电流做功和电功率
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电功、电功率、电能、电热之间的区别联系一、电功是电流所做的功,实质就是电能转化为其他形式能的过程,表示电流做功多少的物理量,用W表示电功。
单位为焦耳(J),焦耳这个单位很小,用起来不方便,生活中常用“度”做电功的单位,就是平常说的用了几度电的“度”。
“度”在技术中叫做千瓦小时(kwh)。
1、电功的计算公式:电功W(度)=电功率P(kw)×时间t(h)电功W(度)=电压U(kv)×电流I(A)×时间t(h);电功W(度)=电压U(v)×电流I(A)×时间t(秒)二、电功率是单位时间内电流所做的功。
表示电流做功的快慢。
单位为瓦(w)或千瓦(kw)。
1、电功率的计算公式:电功率P(瓦w)=电压U(伏V)×电流I(安A)电功率P(瓦w)=电功W(焦耳J)/时间t(秒s)电功率P(瓦w)=电阻R(欧姆Ω)×I2电功率P(瓦w)=U2/R2、电功率单位换算关系:1千瓦(kw)=1000瓦(w);1瓦=1伏·安=1焦/秒三、电能就是电流的能量,是电流以各种形式做功的能力。
电流可以近似地类比为水流,水流具有动能与势能,电同样具有能量,具体表现为做功,单位是度或者千瓦小时。
1、电能的计算公式:电能(kWh)=电功率P(kw)×时间t(h)2、电能单位换算关系:1度=1千瓦小时(kWh)=3600焦耳(J);1大卡(Kcal)=4187焦耳(J);1大卡(Kcal)=1000卡(cal);1焦耳(J)=0.24卡(cal);1千瓦(kw)=1000焦耳(J)。
四、电热是电流流过导体时所产生的热量,是电能转化的热能,单位为焦耳(J)。
1、电热的计算公式:A、电热Q(焦耳J )=电流I2(安A)×电阻R(欧Ω)×时间t (秒s)但是这种公式只适用于纯电阻电路,即电流通过导体时,如果电能全部转化为热,而没有同时转化成其他形式的能量,那么就是纯电阻电路,电流产生的热量Q就等于消耗的电能W,即Q=W=UIt。
高二物理电功、电功率、焦耳热通用版【本讲主要内容】电功、电功率、焦耳热【知识掌握】【知识点精析】(一)电功和电功率1. 电功(1)定义:在一段电路中电场力所做的功,也就是通常所说的电流所做的功,简称为电功。
(2)公式:W=UIt。
电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I和通电时间t 三者的乘积。
注意:电功的计算式W=UIt对在恒定电流下的任何一段电路或用电器均成立。
(3)单位:在国际单位制中是焦(J),常用单位有千瓦时(kW·h),1kW·h=3.6×106J。
2. 电功率:表示电流做功的快慢(1)定义:单位时间内电流所做的功叫做电功率。
(2)公式:PWtUI ==一段电路上的电功率P等于这段电路两端的电压U和电路中电流I的乘积。
(3)单位:在国际单位制中是瓦(W),常用单位还有毫瓦(mW),千瓦(kW)。
1kW=103W=106mW。
(4)额定功率和实际功率用电器铭牌上所标称的功率是额定功率,用电器在实际电压下工作的功率是实际功率,用电器只有在额定电压下工作实际功率才等于额定功率。
彩电1. 电流做功的过程,是电能转化为其他形式能量的过程。
电动机把电能转化为机械能;电解槽把电能转化为化学能;电热器把电能转化为热能。
2. 焦耳定律、热功率在真空中,电场力对电荷做正功时,减少的电势能转化为电荷的动能;在金属导体中,在电场力作用下做加速运动的自由电子频繁地与离子碰撞,把定向移动的功能传给离子,使离子热运动加剧,将电能完全转化为内能。
(1)焦耳定律:电流通过导体时产生的热量Q等于电流I的二次方、导体的电阻R和通电时间t三者的乘积:Q=I2Rt。
焦耳定律不仅适用于纯电阻电路,还适用于非纯电阻电路。
