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專題十八：電功率
備考目標：
1.了解：額定功率的概念。
2.會：估算電功；估算電功率；進行電熱估算。
3.理解：電壓做功；電功率概念；焦耳定理。
4.把握：電能表讀數及其相關估算；檢測小燈泡電功率的基本內容。
知識梳理：
知識點一：電能和電功
1.電功：電壓通過某段電路所做的功叫電功。
2．電壓做功的實質：電壓做功過程，實際就是電能轉化為其他方式的能（消耗電能）的過程；電壓做多少功，就有多少電能轉化為其他方式的能，也就消耗了多少電能。
3.電壓做功的方式：電壓通過各類用家電使其轉動、發熱、發光、發聲等都是電壓做功的表現。
4．規定電壓在某段電路上所做的功，等于這段電路兩端的電流，電路中的電壓和通電時間的乘積。
5．電功公式：
（適用于所有電路）；
對于純內阻電路可推導入：
（1）串聯電路：
（2）并聯電路：
（3）在任何情況下，在一定時間所做的總功
6．電功單位：在國際單位制中，電功單位是焦耳（J）；常用單位還有度（kwh），1度=1千瓦時=1kWh=3.6×106J；“1度”的規定：1kw的用家電工作1h消耗的電能。
7．電功的檢測
⑴電能表：是檢測用戶用家電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/kW·h”等字樣，分別表示：電能表額定電流是220V；容許通過的最大電壓是5A；每消耗一度電電能表轉盤轉3000轉。
⑶讀數時：①最后一位有黑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。
知識點二：電功率
1．電功率：電壓在單位時間內所做的功。
2．電功率數學意義：表示電壓做功快慢的數學量。
3．電功率公式：
（適用于所有電路），推論公式：
（適用于純內阻電路）。
（1）串聯電路中
（2）并聯電路中：
（3）無論用家電串聯或并聯，估算總功率常用公式P=P1+P2+…Pn。
4．電功率單位：在國際單位制中，功率單位是瓦特（W），常用單位：千瓦（kW）。
知識點三：檢測小燈泡電功率
一、伏安法檢測小燈泡的電功率
1.實驗目的：學習用電流表和電壓表檢測小燈泡的額定功率和實際功率，并加以比較。
2.實驗原理：要檢測小燈泡的電功率，依照電功率公式
，可以用電流表測出小燈泡兩端的電流，用電壓表測出通過小燈泡的電壓。
3.實驗器材：電源、滑動變阻器、電壓表、電流表、小燈泡、開關、導線若干。
4.設計并進行實驗：
（1）根據圖所示的電路圖聯接好實驗電路，聯接電路時電功率p等于什么，開關處于斷掉狀態，滑動變阻器的滑片放在最大電阻處。
（2）檢測電路聯接無誤后，閉合開關，聯通滑動變阻器滑片，使小燈泡兩端的電流等于額定電流，記錄電流表與電壓表的示數，觀察并記錄小燈泡的發光情況。
（3）調節滑動變阻器的滑片，使小燈泡兩端的電流大于小燈泡的額定電流，記錄電流表和電壓表的示數，觀察并記錄小燈泡的發光情況。
（4）調節滑動變阻器的滑片，使小燈泡兩端的電流約為額定電流的1.2倍，記錄電流表與電壓表的示數，觀察并記錄小燈泡的發光情況。
（5）整理好實驗器材。
（6）用公式估算出小燈泡的額定功率和實際功率，記錄在下表中。
實驗序號
電流/V
電壓/A
電功率/W
小燈泡色溫
2.5
0.31
0.78
正常
2.0
0.25
0.50
較暗
3.0
0.38
1.14
較亮
5.剖析與論證
（1）剖析表格中的實驗數據后，發覺小燈泡兩端的實際電流越高，小燈泡的電功率越大，燈泡發光越亮。
（2）小燈泡的色溫直接由它的實際功率決定。
