电功率
电功率的基本概念
- 物理意义 : 电功率是表示电流做功快慢的物理量 ;
- 定义: 电功率等于电功与做功时间的比 ;
- 定义式:
和
- 单位:
- 国际主单位:瓦特,简称瓦,符号是W;
- 常用单位:千瓦(kW);
- 导出单位:J/s和V•A;
- 单位间的换算关系:1kW=1000W;1W=1J/s=1 V•A .
根据电功率的定义式,推导电功的计算公式和千瓦时的来历
- 由公式:
可得:
- 在上式中,如果电功率的单位是千瓦,时间的单位是小时,那么电功的单位就是千瓦时(kW▪h)
- 1 kW▪h =1kW×1h=1000W × 3600s=3.6 ×106J
电功率的推导式及其适用范围
- 由公式
及其欧姆定律的变形式
可推导出:
- 由公式
及其欧姆定律表达式
可推导出:
- 因为欧姆定律只适用于纯电阻电路,所以推导出的两个公式
及
也只适用于纯电阻电路。
- 纯电阻电路:将电能全部转化为内能的电路。 例如:电路中有电动机的电路就是非纯电阻电路。电路中的白炽灯泡,把大部分的电能转化为内能,可以当作纯电阻对待。
电功率与电阻的关系
- 串联电路中,串联分功率与电阻成正比:
- 并联电路中,并联分功率与电阻成反比:
实际电压、实际功率
- 实际电压:用电器实际工作时的电压。
- 实际功率:用电器实际工作时的功率。(实际电压下的功率)
额定电压、额定功率
- 额定电压:用电器正常工作时的电压。
- 额定功率:用电器正常工作时的功率。
实际功率和额定功率的关系
用电器两端的电压 | 电功率 | 用电器的工作情况(以灯泡为例) |
U实=U额 | P实=P额 | 正常工作(正常发光) |
U实>U额 | P实>P额 | 不能正常工作容易烧坏(灯泡变亮或者被烧坏) |
U实<U额 | P实<P额 | 不能正常工作(灯泡变暗) |
要点总结
- 不考虑温度影响的情况下,用电器在不同的电压下电阻不变 。
- 用电器在不同电压下功率不同。
- 实际功率决定灯泡的明暗程度。
概念自查
(Y13020101)电功率是表示________________________物理量;其定义为:_______________________,定义式为:______________. |
(Y13020102)电功率的国际主单位是_______,常用单位有___________________. |
(Y13020103)某用电器的功率是150W表示的物理意义是:_______________. |
(Y13020104)计算电功率的公式有哪些:_____________________________. |
(Y13020105) “千瓦时”的来历:1 kW•h就是功率为1 kW的用电器使用_____小时所消耗的电能。1kW.h=1kW×1h=1000W ×3600S=___________J. |
(Y13020106)特别注意:在公式W=Pt中,如果功的单位是kw.h,那么电功率和时间的单位分别是_______和________;如果功的单位是焦耳,那么电功率和时间的单位分别是_______和___________。 |
(Y13020107) 用电器的额定电压,常用U额表示;用电器的额定功率,常用P额表示;用电器的实际电压,常用U实表示;用电器的实际功率,常用P实表示; (1)当U实>U额时,P实_______P额;(2)当U实=U额时,P实_______P额;(3)当U实<U额时,P实_______P额;(填“>”“<”或“=”). |
(Y13020108)某用电器标有“220V,40W”字样,将此用电器接在220V的电源上,此时用电器的电功率______40W;将此用电器接在200V的电源上,此时用电器的电功率______40W;将此用电器接在230V的电源上,此时用电器的电功率______40W;(填“>”“<”或“=”). |
(Y13020109)一只500W的电熨斗,接在220V电路中工作时,通过它的电流为________,一度电能供它工作________h. |
(Y13020110)关于电功和电功率的说法中,正确的是( ) A.电流做功越多,功率越大. B .电流做同样多的功,用的时间越长,功率越大 C.电流做功时间越短,功率越大 D.在相同时间内,做功越多,功率越大 |
(Y13020111)下列家用电器中,功率约1kW的是( ) A.空调 B .台灯 C.洗衣机 D.电风扇 |
