电功与电功率概念解析
高二物理电功和电功率
1kW· h=3.6×106J
2.电功率: 单位时间内电流所做的功叫做电功率.
W P UI t
(1)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.
(2)电功率表示电流做功的快慢.
(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
则电场力做功 W qU
即: W
UIt
1.电功:
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.
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.
在国际单位制中电功的单位是焦(J),常用单位有千 瓦时(kW· h).
I R
2
热功率
训练反馈
1.一台电动机的线圈电阻为2欧姆, 接在220V电源正常工作电流10A, 求: (1)、电动机消耗电能的功率 (2)、电动机的输出功率 (3)、电动机每分钟产生的热量 (4)、电动机的效率
2、某一用直流电动机提升重物的装置, 重物质量 m=50kg,电源提供恒定电压 U=110v,不计各处摩擦,当电动机以 v=0.9m/s的恒定速度向上提升重物时, 电路中电流 I=5A,求电机线圈电阻 R 热功率
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.
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,把定向移动的动能传 给离子,使离子热运动加剧,将电能完全转化为内能.
1、从能量转化的角度来讲,用电器是将什么形 式的能量转化为什么形式的能量? 2、形成电流的条件是什么? 3、导体内自由电荷在电场力的作用下发生定 向移动,电场力对定向移动的电荷做功吗?
高二物理电功、电功率、焦耳热通用版知识精讲
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。
《电功电功率》课件
电功的单位与换算
单位
焦耳(J)
其他单位
千瓦时(kWh)、度等
换算关系
$1kWh = 3.6 times 10^{6}J$
PART 02
电功率的定义与计算
电功率的基本概念
总结词
电功率是描述电流做功快慢的物理量,其基本概念包括电流、电压、电阻和电 功率等。
详细描述
电功率是指单位时间内电流所做的功,表示电流做功的快慢程度。电流是指在 单位时间内通过导体横截面的电荷量,电压是电场中任意两点间的电势差,电 阻是导体对电流的阻碍作用。
VS
具体来说,在工业生产中,可以根据 设备的实际需求合理配置电功与电功 率,避免浪费和过度消耗。例如,对 于电动机等设备,可以通过变频器等 控制设备实现节能降耗;对于大型工 业设备,可以采用集中供电和能源管 理系统等手段来提高能源利用效率和 降低能耗。
新能源发电中的电功与电功率
新能源发电中的电功与电功率:随着环境保 护意识的提高和新能源技术的发展,新能源 发电逐渐成为电力行业的重要发展方向。了 解新能源发电中的电功与电功率对于促进新 能源产业的发展和减少对传统能源的依赖具 有重要意义。
03
安全用电标志
为了引起人们对不安全因素的注意,预防触电事故的发生,必须设置醒
目的安全用电标志,如“高压危险”、“禁止合闸,有人工作”等。
节能环保的重要性
01
02
03
能源危机
随着社会的发展,能源需 求量越来越大,而地球上 的能源储备是有限的,因 此节能是十分必要的。
环境污染
不合理的能源利用会带来 严重的环境污染,如空气 污染、水污染等,节能可 以减少对环境的破坏。
PART 04
实际应用中的电功与电功 率
电功、电功率、焦耳定律
答案:考题组
1
2
模拟题组
3
4
3.在如图 8 所示的电路中,输入电压 U 恒 解析 为 8 V,灯泡 L 标有“3 V,6 W”字样,电 动机线圈的电阻 RM=1 Ω.若灯泡恰能 正常发光,下列说法正确的是( AB A.电动机的输入电压是 5 V B.流过电动机的电流是 2 A )
【解析】选B。每个家庭节省的功率为ΔP=0.1 kW,全国约有 n=4×108个家庭,每个家庭平均每天用电5小时,则全国一年
节省的电能为ΔW=ΔP·nt=0.1 kW×4×108×365×5 h=7.3×
1010 kW·h,选项B正确,其他选项错误。
2.(2012·上海高考)当电阻两端加上某一稳定 电压时,通过该电阻的电荷量为 0.3 C ,消耗的 电能为0.9 J。为在相同时间内使0.6 C的电荷量
[思维点拨] 转换 彩车→“非纯电阻电路”模型 对象 把复杂的实际研究对象转化成熟悉的非纯电阻电 思路 路进行处理, 抓住了问题的实质, 忽略了次要因素, 立现 看似复杂的问题变得非常容易
通过该电阻时,由q=It可知,I′=2I,又U=IR,则有
U′=2U=2×
3 V=6 V,所以Q′=I′2Rt=4Q=4×0.9 J=3.6 J,
故选项D正确。
所以由能量守恒可得电动机的输出功率 P出=P电-P热=2 W-0.5 W=1.5 W。 此时若电动机突然被卡住,则电动机又为纯电阻,其热功率
[思维流程] 第一步:抓信息关键点 ①一只电饭煲和一台洗衣机并联;②均正常工作 第二步:建立物理模型 纯电阻电路和非纯电阻电路 第三步:找解题突破口 U 要求纯电阻电路的电阻、消耗的电功率(热功率)可用公式 R= ,P 电= I 2 U P 热=UI=I2R;而非纯电阻电路的电功率为 P=IU≠ R ≠I2R 第四步:形成解题思路 ①电饭煲的电阻为 R=U/I=44 Ω,洗衣机主要元件是电动机,不能利 用欧姆定律 ②电饭煲的电功率为 P=UI=1 100 W,洗衣机电动机消耗的电功率为 P=UI=110 W ③1 min 内电饭煲消耗的电能为 Pt,洗衣机电动机消耗的电能为 Pt ④不能计算出洗衣机电动机内阻和发热功率
九年级(初三)物理课件电功和电功率-教学课件
R1:W=I2Rt=1.52×10×3600=81000J A
R2: I2 =I- I1 =4-1.5=2.5A U2 =U1 = I1 R1 =1.510=15V
W= U2 I2 t=15×2.5×3600=135000J
提问:电流做功的快慢用什么物理量表示?
