《电功电功率》PPT习题课课件.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,*,第九章,B,节 电功 电功率,一、电功、电功率，电热、热功率,2,）电功率：,单位时间内电流所做的功叫做电功率，用,P,表示，单位瓦（,W,），有,1,）电功：,电流所做的功，用,W,表示，单位焦（,J,），有,3,）电热：,电流通过导体发出的热量,4,）热功率：单位时间内发热的功率,非纯电阻电路,纯电阻电路,公式,实例,能量转化,只有电阻的电路，不含电容器，电感器，电解槽，电动机）,电能完全转化成内能，此时,W=Q,，即,U,I,t,=,I,2,Rt,显然,U=,I,R,除电阻外，还含有电容器，电感器，电解槽，电动机的电路,电能转化成内能外，还转化为其他形式的能。此时,WQ,即,U,I,t,I,2,Rt,显然,U,I,R,二、纯电阻电路,和,非纯电阻电路：,习题课 简单串联、并联组合电路,例题：,下列各题中各灯泡的阻值分别为,1),R,1,=1,R,2,=2,R,3,=3,请计算,R,1,R,2,R,3,2),R,1,R,2,R,3,1,：,1,：,1,1,：,2,：,3,1,：,2,：,3,6,：,3,：,2,1,：,1,：,1,6,：,3,：,2,一、比值运算,R,1,R,2,R,3,3),4),R,1,R,3,R,2,点评,:,对于混联电路各物理量的比值关系,可以,首先判断各电流的关系,再根据,U=IR,P=I,2,R,求解，会十分方便。,5,：,1,：,1,5,：,2,：,3,25,：,2,：,3,5,：,3,：,2,5,：,6,：,6,25,：,18,：,12,练习：,如图已知,R,1,R,2,R,3,R,4,=1,2,3,4,求,:,(1),通过四个电阻的电流之比,;,(2),四个电阻两端的电压之比。,R,2,R,1,R,3,R,4,9,：,4,：,4,：,5,9,：,8,：,12,：,20,二、电功率的计算方法,例,1,：,将一个“,220V,，,40W”,的灯泡和一个“,220V,，,100W”,的灯泡串联后接在,220V,的电路中，哪一个电灯泡亮？,答：,串联在电路中的,220V,，,40W,的灯泡比较亮。,P,1,20.4W,；,P,2,8.16W,分析：,经过计算可知，两灯的实际功率分别为,点评：,电功率的计算公式有：,若为纯电阻电路,例,2,：,有两只额定电压都是,110V,的灯泡,A,和,B,，,A,的额定功率是,100W,，,B,的额定功率是,40W,，为了使它们接在,220V,的电路上能正常发光。图中哪些连接方法是能使两灯正常发光的？哪种连接方法最合理？此时电路消耗的总功率是多少？,答案：,（,B,）（,C,）两种连接不能使两灯正常发光，而（,A,）（,D,）两种连接可使两灯正常发光。,D,消耗的总功率,280W,，,A,消耗的总功率,200W,，所以用（,A,）连接方法最为合理。,用比例关系求功率也很常用。,练习,1,：,如图，每个电阻都为,2,，额定功率均为,16W,，要使电路安全工作，则输入电路的最大功率不得超过多少？,R,1,R,2,R,3,A,B,练习：,如图，,L,1,，,L,2,标有“,220V,，,100W”,字样；,L,3,，,L,4,标有“,220V,，,40W”,字样，现把,A,，,B,两端接入电路，且,4,灯都能发光，则各灯消耗功率关系排列是（）,L,1,L,3,L,2,L,4,A,）,P,1,=P,2,P,3,=P,4,B,）,P,1,P,2,P,4,P,3,C,）,P,4,P,3,P,1,P,2,D,）,P,4,P,1,P,2,P,3,答案：,D,三、电路的动态变化问题,题目类型：,电键的断开闭合，滑动变阻器滑片的滑动等。,例,1,：,当滑动变阻器,R,的滑片,P,向下滑动时，电流表,A,1,的示数将,，电流表,A,2,示数将,，电流表,A,3,示数将,_,，,电压表,V,示数将,（选填“变大、变小或不变”）,A,1,A,2,V,R,3,P,U,答案：,变大，变小，变大，变小。,L,1,L,2,A,3,解题原则：,1,、,局部整体局部,。,2,、,先,分析,干路,电阻,后,分析,支路,电路。,3,、,先,分析,固定,电阻,后,分析,变化,电阻。,具体步骤：,从变化的支路电阻变化,总电阻变化,总电流变化,干路上用电器的电压、电流变化,支路上用电器的电压、电流变化,点评：,电路的动态变化问题,练习：,如图所示的电路，总电压,U,不变，当滑动变阻器,R,3,的滑片向上移动时，各电表的示数如何变化？,答案：,电压表示数变大，电流表,A,1,示数变小，电流表,A,2,的示数变大，故知电流表,A,3,示数变小。