高中物理功率教案
發(fā)表時間:2020-07-01九年級物理復習學案:電功與電功率蘇教版。
九年級物理復習學案:電功與電功率蘇教版
【復習目標】
1.知道電流做功是電能轉化為其他形式能的過程,了解電能表是測量電功的儀表
2.理解電功率的概念,認識用電器的額定功率和實際功率,會測定小燈泡的電功率
【復習重點】
1.理解電功率和電流、電壓之間的關系,并能進行簡單計算
2.能區(qū)別用電器的額定功率和實際功率
【課前復習】
一、電功
所做的功叫電功,用字母表示,電流做功的過程,就是能轉變?yōu)槟艿倪^程.計算電功的公式:W===,電功的國際單位:測量電功的儀表表,可測量用電器消耗的電能電流在單位時間內做的功叫,是描述電流做功的物理量電功率計算公式:P==,電功率國際單位:,用符號表示用電器正常工作時的電壓叫用電器在額定電壓下的功率叫電器工作時實際加的電壓叫用電器在實際電壓下的功率叫每個用電器的額定功率只有個,而實際功率有個,電壓不同,實際功率就,實際值和額定值的關系為:(1)U實U額時、P實P額,用電器處于正常工作狀態(tài)(2)U實U額時、P實P額,用電器壽命減短,且容易燒壞(3)U實U額時、P實P額,用電器不能正常工作某輛以蓄電池為驅動能源的環(huán)保汽車,在水平路面上以v=36km/h的勻速行駛時,驅動電機的輸入電壓U=300V,電流I=50A.在此行駛狀態(tài)下,驅動電機的輸入功率是W;若驅動電機能夠將輸入功率的90%轉化為用于牽引汽車前進的機械功率,則汽車所受阻力為N.例3(2012·揭陽)在“測定小燈泡的功率”實驗中,電源電壓為6V,小燈泡L的額定電壓為2.5V,電阻約為10Ω,可供選用的滑動變阻器R1和R2的最大阻值分別為10Ω50Ω,.(1)應該選用的滑動變阻器是(填“R1”或“R2”)(2)閉合開關,發(fā)現小燈泡不亮,電流表有示數,
(3)圖是根據實驗數據繪成的圖象根據圖象提供的信息可計算出小燈泡的額定功率W。當滑動變阻器的滑片向左移動時,小燈泡的電阻將變.(4)2012·宜昌Ω.(計算時不考慮溫度對電阻的影響,計算結果取整數),問:
(1)燈泡的實際功率是多少?
(2)連接燈泡的鋁導線上損失的電功率是多少?
(3)施工人員發(fā)現燈光晚上十點比八點亮一些,是由于燈泡兩端的實際電壓___,這時連接該燈泡的鋁導線損失的電功率_____.
例5(2012·資陽)“成安渝高速公路”的建設工地設置了一些供施工人員居住的臨時住房,臨時住房與廁所有一段距離,為了方便工人夜晚上廁所同時又不至于造成不必要的能源浪費。電工對廁所的照明電路進行適當改裝,將“220V、40W”的電燈L、阻值為990Ω的電阻R和開關S、S1連成如圖所示的電路。天后,光控開關S處于閉合狀態(tài);無人如廁時,聲控開關S1斷開,燈L較暗但能起到指示作用;當有人如廁時,聲控開關S1閉合,燈L正常發(fā)光起到照明作用。求:
(1)當燈L起指示作用時,一個晚上(晚19∶00~次日早07∶00)消耗的電能是多少度?(2)無人如廁和有人如廁時電路消耗的電功率之比。標有“6V6W”的燈泡L1和“6V3W”的燈泡L2串連接入電路中.L1燈絲的阻值是Ω,通過兩燈的電流之比是,兩燈在相同時間內消耗的電能之比為.(不考慮溫度對燈絲電阻的)220V10(20)A”字樣。當家中部分用電器工作時,15min內耗電0.2kW·h,則這些工作的用電器總功率是_______W;該家庭最多還可以再增加______W的用電器同時工作
(2012·達州)如圖小燈泡的額定電壓為V。閉合開關S后,滑片P從最端滑到最端的過程中,小燈泡的I—U關系圖像如圖示。小燈泡的額定功率W,電源電壓為V,滑動變阻器的最大阻值Ω。
(2012遵義)如圖示的電路中,移動滑動變阻器的滑片,電壓表的示數從6V變?yōu)?V,電流表的示數變化了0.2A,則該定值電阻所消耗功率的變化量為()(2012?黔東南州)將燈L接到電壓為U的電路上時,燈的電功率為25瓦.若將燈L與一個電阻R串聯后仍接在原電路上時,燈L消耗的電功率為16瓦,設燈絲電阻不變,則此電阻消耗的電功率是()
A.2WB.4?WC.8?WD.10?WA.換用一顆“220V60W”的燈泡替換原來的燈泡接入原電路中使用B.換用一顆“220V15W”的燈泡替換原來的燈泡接入原電路中使用C.換用兩顆“220V40W”的燈泡并聯后替換原來的燈泡接入原電路中使用D.換用兩顆“220V40W”的燈泡串聯后替換原來的燈泡接入原電路中使用
(2011·無錫)小華用如圖示的電路測小燈泡功率.電路中電源電壓恒為45V,電壓表的程為O~3V,0~06A,滑動變阻器的規(guī)格為“20lA”,燈泡標有“25V1.25W”字樣。若
A.電流表示數的變化范圍是O~05A
B.滑動變阻器的電阻允許調節(jié)的范圍是25~20
C.燈泡的最小功率是0162W
D.該電路的最大功是27W
(2011·荊門)如圖27-5所示,開關閉合時,電壓表V1、V2的示數分別為10V和4V,已知電動機M的線圈電阻為1Ω,R是阻值為4Ω的定值電阻,下列結論正確的是()
A.R兩端的電壓為6VB.通過電動機的電流為6A
C.電阻R消耗的電功率為144WD.電動機消耗的電功率為6W
(2012淄博)圖是小紅同學在“測量小燈泡的電功率”實驗中連接的實驗電路,小燈泡的額定電壓為3.8V,電源電壓為6V.(1)當開關閉合,滑動變阻器的滑片向左滑動時,電流表示數,電壓表示數.(填“變大”“變小”或“不變”)
實驗次數123電壓U/V3.03.84.5電流I/A0.340.42(2)同組的小剛同學發(fā)現接線中有一處錯誤,所以才出現上述現象,而且只需改動一根導線的連接,就會符合實驗要求.請你在需要改動的導線上打上“×”,并用筆畫線代替導線畫出正確的接線.(3)電路連接正確后,他們正常進行實驗并將實驗數據記錄在下表中.若第二次測量時電流表的示數如圖所示,則此時電流為A,小燈泡的額定功率為W.
