文档介绍：专题复****电功和电功率
【考点热点指津】
一、电功和电功率
(1)电功和电功率所描述的物理概念不同:电功是描述电流做功多少的物理量,而电功率是描述电流做功快慢的物理量。电功率不仅跟电流做功的多少有关,还跟做功的时间有关。(2)电功和电功率的计算公式不同:电功的基本计算公式是W=UIt,由此可以看出,电流做功多少跟电压、电流强度和通电时间三个因素有关,是由它们三者的乘积来决定大小的。电功率的基本公式是P=UI,它表明电功率跟电压、电流两个因素有关,其大小由它们的乘积决定。
(3)电功和电功率的单位不同:电功的单位是J和kW·h,而电功率的单位是W和kW。
(4)电功和电功率的测量方法不同:电功用电能表来直接测量的,而电功率有两种测量方法,第一种方法是用伏安法间接进行测量,即测出用电器两端的电压及通过的电流,然后根据P=UI求出电功率。第二种方法是用电能表和秒表间接测量,即测出某一段时间用电器所做的功,然后根据可得用电器电功率。
(5)电功和电功率的联系密切,利用公式可得出W=Pt。
二、额定功率和实际功率
额定电压和额定功率是确定的。
实际功率是用电器在实际工作时的电功率,是不确定的,在使用用电器时,应保证用电器两端的电压等于它的额定电压,这样才能使用电器更好地发挥作用。
三、理解焦耳定律
焦耳定律是在大量实验的基础上总结得出的,它定量地描述了电能向内能转化的规律。用公式Q=I2Rt表示,它适用于任何电路。
当电流所做的功全部用来产生热量时,焦耳定律可以根据电功的公式W=UIt和欧姆定律导出:。这里的条件是电流所做的功全部用于产生热量,而电流做功全部转化成热的情况也只对纯电阻电路才成立。所以上述导出公式只适用于纯电阻电路。例如在电动机工作的电路中,加在电动机两端的电压是U,通过的电流是I,电动机的线圈也有一定的电阻R,此时电流做的功W=UIt,而电流做的功并没有全部转化为热,绝大部分转化为机械能了,通过线圈电阻R的电流仍使线圈发热,产生的热量为Q=I2Rt,但此时,而是Q<W,此时W=Q+E机械能。
初中阶段所研究的电路仅限于纯电阻电路,如电灯、电炉、电烙铁等电路。故W=Q成立。所以我们用公式来计算的结果都一样,在不同情况下选用不同的公式进行计算问题会更简单。
【典型例题***】
例1. 关于电热和电功,以下说法正确的是( )
A. 电流在电路中所做的功一定等于电热
B. 电流在电路中所做的功一定大于电热
C. 在电路中包含有电动机时,电流做的功将转化为机械能、内能,此时,电功必大于电热
D. 在电路中仅有电阻时,电功等于电热
例2. 照明电路的电压是220V,如果在某电灯并联接入一个大电炉,发现灯的亮度变暗,其原因是( )
A. 干路上的电流减小了
B. 电炉从灯那里分出了部分电流
C. 干路中的电流变大,干路上导线分担电压增多
D. 干路上消耗的电压不变,但电灯两端的电压变小了
例3. 有两个定值电阻R1和R2,将它们并联到电源上,它们消耗的电功率分别为P1和P2,如果把它们串联起来再接到同一电源上,它们消耗的总功率应为多大?
例4. 如图1所示电路,灯L上标有“12V 9W”字样,当开关S和S1都闭合,变阻器的滑片P移到a端时,灯恰好正常发光,,求:
(1)变阻器的最大阻值是多少?
(2)当开关S闭合,S1断开,变阻器的滑片P移到b端时,灯消耗的功率是多少?
图1
解决电功率综合问题的方法:
(1)弄清电路的连接方法,必要时画等效电路图。
(2)弄清引起电路结构变化的原因是开关的断开、闭合,还是滑动变阻器滑动引起变化。
(3)弄清电压表、电流表测的是哪部分电路的电压和电流。
(4)列方程式,抓住电路中的不变量(如电源电压不变)或利用串、并联的特点列式求解。
例5. 某同学利用电源、电流表、电压表、开关,标有“50Ω 2A”字样的滑动变阻器和若干导线测定小灯泡的额定功率。其中灯泡上所标“”字样清晰可见,电压表0~15V挡损坏,。该同学实验步骤正确。当闭合开关时,,接着他边思考边实验,直至灯正常发光,这时滑动变阻器的滑片恰好在中点上(即变阻器连入电路的电阻为25Ω)。
(1)画出灯正常发光的电路图,并简述判定灯正常发光的理由;
(2)求出灯的额定功率。
例6. 如图3所示是一个电热毯的示意电路图,是电热毯中的电阻丝,R是与电热毯电阻丝串联的电阻,电热毯上标有“220V 100W”字样,S是控制电热毯处于加热状态或保温状态的开关。
(1)用学过的公式推理说明开关S断开时,电热毯是处于加热状态还是保温状态?
(2)若要求在保温时电流通过电阻丝每分钟有6