（3）小燈泡兩端的實際電流只有在不低于額定電流時，才處于安全使用狀態。
（4）小燈泡的實際功率有多個，額定功率只有一個。
6、實驗推論
（1）當實際電流等于額定電流時電功率p等于什么，小燈泡的實際功率等于額定功率，小燈泡正常發光。
（2）當實際電流高于額定電流時，小燈泡的實際更率大于額定功率，小燈泡發光較暗。
（3）當實際電流低于額定電流時，小燈泡的實際功率小于額定功率，小燈泡發光較亮。
7、注意事項
（1）電源電流應低于燈泡的額定電流；滑動變阻器容許通過的最大電壓要小于小燈泡的正常工作電壓，滑動變阻器的最大電阻應與小燈泡的阻值差不多，這樣會使滑動變阻器的調壓療效顯著。
（2）聯接電路時，電流表的阻值要參照小燈泡的額定電流來選擇，電壓表的阻值應按照燈泡的額定電壓來選擇，假如燈泡的額定電流或電壓位置，則要采用試觸的方式判定。
（3）聯接電路時，開關要斷掉，避免因為電路聯接錯誤而發生漏電，毀壞電壓表。
（4）閉合開關前，要將滑動變阻器的滑片放在電阻最大的位置，以避免電路中電流過大，其保護電路作用。
（5）調節小燈泡兩端的電流低于額定電流時要注意平緩調節滑動變阻器的滑片，實際電流不能超過額定電流的1.2倍，同時通電時間不能過長，否則容易燒毀小燈泡。
注意：伏安法測小燈泡電功率與伏安法測內阻電阻的優缺。
相同點：①實驗電路基本相同，可采用同一電路；②實驗方式相同，都是伏安法；③測量的化學量相同，都檢測電壓I和電流U。
不同點：①實驗原理不同，測小燈泡電功率的實驗原理，測內阻電阻的實驗原理是；②數據處理方法不同，測內阻電阻時須要多次檢測，最后求平均值以減少實驗偏差，而測小燈泡電功率時也須要多次檢測，但不能拿來求平均值，而是找尋不同電流下的電功率有哪些規律。
二、實驗中電路故障剖析
故障
現象
故障緣由
燈泡不亮
閉合開關，燈泡不亮，電流表、電流表有示數
①滑動變阻器接成定值內阻②電源電流太低
閉合開關，燈泡不亮，電流表、電流表無示數
①電源、電流表、開關或滑動變阻器受損
②接線柱接觸不良③連接導線破裂
閉合開關，燈泡不亮，電壓表幾乎無示數，電流表表針顯著偏轉
①燈泡的鎢絲斷了或燈管與燈泡接觸不良
②電流表和電流表的位置互換了
水表問題
電壓表與電流表的表針向沒有刻度的方向偏轉
電壓表和電流表的“﹢”“－”接線柱接反了
電壓表與電流表的表針偏轉角度很小
①電表的阻值都選擇過大②電源電流過高
水表的表針超過最大刻度
①量程選擇過小②電路中出現漏電
滑動變阻器問題
滑動變阻器的滑片滑動時，電表示數及燈泡的色溫無變化
滑動變阻器聯接錯誤，沒有遵守“一上一下”的接線原則，使滑動變阻器接成了定值內阻
無論如何調節滑動變阻器，電流表示數總大于燈泡的額定電流
電源電流過高
閉合開關頓時，燈泡發出強光后立刻熄滅，電壓表表針偏轉后又回到零刻度線處，電流表仍有示數
燈泡兩端電流偏低，滑動變阻器的滑片沒有放在電阻最大位置
知識點四：焦耳定理
1.電壓的熱效應：電壓通過導體時電能轉化為內能，這些現象稱作電壓的熱效應。
2.焦耳定理：電壓通過導體形成的熱量，與電壓的平方成反比，與導體的內阻成反比，與通電時間成反比。
3.焦耳定理公式：Q=I2Rt。式中單位Q→焦(J)；I→安(A)；R→歐(Ω)；t→秒。
4.當電壓通過導體做的功(電功)全部拿來形成熱量(電熱)，則有W=Q，可用電功公式來估算Q，如電熱器、純內阻就是這樣的。
5.①電熱的借助：電熱毯、電熨斗、電烤爐等；②電熱的避免：電視機后蓋有好多孔是為了通風散熱，筆記本運行時也須要吊扇及時散熱。
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