(4)假設電壓表的0~15V?量程已損壞,只有0~3V?量程能正常使用.若利用現有器材測出小燈泡的額定功率,請在虛線框中畫出你設計的電路圖.(2012·南寧)如圖甲所示電路,電源電壓恒為1.5V,閉合開關后,把滑動變阻器R2的滑片P從最右端向左移動.由于滑動變阻器某處發(fā)生斷路,滑片P向左移動一段距離后,電流表才有讀數,此時電壓表的示數為1.35V.且電流表讀數I與滑片P移動的距離x的關系如圖乙所示.求:(1)當電流表開始有讀數時,滑片P移動的距離x的值和R2接入電路的阻值;(2)電阻R1的阻值;(3)當滑片P移到x等于10cm處時,R2消耗的電功率.
(WEI890.coM 唯美句子)
相關知識
電功電功率
一般給學生們上課之前,老師就早早地準備好了教案課件,到寫教案課件的時候了。我們制定教案課件工作計劃,才能更好地安排接下來的工作!你們清楚教案課件的范文有哪些呢?下面是小編精心為您整理的“電功電功率”,僅供參考,歡迎大家閱讀。
第十五章電功和電熱
知識總結:
1.電功
A.基本概念和公式
a.定義:物理學中,當電能轉化為其他形式能時,我們就說做了電功(俗稱電流做功).
b.物理意義:電功是量度電能轉化為其他形式能的多少的物理量.
c.計算公式:
i.普遍適用的公式:w=UIt=UΩ(Ω為電荷)
ii.僅適用于純電阻性電路的公式:
說明:把電能全部轉化為內能的用電器叫做純電阻性用電器,如電爐、白熾燈等,連接純電阻性用電器的電路叫做純電阻性電路;把電能的絕大部分轉化為內能以外的其他形式能的用電器叫做非純電阻性用電器,如電動機、電鈴、充電器等,連接非純電阻性用電器的電路叫做非純電阻性電路.
d.單位:
在國際單位制中,電功的單位是焦耳(J).
實用單位是千瓦時(kWh).
B電能表
用來測量電路消耗電能(即電功)的儀表叫做電能表.
a.主要技術參數
i.“電壓”表示電能表適用的額定電壓.額定電壓是指用電器或電學儀表正常工作時的電壓.
ii.“電流規(guī)格”表示電能表持續(xù)工作時的最大電流,括號里的數字表示允許在短時間內通過電能表的最大電流.
iii.“每千瓦時轉數”表示用電1kWh電能表轉盤轉動的圈數.現在,電子式單相電能表已經開始使用,其重要參數imp/(kWh)表示用電lkWh耗電指示燈閃爍的次數,如:6400imp/(kW.h).
b.用電能表測量電功
i.直接測量:電能表計數器上前后兩次讀數之差.
ii.間接測量:先數出轉盤轉過的轉數,再利用電功與轉數成正比計算電功.
2.電功率
A基本概念和公式
a.物理意義:
電功率是反映用電器消耗電能(即電流做功)快慢的物理量.
b.定義:
用電器單位時間里消耗的電能叫做電功率.
c.計算公式:
i.普遍適用的公式:
ii.僅適用于純電阻性電路的公式:
d.單位:
在S1中,電功率的基本單位是瓦特(W),另外還有千瓦(kw)和毫瓦(mW),換算關系為:
e.用電器的額定功率和實際功率
用電器在額定電壓下的功率叫做額定功率,用電器在實際電壓下的功率叫做實際功率.
當U實=U額時,P實=P額.
使用用電器時,加在其兩端的電壓一般不能超過額定電壓,否則會造成用電器實際功率超過額定功率,用電器會因為過熱而燒毀.
推論:對于純電阻性的用電器,若不考慮溫度對其電阻的影響,則
用電器的銘牌上標有額定電壓和額定功率.
燈泡的亮度取決于其實際功率的大小,實際功率越大,燈泡越亮.
B.用電能表測量用電器的電功率
a.僅讓待測功率的用電器單獨工作,用電能表,測出電功w,用秒表測出時問t,則P=W/t.
b.先后讓已知功率為P0的用電器和待測功率的用電器工作相同的時間,分別數出電能表轉盤轉過的轉數n0和n,由即
c.先后讓已知功率為P0的用電器和待測功率的用電器工作一段時間,使它們在工作時間內電能表轉盤轉過的轉數相同,用秒表分別測出它們工作的時間t0和t,由
3.電熱
由于導體具有電阻,所以當有電流通過時,導體會發(fā)熱,將電能轉化為內能,這種現象稱為電流的熱效應.