纯电阻电路:只含有电阻的电路、如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路,白炽灯及转子被卡住的电动机也是纯电阻器件。
非纯电阻电路:电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应的电路。
第十五章 电流做功与电功率第一节 电流做功1、电功:电流所做的功叫电功。
用W 表示。
电流做功的过程,就是电能转化为其他形式能的过程。
电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能量。
(1)电功的公式: UIt W =,即电流在某段电路上所做的功,等于这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间的乘积。
(2)电功的单位:电功的国际单位是J ,常用单位h kW ⋅(俗称度),J 103.6h 1kW 6⨯=⋅。
(3)电能表(又叫电度表)是测量电功的仪表。
把电能表接在电路中,电能表的计数器上先后两次读数差,就是这段时间内用电的度数。
(4)概念理解:① 流通过用电器或一段电路时,要消耗电能,将电能转化为其他形式的能,就说电流通过用电器或在该电路上做了功。
例如:电流通过电烙铁、电熨斗,电能转化为内能;电流通过电动机,电能转化为机械能;给蓄电池充电,电能转化为化学能等等。
由此可知,电流做功的过程,实质上是电能转化为其他形式能的过程。
电流做了多少功,就消耗了多少电能,就有多少电能转化为其他形式的能。
②正确使用电功公式UIt W =:电功公式UIt W =是计算电功普遍适用的公式,对于任何类型的用电器(或电路)都适用。
而结合欧姆定律R UI =可以推出电功公式的变换式:t R U W ⋅=2或t R I W ⋅=2。
这两个式子不适用电动机以及蓄电池电路(电能还转换成其他的能),只适用于电烙铁、电炉等纯电阻电路。
③ 在使用电功公式时应注意:a. 电流、电压、电阻和通电时间都必须对同一个用电器而言,不能把不同用电器的电压、电流、电阻和通电时间相混淆b. 公式中各量都必须采用国际单位制。
电流、电压、电阻、时间和电功的基本单位分别是A 、V 、Ω、s 和J 。
c. 读取电能表示数:电能表是测量电功的仪表。
电能表计数器的数字示数盘一共有五位数。
从左到右分别表示千位数、百位数、十位数、个位数和十分位数。
如先给一个数字3268.5度,若过一段时间后,该示数变为3352.7度,那么这段时间中用电度数为3352.7-3268.5=84.2(度)。
第十六章电流做功与电功率一、电流做功1、电流所做的功叫电功。
用W表示,国际制单位的主单位是焦耳(J),常用单位:kW•h,俗称“度” 1 kW•h=3.6×106J2、有关电功的计算:W==UIt W=Pt W=UQ (适用任何电路)W =I2Rt=(U2/R)t(只适用于纯电阻电路)3、测量电功大小的仪表叫电能表。
二、电流做功的快慢1、电功率是表示电流做功快慢的物理量,用P表示,国际制单位的主单位是瓦特,简称瓦,符号是W。
常用单位有千瓦(kW)。
1kW = 103W 。
电功率的定义为:单位时间内电流所做的功。
2、电功率的定义式: P=W/t在使用时,单位要统一,单位有两种可用:(1)、电功率用瓦(W),电能用焦耳(J),时间用秒(S);(2)、电功率用千瓦(kW),电能用千瓦时(kW•h,度),时间用小时(h)。
3、1千瓦时是功率为1kW的用电器使用1h所消耗的电能。
4、电功率的基本计算公式: P=UI 单位:电功率用瓦(W),电流用安(A),电压用伏(V)。
5、用电器在额定电压下工作时的电功率(或者说用电器正常工作时的电功率),叫做额定功率。
