专题复习电功和电功率知识点及例题
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专题复习:电功和电功率【考点热点指津】
知识结构
电功
定义:电流所做的功
公式:
单位:·
测量:电能表
电功率
定义:电流在单位时间内所做的功
公式:
单位:
测量:
方法一:原理
主要器材:电能表、秒表用电器的功率
额定功率
实际功率
电热
焦耳定律
内容
表达式
电热的利用和危害
W UIt
J kW h
P
W
t
UI
W
P
W
t
Q I Rt
=
⎧
⎨
⎪
⎪
⎩
⎪
⎪
==
=
⎧
⎨
⎪
⎩⎪
⎧
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本章的电功、电功率、焦耳定律和电功率的综合计算是中考电学知识的重点考点,通过复习,明确电流做功的特点实际上是电能转化为其他形式的能的过程。如电流通过各种用电器使之产生转动、发热、发光、发声等现象。学会用电能表和秒表测某一用电器的实际功率。电功率的计算是本章难点,因此必须掌握解题要领。焦耳定律是一个实验定律,生活中利用发热现象工作的电器很多,这里的计算也是需要重点掌握的内容。
一、电功和电功率
(1)电功和电功率所描述的物理概念不同:电功是描述电流做功多少的物理量,而电功率是描述电流做功快慢的物理量。电功率不仅跟电流做功的多少有关,还跟做功的时间有关。
(2)电功和电功率的计算公式不同:电功的基本计算公式是W=UIt,由此可以看出,电流做功多少跟电压、电流强度和通电时间三个因素有关,是由它们三者的乘积来决定大小的。电功率的基本公式是P=UI,它表明电功率跟电压、电流两个因素有关,其大小由它们的乘积决定。
(3)电功和电功率的单位不同:电功的单位是J和kW·h,而电功率的单位是W和kW。
(4)电功和电功率的测量方法不同:电功用电能表来直接测量的,而电功率有两种测
量方法,第一种方法是用伏安法间接进行测量,即测出用电器两端的电压及通过的电流,然后根据P=UI 求出电功率。第二种方法是用电能表和秒表间接测量,即测出某一段时间用电器所做的功,然后根据P W
t
=
可得用电器电功率。 (5)电功和电功率的联系密切,利用公式P W
t
=可得出W=Pt 。 二、额定功率和实际功率
一个用电器的电功率是随着它两端电压的改变而改变的,一个用电器不是随便接入任何一个电路都能正常工作。设计用电器时,需要确定它在正常工作时的条件(如电压、电流、电功率)。通常在用电器的铭牌上标出。正常工作时的电压叫额定电压,在额定电压下的电功率叫额定功率。一个用电器一但生产出来,其额定电压和额定功率是确定的。
实际功率是用电器在实际工作时的电功率,是不确定的,如果用电器两端的实际电压等于它的额定电压,那么实际功率就等于额定功率,这是用电器正常工作;如果用电器两端的实际电压小于它的额定电压,那么实际功率就小于它的额定功率,这时用电器不能正常工作;如果用电器两端的电压大于额定电压,那么实际功率就大于额定功率,用电器不仅不能正常工作,严重时还会烧坏用电器。为此,在使用用电器时,应保证用电器两端的电压等于它的额定电压,这样才能使用电器更好地发挥作用。
三、理解焦耳定律
焦耳定律是在大量实验的基础上总结得出的,它定量地描述了电能向内能转化的规律。
用公式Q=I 2
Rt 表示,它适用于任何电路。
当电流所做的功全部用来产生热量时,焦耳定律可以根据电功的公式W=UIt 和欧姆定
律I U
R
=导出:Q W UIt U R t Pt ====2·。这里的条件是电流所做的功全部用于产生热量,而电流做功全部转化成热的情况也只对纯电阻电路才成立。所以上述导出公式只适用
于纯电阻电路。例如在电动机工作的电路中,加在电动机两端的电压是U ,通过的电流是I ,电动机的线圈也有一定的电阻R ,此时电流做的功W=UIt ,而电流做的功并没有全部转化为
热,绝大部分转化为机械能了,通过线圈电阻R 的电流仍使线圈发热,产生的热量为Q=I 2
Rt ,但此时Q W ≠,而是Q <W ,此时W =Q +E 机械能。
初中阶段所研究的电路仅限于纯电阻电路,如电灯、电炉、电烙铁等电路。故W =Q 成
立。所以我们用公式Q I Rt Q UIt Q U R
t Q Pt ====2
2
,,·,来计算的结果都一样,在不同情况下选用不同的公式进行计算问题会更简单。