A.焦耳定律和公式
亂內容:電流流過某段導體時產生的熱量,跟通過這段導體的電流的平方成正比,跟這段導體的電阻成正比,跟通電的時間成正比.
b.公式:
i.普遍適用的公式:
ii.僅適用于純電阻性電路的公式:(P為電功率)
c.單位:在國際單位制中,電熱的單位是焦耳(J).
d.電熱Ω與電功W大小的關系:
對于純電阻性用電器Ω=W
對于非純電阻性用電器ΩW
B電熱的利用和防止
a.電熱器
利用電流做功將電能轉化為內能的裝置,統稱為電熱器。如電爐、電烙鐵、電暖器、電熱毯、電熨斗、電水壺、“熱得快”、電飯煲、飲水機、電熱油汀等.
i.原理:電流的熱效應.
ii.主要部件:發(fā)熱體和絕緣部分.
發(fā)熱體是用電阻率大、熔點高的合金絲制成的,它的作用是讓電流通過它時產生熱量,它繞在絕緣材料上,絕緣部分的作用是將發(fā)熱體與電熱器的外殼隔絕起來,防止漏電.
iii.優(yōu)點:電熱器具有清潔衛(wèi)生、沒有環(huán)境污染、熱效率高、且可以方便地控制和調節(jié)溫度等優(yōu)點.
用電器長期不用時,必須隔一段時間通一次電,以便其中含有電阻的元件通電發(fā)熱來驅除電器中的潮氣,以免元件發(fā)生銹蝕和霉變.
b.防止電熱造成危害
使用電器時,電流過大或通電時間過長都可能造成危害,如燒壞電器、使導線絕緣皮老化引起火災,且造成大量電能損失.防止電熱危害的主要措施是加快散熱,如在電器上設置散熱孔、散熱片或在發(fā)熱部分安裝電扇.
4.有關電功、電功率和電熱的若干推論
A.若不考慮溫度對純電阻阻值的影響,則在不1同的狀態(tài)下,對于某一純電阻有:
在某一過程中,對于某一純電阻有:Ω=W=Pt(Ω為電熱)
B.在同一電路中,不論幾個用電器以什么方式相連接:
說明:在運用電功、電功率、電熱的任何一個公式時,都要注意公式中各個量的同時性和對應性,都要注意公式中各個量單位的統一.
5.安全用電
安全用電主要包括設備安全與人身安全兩方面.
A.家庭電路的組成和安裝
部分家庭電路圖:
由圖可知,家庭電路主要由進入家庭的進戶線(電源線)、電能表、閘刀開關、熔斷器、開關、插座、用電器等組成.考慮到用電安全,一般還接有地線.
安裝家庭電路的準則——安全.
a.進戶線
進戶線由火線和零線構成,零線與大地之間沒有電壓,火線與零線之間的電壓為220V,火線和零線構成家庭電路的電源.
常用測電筆來辨別火線和零線.用手接觸筆尾金屬體,筆尖接觸電線(或與電線連通的導體),氖管發(fā)光,表明接觸的是火線,氖管不發(fā)光,表明接觸的是零線.
b.電能表
電能表是測量和記錄一段時間里消耗電能的儀表.選用原則是:電能表銘牌上的標定電流應等于或略大于所有家庭用電器的額定電流之和.電能表串聯在家庭電路的干路中。
c.閘刀開關
家庭電路中安裝閘刀開關的作用是用來切斷電源,以便檢測電路,更換設備。
閘刀開關串聯在家庭電路的干路中,閘刀開關應豎直安裝,且靜觸頭在上,動觸頭在下,電源進線應接在靜觸頭的接線柱上,這樣閘刀斷開時,閘刀與火線不相連,閘刀也不會因自重或受震動等原因造成誤會。
d.熔斷器
i.熔絲的作用及物理特性
家庭電路用電時,如果在發(fā)生短路、過載、突發(fā)性過電壓(超過260V)等異常情況時不及時斷開電路,干路中的電流就會超過安全值,產生的熱量就增多,電線的絕緣層就會燃燒起來釀成火災,為了防患于未然,應在干路中串聯熔絲,由于熔絲的電阻率大、熔點低,所以它能在干路中的電流超過安全值之前就自動熔斷,從而保護電路。熔絲通常由鉛(98%)銻(0.3~1.5%)合金制成。千萬不能用銅絲或鐵絲代替熔絲,因為銅和鐵的電阻率較小,熔點較高,起不到保險作用。
ii.熔絲的規(guī)格及選用原則
熔絲的規(guī)格常用其額定電流來表示,其選用原則是:熔絲的額定電流應略大于或等于電路中的最大正常工作電流。計算電路中最大正常工作電流的方法有:;其中PZ、RZ為電路中的總功率、總電阻。此外還應兼顧到熔絲的額定電流不能超過干路中的電線和電能表允許通過的最大電流值,這樣熔絲才能對整個電路起到保護作用。
iii.熔絲的安裝及等效處理
應將熔絲串聯在干路中的火線上,零線上不接熔絲,因為如果在火線和零線上各接一根熔絲,當電路中的電流超過安全值之前,這兩根熔絲不一定同時熔斷,也不一定是火線上的那根先熔斷,假如是零線上的那根先熔斷,那么雖然整個電路斷路了,各個用電器停止工作了,但是各個用電器與火線仍然相連,此時人若誤認為電路中沒電了而去檢修電路,則有可能發(fā)生觸電事故。此外,在準備接大功率用電器的支路中,應先在該支路中將一根熔絲直接接在火線上,再接該支路開關和大功率用電器,因為干路和支路中的電流唇齒相依、息息相關,所以這樣才能保證該支路和干路的安全。
