路中电流和电路中电流I的乘积的乘积电功率表示电流做功的快慢电功率表示电流做功的快慢常用单位有：常用单位有：1kW103W106mW2.电功率的公式是：电功率的公式是：（二）电功率（二）电功率1电功率的定义是：电功率的定义是：3.电功率公式表示的含义是：电功率公式表示的含义是：4电功率的物理意义是：电功率的物理意义是：5在国际单位制中电功率的单位是：在国际单位制中电功率的单位

4、是：瓦特瓦特,简称为简称为“瓦瓦”（W）毫瓦（毫瓦（mW），千瓦（），千瓦（kW）单位转换关系：单位转换关系：推导推导:P=W/t=UIt/t=UI:P=W/t=UIt/t=UI例例2P=W/t=UIP=W/t=UI额定功率：额定功率：几种常见家用电器的额定功率几种常见家用电器的额定功率 家用电器家用电器彩电彩电电熨斗电熨斗电冰箱电冰箱微波炉微波炉台灯台灯额定电压额定电压（V）220220220220220额定功率额定功率（W）60150W300800W100150W8001200W4060W实际功率：实际功率：用电器在实际电压下工作的功率是实际功率，用电器在实际电压下工作的功率是实际功率，用

5、电器铭牌上所标称的功率是额定功率，即用电器铭牌上所标称的功率是额定功率，即是用电器在额定电压下正常工作的功率是用电器在额定电压下正常工作的功率只有用电器在额定电压下工作时只有用电器在额定电压下工作时,实际功率才等于额定功率实际功率才等于额定功率实际功率与额定功率的关系：实际功率与额定功率的关系：(三三)、电功率和热功率、电功率和热功率 1电流做功的实质：电流做功的实质：在真空中，在真空中，电场力对电荷做正功时，电荷做加速运动电场力对电荷做正功时，电荷做加速运动,减少减少的电势能转化为电荷的动能；的电势能转化为电荷的动能；在金属导体中，在金属导体中，在电场力作用下做加速运动的自由电子频繁在电场力

6、作用下做加速运动的自由电子频繁地与离子碰撞，把定向移动的动能传给离子，使离子热运动加剧，地与离子碰撞，把定向移动的动能传给离子，使离子热运动加剧，将电能完全转化为内能将电能完全转化为内能电流做功的过程，是电能转化为其他形式能量的过程电流做功的过程，是电能转化为其他形式能量的过程电动机主要是把电能转化为机械能；电动机主要是把电能转化为机械能；电解槽电解槽(或给蓄电池充电或给蓄电池充电)主要是把电能转化为化学能；主要是把电能转化为化学能；电热水器主要是把电能转化为内能电热水器主要是把电能转化为内能生活实例分析生活实例分析:2焦焦耳耳定定律律:(初初中中学学过过)(1)内容内容:注注:焦耳定律既适用

7、于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路；焦耳定律既适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路；而欧姆定律而欧姆定律=IR=IR 只适用于只适用于纯电阻电路纯电阻电路 只含有电阻的电路、如电炉、电烙铁等电热只含有电阻的电路、如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路，白炽灯及转子被卡住的电动机都是器件组成的电路，白炽灯及转子被卡住的电动机都是纯电阻器件纯电阻器件电能全部转化为内能电能全部转化为内能的电路的电路 电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应的电路化学反应的电路电能除了转化为内能以外还要转化电能除了转化为内能以外还要转化为其它形式的能量为其它形式的能量的电路的

8、电路电流通过导体时产生的电流通过导体时产生的热量热量Q等于等于电流电流I的二的二次方次方、导体的电阻导体的电阻 R 和和通电时间通电时间 t 三者的乘积三者的乘积(2)表达式：表达式：纯电阻电路：纯电阻电路：非纯电阻电路：非纯电阻电路：(注:此公式是由纯电阻电路 中Q=W=UIt=I2Rt推导而来跳过跳过纯电阻电路纯电阻电路:电能电能 内能内能 QI2Rt WUIt=I=U/RM非纯电阻电路非纯电阻电路:电能电能 内能内能+其它形式的能其它形式的能WW-QQUIt I2RtIU/R指指某某段段电电路路在在某某段段时时间间内内消消耗耗的的全全部电能部电能!电能全电能全部转化部转化为内能为内能说明

