高中功率教案
發(fā)表時間:2020-08-28電功率。
課題電能與電功電功率專題復(fù)習(xí)
教學(xué)目標(biāo)
掌握電功的意義及單位、電功率、用電器的定額功率和實際功率
理解電功率在不同電路中應(yīng)用及其相關(guān)的重點公式,會用電功率和電熱公式進(jìn)行計算以及結(jié)合歐姆定律串并聯(lián)電路來解題
重點、難點
用電功率和電熱公式進(jìn)行計算以及結(jié)合歐姆定律串并聯(lián)電路來解題
知識點梳理:
知識點一:電能與電功
(1)電能的轉(zhuǎn)化:點亮燈泡,電能轉(zhuǎn)化為光能;電熱器--熱能;電動機(jī)--機(jī)械能。
電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程是電流做功的過程叫做電流做功,成為電功。電流做多少電功,就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。
(2)電能和電功是一個單位:,符號,常用單位為“度”,即:
(3)電能表
電能表銘牌內(nèi)容的意義
(4)電器銘牌在計算中的作用
額定電壓----額定功率這兩個量的地位
A求電阻:在計算時,我們認(rèn)為用電器在不同電壓下工作的電阻不變,因此電阻是計算中的橋梁。而電阻就能通過額定電壓和額定功率計算出來:
B求正常工作時的電流
C如果知道實際電壓,可求出實際功率:
知識點二:電功率及電功率的應(yīng)用
(1)電功率:消耗電能的快慢,用電能表測。公式:
(2)電功率單位
(3)燈泡亮暗的比較:
A若燈泡都正常發(fā)光,則額定功率大的亮,因為燈泡在各自的額定電壓下工作時,時間功率等于額定功率。額定功率大的燈泡,實際功率就大,燈泡就亮。
B若燈泡串聯(lián)且不正常發(fā)光,電阻的燈泡較亮。(填“大”或“小”)
原理圖:
C若燈泡并聯(lián)的且不正常發(fā)光,電阻的燈泡較亮。
原理圖:
知識點三:電流的熱效應(yīng)
(1)電流熱效應(yīng)的影響因素:電流、電阻和通電時間。
(2)電流熱效應(yīng)應(yīng)具有非常普遍的應(yīng)用,
有利:電爐、電熱毯、電熨斗和電烤箱(即我們需要它來發(fā)熱的時候它就是有利)
電熱危害:電視機(jī)發(fā)熱,手機(jī)電池打電話時間長了會發(fā)熱(即我們不要的熱,那就是危害。類似與噪聲----從環(huán)境保護(hù)角度來看,凡是影響人們正常生活、工作和學(xué)習(xí)的聲音都是噪聲)
(3)焦耳定律:電流在導(dǎo)體上產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比,與電阻成正比,與通電時間成正比。公式為:
在研究焦耳定律時,采用“控制變量法”:
A控制電流和電阻相同,改變通電時間,研究電熱與通電時間的關(guān)系;
實驗案例:對同一跟電阻絲進(jìn)行通電,在不同時間觀察溫度計的示數(shù)
B控制通電時間和電阻不變,改變電流的大小,研究電熱與電流的關(guān)系;
實驗案例:對同一跟電阻絲通電,用滑動變阻器控制電流的大小,在相同時間內(nèi)做兩次實驗
C怎么樣控制變量?
知識點四:測定小燈泡電功率
(1)回憶測定小燈泡電阻----原理,實驗器材,實驗表格
(2)測定小燈泡的功率的不同之處
(3)實驗注意事項
A選擇的器材要規(guī)格合適(電源電壓必須高于燈泡的額定電壓,量程上,滑動變阻器的允許通過電流)
B連接電路時開關(guān)處于斷開狀態(tài),滑動變阻器阻值調(diào)到最大阻值接入
C在使小燈泡的電壓高于額定電壓時,要注意觀察電壓表示數(shù)的變化,以免電壓過高,燒壞小燈泡。
知識點五:補(bǔ)充電功率中的比例問題
(1)電功率與電阻的關(guān)系:
在串聯(lián)電路中兩導(dǎo)體的電功率之比等于其電阻的阻值之比,即:
原理推導(dǎo):
在并聯(lián)的電路中,兩導(dǎo)體的電功率之比等于其電阻的反比,即:
原理推導(dǎo):
(2)實際功率與額定功率的關(guān)系
用電器所消耗的實際功率與額定功率的關(guān)系取決于實際電壓與額定電壓的關(guān)系。
推導(dǎo):
知識點六:電熱器的雙擋問題
(1)電熱器通常設(shè)計有高溫?fù)鹾偷蜏負(fù)?,問是高溫?fù)蹼娮璐筮€是低溫?fù)蹼娮璐?br>
分析電路圖:
(2)兩擋的控制開關(guān)的設(shè)計
隨堂練習(xí)題:
1.電流做功的過程,就是電能的過程,電流做多少功,就有多少電能。
2.“PZ22040”的燈泡接在220伏的電路上工作小時消耗1度電,改接在110伏的電路是,功率為瓦,額定功率為瓦。
3.甲燈標(biāo)有“220V40W”,乙燈標(biāo)有“110V40W”,將它們分別接在電路中,都能正常發(fā)光,則甲、乙兩燈實際功率之比為,甲、乙兩燈通過的電流之比為,甲燈的電阻是歐,甲、乙兩燈的電阻之比為。
5.我國大亞灣核電站一號機(jī)組的發(fā)電功率為。若這個機(jī)組連續(xù)工作一天,輸出的電能為。
6.把標(biāo)有“6V,3W”和“6V,6W”的兩盞電燈串聯(lián)后接入電路中,如果讓其中一盞燈正常發(fā)光,另一盞燈的實際功率不超過額定功率,則該電路兩端的電壓應(yīng)為V,兩燈消耗的實際總功率為W。
額定電壓220V
頻率50Hz
洗衣功率330W
脫水功率300W
最大電流5A
7.如圖所示電路,電源電壓不變,。當(dāng)閉合、斷開時,電流表的示數(shù)為;當(dāng)和都閉合時,電流表的示數(shù)為,在內(nèi)電流通過與做功之比。
8.下表為某型號雙缸洗衣機(jī)的銘牌在額定電壓下洗衣時,通過洗衣機(jī)的電流為A;若洗衣用,脫水用,則該洗衣機(jī)消耗的電能共是。
9.某同學(xué)想估算家中電子石英鐘的功率,他進(jìn)行了如下操作:將阻值為5的小電珠連接到一節(jié)新的5號電池上進(jìn)行放電試驗,累計放電后電池基本失效,則在放電過程中通過小電珠的電荷為C;查閱相關(guān)資料,知道一節(jié)新的同種電池可使家中電子石英鐘工作約300天,則該電子石英鐘的功率為W。(設(shè)電池在工作過程中電壓保持不變)
10.甲、乙兩個用電器并聯(lián)在電路中,它們的電阻之比為,則通過它們的電流之比,它們的電功率之比。