在將熔絲裝入熔斷器時,應先將熔絲的兩端在螺絲釘上分別沿順時針方向纏繞一圈后再擰螺絲,這樣固定螺絲時,熔絲受到的摩擦力的方向與螺絲旋轉方向一致,熔絲的兩端就不會被擠出來,螺絲不宜擰的過緊,因為熔絲的硬度小,擰的過緊,容易造成熔絲的局部截面變小,額定電流減小,以致影響電路的正常工作,也不宜擰得過松,否則熔絲容易松脫而造成斷路,即使末松脫,也會造成接觸處的電阻增大,產生的熱量增多,熔絲的溫度升高加快而容易熔斷。
若一時沒有合適的熔絲,可用其他熔絲等效替代,如應選用額定電流為7.5A的熔絲,則可將三根額定電流為2.5A的熔絲并聯后接入電路,也可將額定電流為10A的熔絲先用螺絲刀撳下一個恰當的切口后接入電路。
e.自動空氣開關
如果電路消耗的總功率在3kW以上,最好用自動空氣開關替代閘刀開關和熔斷器,因為這種開關在電路中發(fā)生短路、過載和欠壓(電壓過低)等異常情況時都能自動切斷電路(跳閘),且實現自動斷路的電流大小可以調節(jié),分斷能力較高,而熔斷器對欠壓這種異常情況是無能為力的。電動機以及由電動機提供動力的電器(如電風扇、電冰箱、空調器等)在欠壓時,若電路不能及時斷開又不能啟動,則消耗的電能全部轉化成內能,導致溫度驟升,極易燒壞電器,引起火災。自動空氣開關是利用電磁原理來保護電路的。
f.漏電保護器
為防萬一,在家庭電路中的電能表和熔斷器后面,最好要接入漏電保護器,因為它能在規(guī)定條件下,當被保護電路中的漏(觸)電值達到或超過預定值時,就自動切斷電路(或發(fā)出報警信號)。
g.支路開關
應直接接在火線上,這樣該開關斷開時,它所控制的用電器就與火線脫離接觸。
h.插座
插座的作用是接插用電器。
明插座應高于地面1.8m,這樣能防止小孩將手指伸進插座的插孔內造成觸電事故。
三眼插座應接有地線,這樣人即使不慎碰到漏電的用電器的金屬外殼,也不會觸電,因為接地線的電阻比人體電阻小得多,接地線對電流起旁路作用。
兩眼插座的正確接法:左零右火;三眼插座的正確接法是:左零右火中接地。
i.白熾燈
白熾燈是利用電流的熱效應工作的,當電流通過燈絲時,電能轉化成內能和光能,當燈絲溫度達到1700℃以上時,呈白熾狀態(tài),發(fā)出的光呈白色。提高燈絲的溫度,可提高燈泡的發(fā)光效率.
燈泡的燈絲是用熔點高的鎢制成的,鎢在高溫下易與氧氣發(fā)生化學反應生成氧化鎢.對于小功率的燈泡一般抽成真空防止燈絲氧化;對于大功率的燈泡充入氮、氬等氣體,既防止氧化,又可以阻礙燈絲在高溫下升華.
在燈頭線穿入燈頭后蓋后,應先打一個保險扣再安裝電燈,這樣燈頭線就不會在電燈拉力的作用下從螺釘上脫落.
火線只準接進螺口燈頭中間的金屬片上,螺旋套上只準接零線上,這樣即使人不慎碰到通電的燈泡尾部裸露在外的螺旋部分也不會觸電.
j.電視機
如使用室外天線,應安裝避雷器或專用接地線,并在雷雨時停止使用電視機.
因電路短路、超負荷運行所引起的各類安全事故,人們并不感到陌生.各種用于防止電路短路、超負荷運行的保護裝置(如熔斷器、空氣開關等),已被廣泛應用且行之有效.另外,對于因線路連接處接觸不良而引起的火災和安全事故,也應引起足夠的重視!隨著電氣化的日益普及,一些重大火災事故就是由于線路連接處接觸不良而造成的,教訓十分深刻.
當線路連接處接觸不良時,會使該處的電阻變大,造成局部過熱.同時,接觸處的電阻又將隨溫度升高而增大.電阻越大,溫度越高,溫度越高又造成電阻越大,從而形成電熱的逐步積累和惡性循環(huán),以致引發(fā)火災.
B.防止觸電
a.觸電的產生
觸電是指一定強度的電流通過人體所引起的傷害事故.超過30mA的電流通過人體就會有生命危險.不高于36V的電壓才是安全電壓.
b.觸電的形式
低壓(不包括不高于36V的安全電壓)引起的觸電有單線觸電和雙線觸電兩類.單線觸電是人體直接觸摸電源、火線或漏電的用電器等,使人體與地形成回路.雙線觸電是人體的兩部分(如兩只手)分別接觸到火線與零線,使人與電網形成回路.
高壓(1kv或1kV以上的電壓)線路和高壓設備引起的觸電有高壓電弧觸電和跨步電壓觸電兩類.當人體靠近高壓帶電體到一定距離時,高壓帶電體和人體之間就發(fā)生放電現象,電流流過人體造成高壓電弧觸電.高壓輸電線落在地面上,當人走近斷頭時,兩腳站在離落地電線遠近不同的位置上,兩腳之間就存在電壓,電流流過人體,造成跨步電壓觸電.
c.觸電的防止
為了保證安全用電,除電器安裝要符合技術要求之外,還要做到:不接觸電壓高于36V的帶電體;不靠近高壓帶電體;不弄濕用電器;不損壞電氣設備中的絕緣體.高大建筑要安裝避雷針,防止雷擊.
d.觸電的急救
處理觸電事故的原則:切斷電源,注意自身安全.具體做法是:立即切斷電源,或者用一根絕緣棒將電線挑開,盡快使觸電者脫離電源,并立即進行現場搶救(如進行人工呼吸等).在發(fā)生電火災時,務必在切斷電源后,才能潑水救災.在整個救護過程中,必須隨時注意自身保護,防止自己也觸電.