电动率:反映用电器消耗电能的快慢程度 或电流做功的快慢
例一:标有“220V 100W”和“220V 40W"的白炽灯正常工作时流过的电流及电 阻各为多大?
解:对“220V 100W” 由P=IU 得I=P/U=100/220=0.48A
又:I=U/R 得R=U/I=220/0.48=484 同理:对“220V 40W" I=0.18A R=1210
R 10
练习三:己知某用电器电阻为10 ,流过电流为2A,
求通电1min电流做的功。
**前两个公式适用于
解: W=UIt 又U=IR 得: W=I2Rt=22×10×60=2400J
任何电路,后两个公 式只适用于纯电阻电
路。
练习四:如图,R1电阻为10,流过电流为1.5A, 电键K合上后流过安培表电流为4A,求通电一小 时每个电阻上消耗的电能。
2、正常工作状态:指:U实 U额(I实 I额) P实 P额
*超过额定电压时用电器有可能损坏。
*当加给用电器的实际电压稍大于额定电压时,用电器虽能在一定范围内超负 荷工作,但这也不允许,会减少用电器正常使用寿命。
牢记:进行实验或使用任何电器时,都一定要先检查供电电压是否符合额定电压。 额定功率是定值 一般情况下额定功率>实际功率
例二:将这两个白灯并联在110V的电路中它们的实际功率各为多大?
解:由I=U/R 得I=0.23A 又P=IU=110×0.23=25W 或用P=U2/R=1102/484=25W
电功和电功率--精练题(含答案与解析)
电功和电功率电功和电功率—基本概念(1)电功:电流做多少功,就有多少电能转化为其他形式的能。
所以电功是电能转化的量度,两者国际单位相同,均为J (焦耳)。
常用单位:kW h (千瓦时)、又称“度”。
1kW h=3.610J ⨯6。
(2)电功的计算式:=W UIt (基本公式,普适);==RW t I Rt U 22(推导式,仅适用纯电阻电路)(3)电功率:电功率等于电功与时间之比,表示电流做功的快慢,单位为W (瓦)。
(4)电功率的计算式:==tP UI W (基本公式,普适);==R P I R U 22(推导式,仅适用纯电阻电路) 串、并联电路电功率的计算规律(1)串联电路中:各用电器电功率与其电阻成正比:=P R P R 2211。
(2)并联电路中:各用电器电功率与其电阻成反比:=P R P R 2112。
(3)串、并联电路的总功率均等于各用电器的电功率之和,即:…+P P P P n =++12; 电能表(1)作用:测量用电器在一段时间内消耗的电能。
(2)测量方法:电能表的示数由四位整数和一位小数组成。
起始和结束时电能表上计数器的示数之差就是这段时间内用电的度数。
下图所示中,电能表的读数为1205.9kW h 。
额定功率与实际功率(1)额定电压和额定功率①额定电压:用电器正常工作的电压;②额定功率:用电器在额定电压下工作的功率。
(2)实际电压和实际功率①实际电压:实际加在用电器两端的电压;②实际功率:用电器在实际电压下工作的功率(小灯泡的亮度由实际功率决定)。
(3)用电器的铭牌:如图某灯泡上标有“PZ220V-25W”的字样,它们分别表示:普通照明,额定电压为220V,额定功率为25W。
1.小丽家的一只电吹风机铭牌上标有“220V500W”,一个节能灯泡上标有“220V5W”。
则下列说法中正确的是()A.电吹风机和节能灯泡通电后,电流通过电吹风机做功会更快B.电吹风机和节能灯泡工作时,电吹风机消耗的电能会更多C.电吹风机消耗的电能相当于100个节能灯泡消耗的电能D.电吹风机正常工作3min,消耗的电能为0.025度2.一同学利用电能表测某家用电器的电功率。
电功与电功率
电功与电功率在物理学中,电功和电功率是电动力学中重要的概念。
它们描述了电流对电路元件进行功的能力以及单位时间内电能转化的速率。
本文将对电功和电功率进行深入探讨,以增进对这些概念的理解。
一、电功电功是描述电流对电路元件进行功的能力的物理量。
它表示单位电荷在电路中通过元件时所做的功。
电路中的电荷在流动的过程中可能会对电阻或其他元件产生作用力,从而进行功。
电流通过电阻的过程可以用以下公式表示:W = QV其中,W表示电功,Q表示通过电路元件的电荷量,V表示电路元件上的电势差。
根据欧姆定律,电势差与电流和电阻之间的关系为V = IR,其中I表示电流,R表示电阻。
所以电功可以进一步表示为:W = QIR从该公式可以看出,电功与电流、电荷量以及电阻之间的关系密切相关。
