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第六章 电功率
单元总结
思维导图
知识要点
知识要点一:电功、电功率、电热的理解和比较
三个物理量既有联系又有区别,通过对比来深刻理解三个概念,是顺利做综合题的前提。
项目
物理量
意义
定义
单位
测量
计算公式
联系
普适公式
适用纯电阻
电功(W)
表示用电器消耗电能的多少.
电流所做的功.
焦耳
(J)
kw.h
电能表
W=UIt=Pt
W=I2Rt=t
1.W=Pt
2.纯电阻用电器:W=Q;非纯电阻,W>Q
电功率(P)
表示用电器消耗电能的快慢.
单位时间内电流所做的功.
瓦特
(W)
1.伏安法
2.电能表和秒表.
P = W/t=UI
P=I2R=
电热(Q)
表示电能转化成内能的多少.
电流产生的热量
焦耳
(J)
Q=I2Rt
Q= UIt=Pt=t
(2019 云南省)一只标有“6V 3W”的小灯泡,接在电源电压为12V的电路中,为使其正常发光,应 (选填“串”或“并”)联一个电阻(小灯泡灯丝电阻不变),该电阻通电20s产生的热量是 J。
【答案】串;60。
【解析】由题知,电源电压大于灯泡的额定电压,所以,为使该灯泡正常发光,应串联一个电阻分压,
由串联电路的电压特点可得,灯泡正常发光时串联电阻R两端电压:UR=U﹣UL=12V﹣6V=6V,
因串联电路中各处的电流相等,所以,由P=UI可得,电路中的电流:I=IL===0.5A,
由I=可得,串联电阻的阻值:R===12Ω;
该电阻通电20s所产生的热量:Q=I2Rt=(0.5A)2×12Ω×20s=60J。
(2019 安徽省)图示电路中,U=12V.,R1=6Ω,R2=3Ω,R3=4Ω.当S2断开, S1闭合时,电阻R1消耗的电功率为__________W;当S1、S2都闭合时,6s内电流通过R2产生的热量是_____J.
【答案】 (1). 8.64; (2). 32。
【解析】当S2断开,S1闭合时,电阻R1和R3串联,电路的电流:,电阻R1消耗的电功率:=(1.2A)2×6Ω=8.64W;当S1、S2都闭合时,电阻R1和R2先并联,再和R3串联,R1和R2并联的总电阻:,干路中的电流:,则电阻R2两端的电压:U2=I′R=2A×2Ω=4V,6s内电流通过R2产生的热量:。
以“能量”为中心来理解三个概念:w表示消耗电能的多少,跟用电器的工作状态(实际功率)和工作时间有关;P表示消耗电能的快慢,实际功率决定用电器的工作状态;Q表示用电器工作过程中,产生内能的多少,焦耳定律能计算一切用电器产生内能多少。
知识要点二:额定功率和实际功率的区别和联系
物理量
区别和联系
额定功率
实际功率
区别
概念
用电器在额定电压下的电功率
用电器在实际点电压下的电功率
是否变化
是确定的、唯一的,不随实际工作电压的改变而改变
是不确定的,随两端所加电压的改变而改变
联系
当用电器两端的实际电压等于额定电压时,用电器的实际功率等于额定功率。
(2019 黑龙江七台河市)甲、乙两个小灯泡上分别标有“6V 3W”和“4V 2W”字样,现在把它们按不同方式接在不同电路中(不考虑灯丝电阻的变化),下列判断错误的是( )
A.若把它们并联在4V电路中,乙灯正常发光 B.若把它们并联在4V电路中,甲灯比乙灯亮
C.若把它们串联在10V电路中,两灯都可以正常发光 D.若把它们串联在10V电路中,甲灯比乙灯亮
【答案】B
【解析】由P=UI可得,两灯泡的额定电流分别为:I甲===0.5A,I乙===0.5A,
由I=可得,两灯泡的电阻分别为:R甲===12Ω,R乙===8Ω。
AB、两灯泡并联在4V电路中时,因并联电路中各支路两端的电压相等,且额定电压下灯泡正常发光,所以,只有乙灯泡能正常发光,其实际功率为P乙实=P乙=2W;
甲灯泡不能正常发光,其实际功率为P甲实==≈1.33W<P乙实,
所以乙灯比甲灯亮,故A正确,B错误;
CD、两灯泡串联在10V电路时,两灯的总电阻为R=R甲+R乙=12Ω+8Ω=20Ω,
此时电路中的电流为I串===0.5A,因串联电路中各处的电流相等,且此时的电流与两灯泡的额定电流相等,所以,两灯泡可以同时正常发光;此时两灯实际功率都等于各自的额定功率,因为P甲>P乙(即3W>2W),所以甲灯较亮,故C、D正确。
(2019 四川省 自贡市).某房间原来只接有一只标有“PZ220﹣40”的灯泡,小明又用一只完全相同的灯泡,将它俩串联在一起,在电源电压不变的情况下,房间内的总亮度将( )
A.变亮 B.变暗 C.不变 D.无法确定
【答案】B
【解析】因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,两灯泡串联时的总电阻大于其中一个灯泡的电阻,
在电源电压不变的情况下,由P=UI=可知,电路的总功率变小,房间内的总亮度变暗。故选:B。
额定功率是用电器的规格中一项,对用电器来说是唯一的。实际功率决定用电器的工作状态,由加在用电器两端的实际电压决定,可以由无数个数值。实际电压决定实际功率,实际功率决定用电器的工作状态,用电器工作时,实际电压要尽量等于额定电压。
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