,U,解释：,当并联的用电器越多，总电阻越小，干路输电线电阻中的电流就越大，分去的电压也就越多，从而导致用电器两端的电压降低。,例,2,：大家谈：,P52,1,）为什么在用电高峰时，家里的灯泡会比平时暗一些？,2,）为什么家里刚开启大功率用电器（如空调、微波炉）时，我们往往会发现家里点亮着的灯泡会变暗？,解释：,同理。,解释：,每个灯的灯丝,(R,1,),引线上方均绕有金属电阻丝,(R,2,),，它们是并联连接的。,A,、,B,、,C,三灯是串联的，但每个灯都有两个并联分路。当下部灯丝断去时，上面的电阻丝仍能导电。因此整个串联电路没有断开，其余各灯仍可以发光。,例,3,：,1,）节日彩灯的连接是串联还是并联？为什么一个灯的灯丝断了，其余灯仍能亮？,2,）,R,1,与,R,2,哪个电阻大,?,当一个灯泡的灯丝断了之后，其余各灯亮度有什么变化,?,R,2,解释：由,P=U,2,/R,可知，,R,越大，功率越小。在正常情况下，我们希望灯丝发出的功率大，并联的电阻消耗的功率小，因此应有,R,2,R,1,。当某一灯丝断了，只有,R,2,串联在电路中，电路的总电阻增大了，总电流变小了。因此每个灯都要变暗一些，可见多个灯断丝之后，整串灯的亮度将变得很暗。,1,、电路化简时的原则：,无电流的支路化简时可去除；,连接的导线不计电阻，导线上各点的电势相等，所以导线可任意长短；,在没有特殊说明时，一般电表均视为理想电表，将电流表内阻视为,0,，电压表内阻视为无穷大（即理想电流表可认为短路，理想电压表可认为断路）。,四、混联电路的等效化简方法,2,、等势点排列法,（又称节点法）,1,、将各结点,（三叉点以上）,用字母标出,；,2,、,判定各结点电势的高低（若原电路未加电压，可先假设加上电压,）；,3,、,将各结点按电势高低自左到右排列,，,再将各结点间的支路画出,；,4,、,将画出的等效图加工整理,例,1,：,R,1,R,2,R,3,R,4,R,1,R,2,R,3,R,4,解：,1,）,R,4,2,）,A,R,3,R,1,R,2,解：,V,R,1,R,2,R,3,R,4,A,V,课堂练习,:,例,2,：,如图，,R,1,=4,，,R,2,=4,，,R,3,=2,电路两端所加电压为,5V,，求总电阻和两个电流表的读数。,R,2,R,1,R,3,A,1,A,2,5V,答案：,1,，,A,1,3.75A,，,A,2,2.5A,。,3,、电流分支法：,判定各支路元件的电流方向（若电路原无电压电流，可假设在总电路两端加上电压后判定）,；,各电阻中通过同一电流，则这些电阻是串联的；从某点起电流分开流过几个电阻后又汇合，这些电阻为并联。,按电流流向，自左到右将各元件、结点、分支逐一画出,；,将画出的等效图加工整理。,注意：,两种方法结合使用，效果更好。,练习,1,：,如图所示的电路，,R,1,=10,，,R,2,=60,。当,AB,两端接,100V,电压时，,CD,两端电压为,80V,，求：,1,）电阻,R,；,2,）如果将,100V,的电压接,CD,两端，求,AB,两端的电压。,A,B,C,D,R,1,R,2,R,1,R,2,R,答案：,80,，,40V,。,练习,2,、,如图，,R,1,=10,，,R,2,=4,，,R,3,=6,，,R,4,=3,，,U=2.4V,。,（,1,）若在,ab,间接一理想电压表,它的读数为多少,?,（,2,）若在,ab,间接一理想电流表,它的读数为多少,?,R,2,R,1,R,3,A,V,U,R,4,a,b,答案：,1.8V,，,0.67A,。,五、滑动变阻器,1,、两种画法,2,、三种接法及其作用,R,1,）分流作用,连接特点：,变阻器直接和用电器并联。,R,用,R,变,通过用电器的电流变化范围：,电压的变化范围：,2,）限流作用,连接特点：,变阻器直接和用电器并联。,）分压作用,说明：为,R,连接特点：,变阻器的一部分阻值与用电器并联，另一部分阻值在干路中。,用电器的电压的变化范围,例,1,：,如图，电路中,U=12V,滑动电阻器为,42,现要使标着“,6V,，,1.8W”,的灯正常发光，那么,ap,间的电阻是多少？此时，滑线变阻器上消耗的功率？,答案：,R,ap,12,欧，,P,4.2W,。,U,a,b,L,P,分析：,此题为变阻器,分压,接法。,U,a,b,L,P,例,2,：,试分析图中电路，滑动变阻器滑片,P,从,a,端滑到,b,端时，灯,L,的亮度如何变化？,答案：,P,由,a,点滑到,b,点时，灯,L,两端电压越来越小，从,U,减小到,0,，所以灯,L,的亮度也逐渐变暗，最后不亮。,分析：,此题为变阻器,限流,接法。