11.如圖所示,電源電壓恒定,定值電阻的阻值,滑動的規(guī)格為“201A”。閉合開關(guān)S,當(dāng)滑動變阻礙器接入電路的阻值在0~10范圍內(nèi)變化時,電流表的示數(shù)在的范圍內(nèi)變化,則電源電壓為V。當(dāng)滑動變阻器接入電路的阻值分別是10和20時,滑動變阻器上所消耗的電功率之經(jīng)等于。
12.燈泡的燈絲斷了再搭接上,接到原來的電源上,燈泡比以前更了,這是因為燈絲電阻,消耗的功率。
13.如圖是電吹風(fēng)機(jī)送熱風(fēng)時的工作電路。對應(yīng)額定功率為1100W,正常工作10分鐘,消耗電能焦,則電動機(jī)的機(jī)械能一定小于焦。
14.雷電是常見的自然現(xiàn)象,雷電發(fā)生時常??匆婇W電和聽到雷聲。人眼看到一次瞬間閃光的閃電,經(jīng)高速攝影提示,往往是由多次相繼的放電組成,其中每一次放電,稱為一次閃擊。若某次閃電包含5次閃擊,共由云層向地面輸送了30C的負(fù)電荷,每次閃擊的平均持續(xù)時間為S(假設(shè)每次閃擊向地面輸送的電荷量相等),則一次閃擊的電流是A;云層和地面之間的電壓約為V,該次閃電釋放電能約為J。
15.下列各組中都屬于電功單位的一組是()
A.焦耳,伏特安培,千瓦時B.焦耳,伏特安培秒,千瓦時
C.瓦特,伏特安培秒,焦耳/秒D.瓦特,千瓦時,瓦特秒
16.家庭電路中正在使用的兩盞白熾燈,若甲燈比乙燈亮,則()
A.甲燈燈絲電阻一定比乙燈的大B.甲燈兩端的電壓一定比乙燈的大
C.通過甲燈的電量一定比乙燈的多D.甲燈的實際功率一定比乙燈的大
17.電風(fēng)扇、白熾燈、電烙鐵三個用電器上都標(biāo)有“220V60W”字樣,正常工作時,相同的時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量()
A.電風(fēng)扇最多B.白熾燈最多C.電烙鐵最多D.三者一樣多
18.下列說法中不符合事實的是()
A.一只雞的質(zhì)量大約為1.5千克B.一只100瓦的白熾燈泡正常工作一小耗電1度
C.如果導(dǎo)體兩端的電壓是1伏,通過的電流是1安,這段導(dǎo)體的電阻就是1歐
D.拿起兩只雞蛋舉高1米,做的功大約是1焦耳
19.如圖所示電路,電源電壓保持不變,當(dāng)閉合開關(guān)、斷開時,電流表的示數(shù)為0.2A,電阻消耗的電功率為1.2W;當(dāng)閉合、時,電壓表的示數(shù)為10V,則以下說法不正確的是()
A.閉合開關(guān)后,電流表示數(shù)將變小
B.電源電壓為10V
C.電阻的阻值為20
D.電阻的阻值為30
20.如圖所示電路中,電源電壓保持不變,開關(guān)S閉合后,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P的為2V。則關(guān)于該電路,下述判斷不正確的是()
A.電流表示數(shù)變小,電壓表示數(shù)變
B.電流表示數(shù)變大,電壓表示數(shù)變小
C.電阻消耗的功率增大
D.整個電路消耗的總功率減小
21.如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,開關(guān)S閉合后,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P的為位置,當(dāng)燈泡L恰好正常發(fā)光時,電流表A的示數(shù)為0.5A,電壓表V的示數(shù)為2V。則關(guān)于該電路,下述判斷正確的是()
A.電源電壓是2V
B.燈泡的額定功率是1W
C.若滑片再向右運(yùn)動,燈泡有可能被澆毀
D.若滑片再向左運(yùn)動,A表示數(shù)將減小,V表示數(shù)將增大
22.如圖所示,電源電壓不變,定值電阻R阻值為18。有四只白熾燈泡、、、,它們的規(guī)格分別為“3V,2W”、“6V,2W”、“12V,2W”、“24V,2W”。當(dāng)把它們分別接在電路中的、兩端時,實際功率最大的是()
A.B.C.D.
23.如圖所示是一位同學(xué)已經(jīng)連接好的電路。閉合開關(guān),并將滑動變阻器的滑片向A端移動,則不會觀察到的現(xiàn)象是()
A.電流表的示數(shù)逐漸減小
B.電壓表的示數(shù)逐漸減小
C.小燈泡越來越暗
D.電路消耗的總功率增大
24.將“220V25W”和“220V40W”的兩個燈泡先并聯(lián)起來接到220V的電路中,后串聯(lián)起來接入同一電路,則()
A.兩種情況下燈泡都能正常發(fā)光
B.兩種情況下燈泡都不能正常發(fā)光
C.并聯(lián)接入時兩燈消耗的總功率比串聯(lián)時大
D.串聯(lián)接入時兩燈消耗的總功率經(jīng)并聯(lián)時大
25.一個燈泡的燈絲燒斷了,把斷了的燈絲搭在一起,燈泡會更亮,其原因是()
A.燈絲電阻增大,功率增大B.燈絲電阻減小,功率增大
C.燈絲兩端電壓增大,功率增大D.燈絲中電流增大,功率減小
26.在圖中,導(dǎo)體A、B是由同種材料做成的,A和B等長,但A比B的橫截面積大,當(dāng)S閉合后,在相同時間內(nèi),下列敘述正確的是()
A.電流通過A、B所做的功是
B.電流通過A、B所做的功是
C.電流通過A、B所做的功是
D.無法比較電流通過A、B時做功的大小
28.圖中所示的電路中,不計溫度對燈絲電阻的影響,電源電壓保持不變。當(dāng)在間接入“6V6W”的燈泡時,閉合開關(guān),燈L恰能正常發(fā)光;斷開開關(guān),在間換接入一個“6V4W”的燈泡后,再閉合開關(guān),下列說法錯誤的是()
A.燈L將變亮B.燈L將變暗
C.換接的燈可能燒壞D.電路總功率要變小
29.如圖所示的電路,電源電壓恒定不變,燈的規(guī)格為“6V12W”,只閉合時,正常發(fā)光;再閉合時,燈也正常發(fā)光,同時電流表的示數(shù)變化了0.5A。則與的電阻之比為(設(shè)燈泡的電阻不隨溫度變化而變化)()
A.4:1B.1:4
C.4:5D.5:4
30.調(diào)無臺燈的電路是由一只燈泡和一個電位器(滑動變阻器)串聯(lián)組成。調(diào)節(jié)電位器的旋鈕使燈由亮變暗的過程中,電路的總功率將()
A.變小B.變大C.不變D.無法確定
31.四只相同的燈泡分成兩組,兩只燈泡并聯(lián),兩只燈泡串聯(lián),分別接上電壓相同的電源,如果這兩組燈泡消耗的電能相等,則串聯(lián)通電時間是并聯(lián)通電時間的()