9、：欧姆定律不适用于非纯电阻电路说明：欧姆定律不适用于非纯电阻电路返回返回纯电阻电路纯电阻电路:非纯电阻电路非纯电阻电路:电能电能 内能内能电能电能 内能内能+其它形式的能其它形式的能 QI2Rt WUIt=I=U/R电功电功=电热电热：W=Q=UIt=I2Rt=U2t/RMWW-QQUIt I2RtIU/R电功：电功：W=UIt电热：电热：Q=I2Rt返回返回热功率：热功率：表示电阻元件在单位时间内导体所释放出热量表示电阻元件在单位时间内导体所释放出热量(即是导即是导体所释放出热量体所释放出热量和所用的时间和所用的时间的比值：的比值：Q/t)（）热功率的定义是：（）热功率的定义是：热功率也等于

10、通电导体中电流热功率也等于通电导体中电流I I 的二的二次方与导体电阻次方与导体电阻R 的乘积的乘积（）热功率的表达式是：（）热功率的表达式是：此公式说明了此公式说明了:返回返回 3电功率与热功率的关系与区别电功率与热功率的关系与区别（1）区别：）区别：电电功功率率是是指指某某段段电电路路上上消消耗耗的的全全部部电电功功率率，它它决决定定于于这这段电路两端电压和通过的电流强度段电路两端电压和通过的电流强度的乘积的乘积P电电=UI 热热功功率率是是指指在在这这段段电电路路上上因因发发热热而而消消耗耗的的功功率率决决定定于于通通过过这这段段电电路路电电流流强强度度的的二二次次方方和和这这段段电电路

11、路电电阻阻的的乘乘积积P热热=I 2R（2）联系：）联系：对纯电阻电路，电功率对纯电阻电路，电功率等于等于热功率；热功率；P电电=P热热对对非非纯纯电电阻阻电电路路，电电功功率率等等于于热热功功率率与与转转化化为为除除热热能能外外其其他他形形式式的的功功率率之之和和即即:电电能能 内内能能+其其它它形形式式的的能能,所所以以P电电P热热例例4图解图解1图解图解2纯电阻电路纯电阻电路:电能电能 内能内能 QI2Rt WUIt=I=U/RM非纯电阻电路非纯电阻电路:电能电能 内能内能+其它形式的能其它形式的能WW-QQUIt I2RtIU/R指指某某段段电电路路在在某某段段时时间间内内消消耗耗的的

12、全全部电能部电能!电能全电能全部转化部转化为内能为内能说明：欧姆定律不适用于非纯电阻电路说明：欧姆定律不适用于非纯电阻电路返回返回纯电阻电路纯电阻电路:非纯电阻电路非纯电阻电路:电能电能 内能内能电能电能 内能内能+其它形式的能其它形式的能 QI2Rt WUIt=I=U/R电功电功=电热电热：W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R电功率电功率=热功率热功率：P=P热热=UI =I2R =U2/RMWW-QQUIt I2RtIU/R电功：电功：W=UIt电热：电热：Q=I2Rt电功率：电功率：P=UI热功率：热功率：P热热=I2R返回返回小结：电功电功 电功率电功率 热功率热功率 焦耳热焦耳热 练

13、习三练习三1.日常用的电功的单位是日常用的电功的单位是kWh(俗称为度俗称为度).1kWh等于功率为等于功率为1kW的用电器在的用电器在1小时内所消耗的电功小时内所消耗的电功.1kWh等于多少焦耳等于多少焦耳?2.有两个额定电压为有两个额定电压为220V的灯泡的灯泡,一个功率为一个功率为40W,另一个为另一个为100W.A.正常发光时正常发光时,哪一个灯光的电阻大哪一个灯光的电阻大?电阻各为多少电阻各为多少?B.把它们分别改接到把它们分别改接到110V的电压上的电压上,哪一个电功率大哪一个电功率大?功率各为功率各为多少多少?C.把它们串联后接在把它们串联后接在220V的电压上哪一个消耗的电功率