,限流法和分压法的使用范围,（,1,）若需要被测电阻,R,两端电压变化范围较大，或需要从零开始连读可调电压，应选滑动变阻器的,分压接法,；,（,2,）若采用限流电路时，电路中最小电流还是大于或等于被测电阻的额定电流，必须采用,滑动变阻器的,分压接法,；,（,3,）当,R,变,R,用,时（或两者相差不多），虽然两种电路都可以对负载电流有明显的调节和控制，或两种电路都满足实验要求时，但限流电路具有,节省电能、电源负担轻、电路连接简便,等优点，应选图,限流电路,较好。,1,）如果电压表的示数为,0,，,说明没有电流流过电压表，可能在,并联段之外,发生,断路,，或,并联段之内,有,短路,。,2,）如果电压表有示数,，说明有电流流过电压表，在,并联段之外无断路,，或,并联段之内无短路,。,电路故障原因：,短路或断路（包括接线断，或接触不良，用电器损坏等）。一般可以用电压表判断故障。,六、电路故障判断问题,例,1,：,如图所示的电路中,两个灯泡都不亮，用伏特表检查电路时，测得,U,cd,=10V,，,U,ac,=0,U,bd,=0V,，,U,ab,=10V,则故障的原因,可能是,（）,A.a,，,c,间电灯断路,B.b,，,d,间电灯断路,C.,变阻器间断路,D.,变阻器短路,E.,两个灯泡都短路,a,b,c,d,答案：选,C,，,E,。,当由纯电阻组成的串联电路中仅有一处发生断路故障时，用电压表就可以方便地判断,断路点,：凡两端电压为,0,的用电器或导线是正常的，而两端电压等于电源电压的用电器发生了断路。,答案：,C,。电压表跨接的两点间的电压最大时，该两点间可能为断路。,例,2,：,L,1,，,L,2,，,L,3,是三盏完全相同的小灯泡，把它们串联后接在电压为,6V,的电源上，三个灯泡都正常发光，后来三个小灯泡都不亮了。用电压表接,a,c,两端时，电压表示数为,6V,；接,b,，,d,两端时，示数为,0;,接,a,b,两端时，示数也为,0,。导线连接良好，则灯丝烧断的灯泡是（）,A.,仅是三个灯泡中的某一个,B.L,1,和,L,3,CL,1,和,L,2,DL,2,和,L,3,a,d,c,b,6V,L,1,L,2,L,3,作业,实况检测,练习,2,：,如图所示，已知灯,L,1,的电阻是,L,2,电阻的,2,倍。闭合,S,后，电流表示数为,0.4A,，电压表示数为,6V,，求：,（,1,）,灯,L,1,的电阻；（,2,）灯,L,2,两端电压；（,3,）当,S,断开时，电压表的示数。,练习,3,：,如图所示，电源电压为,12V,，,R,1,=R,3,=4,，,R,2,=6,，求：,（,1,）当,S,1,，,S,2,都断开时，电流表和电压表的示数各是多少？,（,2,）当,S,1,，,S,2,都闭合时，电流表和电压表的示数各是多少？,V,A,R,1,R,2,R,3,S,1,S,2,练习,1,：,如图，四个电阻均为,30,，,AB,间的电压为,9V,，求：,(1),当电键断开时电流表的示数；,(2),当电键闭合时电流表的示数。,A,R,1,R,4,R,2,R,3,U,S,练习,1,：,如图，四个电阻均为,30,，,AB,间的电压为,9V,，求：,(2),当电键闭合时电流表的示数。,A,R,1,R,4,R,2,R,3,U,1,、串并联组合电路,R,1,=3,R,2,=6,R,3,=6,R,4,=4,A,C,B,D,例,1,：,如图求,S,断开与,S,闭合时，,解：,三、串并联电路常见题型及其解题技巧,解题原则：,局部整体局部,，先,固定电阻,后,变化电阻,解题步骤：,从变化的支路电阻变化,总电阻变化,总电流变化,干路电压、电功率变化,支路电流、电压、电功率变化。,例,3,：,如图所示的电路，当滑动变阻器,R,3,的滑片向下移动时，各电表的示数如何变化？,答案：,电压表示数减小，电流表,A,1,示数增大，电流表,A,2,的示数减小，故知电流表,A,3,示数增大。,四、滑动变阻器的两种接法,滑动变阻器在电路中常被用来调控电路中的电流和电压，它因使用目的不同，可分为,限流器,和,分压器,两种解法。,并联分压接法,串联限流接法,U,用,电路图,接法,R,R,用,U,U,R,R,用,等效电路,R,2,R,1,R,3,5V,A,B,A,1,A,2,R,2,R,1,R,3,A,1,A,2,5V,A,A,B,B,ab,间接一理想电压表,R,2,R,1,R,3,U,R,4,a,b,A,B,C,D,V,ab,间接一理想电流表,R,2,R,1,R,3,U,R,4,a,b,A,C,B,A,B,练习：,如图所示，,L,1,，,L,2,是两个规格不同的灯泡，当它们如图连接时，恰好都能正常发光，设电路两端的电压保持不变，现将变阻器的滑片,P,向右移动过程中电压表和电流表示数的变化情况。,L,1,L,2,A,1,A,2,V,答案：安培表示数,A,1,变小，,A,2,变大，伏特表示数,V,变大。,