A.8倍B.4倍C.2倍D.0.5倍
32.如圖所示,燈標(biāo)有“24V8W”接在電源電壓為36V且保持不變的電路中,將開關(guān)S閉合,待各電表讀數(shù)穩(wěn)定后,下列說法不正確的是()
A.電流表、的示數(shù)相同
B.電流表的示數(shù)為0.94A
C.電壓表示數(shù)為36V
D.電流表的示數(shù)是0.44A
33.某同學(xué)在檢修一只標(biāo)有額定值為“220V800W”的電爐時,發(fā)現(xiàn)電爐絲斷了一小截,他用一截同種材料但較細(xì)的電爐絲,將斷了的取一截補(bǔ)接在原長,再接入220V的原電路中使用,那么它的實際功率將()
A.大于800W
B.等于800W
C.小于800W
D.以上三種情況都可能是可能的
34.一臺電動機(jī)正常工作時線圈兩端的電壓為380V,線圈電阻為2,線圈中電流為10A。這臺電動機(jī)正常工作消耗的電能為W,產(chǎn)生的熱量為Q,則()
A.W=3800J,Q=200JB.W=3800J,Q=3800J
C.W=72200J,Q=200JD.W=72200J,Q=3800J
35.一只標(biāo)有“220V100W”的燈泡(燈絲電阻不變)與一電阻串聯(lián)后,接在220V電源上,電阻消耗的功率為10W,則此時()
A.燈泡與電阻消耗的總功率為110WB.燈泡與電阻消耗的總功率為100W
C.燈泡消耗的功率小于90WD.燈泡消耗的功率大于90W
延伸閱讀
電功率教學(xué)設(shè)計
電功率
整體設(shè)計
《電功率》一章是初中電學(xué)的重要內(nèi)容,是初中電學(xué)知識學(xué)習(xí)的核心。而本節(jié)內(nèi)容是本章的重點,學(xué)好本節(jié)內(nèi)容是掌握好本章知識的關(guān)鍵。本節(jié)內(nèi)容較多,包括:建立電功率的概念;根據(jù)P=Wt公式進(jìn)行有關(guān)計算;額定功率和實際功率;電功率的測量和利用公式P=UI的計算。
本節(jié)教學(xué)可分為4部分:
1.電功率。在學(xué)生的潛意識中,常認(rèn)為用電器的瓦數(shù)越大越費(fèi)電,即將消耗電能的快慢與消耗電能的多少相混淆。教學(xué)中可通過將不同瓦數(shù)的燈泡分別接入電路中進(jìn)行實驗現(xiàn)象的觀察,引導(dǎo)學(xué)生對實驗現(xiàn)象進(jìn)行細(xì)致的分析,使學(xué)生正確理解電功率的概念。在此基礎(chǔ)上可通過問題引出電功率的計算,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識電功率的單位。
教材通過小資料介紹了常用“家用電器的電功率”,這些數(shù)值對很多學(xué)生來說非常陌生,應(yīng)使學(xué)生通過閱讀對用電器的電功率分類了解,尤其要知道哪些用電器屬于大功率用電器。
2.“千瓦時”的來歷。對于此知識點,教材通過公式W=Pt直接介紹“千瓦時”的來歷,簡單易懂。教學(xué)中可讓學(xué)生推導(dǎo)千瓦時與焦耳的換算關(guān)系,加深對這兩個單位的理解。還要讓學(xué)生知道通常在哪些情況下使用公式W=Pt,并增加適量練習(xí),以提高學(xué)生正確使用該公式求解某些問題的能力。
3.“額定功率”和“實際功率”??此坪芎唵蔚闹R點,但學(xué)生接受起來卻有一定的困難,是初中電學(xué)中的難點之一。突破方法:充分利用好演示實驗。實驗一:分別觀察同一燈泡在額定電壓、略高于額定電壓和略低于額定電壓這三種情況下的發(fā)光情況,三次所觀察到的亮度是用電器在各實際功率下所顯示出的亮度,由此得出額定電壓、實際電壓、額定功率和實際功率的概念;實驗二:探究額定電壓相同而額定功率不同的兩個燈泡(“220V40W”和“220V15W”)并聯(lián)和串聯(lián)接入電壓是220V的電路中的發(fā)光情況,引導(dǎo)學(xué)生分析討論兩盞燈發(fā)光時的實際電壓、實際功率與額定電壓、額定功率的關(guān)系。最終使學(xué)生明確:用電器只有在額定電壓下才能正常工作,只有用電器正常工作時實際功率才等于額定功率。燈泡的實際功率影響燈泡的亮度。
4.電功率的測量。由前面的實驗學(xué)生很自然地能想到燈泡的實際電壓影響了燈泡實際功率的大小,電壓越大,實際功率越大。根據(jù)歐姆定律,我們還可以知道當(dāng)電阻不變時,通過燈絲的電流大小與燈泡兩端的電壓大小成正比,它們都直接影響燈泡的實際功率。由此可推知,電功率P與燈泡兩端的電壓U和燈泡中的電流I有關(guān)系,由實驗證明它們之間的關(guān)系滿足:P=UI。
由于下一節(jié)學(xué)生將運(yùn)用伏安法直接測量小燈泡在不同電壓下工作時的實際功率,所以有必要在本節(jié)教學(xué)中對伏安法測電功率進(jìn)行深入討論,為下一節(jié)實驗探究留出更充裕的時間。
教學(xué)重點:
掌握電功率的概念,理解額定電壓與額定功率,理解電功率和電流、電壓之間的關(guān)系。
教學(xué)難點:
理解電功率和電流、電壓之間的關(guān)系,能綜合運(yùn)用學(xué)過的知識解決簡單的電功率問題。
課時安排:1課時
三維目標(biāo)
一、知識與技能
1.知道電功率的定義、定義式、單位;
2.理解額定電壓與額定功率;
3.會用電功率的公式P=UI進(jìn)行簡單計算;
4.能綜合運(yùn)用學(xué)過的知識解決簡單的電功率問題。
二、過程與方法
1.觀察體驗電能表鋁盤轉(zhuǎn)動的快慢跟用電器電功率的關(guān)系;
2.觀察體驗用電器的額定功率與實際功率的關(guān)系。
三、情感態(tài)度與價值觀
感受科學(xué)就在我們生活中。
課前準(zhǔn)備
簡易家庭電路示教板:接有電能表,一個保險盒,一個開關(guān),一個15W電燈泡和一個100W的電燈泡(包括燈座),一個插座;學(xué)生用穩(wěn)壓電源、直流電流表、電壓表、導(dǎo)線若干、開關(guān)、額定電壓為2.5V的小燈泡一個、節(jié)能型電燈一只(功率16W)、教學(xué)課件等。
教學(xué)設(shè)計
[導(dǎo)入新課]
方案1:實驗導(dǎo)入
引導(dǎo):學(xué)過了電能和電能表后,誰觀察過電能表的轉(zhuǎn)動情況?不同時刻、不同家庭的電能表轉(zhuǎn)動得一樣快嗎?