当电流较大、电阻较大或电荷量较大时,电功也会增大。
二、电功率电功率是描述单位时间内电能转化的速率的物理量。
它表示单位时间内电流对电路元件所做的功。
电功率与电功之间的关系可以通过以下公式表示:P = ΔW/Δt其中,P表示电功率,ΔW表示在Δt时间内通过电路元件的电功。
从该公式可以看出,电功率可以理解为功对时间的导数,它描述了电功的变化速率。
根据电功的表达式W = QIR,将其代入电功率的公式,可以得出电功率的另一个表达式:P = I²R从该公式可以看出,电功率与电流的平方和电阻之间的关系密切相关。
当电流较大或电阻较大时,电功率也会增大。
三、电功与电功率的应用电功和电功率在电路分析和电能转化方面具有重要的应用。
它们可以用于计算电路元件的能量转化效率以及电路的负载能力。
例如,在家庭用电方面,我们常常需要知道电器的功率,以便合理使用电能和避免电路过载。
通过测量电器的电流和电压,我们可以利用电功率公式P = IV,计算出电器的功率,从而根据功率大小合理安排电器的使用。
在工业领域中,电功和电功率也被广泛应用于电路分析和设计。
通过计算电路元件的电功和电功率,可以评估电路性能以及优化电路设计。
电功、电功率和电能的综合计算
详细描述
记录设备的运行时间,根据生产计划和实际生产情况来 确定。
根据工业用电的电价政策和电费单价,计算工业用电的 费用。
结合电功、电功率和电能的基本公式,综合分析工业生 产的能耗效率和节能潜力。
新能源发电的电功、电功率和电能计算
总结词:新能源发电是当前能源领域的研究热点,计算 新能源发电的电功、电功率和电能需要考虑发电设备的 功率、发电效率和能量存储等因素。
详细描述
根据国际单位制,电能的单位是焦耳 (J),而在日常生活中,人们更常用 千瓦时(kWh)或度作为电能的计量 单位。1千瓦时表示功率为1千瓦的电 器工作1小时所消耗的电能,即 3.6×10^6焦耳。
电能的计算公式
总结词
电能可以通过电功率与时间的乘积来计 算。
VS
详细描述
电能的计算公式是 W = P × t,其中 W 表示电能,P 表示电功率,t 表示时间。 这个公式表明,电能等于电功率与时间的 乘积,即单位时间内所做的功。通过这个 公式,可以计算出在不同电功率下,电器 工作一定时间所消耗的电能。
根据当地电费单价和电价政策,计算电费账单。
结合电功、电功率和电能的基本公式,综合计算家庭用 电的能耗情况。
工业用电的电功、电功率和电能计算
总结词:工业用电是工业生产过程中必不可少的能源, 计算工业用电的电功、电功率和电能需要考虑生产设备 的功率、运行时间和生产任务等因素。
统计工厂内各种生产设备的功率,通常在设备的铭牌上 标明。
了解新能源发电设备的功率,如太阳能电池板、风力发 电机等。
详细描述
评估发电设备的发电效率,根据实际运行情况和环境因 素来计算。
分析能量存储设备的容量和充放电效率,如电池储能系 统。
结合电功、电功率和电能的基本公式,综合评估新能源 发电的经济效益和社会效益。
电功与电功率
电功与电功率电功和电功率是我们在学习电学时经常遇到的概念。
它们是描述电路中能量转换和消耗的重要指标。
本文将介绍电功和电功率的概念、计算方法以及在实际应用中的意义。
一、电功的概念与计算方法电功是指单位时间内电路中电能的转换或消耗。
它是一个数量,通常用符号W表示,单位是焦耳(J)。
在电路中,电功可以通过电流和电压来计算。
根据欧姆定律,电流I通过电阻R产生的功可表示为W=I^2R,其中^2表示I的平方。
这是由于功等于电阻乘以电流的平方。
通过这个公式,我们可以计算出电阻中的功率。
如果电路中存在多个电阻,我们可以使用功率分配定律来计算每个电阻所消耗的功率。
功率分配定律表明,在并联电路中,总功率等于各个电阻消耗的功率之和;在串联电路中,总功率等于各个电阻消耗的功率之和。
这样,我们可以根据电路的连接方式计算出电路中每个组件的功率消耗。
二、电功率的概念与意义电功率是指单位时间内电路中电能的转换速率。
它是电流和电压的乘积,通常用符号P表示,单位是瓦特(W)。
电功率可以用来描述电路的能耗和能量转换效率。
在电功率的计算中,我们可以利用电流和电压的关系。
根据欧姆定律,电流和电压之间有P=VI的关系,其中V表示电压,I表示电流。
电功率的概念在实际应用中有重要的意义。
在家庭用电中,我们常常通过计算电器的功率来选择合适的电源。
例如,空调、电冰箱等功率较大的电器需要连接较高功率的电源。
另外,在工业生产中,电功率的合理利用可以提高生产效率,减少资源消耗。