14、大的电压上哪一个消耗的电功率大?功功率各为多少率各为多少?(注注:不考虑温度对电阻的影响不考虑温度对电阻的影响,认为灯光的电阻仍然为正常发光认为灯光的电阻仍然为正常发光时的电阻时的电阻)3.使用功率为使用功率为2kW的电炉把的电炉把2kg有水从有水从20加热到加热到100,需要多需要多长时间长时间?已知电炉的效率为已知电炉的效率为60,水的比热容为水的比热容为4200J/(kgk).5.如图如图14-11所示所示,线路的电压为线路的电压为U=220V,每条输电线路的电阻每条输电线路的电阻r=5 ,电炉电炉A的电阻的电阻RA=100,求电炉求电炉A上的电压和它消耗的功率上的电压和它消耗的功率,如

15、果再并联一个阻值相同的电炉如果再并联一个阻值相同的电炉B,则两个电炉上的电压和每个则两个电炉上的电压和每个电炉上所消耗的功率各为多少电炉上所消耗的功率各为多少?1.日常用的电功的单位是日常用的电功的单位是kWh(俗称为度俗称为度).1kWh等等于功率为于功率为1kW的用电器在的用电器在1小时内所消耗的电功小时内所消耗的电功.1kWh等于多少焦耳等于多少焦耳?解解:W=Pt=1 kW1h=1103W3600S =3.6106J返回返回例例2.有两个额定电压为有两个额定电压为220V的灯泡的灯泡,一个功率为一个功率为P1=40W,另一个为另一个为P2=100W.(1).正常发光时正常发光时,哪一个

16、灯光的电阻大哪一个灯光的电阻大?电阻各为多少电阻各为多少?(2).把它们分别改接到把它们分别改接到110V的电压上的电压上,哪一个电功率大哪一个电功率大?功率各为多少功率各为多少?(3).把它们串联后接在把它们串联后接在220V的电压上哪一个消耗的电功率大的电压上哪一个消耗的电功率大?功率各为多少功率各为多少?(注注:不考虑温度对电阻的影响不考虑温度对电阻的影响,认为灯光的电阻仍为正常发光时的电阻认为灯光的电阻仍为正常发光时的电阻)解解:(1)由由P=U2/R得得:R1=U2/P1=2202/40=1210()R2=U2/P2=2202/100=484()(2)若把它们分别改接到若把它们分别改

17、接到110V的电压上时的电压上时,由由P=U2/R得得:P1=U2/R1=1102/1210=10(W)P2=U2/R2=1102/484=25(W)(3).若把它们串联后接在若把它们串联后接在220V的电压上时的电压上时,由串联电路的特点可得通由串联电路的特点可得通过过R1和和R2的电流相等即的电流相等即 I=U/(RI=U/(R1 1+R+R2 2)=)=220/(1210+484)=0.13(A)220/(1210+484)=0.13(A)所以所以 P P1 1=I =I 2 2 R R1 1 =0.131210=157.3W=0.131210=157.3W P P2 2=I=I 2 2

18、 R R2 2 =0.13484=62.92W=0.13484=62.92W返回返回3.使用功率为使用功率为2kW的电炉把的电炉把2kg有水从有水从20加热到加热到100,需要多长时间需要多长时间?已知电炉的效率为已知电炉的效率为60,水的水的比热容为比热容为4200J/(kgk).解:Q吸热=W有用功=W电 即 Cm(T2-T1)=P电电t t=Cm(T2-T1)/(P电电)=42002(100-20)(0.6 2000)S =560(S)5.如图如图14-11所示所示,线路的电压为线路的电压为U=220V,每条输电线路的电阻每条输电线路的电阻r=5 ,电炉电炉A的电阻的电阻RA=100,求