课后练习
【例】(编号:T130201) 将标有“6V,3W”字样的灯泡L1和标有“6V,2W”字样的灯泡L2串联后接入6V电路中,L1的实际电功率为多少瓦? |
【例】(编号:T130202) 现有两个小灯泡,上面分别标有“6V,1.2W”和“12V,6W”字样,如果把这两个灯泡串联起来,为了使其中一个灯泡持续正常发光,那么加在串联电路两端的电压是多少? |
【例】(编号:T130203)如图所示,电源电压U为6V并保持不变,滑动变阻器规格为“24Ω 1A”。当滑片P移至最左端时,灯泡L正常发光,电流表示数0.5A;当滑片P移至中点时,电流表示数为0.3A。 (1)灯泡正常发光时灯丝电阻多大? (2)滑片P在最左端时,5min内电流通过灯泡做功多大? (3)滑片P在中点时,灯泡的实际功率多大? |
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【例】(编号:T130204)如图是某家用电热器内部电路结构示意图,其中R1、R2为加热电阻丝(R1>R2).电阻丝有四种连接方式可使电热器提供不同的发热功率,其中发热功率最大的连接方式是( ) |
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【例】(编号:T130205)有两只灯泡,A灯“6V 6W”,B灯“6V 3W”。A和B中电流随两端电压变化关系的图象如图甲所示. (1)将A、B并联接在6V电源两端,求干路上的电流; (2)将A、B串联接在某电源两端,使B灯恰好正常发光,求此时A灯电阻; (3)将A与一个滑动变阻器(20Ω 2A)串联接在6V电源两端,如图乙所示。调节滑动变阻器,当滑动变阻器的功率为A灯功率的两倍时,求滑动变阻器的功率。 |
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【例】(编号:T130206)如图所示的电路中,移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数从6V变为5V,电流表的示数变化了0.2A,求该定值电阻消耗电功率的变化量? |
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【例】(编号:T130207)把标有“220V 40W”的灯泡L1和“220V 60W”的灯泡L2串联接入220V电路两端,下列说法正确的是( ) A.两灯泡的额定电压都变小了 B.两灯泡的额定电功率都变小了 C.灯泡L1两端的实际电压比L2两端的实际电压大 D.通过灯泡L1的实际电流比通过灯泡L2的实际电流大 |
【例】(编号:T130208)如图所示,闭合开关S,在滑动变阻器滑片P向右滑动过程中,下列说法正确的是( ) A.电压表V1示数变大,灯泡L的实际功率变小 B.电压表V2示数变大,灯泡L的亮度变亮 C.电流表A示数变大,灯泡L的亮度变暗 D.电压表V1与电流表A示数比值变大,灯泡L的亮度变暗 |
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【例】(编号:T130209)如图甲所示,额定电压为6V的灯泡L与滑动变阻器R串联接入电路,电源电压一定,滑动变阻器的滑片从最右端滑到最左端时,灯泡L的I-U图像如图乙所示,以下说法正确的是( ) A.灯泡正常发光时的电流为0.5A B.灯泡两端的电压为3V时,它消耗的电功率为1.5W C.灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值为3Ω D.当滑动变阻器接入电路的阻值为2.5Ω时,灯泡消耗的电功率为3.2W,此时灯丝的阻值为5Ω |
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【例】(编号:T130210)如图所示是通过电阻A、B的电流与其两端电压的关系图像,分析图像可知RA________RB(选填“>”“=”或“<”)。若将电阻A和B串联后接在电压为6V的电源两端,则电阻A和B消耗的电功率之比PA∶PB=________。 |
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