第四章 直流電路第三節(jié)電功電功率

1、第四章第四章 直流電路直流電路 第三節(jié) 電功 電功率天坤皖北經(jīng)濟(jì)技術(shù)學(xué)校 耿繼紅常見(jiàn)的用電器常見(jiàn)的用電器 電流通過(guò)電燈時(shí)電流通過(guò)電燈時(shí),電燈發(fā)光電燈發(fā)光,電能轉(zhuǎn)化電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能為內(nèi)能和光能 電吹風(fēng)利用電流做功，把電電吹風(fēng)利用電流做功，把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能和內(nèi)能。能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能和內(nèi)能。電熱水瓶電熱水瓶,利用電能把水燒開(kāi)。電能轉(zhuǎn)利用電能把水燒開(kāi)。電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能化為內(nèi)能 洗衣機(jī)利用電能洗衣機(jī)利用電能,把衣物洗凈。電能把衣物洗凈。電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。觀察結(jié)論觀察結(jié)論1、以上用電器工作時(shí)，能是怎樣轉(zhuǎn)化的？、以上用電器工作時(shí)，能是怎樣轉(zhuǎn)化的？把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的

2、能。2、做功的實(shí)質(zhì)是什么？、做功的實(shí)質(zhì)是什么？ 做功的實(shí)質(zhì)是實(shí)現(xiàn)能的轉(zhuǎn)化（能做功的實(shí)質(zhì)是實(shí)現(xiàn)能的轉(zhuǎn)化（能的轉(zhuǎn)化是靠做功實(shí)現(xiàn)的），能轉(zhuǎn)化的過(guò)的轉(zhuǎn)化是靠做功實(shí)現(xiàn)的），能轉(zhuǎn)化的過(guò)程就是做功。程就是做功。3、電流流動(dòng)時(shí)能做功嗎？、電流流動(dòng)時(shí)能做功嗎？ 電流流過(guò)用電器，把電能轉(zhuǎn)化為其他電流流過(guò)用電器，把電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過(guò)程，也就是電流做功的過(guò)程，所形式能的過(guò)程，也就是電流做功的過(guò)程，所以，電流能夠做功。以，電流能夠做功。電功電功：電流所做的功。：電流所做的功。表示表示：W實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì)：電流做功的過(guò)程實(shí)際上就是電能轉(zhuǎn)化：電流做功的過(guò)程實(shí)際上就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的過(guò)程，電流作了為其他形式能量的過(guò)程，

3、電流作了多少功多少功就就有有多少電能多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。也就是消轉(zhuǎn)化為其他形式的能。也就是消耗了耗了多少多少電能；獲得了電能；獲得了多少多少其他形式的能。其他形式的能。 想一想想一想：下面幾種情況電流做功了沒(méi)：下面幾種情況電流做功了沒(méi) 有？如果做了電路中的能量是如何轉(zhuǎn)有？如果做了電路中的能量是如何轉(zhuǎn) 化的？化的？ 1、正在轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)。、正在轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)。 2、家中取暖的電熱毯。、家中取暖的電熱毯。 3、教室里亮著的電燈。、教室里亮著的電燈。 4、熱飯用的微波爐。、熱飯用的微波爐。你能猜想電流做功的多少你能猜想電流做功的多少與哪些因素有關(guān)嗎？與哪些因素有關(guān)嗎？SVAU /VI/At/s

4、 高度高度1 15V5V0.1A0.1A1s1s10cm10cm2 25V5V0.1A0.1A2s2s20cm20cm3 35V5V0.1A0.1A3s3s30cm30cm交流論證：1、電路中電流電壓一定，通電時(shí)間越長(zhǎng)，鉤碼升高、電路中電流電壓一定，通電時(shí)間越長(zhǎng)，鉤碼升高的越高，表明電流做功越多。的越高，表明電流做功越多。2、在通電時(shí)間一定時(shí)，電壓電流越大，鉤碼升高的、在通電時(shí)間一定時(shí)，電壓電流越大，鉤碼升高的越高，表明電流做功越多。越高，表明電流做功越多。結(jié)論：結(jié)論： 實(shí)驗(yàn)表明：電路中電壓越大，電流實(shí)驗(yàn)表明：電路中電壓越大，電流越大，通電時(shí)間越長(zhǎng)，電流所作的功越大，通電時(shí)間越長(zhǎng)，電流所作的功

