第五节 电功率
[学习目标] 1.理解电功、电功率的概念并能进行相关的计算.(重点) 2.知道焦耳定律,知道电功率与热功率的区别和联系.(重点) 3.知道纯电阻电路和非纯电阻电路的区别,会结合实际问题区分电功和电热.(重点、难点) 4.理解闭合电路的各种功率及相关运算.(重点)
一、电功和电功率
1.电功
(1)定义:电流通过导体时,电流所做的功.
(2)实质:导体中电场力对自由电荷做的功.
(3)公式:W=UIt,单位:焦耳,符号:J.
2.电功率
(1)定义:单位时间内电流所做的功.
(2)公式:P==UI,单位:瓦特,符号:W.
二、焦耳定律和热功率
1.焦耳定律
(1)内容:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻及通电时间成正比.
(2)公式:Q=I2Rt.
2.热功率:单位时间内的发热量,P=I2R.
三、闭合电路中的功率
闭合电路的功率
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电源的功率
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电源的输出功率
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电源的内耗功率
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公式
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P=EI
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P出=UI
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P内=I2r
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意义
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电源提供电能的功率
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外电路消耗电能的功率
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内电路消耗电能的功率
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关系
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P=P出+P内
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1.正误判断
(1)电流通过导体做的功越多,电功率越大. (×)
(2)电炉、电烙铁、电热毯、电饭锅等用电器,由于电流通过时,电能全部转化为内能,故为纯电阻. (√)
(3)电动机、电解槽等用电器,电流通过时电能除转化为内能外,还转化为其他形式的能,故为非纯电阻. (√)
(4)不论纯电阻电路还是非纯电阻电路,计算焦耳热时仍可用P热=UI.(×)
(5)不论何种电路,计算电功时均可用W=UIt.(√)
2.关于电功和电热的计算,下列说法正确的是( )
A.如果是纯电阻电路,电功可用公式W=UIt计算,也可用公式W=I2Rt计算
B.如果是纯电阻电路,电热可用公式W=I2Rt计算,但不能用公式W=UIt计算
C.如果不是纯电阻电路,电功只能用公式W=I2Rt计算
D.如果不是纯电阻电路,电热可用公式W=I2Rt计算,也可用公式W=UIt计算
A [纯电阻电路,根据能量守恒,电功和电热相等,电功可用公式W=UIt计算,也可用公式W=I2Rt计算,故A正确,B错误;非纯电阻电路,电功用公式W=UIt计算,故C错误;非纯电阻电路,电热用公式W=I2Rt计算,故D错误.]
3.当电阻两端加上某一稳定电压时,通过该电阻的电荷量为0.3 C,消耗的电能为0.9 J.为在相同时间内使0.6 C的电荷量通过该电阻,在其两端需加的电压和消耗的电能分别是( )
A.3 V,1.8 J B.3 V,3.6 J
C.6 V,1.8 J D.6 V,3.6 J
D [根据公式W=Uq可知,当通过该电阻的电荷量为0.3 C,消耗的电能为0.9 J时,电阻的两端电压为3 V,此时的电流为I;若在相同时间内使0.6 C的电荷量通过该电阻,表明后者的电流是前者的二倍,则说明后者的电压也是前者的二倍,即在其两端需加的电压为3 V×2=6 V,消耗的电能为W=6 V×0.6 C=3.6 J,选项D正确.]