第五節(jié) 電功率
[學(xué)科素養(yǎng)與目標(biāo)要求]
物理觀念:1.理解電功、電功率、電熱、熱功率的概念.2.知道純電阻電路和非純電阻電路的特點(diǎn)和區(qū)別.
科學(xué)思維:1.弄清電功與電熱、電功率與熱功率的區(qū)別和聯(lián)系,并能進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算.2.了解公式Q=I2Rt(P=I2R)、Q=(P=)的適用條件.3.通過(guò)有關(guān)實(shí)例,讓學(xué)生理解非純電阻電路中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系.
一、電功和電功率
1.電功
(1)概念:在一段電路中,電場(chǎng)力對(duì)自由電荷做的功.
(2)公式:W=UIt
國(guó)際制單位:焦耳,簡(jiǎn)稱(chēng)焦,符號(hào)J.
常用單位:千瓦時(shí)(kW·h),也叫“度”,1kW·h=3.6×106J.
(3)電流做功的過(guò)程就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過(guò)程.
2.電功率
(1)定義:?jiǎn)挝?u>時(shí)間內(nèi)電流所做的功.
(2)公式:P==UI.
(3)單位:瓦特,簡(jiǎn)稱(chēng)瓦,符號(hào)W.
(4)意義:表示電流做功的快慢.
二、焦耳定律和熱功率
1.焦耳定律
(1)內(nèi)容:電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導(dǎo)體的電阻及通電時(shí)間成正比.
(2)表達(dá)式:Q=I2Rt.
2.熱功率
(1)定義:單位時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量稱(chēng)為熱功率.
(2)表達(dá)式:P熱=I2R.
3.純電阻電路和非純電阻電路
(1)純電阻電路:只有電阻元件的電路.
在純電阻電路中,電場(chǎng)力所做的功等于電流通過(guò)這段導(dǎo)體所產(chǎn)生的熱量.電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,如電爐、電烙鐵、電熱毯、電熱水器、電熨斗等.
(2)非純電阻電路:含有電動(dòng)機(jī)、電解槽的電路.
在非純電阻電路中,電能除一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外,其他部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或化學(xué)能.
三、閉合電路中的功率
1.閉合電路的功率:
|
|
電源的總功率
|
電源的輸出功率
|
電源的內(nèi)耗功率
|
|
公式
|
P=EI
|
P外=U外I
|
P內(nèi)=U內(nèi)I=I2r
|
|
意義
|
電源提供的電功率
|
外電路消耗的電功率
|
內(nèi)電路消耗的電功率
|
|
關(guān)系
|
EI=U外I+U內(nèi)I或P=P外+P內(nèi)
|
2.電動(dòng)勢(shì)的意義:電動(dòng)勢(shì)反映了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的能力,當(dāng)電源流過(guò)單位電流時(shí),電源電動(dòng)勢(shì)E越大,則電源提供的電功率越大,電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的能力越強(qiáng).
1.判斷下列說(shuō)法的正誤.
(1)電功率越大,表示電流做功越多.(×)
(2)電功W=UIt可以用來(lái)計(jì)算所有電路中電流所做的功.(√)
(3)電熱Q=I2Rt可以用來(lái)計(jì)算所有含有電阻的電路中產(chǎn)生的焦耳熱.(√)
(4)電動(dòng)機(jī)消耗的電能,一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,一部分轉(zhuǎn)化為線圈內(nèi)阻上的內(nèi)能.(√)
2.通過(guò)電阻R的電流為I時(shí),在t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q,若電阻為2R,電流為,則在時(shí)間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量為_(kāi)_______.
答案
解析 根據(jù)Q=I2Rt得,電阻變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,電流變?yōu)樵瓉?lái)的,時(shí)間不變,Q′=2·2R·t=I2Rt=Q.