5、越多。越多。精確試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：精確試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明： 電流所作的功跟電壓、電流和通電時(shí)間成正比。電流所作的功跟電壓、電流和通電時(shí)間成正比。電功等于電壓、電流和通電時(shí)間的乘積。電功等于電壓、電流和通電時(shí)間的乘積。u;電壓電壓伏特伏特(V ) I:電流電流安培安培(A) t:時(shí)間時(shí)間秒秒 (S ) w:電功電功焦耳焦耳(J) 1伏伏*安安*秒秒=1焦焦電功的單位電功的單位電功的單位是電功的單位是焦耳焦耳 ( J ) 生活中常用生活中常用千瓦時(shí)千瓦時(shí)又叫又叫“度度” ，符號(hào)是符號(hào)是 KWh1 KWh=3.6106J220 V 電能表應(yīng)在電能表應(yīng)在220V的電路中使用。的電路中使用。2.5（10）A 電能

6、表的允許通過(guò)的最大電流為電能表的允許通過(guò)的最大電流為2.5A，短，短時(shí)間允許通過(guò)的最大電流是時(shí)間允許通過(guò)的最大電流是10A。50 Hz 電能表在電能表在50 Hz的電路中使用。的電路中使用。1440 rkWh 每消耗每消耗1 KWh的電能，電能表轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)的電能，電能表轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)1440轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。1kWh=1度=3.6106J額定電壓額定電壓220V1KWh電電能表轉(zhuǎn)盤(pán)能表轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)為為1200轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)持續(xù)工作的持續(xù)工作的最大電流最大電流5A，短時(shí)間可通短時(shí)間可通過(guò)電流過(guò)電流5A10A計(jì)數(shù)特點(diǎn)：累計(jì)計(jì)數(shù)特點(diǎn)：累計(jì) 月末的數(shù)字減去月初的數(shù)字：月末的數(shù)字減去月初的數(shù)字： 561.6-478.2=83

7、.4kWh三電能表三電能表 1、電能表的作用：、電能表的作用：測(cè)電功測(cè)電功2、根據(jù)計(jì)數(shù)器讀數(shù)、根據(jù)計(jì)數(shù)器讀數(shù):月初月初月末月末3246.8 kWh3265.4 kWh本月用電本月用電18.6 KWh例例1、阻值分別是、阻值分別是4 和和6 的兩個(gè)電阻，并聯(lián)在的兩個(gè)電阻，并聯(lián)在4V 的電路的電路上時(shí)，通電上時(shí)，通電1 min ，通過(guò)每只電阻的電流做的功分別，通過(guò)每只電阻的電流做的功分別 是多是多少少?串聯(lián)在串聯(lián)在4 V 的電路上，通電的電路上，通電1min ，通過(guò)每只電阻的電，通過(guò)每只電阻的電流做的功分別是多少？流做的功分別是多少？ 分析：分析：R1=4R2=6U=4VI I1=1AI I2=2

8、/3AU1=U2=U=4V第一種情況：并聯(lián)第一種情況：并聯(lián)W1=U1I I1t 4V1A60s240JW2=U2I I2t 4V2/3A60s160J第二種情況：串聯(lián)第二種情況：串聯(lián)I IU / R串串4V/10=0.4AR1=4R2=6U=4VU1=1.6VU2=2.4VW1=U1I It 1.6V0.4A60s38.4JW2=U2I It 2.4V0.4A60s57.6J電流通過(guò)電風(fēng)扇的電動(dòng)機(jī)，2000秒電流做功80000J，電流通過(guò)起重機(jī)的電動(dòng)機(jī)，2秒內(nèi)電流做功40000J，電流通過(guò)哪種電動(dòng)機(jī)做功多?電流通過(guò)哪種電動(dòng)機(jī)做功快?二、電功率二、電功率:1、意義:表示電流消耗電能的快慢。2、定

