第八章电功率.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电能、电功率、电热,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,电能,一 电 能,电流通过电灯、电炉等用电器时都要消耗,电能,。,电灯发光，电能转化成光能,电炉发热，电能转化成热能,电扇转动，电能转化成动能,电车开动，电能转化成动能,电能表,俗称：电度表,又称：千瓦时计,（,KW,h,）,计量用电器在一段时间里,消耗的电能,.,1,电能的计量：,2.,电 能 表,电能通常用电能表来测定。把电能表接在电路中，电能表的记数器上前后两次,读数之差,，就是这段时间内用电的度数。,a.,220V,额定电压,是,220V,。,b.,5,A,电能表,持续工作的最大电流,c.,10,A,短,时间允许通过的最大电流。,d.,3000r/Kw.h,每千瓦时转,数。,(6400imp/Kw.h-),其意义是：电流通过用电器每做l,千瓦,时,的功,，,这只电能表转盘转,3000转。,电能的单位：焦耳，简称焦，符号是,J,。常用单位,kW.h,.,换算：,1kW.h,=3.610,6,J,1KWh,电的作用,电炉炼钢,1.6Kg,生产化肥,0.7Kg,1KWh,电的作用,采掘原煤,105Kg,电车行驶,0.85km,1KWh,电的作用,一次灌溉麦田,330m,2,机织棉布,11m,二、电功率,1.,电功率：,为了表示用电器消耗,电能,的,快慢,，物理学中引入了电功率的概念。,用电器在,1,秒内所消耗的电能叫做,电功率,。,公式：,P=W/t=U I,上式表明，电功率等于电压与电流的乘积。,电功率的单位：瓦特（,W,），,还有千瓦（,kW,）,1k W=1000W,3.,额定功率,额定功率：,用电器在额定电压下的功率（铭牌上标出的功率）,实际电压：,用电器实际工作时的电压,实际功率：,用电器在实际电压下的功率,额定电压：,用电器正常工作时电压（铭牌上标出的电压）,、,电压、电流、电功率及灯的亮度关系,电压关系,电流关系,电功率关系,灯发光情况,U,实,U,额,I,实,I,额,U,实,U,额,I,实,I,额,U,实,U,额,I,实,I,额,P,实,P,额,P,实,P,额,P,实,P,额,发光亮，,影响寿命,正常发光,发光较暗,三、实验：测定小灯泡的功率,原理：,电路图,P=UI,三、实验：测定小灯泡的功率,(U,额,=2.5V),实验器材,：,三、实验：测定小灯泡的功率,(U,额,=2.5V),连接实验电路：,三、实验：测定小灯泡的功率,(U,额,=2.5V),测量数据如下表，实验数据的处理：,2.5,0.3,0.75,3,0.35,1.05,2,0.24,0.48,正常,较亮,较暗,四、关于电功率的计算,例题,1,、,“,PZ22025”,的灯泡，接在,220V,的电路中，通过灯泡的电流有多大？这个灯泡的电阻有多大？“,PZ220V60”,的灯泡呢？,解：,对“,PZ22025”,的灯泡：,电流,电阻,对“,PZ22060”,的灯泡：,电流,电阻,四、关于电功率的计算,例题,2,、“,PZ22025”,的灯泡，接在,210V,的电路中，实际发出的功率是多大？接在,230V,的电路中，实际发出功率又是多大？,“,PZ22025”,的灯泡接在,210V,的电路中：,电流,功率,“,PZ22060”,的灯泡接在,230V,的电路中：,电流,功率,电阻,R=U,2,/P=(220V),2,/25W=1936,欧,=2000,欧,解：“,PZ22025”,的灯泡的内电阻,五、焦耳定律,灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的电流，灯泡和电线都要发热，可是实际上灯泡热得发光，为什么电线的发热却觉察不出来？,电路中接入大功率的电炉，电线将显著发热，有可能烧坏它的绝缘皮，甚至引起火灾，这是为什么？,家庭电路中使用功率过,大的用电器可能引起火灾,实验：焦耳定律,焦耳定律,内容,：电流通过导体产生的热量跟电流的,二次方,成正比，跟导体的,电阻,成正比，跟,通电时间,成正比。,这个规律叫做,焦耳定律。,焦耳定律可以用公式,Q=I,2,Rt,来,表示。,公式中电流,I,的单位要用安培，电阻,R,的单位要用欧姆，通电时间,t,的单位要用秒,，,这样热量,Q,的单位就是焦耳,。