電功和電功率
第十五章電功和電熱
知識總結:
1.電功
A.基本概念和公式
a.定義:物理學中,當電能轉化為其他形式能時,我們就說做了電功(俗稱電流做功).
b.物理意義:電功是量度電能轉化為其他形式能的多少的物理量.
c.計算公式:
i.普遍適用的公式:w=UIt=UΩ(Ω為電荷)
ii.僅適用于純電阻性電路的公式:
說明:把電能全部轉化為內能的用電器叫做純電阻性用電器,如電爐、白熾燈等,連接純電阻性用電器的電路叫做純電阻性電路;把電能的絕大部分轉化為內能以外的其他形式能的用電器叫做非純電阻性用電器,如電動機、電鈴、充電器等,連接非純電阻性用電器的電路叫做非純電阻性電路.
d.單位:
在國際單位制中,電功的單位是焦耳(J).
實用單位是千瓦時(kWh).
B電能表
用來測量電路消耗電能(即電功)的儀表叫做電能表.
a.主要技術參數
i.“電壓”表示電能表適用的額定電壓.額定電壓是指用電器或電學儀表正常工作時的電壓.
ii.“電流規(guī)格”表示電能表持續(xù)工作時的最大電流,括號里的數字表示允許在短時間內通過電能表的最大電流.
iii.“每千瓦時轉數”表示用電1kWh電能表轉盤轉動的圈數.現在,電子式單相電能表已經開始使用,其重要參數imp/(kWh)表示用電lkWh耗電指示燈閃爍的次數,如:6400imp/(kW.h).
b.用電能表測量電功
i.直接測量:電能表計數器上前后兩次讀數之差.
ii.間接測量:先數出轉盤轉過的轉數,再利用電功與轉數成正比計算電功.
2.電功率
A基本概念和公式
a.物理意義:
電功率是反映用電器消耗電能(即電流做功)快慢的物理量.
b.定義:
用電器單位時間里消耗的電能叫做電功率.
c.計算公式:
i.普遍適用的公式:
ii.僅適用于純電阻性電路的公式:
d.單位:
在S1中,電功率的基本單位是瓦特(W),另外還有千瓦(kw)和毫瓦(mW),換算關系為:
e.用電器的額定功率和實際功率
用電器在額定電壓下的功率叫做額定功率,用電器在實際電壓下的功率叫做實際功率.
當U實=U額時,P實=P額.
使用用電器時,加在其兩端的電壓一般不能超過額定電壓,否則會造成用電器實際功率超過額定功率,用電器會因為過熱而燒毀.
推論:對于純電阻性的用電器,若不考慮溫度對其電阻的影響,則
用電器的銘牌上標有額定電壓和額定功率.
燈泡的亮度取決于其實際功率的大小,實際功率越大,燈泡越亮.
B.用電能表測量用電器的電功率
a.僅讓待測功率的用電器單獨工作,用電能表,測出電功w,用秒表測出時問t,則P=W/t.
b.先后讓已知功率為P0的用電器和待測功率的用電器工作相同的時間,分別數出電能表轉盤轉過的轉數n0和n,由即
c.先后讓已知功率為P0的用電器和待測功率的用電器工作一段時間,使它們在工作時間內電能表轉盤轉過的轉數相同,用秒表分別測出它們工作的時間t0和t,由
3.電熱
由于導體具有電阻,所以當有電流通過時,導體會發(fā)熱,將電能轉化為內能,這種現象稱為電流的熱效應.
A.焦耳定律和公式
亂內容:電流流過某段導體時產生的熱量,跟通過這段導體的電流的平方成正比,跟這段導體的電阻成正比,跟通電的時間成正比.
b.公式:
i.普遍適用的公式:
ii.僅適用于純電阻性電路的公式:(P為電功率)
c.單位:在國際單位制中,電熱的單位是焦耳(J).
d.電熱Ω與電功W大小的關系:
對于純電阻性用電器Ω=W
對于非純電阻性用電器ΩW
B電熱的利用和防止
a.電熱器
利用電流做功將電能轉化為內能的裝置,統稱為電熱器。如電爐、電烙鐵、電暖器、電熱毯、電熨斗、電水壺、“熱得快”、電飯煲、飲水機、電熱油汀等.
i.原理:電流的熱效應.
ii.主要部件:發(fā)熱體和絕緣部分.
發(fā)熱體是用電阻率大、熔點高的合金絲制成的,它的作用是讓電流通過它時產生熱量,它繞在絕緣材料上,絕緣部分的作用是將發(fā)熱體與電熱器的外殼隔絕起來,防止漏電.
iii.優(yōu)點:電熱器具有清潔衛(wèi)生、沒有環(huán)境污染、熱效率高、且可以方便地控制和調節(jié)溫度等優(yōu)點.
用電器長期不用時,必須隔一段時間通一次電,以便其中含有電阻的元件通電發(fā)熱來驅除電器中的潮氣,以免元件發(fā)生銹蝕和霉變.
b.防止電熱造成危害
使用電器時,電流過大或通電時間過長都可能造成危害,如燒壞電器、使導線絕緣皮老化引起火災,且造成大量電能損失.防止電熱危害的主要措施是加快散熱,如在電器上設置散熱孔、散熱片或在發(fā)熱部分安裝電扇.