19、电炉求电炉A上的电压和它消耗的上的电压和它消耗的功率功率,如果再并联一个阻值相同的电炉如果再并联一个阻值相同的电炉B,则两个电炉上的电压则两个电炉上的电压和每个电炉上所消耗的功率各为多少和每个电炉上所消耗的功率各为多少?解解(1)若若只有电炉只有电炉A接入电路时接入电路时,由串联电路的分由串联电路的分压关系可知压关系可知,电路电路A上的电压上的电压U为为220V,A消耗的功率为消耗的功率为PA=U2/R=2202/100=400W (2)若电炉若电炉A和和B都接入电路时都接入电路时,由并联电由并联电路特点路特点A和和B的等效电阻为的等效电阻为RAB=50加在加在A和和B上的电压为上的电压为UA

20、B,导线上的电势降导线上的电势降(即导线电阻上所分得的电压即导线电阻上所分得的电压)为为U2r,由串联电路由串联电路的特点每个电阻所分得的电压与电阻成正比的特点每个电阻所分得的电压与电阻成正比,则有则有 UAB/U2r=RAB/2r=50/10=5又因为又因为 UAB+U2r=220V,解得解得UAB=138(V)每个电炉上所消耗的电功率为每个电炉上所消耗的电功率为:PA=PB=UAB/RA=138 2/100=335(W)UKRARBrrURABrr图图14-11例例4：铭牌为：铭牌为“220V、66W”的电风扇，线圈电阻为的电风扇，线圈电阻为20，求，求:(1)接上接上220V的电压正常运

21、转后，电风扇转化为机械能的功的电压正常运转后，电风扇转化为机械能的功率和发热功率。率和发热功率。(2)如果接上电源后扇叶被卡住不能转动如果接上电源后扇叶被卡住不能转动,求求电动机消耗的功率和发热的功率。电动机消耗的功率和发热的功率。解解:(1)接上接上220V的电压正常运转后的电压正常运转后,电风扇的电功率为电风扇的电功率为:P电电 通过电风扇的电流为通过电风扇的电流为:电风扇发热功率电风扇发热功率:电风扇转化为机械能的功率为电风扇转化为机械能的功率为(2)如果接上电源后扇叶被卡住不能转动时如果接上电源后扇叶被卡住不能转动时,电风扇相当于一个电电风扇相当于一个电阻阻,则电动机消耗电功率功率等于

22、发热功率。即则电动机消耗电功率功率等于发热功率。即 66I=P额额/U=66/220=0.3AP热热=I2R=0.3 220=1.8(W)P机械能机械能=P电电-P热热=66-1.8=64.2WP电电=P热热=UIUI=U=U2 2/R=220/R=2202 2/20=2420W/20=2420W返回返回电功公式的推导:如上图所示如上图所示,若某段电路两端的电压为若某段电路两端的电压为U，通过的电流为通过的电流为I，则在时间则在时间 t 内通过这段电路任一横截面的电荷量内通过这段电路任一横截面的电荷量 所以所以 电场力做功为电场力做功为:W=qU=UItW=qU=UIt 图14-8返回返回q=

23、Itq=It(由电流定义式I=q/tI=q/t推导而得)解析：解析：电功率计算的普通公式为电功率计算的普通公式为用电器有的是纯电阻用电器（例电炉、电烙铁等）用电器有的是纯电阻用电器（例电炉、电烙铁等）有的是非纯电阻用电器（例电动机、电解槽等）有的是非纯电阻用电器（例电动机、电解槽等）只有是在纯电阻用电器的前提下只有是在纯电阻用电器的前提下，才可由，才可由(或或U=IR)U=IR)改写电功率的表达改写电功率的表达P P=UIUI=I I2 2R R=U=U2 2/R/R 所以，正确选项为所以，正确选项为C、D 例题：对计算任何用电器的电功率都适用的公式是（例题：对计算任何用电器的电功率都适用的公式是（）返回返回小结：电功电功 电功率电功率 热功率热功率 焦耳热焦耳热 结束结束