,意义,：表示电流通过用电器有多少电能转化为热能。,怎样理解,焦耳定律,焦耳定律定量地描述了电能向热能转化的规律，用公式,Q=I,2,Rt,来,表示，适用于任何电路。,在电流所消耗的电能全部用来产生热量时，焦耳定律可根据电能公式,W=UIt,和欧姆定律 导出：,Q=W=UIt=,，这里的条件是电能全部用来产生电热，上述公式才成立，所以，它们只适用于纯电阻电路。在纯电阻电路中，在不同的情况下，选用不同的公式去解决问题会更简便。,吹风机和电熨斗通电时都会发热，哪种电器可以认为能将电能全部转化成内能？,思考,若电流所做的功,全部,转化为电热器的内能，则：,W,Q,所以，,Q,W,UIt,I,2,Rt,也可,Q,W,Pt=,若电流所做的功,只有一部分,转化为内能，则只可用焦耳定律来计算,纯电阻电路,例题：一根,60,的电阻丝接在,36V,的电源上，在,5min,内共产生多少,热量？,焦耳定律,先利用欧姆定律计算出通过电阻丝的电流，再利用焦耳定律公式计算电流产生的热量。,解：,Q,=,I,2,Rt,=(0.6),2,60300J=6480J,六、电热的作用,常见的电热器：,2,、电流通过导体产生的热量叫,电热,。,一、电流的热效应：,1,、电流通过,任何,一个导体，导体都要,发热,，,温度升高，,这种现象叫,电流的热效应,二、,电热器,是利用,电流的热效应,来工作的用电器。,1,、常见的电热器：,电热水器,、,电炉,、,电烙铁,、,电饭锅,、,电熨斗,、,电热毯,等等,。,2,、电热器电路模型,3,、电热器结构,主要部分是,发热体,发热体特点：,电阻率大、熔点高,电能,内能,三、电流热效应的实质,：,思考：,1,、电流的热效应有什么利和弊？,2,、如何减少电流热效应而产生的负面影响？,优点：,无污染，热效率高，方便控制和调节温度,缺点,：,1),在家庭电路中，由于长期的电流热效应，导线外的,绝缘层,会加速,老化,，甚至会烧毁绝缘层而,引发火灾,。,2,）由于电流的热效应，会,影响,家电的,使用性能,和,寿命,。,防止措施：加装,散热系统,（如散热电扇）或为了更好散热而特别设计的结构（散热窗）,六、电热的作用,1.,电热的利用：,电热器是利用电来加热的设备，电炉、电烙铁、电熨斗、电饭锅电烤炉等都是常见的电热器。,电热器的主要组成部分是,发热体,，发热体是由,电阻率大，熔点高,的电阻丝绕在耐高温的绝缘材料上做成的。,电热器的优点：,利用电热器清洁卫生，没有环境污染，热效率高，还可以方便地控制和调节温度。,2.,防止电热的危害：,在电动机里，电流主要用来做,机械功，但电动机里的导线有电阻，,也要产生热量，使导线的温度升高，,温度超过绝缘材料的耐热温度，绝,缘材料会迅速老化，甚至可能烧坏。,这就需要考虑如何加快散热。有的,电动机里装有风扇，外壳做成如图,形状，都是为了加快散热。,2.,防止电热的危害：,收音机、电视,机也要考虑散热，,所以在机壳上都有,散热孔。,有关电,能,的计算,例1：一把电烙铁接在220V的电路中，通过的电流是350mA，问通电1h消耗的电能为多少焦？合多少千瓦时？,解：,由电,能,的公式得,W=UIt=220V0.35A3600s,答：消耗电能2.810,5,J，合,0.078KWh,。,合,0.078KWh,=2.810,5,J,（,1,千瓦时,=3.610,6,焦）,有关电功率的计算,例,2,:一只标有“PZ220100”的灯泡，若,现测得它两端得电压为,2,0,0V的,，,则这只灯泡得实际功率是多少？,分析：,“PZ220100”,表示额定电压为,220,伏，额定功率为,100,瓦，而现在灯泡实际电压为,200,伏，不等于额定电压。则实际功率也不等于额定功率了。只有灯得电阻不变，所以先算电阻,R,。,解：,R=,U,2,额,P,=,（,220,伏）,2,100,瓦,=484欧,U,2,实,P,实,=,R,=,（,200,伏）,2,484,欧,=82.6,瓦,根据,P,额,=U,额,I,额,，是否可以测出灯泡的额定功率？