三、电功与电功率的关系电功和电功率是密切相关的概念。
电功是单位时间内电能的转换或消耗,而电功率是单位时间内电能的转换速率。
它们之间的关系可以通过定义来理解。
根据电功的定义,电功可以表示为电功率乘以时间,即W = P × t。
这个公式说明了电功和电功率之间的数学关系。
当我们在计算电路中的功率时,可以利用电功的概念。
根据电功的计算方法,我们可以将电功表示为单位时间内电路中电能的转换或消耗。
电功电功率电能电热之间的区别联系
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(注意,电功率P的单位也用w表示,不要搞混淆)。
单位为焦耳,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,符号是kWh。
1、电功的计算公式:电功W(度)=电功率P(kw)×时间t(h)=电压U(kv)×电流I(A)×时间t(h);电功W(焦耳J )=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V(伏V)×电流(安A)=电功W(焦耳J)/时间t(秒s)=R I2 =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)=有功功率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。
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。
电工基础之一电功和电功率
电工基础之一电功和电功率电工基础之一电功和电功率电工基础是电工工程中的重要学科,掌握电功和电功率的概念和计算方法对于电工职业的人员来说至关重要。
本文章将针对电功和电功率进行详细的介绍和解释。
一、电功电功是指电路中电能的转化和传输过程中所做的功,单位为焦耳(J)。
电功可以通过以下公式进行计算:电功 = 电压 ×电流 ×时间其中,电压是指电路中电子的推动力,单位为伏特(V);电流是指电路中电子流动的强度,单位为安培(A);时间单位为秒(s)。
电功的大小直接相关于电流和电压的值,当电流和电压增加时,电功也会相应增加。
电功是衡量电路中能量转换和传输的重要指标。
二、电功率电功率是指电路中单位时间内所做的功或能量的转换速率,单位为瓦特(W)。
电功率可以通过以下公式进行计算:电功率 = 电功 / 时间其中,电功是指电路中产生或消耗的功,单位为焦耳(J);时间单位为秒(s)。
电功率的大小直接与电功的值和时间的大小相关,当电功增加或时间减少时,电功率也会相应增加。
三、电功和电功率的关系电功和电功率是密切相关的,它们之间的关系可以通过以下公式表示:电功 = 电功率 ×时间也可以通过以下公式表示:电功率 = 电功 / 时间电功和电功率的关系可以理解为电流和电压的关系,类似于:电流 = 电压 ×电阻电流是电压通过电阻的结果,电功是电功率通过时间的结果。
电功和电功率的概念对于电路设计、能耗控制和电工安全都有着重要的意义。
正确地计算和理解电功和电功率可以帮助电工工程师更好地应用电能,提高电路的效率和安全性。
总结:本文详细介绍了电工基础中的电功和电功率的概念和计算方法。
电功是指电路中电能的转化和传输过程中所做的功,单位为焦耳(J);电功率是指电路中单位时间内所做的功或能量的转换速率,单位为瓦特(W)。
电功和电功率之间存在着密切的关系,能准确地计算和理解电功和电功率对于电工工程师来说至关重要。
电功和电功率
地工作时的功率,用电器铭牌上所标称的
功率是额定功率。
5.实际功率:用电器在实际电压下工作时的
功率是实际功率.
注意:
用电器的实际功率可以比额定功率小, 只有在额定电压下工作实际功率才等于额定 功率.
三.焦耳定律
1.电热
电流热效应
电热
内容:电流通过某导体,在时间t内产生的热 量, 跟电流的平方、导体的电阻和通电时间成 正比。 2.公式:
3、单位:SI中是
[说明] 1)电功率表示电流做功的快慢.电流做功的“快慢”与 电流做功的“多少”不同.电流做功快,但做功不一定多;电 流做功慢,但做功不一定少.
2 )利用电功率的公式 P=UI 计算时,电压 U 的单位用 V , 电流I的单位用A,电功率P的单位就是W.
4.额定功率:用电器在额定电压下安全正常
● 物理意义:1 kW· h表示功率为1 kW的用电 器正常工作1 h所消耗的电能.