演示實驗:在電能表后分別接不同的燈泡,一只燈泡上標(biāo)有“220V15W”,另一只燈泡上標(biāo)著“220V100W”,接通電源,發(fā)現(xiàn)后者比較亮的燈泡電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動得快,而前者比較暗的轉(zhuǎn)動得慢。
同是燈泡,為什么有的消耗電能快,有的消耗電能慢呢?為了描述用電器消耗電能時的這種差別,我們引入一個新的物理量——電功率。
方案2:調(diào)查導(dǎo)入
我們在學(xué)過電能表后,同學(xué)們一定觀察了同學(xué)家或自己家的電能表。是不是可以把觀察的結(jié)果和大家交流一下呢?
在學(xué)生匯報交流之后,老師提取精華進(jìn)行一個綜述。電能表有時候轉(zhuǎn)得快,有時候轉(zhuǎn)得就比較慢。一般是晚上轉(zhuǎn)得快一些,白天轉(zhuǎn)得較慢。電能表轉(zhuǎn)的快慢和用電器的多少及用電器的種類有關(guān)系。
今天我們就通過實驗來證明大家觀察到的現(xiàn)象準(zhǔn)不準(zhǔn)。
[推進(jìn)新課]
一、電功率
1.通過觀察、實驗、討論,引出電功率
用課件展示右圖,介紹燈泡上的銘牌中參數(shù)的意義。
“220V15W”中的“220V”是燈泡的電壓,“15W”又表示什么呢?
(若采用導(dǎo)入方案2,則要進(jìn)行下面的演示實驗)
演示實驗:分別拿一只15W和一只100W的燈泡,接在電路上,比較電能表鋁盤轉(zhuǎn)動的快慢。
(1)先將15W的電燈接入電路,合上開關(guān),燈發(fā)光,同學(xué)們觀察電能表轉(zhuǎn)動情況。
(2)將15W的燈泡取下,換上100W的燈重復(fù)第一步實驗。
學(xué)生觀察并比較兩次轉(zhuǎn)動快慢情況。
現(xiàn)象:電能表第二次比第一次轉(zhuǎn)動得快。
學(xué)生分析觀察到的實驗現(xiàn)象,討論得出下列結(jié)論:
結(jié)論:電能表鋁盤走得快慢不同,表示用電器消耗電能的快慢不同。在相同時間內(nèi),鋁盤轉(zhuǎn)過的圈數(shù)不同。鋁盤轉(zhuǎn)過的圈數(shù)直接反映用電器消耗電能的多少,而在相同時間內(nèi)鋁盤轉(zhuǎn)過的圈數(shù),則反映用電器工作時消耗電能的快慢。在物理學(xué)中,用電功率表示消耗電能的快慢。
2.通過問題討論、深入理解電功率
有的學(xué)生此時可能要提出問題:若使100W的燈泡通電20s,使15W的燈泡通電1h,是不是還是瓦數(shù)大的費(fèi)電呢?通常講的100W的燈泡比15W的燈泡費(fèi)電是指什么?
教師可借機(jī)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論,最后學(xué)生再充分發(fā)表自己的看法,然后教師進(jìn)行總結(jié)點評。
總結(jié):在物理學(xué)中,用電功率(electricpower)表示消耗電能的快慢。電功率用P來表示,它的單位是瓦特,簡稱瓦,符號是W。前面提到的100W、15W說的就是燈泡的電功率。
要想比較兩盞燈所消耗的電能的多少,只要看一下兩盞燈通電時電能表鋁盤所轉(zhuǎn)過的圈數(shù)就行了。瓦數(shù)大的燈泡若通電時間短,所消耗電能也不會比瓦數(shù)小的燈泡多,也就是說用電器所消耗電能的多少不僅與用電器的電功率大小有關(guān),還與通電工作時間的長短有關(guān)。
通常講的100W的燈泡比15W的燈泡費(fèi)電是指在相同時間內(nèi)電功率大的消耗的電能多。
3.電功率的定義、公式
在上述討論的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生得出:電功率的大小等于它在1秒內(nèi)所消耗的電能。如果在“t”這么長的時間內(nèi)消耗的電能為“W”,那么這個用電器的電功率“P”就是:
P=Wt
其中:W表示消耗的電能,單位是J;t表示所用的時間,單位是s;P表示用電器的功率,單位是W。
公式在使用過程中單位要統(tǒng)一,只有用電器在1s內(nèi)消耗的電能是1J時,其電功率才是1W(1W=1J/s)
注意:要讓學(xué)生深刻理解此公式的意義。
4.電功率的單位及換算
課件展示:瓦(W)千瓦(kW)1kW=1000W
要求:應(yīng)明確他們之間的進(jìn)率。
5.了解常見的電功率
用課件展示“小資料”(見下圖),引導(dǎo)學(xué)生分析:在這個資料中你可以得到什么信息?
家用電器的電功率
空調(diào)約1000W
微波爐約1000W
電爐約1000W
電熱水器約1000W
吸塵器約800W
電吹風(fēng)機(jī)約500W
電熨斗約500W
洗衣機(jī)約500W
電視機(jī)約200W
電子計算機(jī)約200W
抽油煙機(jī)約140W
電冰箱約100W
電扇約100W
手電筒約0.5W
計算器約0.5mW
電子表約0.01mW
總結(jié):1.各種不同的用電器,電功率一般不同;2.工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的用電器,功率往往很大。而像一些小型的電器,如計算器等,電功率很小。
6.即學(xué)即練
(1)以下家用電器正常工作時,電功率大約為1kW的是()
A.微波爐B.電冰箱C.電風(fēng)扇D.電視機(jī)
(2)小明利用電能表測某家用電器的電功率。當(dāng)電路中只有這個用電器工作時,測得在15min內(nèi),消耗電能0.2kWh,這個用電器可能是()
A.電飯煲B.電冰箱C.電視機(jī)D.收音機(jī)
答案:(1)A(2)A
二、“千瓦時”的來歷
學(xué)生閱讀教材了解“kWh”的來歷,說說自己的理解。
學(xué)生總結(jié):功率的單位還可以用千瓦(kW),如果時間的單位取小時(h),由公式P=Wt變形后得到W=Pt,這時電功W的單位就是“kWh”。
1kWh就是功率為1kW的用電器使用1h所消耗的電能。
多媒體課件展示:
例題:某電視機(jī)的電功率是250W,每天使用3h,一個月用電多少千瓦時?(按30天計算)如果時間單位用秒,1個月電能消耗多少焦耳?
