5电功和电功率.docVIP

学生姓名 年级 授课时间 教师姓名 课时 教学目标 重点难点 1．电功和电功率 W qU UIt 电功率是表示电流做功快慢的物理量。 即　 p W/t UIt/t UI 2．电功率和热功率 英国物理学家焦耳，经过长期实验研究后提出焦耳定律。 （1）内容：电流通过导体产生的热量，跟电流强度的平方、导体电阻和通电时间成正比。 （2）表达式：Q I2Rt 对于纯电阻导体而言，根据欧姆定律，U IR，所以Q I2Rt I·IRt IUt W，电流做功完全用来生热，电能转化为内能。 说明：焦耳定律表明，纯电阻电路中电流做功电能完全转化为内能，且电热Q I2Rt。（）纯电阻电路中的电功和电功率 ①电功W Q I2Rt，对所有电路中电阻的生热都适用。 　　Q＝IUt＝＝ ②电功率P＝＝，对所有电路中电阻的电热功率都适用。 结合纯电阻电路欧姆定律U IR＝ （）非纯电阻电路中的电功和电功率（以含电动机电路为例）非纯电阻电路中，电能与其他形式能转化的关系非常关键。以电动机为例，电动机电路如图所示，电动机两端电压为U，通过电动机电流为I，电动机线圈电阻为R，则电流做功或电动机消耗的总电能为W IUt，电动机线圈电阻生热Q I2Rt，电动机还对外做功，把电能转化为机械能，W′ W-Q IUt-I2Rt，W′是电动机输出的机械能。 这是一个非纯电阻电路，可满足U IR，且W′＞0，则有U＞IR。 考虑每秒钟内能量转化关系，即功率，只要令上述各式中t 1s即可，可得总功率P总 IU，电热功率P热 I2R，输出功率P出，三者关系是P总 P热+P出，即P出 IU-I2R。 （三）例题精讲 【例】某一用直流电动机提升重物的装置如上图所示，重物质量m 50kg，电源提供恒定电压U 110V，不计各处摩擦，当电动机以v 0.90m／s的恒定速度向上提升重物时，电路中电流强度I 5A，求电动机线圈电阻R（g 10m／s2）。（4Ω） 焦耳定律·典型例题解析 【例1】不考虑温度对电阻的影响，一个“220V 40W”的灯泡，下列说法正确的是 [ ] A．接在110V的线路上的功率为20W B．接在110V的线路上的功率为10W C．接在440V的线路上的功率为160W D．接在55V的线路上的功率为2.5W 解析：P＝U2/R可知，对R一定的用电器P与U2成正比，所以BD正确． 点拨：利用比例法解答实际功率的习题是一种常用的方法． 【例2】对计算任何类型的用电器的电功率都适用的公式是 [ ] A．P＝I2R BP＝U2/R C．P＝UI DP＝W/t 解析：D是定义式，C是通过定义式推导而得，而A、B都是通过欧姆定律推导，所以A、B只适用于纯电阻电路．选CD． 点拨：通过该道题理解电流做功的过程，即是电能转化成其他形式能的过程．要区分电功率和热功率以及电功和电热． 【例3】一台电动机额定电压为220V，线圈电阻R＝0.5Ω，电动机正常工作时通过电动机线圈的电流强度为1A．当电动机正常工作10min，求： 1 消耗的电能？ 2 产生的热量？ 3 输出的机械能？ 点拨：区分电功和电热的求法，以及二者的关系． 参考答案： 1 1．32×105J 2 300J 3 1.29×105 【例4】一个电阻为20Ω的导体，当它每通过3C电量时，电流做功18J，那么此导体所加的电压为________V，通过3C电量的时间为________s． 点拨：可利用公式W＝qU和欧姆定律U＝IR及I＝q/t求解． 参考答案：6V 10s 跟踪反馈 1．用户保险丝允许通过的最大的电流一般都不大， 几个安培 如果电路中接入1KW以上的用电器，通过计算说明为什么保险丝会被烧断？ 2．一台电动机，电枢电阻为0.5Ω，加在电动机两端的电压是220V，当电动机正常运转时电流强度为20A，则每分钟有多少焦耳的机械能输出？ 3．白炽灯的灯丝断了以后，轻摇灯泡将断了的灯丝搭上后，其亮度比原来________， 填亮、暗 是什么原因？________． 4．一个标有“110V 10W”的灯泡，求： 1 它的电阻 2 如果接在110V的电路中实际功率是多大？ 3 正常工作的电流？ 4 接在220V的电路中时，它的实际功率多大，会发生什么现象？ 参考答案 1．4.55A 2．2.52×105J 3．亮 灯丝电阻变小 4． 1 1210Ω 2 10w 3 0.09A 4 40W 灯丝烧断 2