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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(shù)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(fā)熱、發(fā)光、發(fā)聲等都是電壓做功的表現(xiàn)。

4．規(guī)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(lián)電路：

（2）并聯(lián)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(guī)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(shù)時：①最后一位有黑色標記的數(shù)字表示小數(shù)點后一位；②電能表前后兩次讀數(shù)之差，就是這段時間內用電的度數(shù)。

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(shù)學意義：表示電壓做功快慢的數(shù)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(lián)電路中

（2）并聯(lián)電路中：

電功率等于電壓乘以電流_電功率p等于什么_電功率等于什么物理公式

（3）無論用家電串聯(lián)或并聯(lián)，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(jù)圖所示的電路圖聯(lián)接好實驗電路，聯(lián)接電路時電功率p等于什么，開關處于斷掉狀態(tài)，滑動變阻器的滑片放在最大電阻處。

（2）檢測電路聯(lián)接無誤后，閉合開關，聯(lián)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(shù)，觀察并記錄小燈泡的發(fā)光情況。

（3）調節(jié)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(shù)，觀察并記錄小燈泡的發(fā)光情況。

（4）調節(jié)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(shù)，觀察并記錄小燈泡的發(fā)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(shù)據(jù)后，發(fā)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(fā)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(tài)。

（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(fā)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(fā)光較暗。

電功率p等于什么_電功率等于什么物理公式_電功率等于電壓乘以電流

（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(fā)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(lián)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(lián)接電路時，開關要斷掉，避免因為電路聯(lián)接錯誤而發(fā)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(jié)小燈泡兩端的電流低于額定電流時要注意平緩調節(jié)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(yōu)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(shù)據(jù)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(guī)律。

二、實驗中電路故障剖析

故障

現(xiàn)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(shù)

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(shù)

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(shù)，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(xiàn)漏電

滑動變阻器問題

滑動變阻器的滑片滑動時，電表示數(shù)及燈泡的色溫無變化

滑動變阻器聯(lián)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(jié)滑動變阻器，電流表示數(shù)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(fā)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(shù)

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(xiàn)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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2023高考數(shù)學一輪備考【專題十八：電功率】精講

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