(鼓勵同學(xué)們用不同的解題方法來解答)
解:P=250W=0.25kW
t=3h×30=90h=3.24×105s
由P=Wt得W=Pt
所以一個月內(nèi)消耗的電能是:
W=Pt=250W×3.24×105s=8.1×107J=22.5kWh
強(qiáng)調(diào)學(xué)生注意:kW和kWh是兩個不同的物理量的單位,一定要注意區(qū)分。
即學(xué)即練(多媒體課件展示)
1.晶晶的爸爸從國外帶回來一個電飯鍋,電飯鍋上標(biāo)著“110V1000W”。則該電飯鍋正常工作1min,消耗的電能是()
A.6×104JB.1.1×105J
C.6.6×106JD.545.4J
2.某型號電冰箱主要技術(shù)參數(shù)如下表所示.此電冰箱連續(xù)使用一個月(按30天計)消耗的電能為________。
表1××型號電冰箱主要技術(shù)參數(shù)
型號BCD—196
電源(AC)220V/50Hz
輸入總功率105W
耗電量0.69kWh/24h
總有效容積196L
氣候類型ST
防觸電保護(hù)類型Ⅰ
制冷劑R134a
冷凍能力4.0kg/24h
重力24kg
答案:1.A2.20.7kWh
三、“額定功率”和“實際功率”
設(shè)問:通常我們說這個燈泡的電功率是40W,那個電烙鐵的電功率是60W,并沒有明確地指明電壓。在不同的電壓下,同一個用電器的電功率總是一樣大嗎?
學(xué)生議論紛紛,各執(zhí)己見。
演示實驗1:取一個標(biāo)有額定電壓、額定功率的燈泡(如教材中“36V25W”),先使它在額定電壓下工作,觀察其發(fā)光情況。并交代此時燈泡處于正常工作狀態(tài),所觀察到的亮度是燈泡在正常工作時的發(fā)光情況,即功率是25W時的發(fā)光情況(注意:要將燈泡的發(fā)光情況與燈泡的實際功率掛鉤)。再將它分別接在低于額定電壓和略高于額定電壓的電路中工作,觀察其發(fā)光情況。
(注意:要向?qū)W生說明三次觀察到的現(xiàn)象都是用電器在實際電壓下的工作情況,三次所觀察到的亮度是用電器在不同的實際功率下所顯示的亮度)
學(xué)生討論回答:什么是額定電壓、實際電壓、額定功率、實際功率,教師最后總結(jié)說明。
演示實驗2:
取“220V40W”和“220V15W”的兩盞燈泡,將它們并聯(lián)接入電壓為220V的電路中。
接入前先讓學(xué)生猜想:可能是哪一盞燈較亮?
學(xué)生觀察其發(fā)光情況,可以看到:兩盞燈都正常工作時,40W燈比15W燈亮,此時兩盞燈的實際電壓都等于額定電壓,兩盞燈的實際功率等于額定功率。
演示實驗3:
取“220V40W”和“220V15W”的兩盞燈泡,將它們串聯(lián)接入電壓為220V的電路中。
接入前先讓學(xué)生猜想:可能是哪一盞燈亮?
學(xué)生觀察其發(fā)光情況,可以看到:15W燈竟然比40W燈亮!
引導(dǎo)學(xué)生分析討論此時兩盞燈的實際電壓、實際功率與額定電壓、額定功率的關(guān)系。
總結(jié):用電器正常工作時的電壓叫額定電壓,用電器在額定電壓下的功率叫額定功率。我們在使用各種用電器時一定要注意它的額定電壓,只有用電器在額定電壓下工作時它才能正常工作。用電器在實際電路中工作時所消耗的功率叫實際功率。實際電壓低,實際功率也就低,用電器不能正常工作。實際電壓偏高,長期使用會影響用電器的壽命,還可能燒壞用電器。
多媒體課件展示下表,進(jìn)行總結(jié)歸納。
U實與U額的關(guān)系P實與P額的關(guān)系
U實=U額P實=P額
U實<U額P實<P額
U實>U額P實>P額
在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步展示不同用電器的銘牌上所顯示的用電器的額定電壓、額定功率及所表示的物理含義。
一種洗衣機(jī)的銘牌一種微波爐的銘牌
通過介紹用電器的銘牌,使學(xué)生明確用電器只有在額定電壓下才能正常工作,只有用電器正常工作時實際功率才等于額定功率。
教師介紹穩(wěn)壓器的作用。
當(dāng)實際電壓低于220伏或高于220伏的時候,穩(wěn)壓器可以讓電壓保持在220伏,這樣對你使用的電器有保護(hù)作用,能讓用電器在電壓不穩(wěn)的情況下正常工作,在電壓高的時候,電器也不會燒壞。
想想議議:學(xué)生思考討論教材上的兩個問題,然后由學(xué)生進(jìn)行解答。
對于第1題,可引導(dǎo)學(xué)生通過計算得出正確結(jié)論。
解:220V÷36V≈6.11>6
所以把7個串聯(lián)起來,即再串上6個。
對于第2題,這是一個在電視中曾出現(xiàn)的錯誤使用物理概念的例子。這個記者把電功率和電能混淆了,“kWh”是電能的單位,而“kW”和“W”是電功率的單位。
四、電功率的測量
引導(dǎo):同學(xué)們已經(jīng)掌握了電能、電功率的知識,了解了它們之間的區(qū)別和聯(lián)系,在上節(jié)課中也已經(jīng)知道用電能表可以來測量用電器消耗電能的多少。電功率能不能測量,該如何測量呢?
是不是有“功率表”這樣的儀表,接入電路后,直接測量功率?要是有就非常便利了?,F(xiàn)在只有秒表和電路中連著的電能表,要讓同學(xué)們幫助我測我家電視機(jī)的電功率,能行嗎?大家仔細(xì)觀察電功率定義式:P=Wt,想一想。
學(xué)生討論分析,紛紛發(fā)表自己的看法。大多數(shù)學(xué)生會想到下述方法:
因為P=Wt,只要能測出電視機(jī)消耗的電能和消耗電能所用時間,就能算出它的電功率。
理論依據(jù)已經(jīng)有了,那么具體怎么操作呢?先記下電能表的示數(shù),然后讓電視機(jī)工作。工作一段時間后,再記錄電能表的示數(shù),記下工作了多長時間,將單位統(tǒng)一,利用P=Wt做計算就可以了。
有的學(xué)生對這種方法的可行性會提出質(zhì)疑:電視機(jī)工作時,冰箱啟動了,還有一盞燈亮著,這樣測準(zhǔn)嗎?所以測量時,其他電器必須關(guān)掉,只讓電視機(jī)工作,測出來的才是電視機(jī)消耗的電能。
教師提示:這樣操作到底可不可行,希望同學(xué)們回去自己試驗,并能找出說明書,對照測量是否準(zhǔn)確。
引導(dǎo):除了上述方法外,有沒有更方便的方法呢?