1 kW· h=1000 W×3600 s=3.6×106 J
二. 电功率 P
1、定义:单位时间内电流所做的功叫做电功率 2、公式:
W P UI t
W 常用单位:kW
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.适用于一切电路。
若在电路中只有电阻元件时,电功率与热功率数值相
等.即P热=P电 ,若电路中有电机,但电机不转时,小电机就 相当于纯电阻.,
例题1:
对计算任何用电器的电功率都适用的 公式是( )
A.P I R
2
U B.P R
2
C.P UI
W D.P t
例2:规格为“220V,1000W”的电炉,求: 1.电炉正常工作时,通过电阻丝的电流 2. 电炉的电阻
高中物理—电功率 T
一、电功:1、定义:电路中电场力对移动电荷做的功。
2、公式:W =qU =UIt 。
3、电流做功的实质:电能转化成其他形式能的过程。
二、电功率:1、定义:单位时间内电流做的功,表示电流做功的快慢。
2、公式:WP UI t== 3、额定功率和实际功率用电器正常工作时的电压叫做额定电压,用电器在额定电压下的功率叫做额定功率。
用电器的铭牌,有电压值、电流值、电阻值等,一般不同的用电器选择不同的两个物理量作为标注内容,揭示用电器的耐压值,或允许通过的电流值,或正常工作的电功率指,如手电筒的小灯泡标有“2.5V 0.3A ”等字样,它说明小灯泡的耐压值及正常工作的电流值。
用电器在实际使用时,用电器两端电压叫实际电压,它可能等于额定电压,也可能不等于额定电压,在实际电压下工作时,用电器的功率叫做实际功率,实际电压和实际电流可分别用电压表和电流表直接测量。
当实际电压偏离额定电压,用电器不能正常工作,所谓不能正常工作,有多种表现:实际电压高于额定电压,其消耗的实际功率超过额定功率,用电器的使用寿命缩短,甚至烧坏;如实际电压低于额定电压,它消耗的实际功率小于额定功率,白炽灯发光较弱,日光灯不能启动发光,电视机的图像、声音效果变差。
【练一练】有人说,标有“110V 60W ”和“110V 10W ”的两只电灯串联起来,接在220V 的电路上使用时,它们都能正常发光,因为它们的额定电压之和是220V 。
这种说法正确吗?知识点一:电功、电功率知识点讲解电功率焦耳是英国物理学家,出生于曼彻斯特,他在热力学、电学等方面都有着不俗的成绩。
焦耳的家庭条件比较富裕,父亲是酿酒师,有自己的酒厂。
但他从小便体弱多病,由于身体的原因,他不能去上学,只在家庭学校里学习过,没有经过正规的教育,可以说他是自学成才。
在青年时期,他认识了一位对他影响重大的人物,就是化学家道尔顿。
道尔顿很喜欢这个学生,一直悉心教导他。
教给了他数学、哲学、化学方面的知识,也由此激发了他对科学的兴趣。
电功和电功率
电功和电功率一、引言电功和电功率是电力学中重要的概念,它们在电路分析和能量转换方面起着关键的作用。
本文将详细介绍电功和电功率的概念、计算方法以及它们在实际应用中的重要性。
二、电功的概念电功是指电流通过电路元件时所做的功。
在电路中,电流会通过电阻、电容和电感等元件,这个过程中会产生能量的转换,而这种能量转换就可以用电功来量化。
它反映了电流在电路中传输能量的情况。
三、电功的计算方法电功的计算方法主要取决于电路的性质和元件的特性。
在直流电路中,电功的计算相对简单,可以直接通过电压和电流的乘积得到。
假设电路中的元件为电阻,则电功可以用以下公式表示:P = V × I其中,P表示电功,V表示电压,I表示电流。
这个公式表明,电功的大小与电压和电流的乘积成正比,而且单位为瓦特(W)。
在交流电路中,由于电压和电流呈正弦变化,所以电功的计算较为复杂。
此时,我们采用瞬时功率的概念,即每一瞬间的功率。
通过计算每个瞬时功率的乘积,再对其进行时间平均,得到整个周期中的平均功率。
交流电路中的电功计算方法需要考虑电压和电流的相位差,常用的计算方式为功率因数的求解。
四、电功率的概念电功率是指单位时间内所做的电功,它表示电能转换的速度。
电功率是衡量电路工作状态的重要指标,也是电能的度量单位。
在实际应用中,我们经常会关注电设备的电功率,用以确定电源的容量和电费的计算。
五、电功率的计算方法电功率的计算方法与电功类似,也取决于电路的性质和元件的特性。
在直流电路中,电功率的计算可以直接通过电压和电流的乘积得到。
而在交流电路中,为了考虑电压和电流呈正弦变化的情况,我们引入了有功功率和无功功率的概念。
有功功率是指电路中真正完成有用功的部分,它直接转化为其他形式的能量,如热能、机械能等。
在交流电路中,有功功率可以通过电压、电流和功率因数的乘积来计算:P = V × I × cos(θ)其中,P表示有功功率,V表示电压,I表示电流,θ表示电压和电流之间的相角差。
五、电功--电功率
在国际单位制中电功的单位是焦(J),常用单位有千 瓦时(kW·h).
1kW·h=3.6×106J
2.电功率:单位时间内电流所做的功叫做电功率.
P W UI t
(1)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. (2)电功率表示电流做功的快慢. (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).
2.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 I 2Rt
焦耳定律适用于纯电阻电路,也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.
公式W=I2Rt适用的电路是 ( C )
A.含电动机的电路; B.含电解槽的电路
C.纯电阻的电路;
D.以上所有电路
一个小电动机的工作电压是1.5 V,工作电流是 0.1A,
当它连续工作10 min,电路的电功是
90J.
把一个阻值为5Ω的导体,接入电压为6V的电路,经过
lmin,消耗的电功是
432 J
只有是在纯电阻用电器的前提下,才可由 I U
改写电功率的表达式.
R
所以,正确选项为C、D.
2、一台电动机,额定电压是220伏,线圈电阻是0.4 欧 姆,在额定电压下通过的电流是50安,求: (1)在额定电压下输入给电动机的电功率是多少千瓦? (2)热功率是多少千瓦? (3)转化为机械能的电功率是多少千瓦?
