电功率
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一.电功与电功率的概念与公式
1.电功
(1)单位:KW.h;J 国际单位:J (2)单位进率:1 KW.h=3.6J
(3)用来测量电能的工具叫电能表。
(4)电功又称电能,符号:W
(5)计算电能的有关公式(计算时须用国际单位进行计算)
I.原公式:W=uIt(u:电压,国际单位:v)(I:电流,国际单位:A)(t:时间,国际单位:s)。此公式用于已知电压,电流,时间求电能。
II.变形公式:I=𝑾𝒖𝒕。此公式用于已知电能,电压,时间求电流。
III.变形公式:u=𝑾𝑰𝒕。此公式用于已知电能,电流,时间求电压。
IV.变形公式:t=𝑾𝒖𝑰。此公式用于已知电能,电压,电流求时间。
(6)计算电能的有关公式(拓展)
注意:以下公式在纯电阻电路下才可以使用。纯电阻电路:电能只转化为内能的电路。
I.由原公式W=uIt得:W=Pt(P为电功率);由变形公式t=𝑾𝒖𝑰得:t=𝑾𝑷
II.由公式{𝑾=𝒖𝑰𝒕𝑰=𝒖𝑹得:W=𝑰𝟐𝑹𝒕(焦耳定律:Q=𝑰𝟐𝐑𝐭)在纯电阻电路中,电能等于用电器放出的电热。
III.由公式{𝑾=𝒖𝑰𝒕𝑰=𝒖𝑹得:W=𝒖𝟐𝑹t
2.电功率
(1)定义:单位时间内消耗的电能。
(2)电功率符号:P 国际单位:w(要区分电功的符号W)
(3)单位进率:1Kw=1×103𝑤
(4)计算电功率的有关公式
I.原公式:P=𝑾𝒕(W:电能;国际单位:J。)此公式用于求电功率。
II.变形公式:W=Pt此公式用于求电能。
(5)计算电功率的有关公式(拓展)
注意:以下公式在纯电阻电路下才可以使用。纯电阻电路:电能只转化为内能的电路。
I.由{𝑷=𝑾𝒕𝑾=𝒖𝑰𝒕得:P=𝒖𝑰𝒕𝒕(分子,分母可以同时约掉t)故:P=uI
II.变形:由P=uI可得:{𝑰=𝑷𝒖𝒖=𝑷𝑰(上侧公式用于求电流;下侧公式用于求电压)
III.由{𝑷=𝑾𝒕𝑰=𝒖𝑹得:{𝑷=𝑰𝟐𝑹𝑷=𝒖𝟐𝑹
IV.由P=𝑰𝟐𝑹得:{𝑹=𝑷𝑰𝟐𝑰=√𝑷𝑹(上侧公式用于求电阻;下侧公式用于求电流)。此公式用得较少,只需了解。
VI.由P=𝒖𝟐𝑹得:{𝒖=√𝑷𝑹𝑹=𝒖𝟐𝑷(上侧公式用于求电压,此公式用得较少。下侧公式用于求电阻,此公式用得较多。) 3. 与电功率有关的效率
(1)核心:将电能转换为其他形式的能。
(2)原公式:η=𝑾有用功𝑾电×𝟏𝟎𝟎%(η是一个百分数,𝑾有用功,𝑾电
的国际单位是𝑱)
(3)拓展
I.𝑊有用功= {𝐺ℎ𝐶𝑚∆𝑡(上侧公式多用于求机械效率;下侧公式多用于求物体吸收的热量。)
II.𝑊总={𝑢𝐼𝑡𝑚𝑞/𝑣𝑞𝐹𝑠(公式一用于求总电能;公式二用于求物体放出的热量;公式三用于求机械效率。)
二.计算题(计算时必须用国际单位进行计算)
1. 学习了电功率的知识后,小亮想利用家中的电能表(如图所示)测量电水壶的电功率和热效率.他把质量为1kg温度是20℃的冷水倒入电水壶中,然后把家中的用电器都与电源断开,仅让电水壶工作,在5分钟内将这壶水烧开(在标准器压下),他观察到电能表转盘转了70转.试求:
(1)将这壶水烧开,水吸收的热量是多少?
(2)电水壶的电功率为多少?
(3)电水壶的热效率为多少?
2. 某电水壶铭牌上的一些数据如表格所示:
(1)电水壶正常工作电流是多大?(结果保留1为小数)
(2)如果将电水壶装满后,把20℃的水烧开,水吸收热量是多少?(1标准大气压)[C水=4.2×103J/(kg•℃)]
(3)该电水壶正常工作时,烧开一壶水需要10min,电水壶的加热效率是多少?
容量 1.5L
额定电压 220V
加热功率 1000W
频率 50Hz
3. 有一个电热水壶,其铭牌数据如表所示.在1个标准大气压下,它在额定电压下加热7min刚好把质量为1kg、初温为20℃的水烧开.[c水=4.2×103J/(kg•℃),电热丝的阻值保持不变]求:
额定电压 220V
额定功率 1000W
频率 50Hz
(1)水吸收的热量是多少?
(2)电热水壶在7min内所消耗的电能是多少?
(3)由于现在是用电高峰,电网中的实际电压为198V,要把同样一壶水烧开,若电热水壶的热效率不变,则需要加热多少秒?(计算结果保留到整数)