學(xué)生自學(xué)教材上“電功率的測量”。
教師提示:要注意這種測量方法的測量依據(jù)或者說測量原理。
測量原理就是公式P=UI。根據(jù)此公式只要用電壓表測出用電器兩端電壓,用電流表測出流過用電器的電流,就能算出電功率。
提醒同學(xué)們一定要注意符號的意義和單位,公式中電流、電壓、功率的單位都只能用安培、伏特、瓦特。
例題:某家庭節(jié)能燈的額定功率為11W,使用時通過的電流是多少毫安?
解:家庭電路電壓U=220V,P=11W
由P=UI可得:I=PU
I=PU=11W220V=0.05A=50mA。
拓展深化
每個家庭都需要照明的電燈,目前市場上既有白熾燈,又有電子節(jié)能燈,究竟哪一種燈更好呢?某中學(xué)的同學(xué)在課外調(diào)查中就這個問題進(jìn)行了調(diào)查,了解到的情況如下:60W的白熾燈與11W的電子節(jié)能燈發(fā)光效果相當(dāng),他們選擇其中的一組進(jìn)行研究,收集了如下表中的數(shù)據(jù):
項目額定電壓(V)額定功率(W)壽命(h)單價(元)當(dāng)?shù)仉娰M(fèi)(元)
白熾燈2206010001.50.58
電子節(jié)能燈220115000300.58
請根據(jù)表中所列的數(shù)據(jù),說明你應(yīng)該選擇何種照明燈具更經(jīng)濟(jì)。(要求寫出所依據(jù)的物理原理和必要的文字說明)
解:由P=Wt可得:W=Pt
白熾燈工作1000h所消耗的電能:
W1=P1t1=0.06kW×1000h=60kWh
白熾燈工作1000h所要交的電費(fèi):60×0.58元=34.8元
使用白熾燈照明5000h所用的花費(fèi):(1.5+34.8)×5元=181.5元
電子節(jié)能燈工作5000h所消耗的電能:
W2=P2t2=0.011kW×5000h=55kWh
電子節(jié)能燈工作5000h所要交的電費(fèi):55×0.58元=31.9元
使用電子節(jié)能燈照明5000h所用的花費(fèi):30元+31.9元=61.9元
由計算結(jié)果可見,使用電子節(jié)能燈更經(jīng)濟(jì)。
[課堂總結(jié)]
師生共同活動,完成下列表格:
物理量及符號意義表達(dá)式單位(符號)及換算測量
電功W電流做功的多少或用電器消耗能量的多少W=Pt焦耳(J)千瓦時(kWh)
1kWh=3.6×106J電能表
電功率P電流做功的快慢或用電器消耗電能的快慢P=Wt
P=UI瓦特(W)千瓦(kW)
1kW=103W電能表、秒表;電流表、電壓表
[布置作業(yè)]
1.書面作業(yè):動手動腦學(xué)物理1、2、3、4。
2.收集下列電器的銘牌,了解它們的額定電壓和額定功率(STS活動)。電冰箱、電熨斗、電視機(jī)、電烙鐵、電風(fēng)扇、微波爐、洗衣機(jī)。
板書設(shè)計
二、電功率
活動與探究
課題:估測“熱得快”的額定功率
內(nèi)容:“熱得快”是一種方便快捷的電熱水器。使用時,先把它完全浸沒在水中,再接上電源,12min就能將一瓶水燒開。老師辦公室新買的熱得快的說明書不小心給弄丟了,同學(xué)們能不能利用剛學(xué)過的知識估測一下它的額定功率呢?
實驗:考慮到老師們喝水方便,同學(xué)們不便將熱得快帶回家中。小明和幾個同學(xué)商量了一會兒,然后一個同學(xué)從家中取來了電飯鍋,還帶來了電飯鍋的說明書,接著就分頭操作。
(1)從電飯鍋的說明書中查出電飯鍋的額定功率P0。
(2)在一只空暖瓶和電飯鍋中加入相同多的自來水。
(3)將電飯鍋插上電源,記下了從接入電源到水燒開的時間t0。
(4)將“熱得快”放入剛才加了自來水的暖瓶,并插入電源,記錄從接入電路到水開的時間t。
(5)計算出“熱得快”的額定功率P=P0t0/t。
分析結(jié)果:
(1)因為電飯鍋和暖瓶中裝入的水是一樣多的。燒開同樣多的水消耗的電能應(yīng)該相同。電飯鍋燒水消耗電能是:W0=P0t0;熱得快燒開水消耗電能為:W=Pt。W0=W,所以P0t0=Pt。因此,“熱得快”的功率為P=P0t0/t。
(2)電飯鍋和“熱得快”都是在家庭電路中使用的,所以它們都是在額定電壓下工作的,所以測出來的就是“熱得快”的額定功率。
(3)“熱得快”完全和水充分接觸,它消耗的能量完全被水吸收了,能量損失小;而電飯鍋由于鍋本身發(fā)熱也要消耗電能,所以,這樣測出來的熱得快的功率可能存在誤差。因此只能是估測。
設(shè)計反思
本節(jié)教學(xué)難度較大。在前面教學(xué)中雖為電功率的計算作了一些鋪墊,但遇到本節(jié)的計算,學(xué)生由于自身的思維發(fā)展水平,對復(fù)雜問題的分析能力仍有困難。突破的方法是引導(dǎo)學(xué)生對本節(jié)的實驗現(xiàn)象進(jìn)行細(xì)致的推理,對物理量及其單位的學(xué)習(xí)要扎實,要準(zhǔn)確記憶,使學(xué)生對本節(jié)基礎(chǔ)知識有很好的再現(xiàn)能力。要想上好本節(jié)課,做好演示實驗和引導(dǎo)學(xué)生分析好實驗現(xiàn)象非常關(guān)鍵,教學(xué)過程中根據(jù)學(xué)生的表現(xiàn)和領(lǐng)悟情況可適當(dāng)調(diào)整教學(xué)速度,切忌貪快而使學(xué)生理解不透,做題時不會,再返回頭來進(jìn)行輔導(dǎo)!只有扎扎實實地進(jìn)行教學(xué),才能引導(dǎo)學(xué)生真正掌握好這一節(jié)內(nèi)容。
參考資料
家用電器節(jié)約用電小竅門
1.冷氣機(jī)
(1)溫度設(shè)定應(yīng)以28℃為宜。溫度設(shè)定值每提高1℃,就可省下6%的電。
(2)空氣濾網(wǎng)應(yīng)每二至三周清洗一次,如此運(yùn)轉(zhuǎn)效率就會提高。
(3)冷氣機(jī)要盡量安裝于不受日光直射的地方,并應(yīng)加裝遮陽篷,避免日曬雨淋,減損機(jī)器壽命。
(4)關(guān)閉門窗,避免冷氣外泄。室內(nèi)、外的出入風(fēng)口前如有障礙物,會降低冷氣效率,應(yīng)想辦法避免。
(5)依房間大小選擇適當(dāng)容量的冷氣機(jī)。
(6)配合電扇使用,將使室內(nèi)冷空氣加速循環(huán)且分布均勻,可不必降低設(shè)定溫度,即達(dá)到較佳的降溫效果。
(7)選購具有睡眠定時裝置的機(jī)種,兼具省電與生活質(zhì)量提升雙重功效。
2.電扇
電扇開強(qiáng)風(fēng)時,除了必須忍受較大的噪音,還得付出比弱風(fēng)多50%~60%的電費(fèi)。以直徑30厘米扇葉為例,強(qiáng)風(fēng)時耗電為50瓦,弱風(fēng)29瓦,相差21瓦;25厘米扇葉,強(qiáng)風(fēng)耗電45瓦,弱風(fēng)22瓦,相差23瓦。因此使用電扇以微風(fēng)為宜,除可節(jié)省電量、減少噪音,并使居家質(zhì)量較佳,亦對人體健康有益。
3.照明器具