电功与电功率
电功与电功率电功和电功率是电学中的重要概念,它们在电路和电能转换中具有重要的作用。
本文将对电功和电功率进行详细的介绍和解析。
一、电功电功是指电路中电能的转换或消耗所做的功。
电功的单位是焦耳(J),表示为W。
根据物理学的基本原理,电功可以通过以下公式来计算:电功(W)= 电压(V) ×电流(A) ×时间(s)通过这个公式,我们可以得出一个重要的结论:只有在有电流通过的情况下,才会有电功的产生。
电当前进入或者离开一个点的过程中,会产生电能的转换或消耗,从而产生电功。
二、电功率电功率是指单位时间内电功的变化率,它表示电路中电能转换的速率。
电功率的单位是瓦特(W),表示为P。
电功率可以通过以下公式来计算:电功率(P)= 电功(W)/ 时间(s)电功率可以用来表示电路中的能量消耗或者转换的速度。
一个电器的功率越大,说明单位时间内的能量消耗越多,从而说明这个电器的耗电量越大。
三、电功与电功率的关系电功和电功率之间存在一定的关系。
根据上面的公式,我们可以得出以下的关系:电功(W)= 电流(A) ×电压(V) ×时间(s)电功率(P)= 电功(W)/ 时间(s)= 电流(A) ×电压(V)由此可见,功率是电流和电压的乘积,它表示单位时间内电能的转换速率。
功率越大,说明单位时间内的电能转换越多,电路中的能量消耗或转换速度越快。
四、电功与电功率的应用电功和电功率在电学中有广泛的应用。
电力系统中的发电、输电和用电都需要计算电功和电功率。
在家庭生活中,我们经常会看到电器的额定功率,这是用来表示电器在正常工作状态下的能量消耗情况,方便用户选择合适的电器。
另外,在电路分析和设计中,电功和电功率也扮演重要的角色。
通过计算电功和电功率,我们可以了解电路中的能量转换情况,从而优化电路的设计和使用,提高电路的效率和安全性。
总之,电功和电功率是电学中基本而重要的概念。
了解电功和电功率的概念和计算方法,对于理解电路和电能转换的过程有着重要的意义。
高二物理电功和电功率
通过前面的学习,可知导体内自由电荷在电场力作用下发生定向移动,电场力对定向移动的电荷做功吗?
(做功,而且做正功)
电场力做功将引起能量的转化,电能转化为其他形式能,举出一些大家熟悉的例子。
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讨论:
讨论:
通过前面的学习,可知导体内自由电荷在电场力作用下发生定向移动,电场力对定向移动的电荷做功吗? (做功,而且做正功) 电场力做功将引起能量的转化,电能转化为其他形式能,举出一些大家熟悉的例子。 电能→机械能,如电风扇。
热功率 I2R(W)
机械功率 UI -I2R (W)
转 动
运 行情况
卡 住
电能 → 内能
捏住:
捏住:
运转:
M
电能 → 机械能+内能
电能 → 内能
纯电阻电路:
解析:
电功率计算的普通公式为
用电器有的是纯电阻用电器(例电炉、电烙铁等)有的是非纯电阻用电器(例电动机、电解槽等).
只有是在纯电阻用电器的前提下,才可由 改写电功率的表达式.
所以,正确选项为C、D.
思考:电热器与电动机哪一种用电器需要电热功率大?哪一种需要电热功率小?
小结:
2.焦耳热
3.电功率
电能 → 内能
Q I2Rt
W UIt
=
I=U/R
M
非纯电阻电路:
电能 → 内能+其它形式的能
W
W - Q
Q
UIt
I2Rt
I<U/R
说明:欧姆定律不适用于非纯电阻电路!
>
指某段电路在某段时间内消耗的全部电能!
指转化为内能的那部分电能!
