高二物理电功率

高二物理电功率 Revised by BETTY on December 25,2020

电功率学案（粤教版选修3-1）

一、电功和电功率

1．电功是指__________的功，电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的________、电路中的________和________三者的乘积，表达式W＝________.

2．电功率是指____________________________，P＝________＝

________.

二、焦耳定律和热功率

1．在一段只有电阻元件的纯电阻电路中，电场力所做的功W等于电流通过这段电路时发出的________，即Q＝W＝__________，由欧姆定律U＝IR，热量Q＝________，这就是焦耳定律．

2．一段电路因发热而消耗的功率P

热

＝______，称为热功率．纯电阻电

路上的热功率可表示为P

热

＝__________.

3．如果不是纯电阻电路，电能除一部分转化为内能外，其他部分转化为机械能、化学能等，这时的电功仍然等于______，电阻上产生的热量仍为______，此时电功比电阻上产生的热量______．

三、闭合电路中的功率

1．EI＝U

外I＋U

内

I，反映了闭合电路中的能量转化关系．__________表

示电源提供的电功率，________和________分别表示外电路和内电路上消耗的电功率．公式表明，电源提供的能量一部分消耗在______上，转化为其他形式的能量；另一部分消耗在________上，转化为内能．2．电动势反映了电源把____________________转化为电能的能力．当电源流过单位电时，若电源电动势越大，则电源提供的__________越大，电源把其他形式的能转化为电能的能力越强.

一、电功和电功率

[问题情境]

在日常生活中，经常会用到家用小电器，例如电吹风、电熨斗等，它们都会分为几档，像电吹风可以吹凉风、暖风和热风．你知道如何计算它们消耗的电能吗？

1．电流做功的实质是什么？

2．设加在一段电路两端的电压为U，流过电路的电流为I，试推导电流做功的表达式．

[要点提炼]

1．电功的计算式：______________.

2．电功率的计算式：____________.

二、焦耳定律和热功率

[问题情境]

随着家用电器的增多，特别是空调，电热器等大功率用电器的使用，引发的火灾事故越来越多．据统计很大一部分火灾的事故原因是导线、插座或开关等元件温度升高而导致的．电流通过导体为什么会发热，产生的热量与哪些因素有关呢？

1．什么样的电路是纯电阻电路？

[来源:学,科,网]

2．电功和电热相等吗？

3．比较非纯电阻电路中电功与电热的关系．

[要点提炼]

1．焦耳定律的表达式：____________.

2．电功与电热的关系：纯电阻电路中：________________，非纯电阻电路中： __________.

三、闭合电路中的功率

[问题情境]

1.闭合电路中电源电动势和内、外电压的关系是怎样的．

2．推导闭合电路中能量的转化关系并解释各项的物理意义．[来源:高.考.资.源.网]

[要点提炼]

1．闭合电路中的能量转化关系：______________，对于纯电阻电路该式可写为______．

2．电动势反映了电源把________________转化为____________的能力．[问题延伸]

1．什么是电源的输出功率在一个闭合回路中电源的输出功率与外电阻之间有怎样的关系(纯电阻电路)

2．电源的效率如何计算它与外电阻有怎样的关系

例1 有一个直流电动机，把它接入V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是A．若把它接入2 V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1 A.

(1)求电动机正常工作时的输出功率．

(2)若在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率为多大？变式训练1 某吸尘器中的电动机线圈电阻为1 Ω，接在220 V的直流电压下，工作电流为1 A，则吸尘器消耗的电功率为________；发热损耗

的功率为________；转化为机械能的功率为________．

例2

图1

如图1所示，线段A为某电源的U－I图线，线段B为某电阻R的U－I 图线，由上述电源和电阻组成闭合电路时，则：

(1)电源的输出功率P

出

是多大？

(2)电源内部损耗的电功率P

内

是多少？

变式训练2 电路图如图2甲所示，图乙中的图线是电路中的电源的路端电压随电流变化的关系图象，滑动变阻器的最大阻值为15 Ω，定值电阻

R

＝3 Ω.

图2

(1)当R为何值时，R

消耗的功率最大最大值为多少

(2)当R为何值时，电源的输出功率最大最大值为多少[来源:高.考.资.源.网]

思路点拨求解本题应把握以下三点：

(1)由U－I图象求电源的电动势和内阻．

(2)电路中的电流最大时，R

消耗的功率最大．

(3)利用电源有最大输出功率的条件，求电源的最大输出功率．

【即学即练】

1．下列求解电热的公式中，对所有电路均适用的是( )

A．Q＝UIt B．Q＝I2Rt

C．Q＝U2

R

t D．W

＝Pt

2．一台电动机的输出功率是10 kW，这表明该电动机工作时( ) A．每秒消耗10 kW电能

B．每秒对外做10 kW功

C．每秒消耗10 kJ电能

D．每秒对外做10 kJ功

3．电动机的电枢阻值为R，电动机正常工作时，两端的电压为U，通过的电流为I，工作时间为t，下列说法中正确的是( )

A．电动机消耗的电能为UIt

B．电动机消耗的电能为I2Rt

C．电动机线圈产生的热量为I2Rt

D．电动机线圈产生的热量为U2t R

4．电源的电动势和内阻都保持一定，在外电路的电阻逐渐变小的过程中，下列说法错误的是( )

A．路端电压一定逐渐变小

B．电源的输出功率一定逐渐变小