一般家庭使用照明燈具,以白熾燈系列與日光燈系列為主。白熾燈之色溫度低,屬于暖色性光源,優(yōu)點為演色性佳,也就是色彩的還原性較好,缺點為效率不佳、較為耗電,一般多使用在點燈時間短,或是需要高照度的地點;日光燈原屬高色溫度、冷色性光源,由于制造技術(shù)進(jìn)步,市面上已可購得暖色燈管,其優(yōu)點為效率佳、較省電,缺點為演色性較差。由于日光燈較白熾燈省電約70%,所以近來家庭白熾燈多改為省電又美觀之燈泡型日光燈。照明用電的節(jié)約方法如下:
(1)需長時間照明之處所,請選用高效率燈具,如電子式日光燈、PL燈及燈泡型日光燈等,避免使用耗電之普通燈泡(白熾燈)。
(2)選擇易于維護(hù)的燈具,每月擦拭保持清潔,維持高效率照明。
(3)日光燈管兩端變黑時請立即更換,以維持燈具效率。
(4)天花板、墻壁要漆成反射率高之白色或乳白色。
(5)選購具有多段開關(guān)之燈具組,可依所需亮度選擇開燈數(shù)。
(6)以40W日光燈具組一支,代替20W兩支使用,較為省電。
4.洗衣機(jī)
(1)將衣物集中到容量的七、八成時再洗效率最好,且衣料損傷少。
(2)一般衣物脫水時間以三分鐘為宜,尼龍等化纖衣物一分鐘即可。
(3)洗衣前請先將衣物浸泡約20分鐘再洗,可清洗得較為干凈。
5.電冰箱
您或許不知道,只要開一次冰箱,使冷空氣逸散,壓縮機(jī)就得多運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)十分鐘,才能恢復(fù)冷藏溫度,這也正是冰箱每月會消耗約50度電的原因之一。因此,請注意:
(1)冰箱不要放在發(fā)熱器具旁或太陽照得到的地方,當(dāng)冰箱周圍的溫度提高10℃時,冰箱耗電量就會增加10%~20%。
(2)冰箱背面及兩側(cè)與壁面應(yīng)保持10厘米以上的距離,以有較佳的散熱效果與運(yùn)轉(zhuǎn)效率。
(3)應(yīng)等待食物冷卻降溫后再放入冰箱,以避免浪費(fèi)冷能。
(4)減少開冰箱門的次數(shù),并縮短開、關(guān)門的時間,可降低冰箱耗電量。
6.電視機(jī)
電視機(jī)的卷標(biāo)或說明書上所標(biāo)示的耗電量,是指當(dāng)音量與亮度調(diào)到最大時的數(shù)值,平時所消耗的電量約為上述數(shù)值的70%左右,因此當(dāng)音量與亮度調(diào)整過高時,會浪費(fèi)能源。電視機(jī)在利用遙控器切斷電源后,電視機(jī)處于待機(jī)狀態(tài),此時仍有1至3瓦消耗(依機(jī)種而定),因此在就寢時或數(shù)小時不看電視時,宜將主電源關(guān)閉以節(jié)約能源。
7.除濕機(jī)
使用除濕機(jī)時應(yīng)注意將門窗關(guān)閉,防止室外濕空氣進(jìn)入。除濕機(jī)空氣吸入(出)口濾網(wǎng)應(yīng)經(jīng)常清潔,以保持空氣循環(huán)暢通與潔凈。選購有濕度調(diào)節(jié)控制的機(jī)型,可保持舒適濕度并節(jié)省用電量。
8.電暖器
冬天使用電暖器可使室內(nèi)暖和,為使室溫維持在適合人體的溫度,一般客廳以17~19℃、小孩房間18~20℃、寢室14~16℃為佳。現(xiàn)今電暖器大多有定時定溫控制,當(dāng)暖房達(dá)到適當(dāng)溫度時即停止出熱,可減少不必要的電能浪費(fèi)。
家用電暖器有數(shù)種機(jī)型,選購時請依用途選購適當(dāng)機(jī)種。局部暖房可用反射型,全部暖房則可使用對流型,以空氣自然對流來溫暖房間的每一個角落,另有風(fēng)扇型,可利用風(fēng)扇馬達(dá)將溫風(fēng)強(qiáng)制對流。除此之外,尚有以煤油為燃料的家用暖爐,暖爐使用時應(yīng)特別注意安全,尤其家中有嬰幼兒者要避免燙傷意外發(fā)生。
電功電功率
一般給學(xué)生們上課之前,老師就早早地準(zhǔn)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(jié):
1.電功
A.基本概念和公式
a.定義:物理學(xué)中,當(dāng)電能轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)化為內(nèi)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(zhuǎn)化為內(nèi)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(jī)、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(shù)參數(shù)
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(xué)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(shù)字表示允許在短時間內(nèi)通過電能表的最大電流.
iii.“每千瓦時轉(zhuǎn)數(shù)”表示用電1kWh電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的圈數(shù).現(xiàn)在,電子式單相電能表已經(jīng)開始使用,其重要參數(shù)imp/(kWh)表示用電lkWh耗電指示燈閃爍的次數(shù),如:6400imp/(kW.h).
b.用電能表測量電功
i.直接測量:電能表計數(shù)器上前后兩次讀數(shù)之差.
ii.間接測量:先數(shù)出轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)數(shù),再利用電功與轉(zhuǎn)數(shù)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(guān)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(dāng)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(biāo)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(shù)出電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)數(shù)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(nèi)電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)數(shù)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(dǎo)體具有電阻,所以當(dāng)有電流通過時,導(dǎo)體會發(fā)熱,將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,這種現(xiàn)象稱為電流的熱效應(yīng).