纯电阻电路:
微波炉
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电功与电功率知识概述:1、电功及其计算2、电功率及其计算3、焦耳定律与电热作用知识讲解1、电功1)电功的公式.W=UIt2)必须明确电功公式中各物理量之间的对应关系,即公式中的电功W、电压U、电流强度I、时间t 都是指同一段电路或同一用电器而言。
3)能综合运用学过的知识解决简单的电功问题。
由于初中阶段研究的都是纯电阻电路,所以结合欧姆定律,电功公式还可写为:W=I2Rt、W=4)分析电路中用电器做功多少,首先要搞清用电器的连接方法,结合串、并联电路各自的特点具体分析。
2、电功率1.)掌握电功率的概念。
电功率和机械功率都是表示做功快慢的物理量,只不过电功率是表示电流做功快慢的物理量。
(1)通过电功率的定义P=W/t推导出计算式P=UI,式中P、U、I是指同一段电路(或同一个用电器)。
(2)由于初中研究的都是纯电阻电路,所以结合欧姆定律,电功率公式还可写作P=I2R和P=U2/R。
当比较串联电路中两电阻的电功率时,因为电流相等,一般使用P=I2R较方便,而在并联电路中,由于各支两端的电压相等,运用P=U2/R比较方便。
2.)用电器的额定电压、额定功率和实际电压:用电器的额定电压与额定功率是指用电器铭牌上标的电压值和功率值,是指用电器正常工作时的电压与电功率。
用电器在电路中工作时,两端所加的电压叫实际电压,此时的功率叫实际功率。
额定电压和额定功率对于一个确定的用电器是唯一的,而用电器的实际电压可能等于额定电压,也可能不等于额定电压,所以对应的实际功率也很多,只有当用电器的实际电压等于额定电压时,它的实际功率才等于额定功率。
灯泡的亮度取决于灯泡实际消耗的电功率。
3、电功率的计算要提高运用电功率知识解决问题的能力应明确下列两个问题。
1.)电功率随电压的增高而增大。
在不考虑温度对电阻的影响时,对于一个确定的用电器来说电阻是不变的,根据欧姆定律I=U/R,用电器两端电压增高时,通过它的电流也增大,根据P=UI,所以,用电器的电功率也增大。
2.)明确电功率在串、并联电路中的规律。
(1)在串联电路中,电阻越大,电功率越大,即串联电路中的电功率与电阻成正比。
(2)在并联电路中,电阻越小,电功率越大,即在并联电路中电功率与电阻成反比。
无论是串联电路还是并联电路消耗的总功率都等于各用电器电功率之和。
4、焦耳定律1)焦耳定律是实验定律,它是经过大量实验总结出来的。
2)焦耳定律反映了电流热效应的规律,是能量转化和守恒定律在电能和内能转化中的体现。
3)由公式Q=I2Rt可知,电流通过导体产生的热量和电流强度I、电阻R、通电时间t有关,又因为产生的热量跟导体中电流强度的平方成正比,所以,电流强度大小的变化对产生热量多少影响更大。
4)运用公式Q=I2Rt解决问题时,电流强度I的单位是安,电阻R的单位是欧,时间t的单位是秒,热量Q的单位才是焦耳,即各物理量代入公式前应该先统一单位。
5)用电功公式和欧姆定律推导焦耳定律公式的前提是电能全部转化为内能。
因为电能还可能同时转化为其他形式的能,所以只有电流所做的功全用来产生热量,才有Q=W=UIt或Q=W=U2t/R才成立。
5、电热的作用1)电热器的原理是电流的热效应,它表现的是电流通过导体都要发热的现象,在这一现象中产生热量的多少可运用焦耳定律计算。
2)发热体是电热器的主要组成部分,它的作用是将电能转变为内能供人类使用。
例题解析:例1、加在导体两端的电压为6V,30s内电流通过导体做功72J,则通过导体的电流多大?这段时间内通过该导体某截面的电量是多少?分析与解:已知W、U、t,所以可以通过W=UIt就可以求出电流I,再由I=Q/t,即可求得电量Q=It。
解:由W=UIt得:I=W/(Ut)= .由I=Q/t得:Q=It=0.4A×30S=12库.答:通过导体的电流是0.4A,通过截面的电量是12库。
例2、有两个电阻,R1=4欧,R2=6欧,先把它们串联起来接在6伏电池组的两极间,求:每分钟电流通过各个电阻所做的功和整个电路的总功,再把它们并联起来接在6伏电池组的两极间,求:每分钟电流通过每个电阻所做的功和整个并联电路的总功。
分析与解:在求电功时,一般根据公式W=UIt,只要我们能知道所求电路(或用电器)的I、U和t,即可应用电功公式求出W,在此题的串联电路中,时间已知,我们可利用欧姆定律求出串联电路中两电阻的电流和各自两端的电压,再代入公式求电功;而并联电路中,由于各电阻两端的电压都相等,所以只要求出各自通过的电流即可代入公式求电功。
解法一:串联电路中的电流:。
所以,I1=I2=0.6安U1=IR1=0.6安×4欧=2.4伏U2=IR2=0.6安×6欧=3.6伏根据电功公式W=UItW1=U1It=2.4伏×0.6安×60秒=86.4焦W2=U2It=3.6伏×0.6安×60秒=129.6焦W总=UIt=6伏×0.6安×60秒=216焦(或W总=W1+W2=86.4焦+129.6焦=216焦)在并联电路中,U1=U2=U=6伏.所以I1=U/R1=6伏/4欧=1.5安,I2= U/R1=6伏/6欧=1安W`1=UI2t=6伏×1.5安×60秒=540焦W`2=UI2t=6伏×1安×60秒=360焦W`总=UIt=U(I1+I2)t=6伏×(1.5安+1安)×60秒=900焦解题时要注意到各种电路的特点,灵活运用电功公式的变形式,可使解题过程简化,因为该例题属于纯电阻电路,我们可以应用W=I2Rt或W=U2t/R求得电功。