4.有關電功、電功率和電熱的若干推論
A.若不考慮溫度對純電阻阻值的影響,則在不1同的狀態(tài)下,對于某一純電阻有:
在某一過程中,對于某一純電阻有:Ω=W=Pt(Ω為電熱)
B.在同一電路中,不論幾個用電器以什么方式相連接:
說明:在運用電功、電功率、電熱的任何一個公式時,都要注意公式中各個量的同時性和對應性,都要注意公式中各個量單位的統一.
5.安全用電
安全用電主要包括設備安全與人身安全兩方面.
A.家庭電路的組成和安裝
部分家庭電路圖:
由圖可知,家庭電路主要由進入家庭的進戶線(電源線)、電能表、閘刀開關、熔斷器、開關、插座、用電器等組成.考慮到用電安全,一般還接有地線.
安裝家庭電路的準則——安全.
a.進戶線
進戶線由火線和零線構成,零線與大地之間沒有電壓,火線與零線之間的電壓為220V,火線和零線構成家庭電路的電源.
常用測電筆來辨別火線和零線.用手接觸筆尾金屬體,筆尖接觸電線(或與電線連通的導體),氖管發(fā)光,表明接觸的是火線,氖管不發(fā)光,表明接觸的是零線.
b.電能表
電能表是測量和記錄一段時間里消耗電能的儀表.選用原則是:電能表銘牌上的標定電流應等于或略大于所有家庭用電器的額定電流之和.電能表串聯在家庭電路的干路中。
c.閘刀開關
家庭電路中安裝閘刀開關的作用是用來切斷電源,以便檢測電路,更換設備。
閘刀開關串聯在家庭電路的干路中,閘刀開關應豎直安裝,且靜觸頭在上,動觸頭在下,電源進線應接在靜觸頭的接線柱上,這樣閘刀斷開時,閘刀與火線不相連,閘刀也不會因自重或受震動等原因造成誤會。
d.熔斷器
i.熔絲的作用及物理特性
家庭電路用電時,如果在發(fā)生短路、過載、突發(fā)性過電壓(超過260V)等異常情況時不及時斷開電路,干路中的電流就會超過安全值,產生的熱量就增多,電線的絕緣層就會燃燒起來釀成火災,為了防患于未然,應在干路中串聯熔絲,由于熔絲的電阻率大、熔點低,所以它能在干路中的電流超過安全值之前就自動熔斷,從而保護電路。熔絲通常由鉛(98%)銻(0.3~1.5%)合金制成。千萬不能用銅絲或鐵絲代替熔絲,因為銅和鐵的電阻率較小,熔點較高,起不到保險作用。
ii.熔絲的規(guī)格及選用原則
熔絲的規(guī)格常用其額定電流來表示,其選用原則是:熔絲的額定電流應略大于或等于電路中的最大正常工作電流。計算電路中最大正常工作電流的方法有:;其中PZ、RZ為電路中的總功率、總電阻。此外還應兼顧到熔絲的額定電流不能超過干路中的電線和電能表允許通過的最大電流值,這樣熔絲才能對整個電路起到保護作用。
iii.熔絲的安裝及等效處理
應將熔絲串聯在干路中的火線上,零線上不接熔絲,因為如果在火線和零線上各接一根熔絲,當電路中的電流超過安全值之前,這兩根熔絲不一定同時熔斷,也不一定是火線上的那根先熔斷,假如是零線上的那根先熔斷,那么雖然整個電路斷路了,各個用電器停止工作了,但是各個用電器與火線仍然相連,此時人若誤認為電路中沒電了而去檢修電路,則有可能發(fā)生觸電事故。此外,在準備接大功率用電器的支路中,應先在該支路中將一根熔絲直接接在火線上,再接該支路開關和大功率用電器,因為干路和支路中的電流唇齒相依、息息相關,所以這樣才能保證該支路和干路的安全。
在將熔絲裝入熔斷器時,應先將熔絲的兩端在螺絲釘上分別沿順時針方向纏繞一圈后再擰螺絲,這樣固定螺絲時,熔絲受到的摩擦力的方向與螺絲旋轉方向一致,熔絲的兩端就不會被擠出來,螺絲不宜擰的過緊,因為熔絲的硬度小,擰的過緊,容易造成熔絲的局部截面變小,額定電流減小,以致影響電路的正常工作,也不宜擰得過松,否則熔絲容易松脫而造成斷路,即使末松脫,也會造成接觸處的電阻增大,產生的熱量增多,熔絲的溫度升高加快而容易熔斷。
若一時沒有合適的熔絲,可用其他熔絲等效替代,如應選用額定電流為7.5A的熔絲,則可將三根額定電流為2.5A的熔絲并聯后接入電路,也可將額定電流為10A的熔絲先用螺絲刀撳下一個恰當的切口后接入電路。
e.自動空氣開關
如果電路消耗的總功率在3kW以上,最好用自動空氣開關替代閘刀開關和熔斷器,因為這種開關在電路中發(fā)生短路、過載和欠壓(電壓過低)等異常情況時都能自動切斷電路(跳閘),且實現自動斷路的電流大小可以調節(jié),分斷能力較高,而熔斷器對欠壓這種異常情況是無能為力的。電動機以及由電動機提供動力的電器(如電風扇、電冰箱、空調器等)在欠壓時,若電路不能及時斷開又不能啟動,則消耗的電能全部轉化成內能,導致溫度驟升,極易燒壞電器,引起火災。自動空氣開關是利用電磁原理來保護電路的。
f.漏電保護器
為防萬一,在家庭電路中的電能表和熔斷器后面,最好要接入漏電保護器,因為它能在規(guī)定條件下,當被保護電路中的漏(觸)電值達到或超過預定值時,就自動切斷電路(或發(fā)出報警信號)。
g.支路開關
應直接接在火線上,這樣該開關斷開時,它所控制的用電器就與火線脫離接觸。
h.插座
插座的作用是接插用電器。
明插座應高于地面1.8m,這樣能防止小孩將手指伸進插座的插孔內造成觸電事故。
三眼插座應接有地線,這樣人即使不慎碰到漏電的用電器的金屬外殼,也不會觸電,因為接地線的電阻比人體電阻小得多,接地線對電流起旁路作用。
兩眼插座的正確接法:左零右火;三眼插座的正確接法是:左零右火中接地。
i.白熾燈
白熾燈是利用電流的熱效應工作的,當電流通過燈絲時,電能轉化成內能和光能,當燈絲溫度達到1700℃以上時,呈白熾狀態(tài),發(fā)出的光呈白色。提高燈絲的溫度,可提高燈泡的發(fā)光效率.