A.焦耳定律和公式
亂內(nèi)容:電流流過某段導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量,跟通過這段導(dǎo)體的電流的平方成正比,跟這段導(dǎo)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(guān)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(zhuǎn)化為內(nèi)能的裝置,統(tǒng)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(jī)、電熱油汀等.
i.原理:電流的熱效應(yīng).
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(chǎn)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(diào)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(qū)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(dǎo)線絕緣皮老化引起火災(zāi),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(shè)置散熱孔、散熱片或在發(fā)熱部分安裝電扇.
4.有關(guān)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(yùn)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(yīng)性,都要注意公式中各個量單位的統(tǒng)一.
5.安全用電
安全用電主要包括設(shè)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(jìn)入家庭的進(jìn)戶線(電源線)、電能表、閘刀開關(guān)、熔斷器、開關(guān)、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(zhǔn)則——安全.
a.進(jìn)戶線
進(jìn)戶線由火線和零線構(gòu)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(gòu)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(dǎo)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(biāo)定電流應(yīng)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(lián)在家庭電路的干路中。
c.閘刀開關(guān)
家庭電路中安裝閘刀開關(guān)的作用是用來切斷電源,以便檢測電路,更換設(shè)備。
閘刀開關(guān)串聯(lián)在家庭電路的干路中,閘刀開關(guān)應(yīng)豎直安裝,且靜觸頭在上,動觸頭在下,電源進(jìn)線應(yīng)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(chǎn)生的熱量就增多,電線的絕緣層就會燃燒起來釀成火災(zāi),為了防患于未然,應(yīng)在干路中串聯(lián)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(hù)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(yīng)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(yīng)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(hù)作用。
iii.熔絲的安裝及等效處理
應(yīng)將熔絲串聯(lián)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(dāng)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(rèn)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(zhǔn)備接大功率用電器的支路中,應(yīng)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(guān)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(guān),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(yīng)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(zhuǎn)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(chǎn)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(yīng)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(lián)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(dāng)?shù)那锌诤蠼尤腚娐贰?br>
e.自動空氣開關(guān)
如果電路消耗的總功率在3kW以上,最好用自動空氣開關(guān)替代閘刀開關(guān)和熔斷器,因為這種開關(guān)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(xiàn)自動斷路的電流大小可以調(diào)節(jié),分?jǐn)嗄芰^高,而熔斷器對欠壓這種異常情況是無能為力的。電動機(jī)以及由電動機(jī)提供動力的電器(如電風(fēng)扇、電冰箱、空調(diào)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(zhuǎn)化成內(nèi)能,導(dǎo)致溫度驟升,極易燒壞電器,引起火災(zāi)。自動空氣開關(guān)是利用電磁原理來保護(hù)電路的。
f.漏電保護(hù)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(hù)器,因為它能在規(guī)定條件下,當(dāng)被保護(hù)電路中的漏(觸)電值達(dá)到或超過預(yù)定值時,就自動切斷電路(或發(fā)出報警信號)。
g.支路開關(guān)
應(yīng)直接接在火線上,這樣該開關(guān)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(yīng)高于地面1.8m,這樣能防止小孩將手指伸進(jìn)插座的插孔內(nèi)造成觸電事故。
三眼插座應(yīng)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(yīng)工作的,當(dāng)電流通過燈絲時,電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能和光能,當(dāng)燈絲溫度達(dá)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(xué)反應(yīng)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(yīng)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(zhǔn)接進(jìn)螺口燈頭中間的金屬片上,螺旋套上只準(zhǔn)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(jī)
如使用室外天線,應(yīng)安裝避雷器或?qū)S媒拥鼐€,并在雷雨時停止使用電視機(jī).
因電路短路、超負(fù)荷運(yùn)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(fù)荷運(yùn)行的保護(hù)裝置(如熔斷器、空氣開關(guān)等),已被廣泛應(yīng)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(zāi)和安全事故,也應(yīng)引起足夠的重視!隨著電氣化的日益普及,一些重大火災(zāi)事故就是由于線路連接處接觸不良而造成的,教訓(xùn)十分深刻.
當(dāng)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(zāi).
B.防止觸電
a.觸電的產(chǎn)生
觸電是指一定強(qiáng)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(wǎng)形成回路.
高壓(1kv或1kV以上的電壓)線路和高壓設(shè)備引起的觸電有高壓電弧觸電和跨步電壓觸電兩類.當(dāng)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(xiàn)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(dāng)人走近斷頭時,兩腳站在離落地電線遠(yuǎn)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(shù)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(shè)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(jìn)行現(xiàn)場搶救(如進(jìn)行人工呼吸等).在發(fā)生電火災(zāi)時,務(wù)必在切斷電源后,才能潑水救災(zāi).在整個救護(hù)過程中,必須隨時注意自身保護(hù),防止自己也觸電.
15.2《電功率》學(xué)案
15.2《電功率》學(xué)案
一、電功率的概念
知識回顧:小明10秒鐘做200J,小紅20秒鐘做300J
(1)做的功較多
(2)小明做功的功率為W,小紅做功的功率為W。即做功快。
功率:表示做功快慢的物理量(功率的概念:單位時間內(nèi)做的功)
1、甲用電器10秒鐘做200J,乙用電器20秒鐘做300J
(1)電流對做的功較多
(2)甲用電器做功的功率為W,乙用電器做功的功率為W。即做功快。
電功率:表示的物理量(電功率的概念:電流在單位時間內(nèi)做的功)
2、電功率用字母表示,單位是:(1w=1J/s)
電功率的計算公式:推導(dǎo)公式:
3、某用電器的功率為40W,表示的含義:
二、額定功率、實際功率
1、某白熾燈上標(biāo)有“PZ220V—100W”
額定電壓(220V):用電器正常工作時的電壓
額定功率(110W):用電器在額定電壓下工作時的電功率。
額定電流(A):用電器在額定電壓下工作時的電流。
2、看書本P9,了解常用家用電器的額定功率,并計算各用電器正常工作時的電流。
3、實際功率:用電器在實際使用時的功率
(1)若把標(biāo)有“PZ220V—100W”的燈泡接在220V的電路中,燈泡的實際功率為W
(2)若把標(biāo)有“PZ220V—100W”的燈泡接在110V的電路中,燈泡的實際功率為多少?
此時它的亮度與標(biāo)有“PZ220V—40W”的燈泡正常工作時相比誰更亮?
燈泡的亮度由燈泡的(額定功率/實際功率)決定
三、簡單應(yīng)用
1、電視機(jī)的電功率是250W,每天使用3h,一個月(按30天算)用電多少kWh?
2、某用電器的電功率是250W,工作10秒鐘用電多少J?
3、標(biāo)有“PZ220V—40W”的日光燈正常工作時的電流和電阻多大?
1kWh的電能可供該燈正常工作多少小時?
4、把標(biāo)有“220V100W”、“220V40W”的兩盞燈L1和L2并聯(lián)后接入220V的電路中,哪一只燈更亮?如果把它們串聯(lián)后接入220V的電路中,哪一只燈更亮?