用电器实际工作时的电功率叫实际功率,电灯的亮度就取决于灯的实际功率。
6、推导公式:P=I2R P=U2/R W=Pt=UIt=I2Rt=(U2/R)t三、测量电功率1、测量小灯泡电功率的电路图与测电阻的电路图一样。
2、进行测量时,一般要分别测量小灯泡过暗、正常发光、过亮时三次的电功率,但不能用求平均值的方法计算电功率,只能用小灯泡正常发光时的电功率。
四、电流的热效应1、电流通过导体时电能转化成内能的现象叫电流的热效应。
利用电来加热的用电器叫电热器。
2、根据电功率公式和欧姆定律,可以得到: P=I2R 这个公式表示:在电流相同的条件下,电能转化成热时的功率跟导体的电阻成正比。
3、当发电厂电功率一定,送电电压与送电电流成反比,输电时电压越高,电流就越小。
图2-1 电流做功学习过程一、课前准备1、改变物体内能的途径是和。
冬天的时候,我们对手呵气取暖是通过改变手的内能;我们用力搓动双手取暖是通过改变手的内能。
2、陨石穿过地球大气层时,与大气层摩擦使内能增大而燃烧起来成为流星。
此过程陨石的内能,机械能,这是通过改变陨石的内能。
3、用电热棒烧开水时,水的内能,电能,这是通过做功来实现。
4、由1、2、3题,我们可以得到一个共同的结论:能量从一种形式转化为另一种形式,通常是通过途径来实现的。
(做功/热传递)1、电流的热效应是:2、在本探究实验中,我们是通过来判断电流经过电阻做功的多少。
3、在图15-3所示的实验中,我们让不同阻值的电阻R1和R2串联是为了在相同的情况下,研究电流做功与之间的关系。
4、在图15-3所示的实验中,我们让不同阻值的电阻R1和R2并联是为了在相同的情况下,研究电流做功与之间的关系。
【结论】:电流做功跟电流的大小、电压的高低均有关。
通过用电器的电流越大,电流做功;加在用电器上的电压越高,电流做功。
用电器通电时间越长,电流做功。
5.进一步研究表明:当电路两端的电压为U,电路中的电流为I,通电时间为t,计算电功的公式为:【例题】:已知教室一盏日光灯正常工作时,通过它的电流是0.125A,请你算算这盏日光灯工作一个小时消耗的电能是多少?如果我们每天开灯5个小时,那么这盏灯每个月(以30天计)要消耗多少度的电能?【拓展延伸】:做功和能量转化之间的关系:。
当堂训练1.能量的转化,通常是通过__________来实现的。
电灯工作时,__________做功,电能转化为__________能;电风扇工作时,__________做功,电能转化为__________能。
2.电流做多少功,就消耗了多少的_________。
也就是就有多少的__________转化为其他形式的能。
3.家用电能表是用来测量_________的仪表。
它计量的单位称作__________。
图1a是小红同学家8月30日显示的数字,图1b是9月30日显示的数字。
小红家9月份消耗了__________KWh的电能。
如果每1KWh的电能价格是0.45元,小红家这个月的电费是__________元。
4.电功的基本单位是__________,简称__________,用__________电功还有一个常用单位,叫做__________,用__________表示。
1KWh=__________J。
5.小红房间用的台灯工作时灯光两端的电压是220V,通过灯泡的电流是0.273A,这只灯泡工作10s消耗的电能是__________J,它工作1h要消耗__________KWh的电能,如果每天工作4小时,每个月(以30天计)要消耗约__________KWh的电能。
课后反馈:6、用大吊车起吊重物,若在吊车内电动机两端的电压越___,通过电动机的电流越___,通电时间越___,电流做的功也越多,重物上升的高度也就越___。
从能量转化的角度分析,此过程实际上就是把___能转化为重物___能的过程。