燈泡的燈絲是用熔點高的鎢制成的,鎢在高溫下易與氧氣發(fā)生化學反應生成氧化鎢.對于小功率的燈泡一般抽成真空防止燈絲氧化;對于大功率的燈泡充入氮、氬等氣體,既防止氧化,又可以阻礙燈絲在高溫下升華.
在燈頭線穿入燈頭后蓋后,應先打一個保險扣再安裝電燈,這樣燈頭線就不會在電燈拉力的作用下從螺釘上脫落.
火線只準接進螺口燈頭中間的金屬片上,螺旋套上只準接零線上,這樣即使人不慎碰到通電的燈泡尾部裸露在外的螺旋部分也不會觸電.
j.電視機
如使用室外天線,應安裝避雷器或專用接地線,并在雷雨時停止使用電視機.
因電路短路、超負荷運行所引起的各類安全事故,人們并不感到陌生.各種用于防止電路短路、超負荷運行的保護裝置(如熔斷器、空氣開關等),已被廣泛應用且行之有效.另外,對于因線路連接處接觸不良而引起的火災和安全事故,也應引起足夠的重視!隨著電氣化的日益普及,一些重大火災事故就是由于線路連接處接觸不良而造成的,教訓十分深刻.
當線路連接處接觸不良時,會使該處的電阻變大,造成局部過熱.同時,接觸處的電阻又將隨溫度升高而增大.電阻越大,溫度越高,溫度越高又造成電阻越大,從而形成電熱的逐步積累和惡性循環(huán),以致引發(fā)火災.
B.防止觸電
a.觸電的產生
觸電是指一定強度的電流通過人體所引起的傷害事故.超過30mA的電流通過人體就會有生命危險.不高于36V的電壓才是安全電壓.
b.觸電的形式
低壓(不包括不高于36V的安全電壓)引起的觸電有單線觸電和雙線觸電兩類.單線觸電是人體直接觸摸電源、火線或漏電的用電器等,使人體與地形成回路.雙線觸電是人體的兩部分(如兩只手)分別接觸到火線與零線,使人與電網形成回路.
高壓(1kv或1kV以上的電壓)線路和高壓設備引起的觸電有高壓電弧觸電和跨步電壓觸電兩類.當人體靠近高壓帶電體到一定距離時,高壓帶電體和人體之間就發(fā)生放電現象,電流流過人體造成高壓電弧觸電.高壓輸電線落在地面上,當人走近斷頭時,兩腳站在離落地電線遠近不同的位置上,兩腳之間就存在電壓,電流流過人體,造成跨步電壓觸電.
c.觸電的防止
為了保證安全用電,除電器安裝要符合技術要求之外,還要做到:不接觸電壓高于36V的帶電體;不靠近高壓帶電體;不弄濕用電器;不損壞電氣設備中的絕緣體.高大建筑要安裝避雷針,防止雷擊.
d.觸電的急救
處理觸電事故的原則:切斷電源,注意自身安全.具體做法是:立即切斷電源,或者用一根絕緣棒將電線挑開,盡快使觸電者脫離電源,并立即進行現場搶救(如進行人工呼吸等).在發(fā)生電火災時,務必在切斷電源后,才能潑水救災.在整個救護過程中,必須隨時注意自身保護,防止自己也觸電.
典型例題:
1.如圖所示是李力家的電能表.根據此圖可知:通常情況下,李力家同時使用的用電器總功率應不超過W.根據圖中的數據,你還能得到哪些信息:
(請寫一條).有一次李力在家里,發(fā)現他家的電能表的轉盤2min轉動了6轉,則在2rain內,他家的用電器用了度電.
2.小明利用標有“6V6W”的燈泡Ll和“6V3W”的燈泡L2進行實驗.
(1)當L1正常發(fā)光時,通過燈泡L1的電流為A
(2)如圖甲所示:0A和OB分別為通過燈泡Ll和L2中的電流隨兩端電壓變化關系的曲線.現將兩燈連入圖乙所示電路,要使其中一個燈泡正常發(fā)光,電路中電流表的示數為A,電壓表的示數為V,電路消耗的總功率為W.