9、義：電流在單位時(shí)間內(nèi)所消耗的電能。 定義式： P =3、單位：主單位：瓦(w) 常用單位：千瓦(Kw) 1KW=103W公式：UIP 空調(diào):約1000W 吸塵器: 約800W電吹風(fēng)機(jī)：約500W 電視機(jī): 約200W抽油煙機(jī)：約140W 電冰箱:約100W 手電筒：約0.5W 計(jì)算器: 約0.5mw 電子表：約0.01mW 額定電壓 額定功率一般用電器的銘牌一般用電器的銘牌都標(biāo)都標(biāo)有額定功率和額定電壓，有額定功率和額定電壓，用電器只有以額定電壓用電器只有以額定電壓工作時(shí)才能達(dá)到額定功工作時(shí)才能達(dá)到額定功率。率。額定功率額定功率150W額定電壓額定電壓220V例題例題2 2、有一個(gè)額定值為有一個(gè)

10、額定值為“220V220V、1000W”1000W”的電暖器，的電暖器，在正常工作時(shí)，通過(guò)它的電流是多少？如果由于供在正常工作時(shí)，通過(guò)它的電流是多少？如果由于供電緊張，電壓降到電緊張，電壓降到160V,160V,它的實(shí)際功率將是多少？它的實(shí)際功率將是多少？解：解：電暖器正常工作時(shí)的電流為：電暖器正常工作時(shí)的電流為： I=P/U=1000/220A4.55A 電暖器的電阻為：電暖器的電阻為：R=P/I=220/4.5548.4 當(dāng)電暖器的電壓為當(dāng)電暖器的電壓為160V160V時(shí)，電阻不變，時(shí)，電阻不變， 則則I1=U1/R=160/48.43.31A 電暖器的實(shí)際功率是：電暖器的實(shí)際功率是：P

11、P1 1=U=U1 1I1=1603.31W530W收集下列電器的銘牌，了解它們的額定電壓和功率。收集下列電器的銘牌，了解它們的額定電壓和功率。三、焦耳定律三、焦耳定律:問(wèn)題問(wèn)題(1)(1)燈泡發(fā)光一段時(shí)間后，用手觸摸燈泡有什么感覺(jué)？為什么？燈泡發(fā)光一段時(shí)間后，用手觸摸燈泡有什么感覺(jué)？為什么？ (2)(2)電風(fēng)扇使用一段時(shí)間后，用手觸摸電動(dòng)機(jī)部分有什么感覺(jué)？電風(fēng)扇使用一段時(shí)間后，用手觸摸電動(dòng)機(jī)部分有什么感覺(jué)？為什么？為什么？ 發(fā)燙發(fā)燙. .是電流的熱效應(yīng)是電流的熱效應(yīng). .（3）燈泡接入電路中時(shí)，燈泡和電線中流過(guò)相同的電）燈泡接入電路中時(shí)，燈泡和電線中流過(guò)相同的電流，燈泡和電線都要發(fā)熱，可是實(shí)

12、際上燈泡熱得發(fā)光，流，燈泡和電線都要發(fā)熱，可是實(shí)際上燈泡熱得發(fā)光，電線的發(fā)熱卻覺(jué)察不出來(lái)。這是為什么？電線的發(fā)熱卻覺(jué)察不出來(lái)。這是為什么？著火著火了！了！演示實(shí)驗(yàn)：演示實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?研究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)研究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān) 實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置 當(dāng)電流通過(guò)電阻絲時(shí)，電流產(chǎn)生的熱量就當(dāng)電流通過(guò)電阻絲時(shí)，電流產(chǎn)生的熱量就使瓶中的煤油溫度升高、溫度計(jì)溫度增加使瓶中的煤油溫度升高、溫度計(jì)溫度增加. .電流產(chǎn)生的熱量越多，溫度增加的越快電流產(chǎn)生的熱量越多，溫度增加的越快. .我們根據(jù)溫度計(jì)溫度變化的多少比較電流我們根據(jù)溫度計(jì)溫度變化的多少比較電流產(chǎn)生的熱量產(chǎn)