7、一个灯泡的电阻为484Ω,接到照明电路中,通过这个灯泡的电流是____A,通电lh,这个灯泡消耗了____J的电能.8、在电流给镍铬电池充电的过程中,有2×103J的电能转化为___能;那么电流就做了____焦的功9、在一段电路中,电流做的功决定于电路中的()A、电流强度B、电流强度、这段电路两端的电压与电路中的电阻;C、电流强度、这段电路两端的电压与通电时间;D、电流强度与这段电路两端的电压。
10、串联在家庭电路中的两个导体R1和R2,若R1>R2,在相等的时间内,R1所消耗的电能W1和R2所消耗的电能W2相比是()A、W1>W2B、W1= W2C、W1<W2D、无法确定11、并联在家庭电路中的两个导体R1和R2,若R1>R2,在相等的时间内,R1所消耗的电能W1和R2所消耗的电能W2相比是()A、W1>W2B、W1= W2C、W1<W2D、无法确定12、当一只电阻两端的电压增大到原来的2倍时,在相同的时间内这只电阻消耗的电能就变为原来的A、2倍B、4倍C、21倍D、41倍13、一只手电筒小灯泡正常工作时所用电压是3伏,通过的电流是0.3安,通电1分钟,电流所做的功为A、0.9焦B、0.9度C、54焦D、54度14、把电炉的电热丝截断了一段后再接入原来的电路中,电流在相同时间内所做的功()A、变小B、不变C、变大D、无法确定。
15、两根导线的电阻比是3∶4,通过的电流强度之比为4∶3,在相同时间内,电流通过两根导线所做的功之比是()A、l∶l;B、4∶3C、16∶9、D、9∶16。
16、要使用电器在单位时间内电流做功减小一半,可以()A、使通过用电器的电流强度减小一半B、使用电器两端的电压减小一半C、使用电器的电阻值增大一倍D、使用电器的电阻值减小一半17、在探究电流做功与哪些因素有关的实验中(如图2-1),二个相同的瓶中装了质量相同的煤油,这样就可以利用煤油升高的温度来间接表示有多少电能转化为_____能。
二个瓶子中的电阻丝是______(选填“串联”或“并联”)电路,这样做可以保持二瓶中电阻丝的_____一致。
这是用来研究电流所做的功跟__________(选填“电流”或“电压”)的关系的,这种研究方法通常叫做__________。
实验的结果表明,相同时间内电压大的那瓶煤油温度升高的多,说明电流做功跟__________有关。
18、在探究电流做功与哪些因素有关的实验中(如图2-2所示),二个瓶子中的电阻丝是_______(选填“串联”或“并联”)电路,这样做可以保持二瓶的________一致。
这是用来研究电流所做的功跟__________(选填“电流”或“电压”)的关系,实验结果表明,相同时间内电流大的那瓶温度升高的多,说明电流做功跟__________有关19、图2-1、图2-2的实验结果还表明,通电的时间越长,瓶中煤油的温度升得越高,这表明,电流做功还跟__________有关系。
20、将一小电动机接在电压为12V的电源上,在5min内电流做了7200J的功,求通过电动机的电流。
21、一个电油汀加热器所用的电压是220V,工作时通过它的电流为7A,通电2h,电流做了多少功?消耗的电能又是多少?22、把一个电阻为20Ω的导体接在某一电源上,这个导体通电20s内电流做了36J的功,求电源电压及导体中的电流强度?电流做功的快慢图2-2知识点一 电功率的概念及单位1、电功率是描述的物理量,其国际主单位是,常用单位是。
2、下列单位中与电功率单位相符的是 ( )A 、 A 2·ΩB 、KW ·hC 、A ·VD 、V 2/Ω 知识点二 应用电功率公式进行有关的分析和计算3、某同学用一个电压表和两个电流表测电路中的电压和电流如图,请在图中"○"里填入电表的符号。