電功和電功率復習提綱
電功和電功率復習提綱
一、電功:
1、定義:電流通過某段電路所做的功叫電功。
2、實質:電流做功的過程,實際就是電能轉化為其他形式的能(消耗電能)的過程;電流做多少功,就有多少電能轉化為其他形式的能,就消耗了多少電能。
電流做功的形式:電流通過各種用電器使其轉動、發(fā)熱、發(fā)光、發(fā)聲等都是電流做功的表現。
3、規(guī)定:電流在某段電路上所做的功,等于這段電路兩端的電壓,電路中的電流和通電時間的乘積。
4、計算公式:W=UIt=UQ=Pt(適用于所有電路)
對于純電阻電路可推導出:W=I2Rt=U2t/R
①串聯電路中常用公式:W=I2Rt。
W1:W2:W3:…Wn=R1:R2:R3:…:Rn
②并聯電路中常用公式:W=U2t/RW1:W2=R2:R1
③無論用電器串聯或并聯。計算在一定時間所做的總功
常用公式W=W1+W2+…Wn
5、單位:國際單位是焦耳(J)常用單位:度(kwh)
1度=1千瓦時=1kwh=3.6×106J
6、測量電功:
⑴電能表:是測量用戶用電器在某一段時間內所做電功(某一段時間內消耗電能)的儀器。
⑵電能表上“220V”“5A”“3000R/kwh”等字樣,分別表示:電電能表額定電壓220V;允許通過的最大電流是5A;每消耗一度電電能表轉盤轉3000轉。
⑶讀數:A、測量較大電功時用刻度盤讀數。
①最后一位有紅色標記的數字表示小數點后一位。
②電能表前后兩次讀數之差,就是這段時間內用電的度數。
32468
32654
如:電能表月初讀數月底讀數是
這個月用電度合J
B、測量較小電功時,用表盤轉數讀數。如:某用電器單獨工作電能表(3000R/kwh)在10分鐘內轉36轉則10分鐘內電器消耗的電能是J。
二、電功率:
1、定義:電流單位時間內所做的功。
2、物理意義:表示電流做功快慢的物理量燈泡的亮度取決于燈泡的實際功率大小。
3、電功率計算公式:P=UI=W/t(適用于所有電路)
對于純電阻電路可推導出:P=I2R=U2/R
①串聯電路中常用公式:P=I2R。
P1:P2:P3:…Pn=R1:R2:R3:…:Rn
②并聯電路中常用公式:P=U2/RP1:P2=R2:R1
③無論用電器串聯或并聯。計算總功率。
常用公式P=P1+P2+…Pn
4、單位:國際單位瓦特(W)常用單位:千瓦(kw)
5、額定功率和實際功率:
⑴額定電壓:用電器正常工作時的電壓。
額定功率:用電器在額定電壓下的功率。P額=U額I額=U2額/R
某燈泡上標有“PZ22OV-25”字樣分別表示:普通照明,額定電壓220V,額定功率25W的燈泡。若知該燈“正常發(fā)光”可知:該燈額定電壓為220V,額定功率25W,額定電流I=P/U=0.11A燈絲阻值R=U2額/P=2936Ω。
⑵當U實=U額時,P實=P額用電器正常工作(燈正常發(fā)光)
當U實<U額時,P實<P額用電器不能正常工作(燈光暗淡)
①實際功率隨電壓變化而變化根據P=U2/R得
②根據P=U2/R如果U減小為原來的1/n
則P′=如:U實=12U額P實=14P額
當U實U額P實P額長期使用影響用電器壽命(燈發(fā)光強烈)
P實=0用電器燒壞(燈絲燒斷)
⑶燈L1“220V100W”,燈L2“220V25W”相比較而言,L1燈絲粗短,L2燈絲細長。
判斷燈絲電阻口訣:“大(功率)粗短,小細長”(U額相同)
兩燈串聯時,燈L2亮,兩燈并聯時,燈L1亮。
判斷哪個燈亮的口訣“串小(功率)并大”(U額相同)
⑷“1度”的規(guī)定:1kw的用電器工作1h消耗的電能。
P=W/t可使用兩套單位:“W、J、s”、“kw、kwh、h”
6、測量:
Ⅰ、伏安法測燈泡的額定功率:
①原理:P=UI②電路圖:
③選擇和連接實物時須注意:
電源:其電壓高于燈泡的額定電壓
滑動變阻器:接入電路時要變阻,且調到最大值。根據能否調到燈泡的額定電壓選擇滑動變阻器。
電壓表:并聯在燈泡的兩端“+”接線柱流入,“-”接線柱流出。根據額定電壓選擇電壓表量程。
電流表:串聯在電路里““+”接線柱流入,“-”接線柱流出。根據I額=P額/U額或I額=U額/R選擇量程。
Ⅱ測量家用電器的電功率:器材:電能表秒表原理:P=W/t
(參看課本P130)
三電熱
1、實驗:目的:研究電流通過導體產生的熱量跟那些因素有關?原理:根據煤油在玻璃管里上升的高度來判斷電流通過電阻絲通電產生電熱的多少。
實驗采用煤油的目的:煤油比熱容小,在相同條件下吸熱溫度升高的快:是絕緣體
2、焦耳定律:電流通過導體產生的熱量跟電流的平方成正比,跟導體的電阻成正比,跟通電時間成正比。
3、計算公式:Q=I2Rt(適用于所有電路)
對于純電阻電路可推導出:Q=UIt=U2t/R=W=Pt
①串聯電路中常用公式:Q=I2Rt。
Q1:Q2:Q3:…Qn=R1:R2:R3:…:Rn
并聯電路中常用公式:Q=U2t/RQ1:Q2=R2:R1
②無論用電器串聯或并聯。計算在一定時間所產生的總熱量
常用公式Q=Q1+Q2+…Qn
③分析電燈、電爐等電熱器問題時往往使用:Q=U2t/R=Pt
4、應用——電熱器:
①定義:利用電流的熱效應而制成的發(fā)熱設備。
②原理:焦耳定律
③組成:電熱器的主要組成部分是發(fā)熱體,發(fā)熱體是由電阻率大、熔點高的合金制成。
④優(yōu)點:清潔衛(wèi)生沒有污染、熱效率高、方便控制和調節(jié)溫度。
練習☆家庭電路中有一只標有名牌的燈泡正常發(fā)光,現給的器材有電能表、電流表、電壓表、鐘表,請用三種方法測出這只燈泡的此時功率,說明道理并寫出表達式。