解法二:如串联电路中求出电流后W1=I2R1t=(0.6安)2×4欧×60秒=86.4焦W2=I2R2t=(0.6安)2×6欧×60秒=129.6焦W=I2Rt=I2(R1+R2)t=IR1t+I2R2t=W1+W2=86.4焦+129.6焦=216焦并联电路:W’1=W’2=所以W总= W’1+ W’2=540焦+360焦=900焦。
说明:由以上运算可知,两个导体无论是串联还是并联,电流通过两个导体所做的总功都等于电流通过每个导体所做的功之和。
同样,对于若干个用电器(无论串联还是并联)电流所做的总功都等于电流通过每个用电器所做的功之和。
即W=W1+W2+…+W n例3、用伏安法测定额定电压为2.5伏的小灯泡的电阻和额定电功率。
(l)在未完成的电路图1(a)中,导线的接头M应连在滑动变阻器的____接线柱上(填:A,B,C)。
(2)闭合开关S后,电压表的示数为0.5伏。
要使小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片P向_移动(填:A,B)。
(3)小灯泡正常发光时,电流表的示数〔图1(b)]是____安。
(4)小灯泡正常发光时的电阻R=____Ω。
(5)小灯泡的额定功率P=____瓦。
分析、伏安法测电阻、测电功率,是利用电压表、电流表分别测出待测电阻的电压U和电流I,再根据R=U/I算出电阻值,由P=IU算出电功率。
本题要测小灯泡正常发光时的电阻,要求调节小灯泡的电压,因此要用到滑动变阻器。
答(1)从图(a)中滑动变阻器的滑片所在的位置,可知导线M可以和接线柱A或B连接,但不能和C连接。
(2)要使小灯泡正常发光,应使它两端的电压从0.5伏增大到2.5伏,因此要增大电路的电流,采取的方法是减小滑动变阻器的电阻。
如果M接在A处,这时使用的是靠近A端的电阻丝,应将滑片P向A端移动;如果M接在B处,应将滑片P向B端移动。
(3)电流表使用的是0~0.6安档,这时指针指在0.4~0.6安的中间,故示数是0.50安。
也可以这样读数,这一量程每一小格(最小分度值)是0.02安,指针偏过了25格,故示数是0.02安×25=0.50安。
(4)正常发光时电压U=2.5伏,电流I=0.5安,故电阻R=U/I=5Ω。
(5)小灯泡的额定功率 P=IU=0. 5 × 2.5瓦= 1. 25瓦。
说明、用电流表和电压表(即伏安法)测小灯泡的电阻和额定功率是初中电学中两个重要的学生实验。
学习中应注意对这两个实验的相同之处与不同之处加以对比分析。
例4、一台洗衣机的电动机功率为 120瓦,在 220伏电压下工作,求:(1) 通电10分钟它消耗多少电能?(2) 能不能算出在10分钟内产生的热量是多少?分析:要计算电动机消耗的电能,可计算电流做功,电流做了多少功,就消耗了多少电能。
因电动机消耗的电能没有全部转化为热,因此发热和消耗的电能并不相等。
解:(1) 通电10分钟它消耗的电能是: W=Pt=120瓦×600S=7200J。
(2)不能,因为电流通过电动机时,只有一小部分电能转化为内能,而大部分的电能转化成机械能了。
要想求电动机在10分钟内产生的热量,还要知道电动机正常运转时通过的电流和电动机线圈的电阻是多少,再利用公式Q=I2Rt计算。
[答](l)消耗电能7200J;(2)无法算出热量。
例5、某个电热水器内有两根电热丝,其中一根通电时电热水器中的水经15分钟沸腾,另一根通电时(电压不变)经过30分钟沸腾。
假如把两根电热丝串联或并联起来,那么通电后要多少时间水才能沸腾?分析、由题意可知,不论是一根电热丝通电或者是两根电热丝(串联或并联)都通电,电热水器加热的水沸腾时,所需供给的热量是相等的。
解、设第一根电热丝和第二根电热丝的电阻分别为R1和R2,电路上的电压是U,水沸腾需要通电的时间分别是t1和t2,那么每根电热丝单独通电加热时所放出的热量分别为:由Q1=Q2,且U相等,得,即R2=2R1。
当两电热丝串联时,R串=R1+R2=R1+2R1=3R1由Q串=Q1,得当两电热丝并联时由Q并=Q1,得所以答:串联时需45分钟,并联时需10分钟。
例6、一个电能表的表面上每千瓦时转数的数据已模糊不清,但电表转盘在工作时能正常转动。
现要利用此表测定一家用电风扇的功率。
给出的器材有:标有“220伏,100瓦”的白炽灯一只,秒表一只。
试简述测量的主要步骤和所测的数据,并写出计算电风扇功率的表达式。
分析、不同的电器单独接在电能表上,只要转盘转过的圈数相同,则电流做功必然相等。
答:实验步骤如下:(1)将电能表接入照明电路中,且在此表后只接入“220伏,100瓦”的白炽灯一盏,用秒表测出通电t秒时电能表转盘的转数n。
(2)在此表后只接入被测的电扇,记下电能表转盘转过n圈时所用的时间t’秒。
(3)由于二次转盘的转数相同,因此电流做功相同,即W=W',Pt= ,所以电风扇的功率为例7、某校教学大楼有教室24间,每间教室装有“PZ220-40”白炽灯6只。
(1)求引入大楼照明线中的电流是多少?(2)若平均每日用电3h,每月以30日计,每月耗电多少度?分析:由P=UI及并联电路中I=I1+I2+……可求出大楼照明线中的电流I,可由W=Pt求出耗电量。