若测出两灯都发光时,电压表的示数3.0V ,两只电流表的示数分别为0.3A ,0.2A ,则灯泡L 1的功率是,则灯泡L 2的功率是.4、某同学用甲、乙两只灯泡做如图所示的串、并联电路的探究实验,他发现两种不同的现象并记录在表格(二)中,请帮他分析一下产生这些现象的原因(要有文字和公式说明)。
知识点三 额定功率与实际功率5、在一电路中有两个小灯泡,观察它们的发光情况后,发现亮度不同,对亮度较强的小灯泡,下面讨论正确的是( )A .通过它的电流一定大B .它的电阻一定大C .它的额定功率一定大D .它的实际功率一定大6、根据A 、B 、C 、D 四种家用电器铭牌上所提供的信息,可知额定电流为6安的用电器是 ( )7、夏天常拉闸限电,给生活和学习带来很多不便.聪明的王磊想:电动自行车上有36 V 的 电瓶,不是可以用它来当电源提供照明吗?他找来“6.3V 0.2A ”和“4.5V 0.3A ”两 种规格的小灯泡各10个.你认为他应选用多少个、哪种规格的灯泡、如何连接,才能使连人电路的灯泡都能正常发光?电路的总电阻是多少?连人电路中的灯泡的总功率是多少?8、某农村学校食堂一个电热箱的电热丝烧断了,检修时发现电热箱的铭牌模糊不清,只能隐约看到“……额定电压220V ……电阻48.4Ω……”等字样。
电子器材商店只有两种规格为"220V 500W ”、“220V 2000W ”的电热丝。
小琼同学提出一个想法:将"220V 500W ”的电热丝截取一半替换烧断的电热丝,电热箱即可使用。
(1) 通过计算说明,接入这样的电热丝,能符合电热箱额定功率的要求吗?并分析电热箱能否正常工作。
请你再提出一种想法,帮助学校食堂换上合适的电热丝。
巧练方法 事半功倍方法技巧一 根据用电器的铭牌分析解决实际问题9、右表是小明家新买的电冰箱铭牌上的部分数据.小明所在地区每度电按0.4元收费,正常使用这法与技巧二 在电源电压一定的情况下, 串联电路中各用电器发挥的实际功率与用电器的电阻成正比;电路发挥的总功率与总电阻成反比10、如图15—2—3所示,灯L 1上标有“36V 16W”字样,L 2上标有“220V 100W”字样,A 1、A 2和V 都是大量程电表,电源电压为220V.将开关S 闭合,待各电表示数稳定后,将会看到() A.电压表示数为220VB.电流表A 1的示数大于A 2的示数C.电流表A 1的示数小于A 2的示数D.电流表A 1的示数等于A 2的示数11、如图15—2—5所示的电路,电源电压保持不变, 图15—2—3滑动变阻器R 2滑片向右滑动时,电压表的示数________,电阻R 1消耗的功率__________,电路消耗的总功率_________.(填“变大”、“不变”或“变小”)图15—2—4 图15—2—512、在综合实践活动中,同学小杨自制了亮度可调节的小台灯,其电路图及灯泡规格如图15—2—5所示,电源电压U=12V 保持不变。
(1)调节开关从触点O 依次转动到触点3的过程中,灯泡的亮度将如何变化?写出分析依据。
(2)假设灯泡电阻为R L ,且不因温度变化而变化,已知R 1=R L /3。
如果调节开关转到触点1时,灯泡的实际功率是多少?方法与技巧三 串联电路中的电流总是处处相等,各用电器都有分压作用13、有一只小灯泡,它正常发光时灯丝的电阻是7.6Ω,正常工作时的电压是3.8V ,如果我们只有电压为6V 的电源,要使小灯泡正常工作,需_______联一个_____Ω的电阻,连入电路中的电阻消耗的功率是________.14、现有两个灯泡L 1、L 2,分别标有“10V 10W ”和“9V 5.4W ”的字样.当将它们串联使用时,电路两端允许加的最大电压是______V ;当将他们并联使用时,干路允许通过的最大电流是______A ,电路消耗的最大功率是_______W .方法技巧四 在电源电压一定的情况下,用电器发挥的总功率其电阻成反比。