13、生的熱量. . 實(shí)驗(yàn)分析實(shí)驗(yàn)分析在通電電流和通電時(shí)間相同的條件下，電在通電電流和通電時(shí)間相同的條件下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多. . 在電阻和通電時(shí)間相同的條件下，電流越在電阻和通電時(shí)間相同的條件下，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多大，電流產(chǎn)生的熱量越多. . 進(jìn)一步的研究表明產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比. 在通電電流和電阻相同的條件下，通電時(shí)在通電電流和電阻相同的條件下，通電時(shí)間越長(zhǎng)，電流產(chǎn)生的熱量越多間越長(zhǎng)，電流產(chǎn)生的熱量越多. . 英國(guó)物理學(xué)家英國(guó)物理學(xué)家焦耳焦耳做了大量的實(shí)驗(yàn)，于做了大量的實(shí)驗(yàn)，于18401840年最年最先精確地確定電流產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和

14、通先精確地確定電流產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系，即電時(shí)間的關(guān)系，即 1.1.內(nèi)容：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平內(nèi)容：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比成正比. . 2.2.公式：公式： Q = I2Rt3.3.單位：?jiǎn)挝唬篒-I-安，安，R-R-歐，歐，t-t-秒，秒，Q-Q-焦焦. .例例3 3：某電動(dòng)機(jī)上標(biāo)有：某電動(dòng)機(jī)上標(biāo)有“220V,5A”220V,5A”它的線圈電它的線圈電阻為阻為1.01.0，求它的額定功率和工作，求它的額定功率和工作1h1h電流做的電流做的功是多少？線圈中產(chǎn)生的熱量為多

15、少？功是多少？線圈中產(chǎn)生的熱量為多少？解：電動(dòng)機(jī)的額定功率解：電動(dòng)機(jī)的額定功率P=UI=220VUI=220V5A=1100W5A=1100W1h1h內(nèi)電流做的功：內(nèi)電流做的功：W=Pt=1100W=Pt=11003.63.610103 3J J4.010106 6J J1h1h內(nèi)電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量?jī)?nèi)電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量Q=IQ=I2 2Rt=50Rt=502 21.01.03.63.610103 3J=9.0J=9.010104 4J J討論討論前面兩個(gè)現(xiàn)象的解釋前面兩個(gè)現(xiàn)象的解釋 因?yàn)闊襞莺碗娋€流過(guò)相同的電流，燈泡發(fā)光因?yàn)闊襞莺碗娋€流過(guò)相同的電流，燈泡發(fā)光時(shí)的電阻比電線的電阻大得

16、多，根據(jù)焦?fàn)柖蓵r(shí)的電阻比電線的電阻大得多，根據(jù)焦?fàn)柖?可知，在相同的時(shí)間內(nèi)電流通過(guò)燈泡產(chǎn)生可知，在相同的時(shí)間內(nèi)電流通過(guò)燈泡產(chǎn)生的熱量比通過(guò)電線產(chǎn)生的熱量大得多。因此，燈的熱量比通過(guò)電線產(chǎn)生的熱量大得多。因此，燈泡熱得發(fā)光，電線的發(fā)熱卻察覺(jué)不出來(lái)。泡熱得發(fā)光，電線的發(fā)熱卻察覺(jué)不出來(lái)。 大功率的用電器用電線連接在照明電爐中大功率的用電器用電線連接在照明電爐中時(shí)，由于照明電路的電壓是一定的，從時(shí)，由于照明電路的電壓是一定的，從 可知，在電線的電阻相同的情況下，跟用電器相可知，在電線的電阻相同的情況下，跟用電器相連的電線中通過(guò)的電流比跟燈泡相連的電線中通連的電線中通過(guò)的電流比跟燈泡相連的電線中通過(guò)的電流大得多。根據(jù)過(guò)的電流大得多。根據(jù) 可知，