高中物理选修3-1电功和电功率

电功、电热及其功率的表达式使用情况
定义
W UIt P UI 2 Q I Rt
2
适用任 何电路
P I R Q 2 W I Rt 2 PI R 纯电阻 电路 Q UIt W =Q PQ UI
U W t R
纯电阻 电路
2
I Baidu NhomakorabeaU R
U P R 2 U Q t R
2
U PQ R
焦耳（1818-1889）
2、热功率
（1）定义：单位时间内导体的发热功率叫
热功率. （2）公式：P=Q/t =I2R （3）含义：导体的发热功率与通电导体的电 流强度平方及电阻成正比. （4）单位：热功率的国际单位表示W、kW
三、两种电路、能量及功率转化
纯电阻电路：只含有电阻元件的电路。如电炉、 电烙铁、白炽灯等电热器组成的电路，转子被卡 住的电动机也是纯电阻元件．（欧姆定律适用）
2
四、串、并联电路的功率分配关系 串联电路
I I1 I 2 I 3
I
U1 R1
P P2 P3 P 1 R1 R2 R3 R
功率与电阻成正比
U2 U R2
U3 R3
U
P P P P 1 2 3
电路中的总功率等 于各用电器的功率 之和
I
R
并联电路
U U1 U 2 U3
电流做功的实质:电场力推动电荷做功， 电能转化为其它形式的能。
2．电功率：单位时间内电流所做的功叫做电功率．
W P UI t
实质——表示电能转化为其他 能的快慢程度.
（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 （ 4 ）用电器的功率 额定功率 在额定电压下工作时的功率 实际功率
W Ｄ． P t
【例】将三只电灯 如图10-2-3所示连 接，其中灯A为 “200V 100W”， 灯B为“220V 40W”，灯C为 “220V 25W”，若 在此电路两端加 220V电压，不计灯 丝电阻随温度的变 化，求三只电灯实
【例题】额定电压都是110V，额定功率PA=100W
，PB=40W的两盏电灯A、B，若接在电压是220V的 电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗 功率最小的是下图中的哪一个？
P额 U额 I 额
在实际电压下工作时的功率 P P 额 实
二、电热和热功率
1、电热： 英国物理学家焦耳，经过长期实验研 究后提出焦耳定律.
（1）内容：电流通过导体产生
的热量，跟电流强度的平方、导 体电阻和通电时间成正比.
（2）表达式：Q=I2Rt
（3）焦耳定律适用于纯电 阻电路，也适用于非纯电 阻电路．
(1)电动机的输入功率； (2)在提升重物的30s内，电动机线圈所产 生的热量； (3)线圈的电阻.
练习2：一台电风扇，电阻为20Ω ，接上220V 电压后，消耗的功率是66W。求： （1）电风扇正常工作时通过电动机的电流强度。 （2）电风扇正常工作时转化为机械能和内能的 功率，电机的效率。 （3）如果接上电源后，扇叶被卡住，不能转动， 求这时通过电动机的电流，以及电动机消耗 的电功率和发热功率。
四川省简阳中学
王政
一．电功和电功率 如图一段电路两端的电压为U，通过的电流为I在时间t内 通过这段电路任一横截的电荷量 q=It
1. 电功: 电流通过导体，电场力对自由电荷所做的功.
W qU It U
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
特点：电能全部转化为内能
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．（欧姆定律不适用）
特点：电能只有部分转化为内能。
电路中的能量和功率关系
纯电阻电路中
I
R U
E电
E内
W =Q 电能全部转化为内能 W = Q= UIt =U2t/R =I2Rt
U2 P电= P热= IU I 2 R E内(P热) R R 在非纯电阻 I M E电(P入) E机(P出) U 电路中（以 W Q E机 电动机为例） W >Q P电>P热 ＵＩｔ＝Ｉ2Ｒｔ＋Ｅ其他 当E机＝0时（即电动机转子不转），电能全部转化为内 能，此时可把电动机视为纯电阻 P IU I 2 R 出 电动机的工作效率 P入 IU
A B B A (1) (2) A B (3) (4)
A
B
练习
练习2：三只灯分别为：L1“110V 100W”、 L2“110V 40W”、L3“110V 25W”，电源电压 220V。如图所示的电路中，哪个电路调节R可使各灯 都正常发光且最省电？
例题
正常工作时电动机的效率多大？
【练习1】一台小型电动机在3V电压下工 作，通过它的电流是0.2A，用此电动机提 升重4N的物体时，在30s内可使该物体被 匀速提升3m若不计除电动机线圈生热之 外的能量损失，求：
U I
P R1 P2 R2 P R3 PR 1 3
功率与电阻成反比
I2 I1
R1 R2 R3
I3
P P2 P3 P 1
U
电路中的总功率等 于各用电器的功率 之和
I
R
例题：
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