,电功率计算注意,实际电功率随电压变化而改变，,用电器的额定电压只有个，而实际电压有个,.,灯泡亮暗由实际电功率大小决定,.,电灯泡的电阻一般不变,当电压发生,改变时,引起电流变化,从而引起实际,电功率大小变化,.,1,无数,测小灯泡的额定功率,例,3,：如图所示的是测定额定电压为25V,灯泡的额定功率的电路图.,（1）a是_表，b是_表.,（2）如果小灯泡的阻值约为10，电源由,2节干电池串联组成，电流表有量程为06A和3A两,档，电压表有量程为3V和15V两档，则a表量程应选,_ 档，b表量程应选用_档.,（3）闭合开关，发现小灯泡两端电压只有18V，滑动变,阻器的滑片P应向 _ 端移动，才能使电压表示,数为_.此时灯泡的实际功率就是额定功率.,（4）要测量的数据是_和_，计算灯泡的,额定功率公式为_.,电压,电流,3V,06A,A,（左）,25V,电压,电流,P=UI,有关电热的计算,例,4,：家用电熨斗为满足不同,布料的整烫需要，通常设计成,三档不同的温度档右图是它,的工作原理图，其中,、,为电热丝，且,110，,图乙是电熨斗旋转开关在不同温度档时的连接情况,求电熨斗处于“高温档”时，工作1分钟所产生的热量,Q=I,2,Rt=,解：,+,R=,=,110 110,110+110,=55,U,2,R,t,=,（220V）,2,55,60S,=,52810,J,答：,电熨斗处于“高温档”时，工作1分钟所产生的热量为52810,J.,例,5,：如图的,所示,为现在家庭、宾馆常用的无线电水壶（一种在倒水时导线脱离，用电加热的方便水壶）的名牌。某同学用这种电水壶,烧,开水，他将水放至最大水量，测得水的初温是,20,，通电,5,分,50,秒，水少开（在一个标准大气压下）。试通过计算，回答下面问题。,（1）,算一算,此电水壶正常工作时的电流。,（2）,该,电水壶,电热丝的电阻多大？,（,3,）水所吸收的热量是多少？,（,4,）现测得电源电压为,210,伏，算一算此,电水壶工作的效率。,额定电压,220V,额定功率,最大容量,1210W,1L,解：,（,1,）根据,P,额,=U,额,I,额,，,得：,I,额,=,P,额,U,额,=,1210W,220V,=5.5A,（,2,）根据,得：,U,2,额,R,P,额,=,U,2,额,P,额,R=,=,(220V),2,1210W,=40,（,3,）,m=,V,=,1,千克,Q=,Cmt,*,1,千克,*,(100-20),=4200,焦,/(,千克,.),=3.36,*,10,5,U,2,实,(4)P,实,=,R,(210V),2,=,40,=1102.5W,=,Q,W,Q,P,实,t,=,3.36,*,10,5,1102.5W,*,350S,=,=0.87=87%,答,:,略,公式小结,电能,电功率,热量,定义式,W=UIt,W=Pt,P=W/t,P=UI,Q=I,2,Rt,推导式,（适合于纯电阻器）,W=I,2,Rt,P=I,2,R,Q=W=Pt=UIt,W=U,2,t/R,P=U,2,/R,Q=U,2,t/R,R,1,、,R,2,串联,时：电功、电功率、热量与电阻成,正比,，,W,1,：,W,2,=P,1,：,P,2,=Q,1,：,Q,2,=,R,1,：,R,2,R,1,、,R,2,并联,时：电功、电功率、热量与电阻成,反比,，,W,1,：,W,2,=P,1,：,P,2,=Q,1,：,Q,2,=,R,2,：,R,1,组间竞赛：,下列关于电功率得说法正确的是（）,A,、电功率越大，所做的功就越多,B,、电功率越大，做功所用时间就越少,C,、电功率越大，电流做功越快,D,、电功率越大，所消耗的电能就越多,看哪一组答对得多呦,!,竞赛,1,、,C,竞赛,2,、,一台家用彩色电视机正常工作时的电功率最接近于（）,A,、,1,瓦,B,、,10,瓦,C,、,100,瓦,D,、,1000,瓦,C,竞赛,3,、,电灯的亮暗由下列哪个物理量决定的（）,A,、额定功率,B,、额定电压,C,、实际电压,D,、实际功率,D,竞赛,4,、,两盏电灯串联接入电路中，闭合开关，看到甲灯比乙灯亮，则下列说法中,不,正确的是（）,A,、甲灯的电阻比乙灯大,B,、甲灯的实际功率比乙灯大,C,、甲灯的两端电压比乙灯高,D,、甲灯的额定功率比乙灯大,D,竞赛,5,、,一杯开水冷却到室温，放出的热量约为（）,A,、几百焦,B,、几千焦,C,、几万焦,D,、几十万焦,D,竞赛,6,、,一只标有“,6V 9W”,的灯泡接在某电源上，测得流过灯得电流为,1,安，则此时灯得功率为（）,A,、小于,9,瓦,B,、等于,9,瓦,C,、大于,9,瓦,D,、无法确定,A,不识庐山真面目,只缘身在此山中,同学们,再见！,