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[!--downpath--]我們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的主要目的是運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)解釋生活中的各種現(xiàn)象,并運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)分析各種問(wèn)題的原因,進(jìn)而找出解決相關(guān)問(wèn)題的技巧和措施。
1 電源
單位:焦耳(joule,J)。 電功率的常用單位是度或千瓦時(shí) (kW h)。 1kW·h=3.6×106J(第二個(gè)6為功率)
電壓做功的過(guò)程實(shí)際上就是將電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的過(guò)程。
公式:
公式中的數(shù)學(xué)量:
W——電能——焦耳(J)
U——電壓——伏特(V)
I——電流——安培(A)
t——時(shí)間——秒(s)
R——電阻——?dú)W姆(Ω)
Q - 電荷 - 庫(kù)侖 (C)
P - 功率 - 瓦 (W)
2 電能表
檢測(cè)電能的儀表是電能表(也稱電度表)。 右圖是電能表的表盤(pán)。
表盤(pán)上的數(shù)字表示消耗的電能,單位為千瓦時(shí)電功電功率焦耳定律熱功率,計(jì)數(shù)器的最后一位數(shù)字為小數(shù),即1234.5kW·h。
將電能表的年末讀數(shù)除以月初讀數(shù),即為該月消耗的電能。
“220V”表示本電能表的額定電流為220V,應(yīng)在220V電路中使用。
“10(20A)”表示本電能表的額定電壓為10A,額定最大電壓為20A。
“50Hz”表示電能表在50Hz交流電中使用;
“600轉(zhuǎn)/kW·h”是指與電能表連接的家用電器消耗1千瓦時(shí)的電能,電能表上的表盤(pán)旋轉(zhuǎn)600轉(zhuǎn)。
根據(jù)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)數(shù)估算電能或根據(jù)電能估算轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)數(shù)時(shí),可對(duì)比公式:
3 串并聯(lián)電路的電力特性
①串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中,電壓所做的總功等于各家用電器的電功之和;
②串聯(lián)電路中,各家用電器的電功率與其內(nèi)阻成反比,即W1/W2=R1/R2;
③并聯(lián)電路中,各家用電器的電功率與其內(nèi)阻成正比,即W1/W2=R2/R1(各路通電時(shí)間相同)。
電力
1 電力
定義:電壓在一秒鐘內(nèi)所做的功稱為電功率。
意義:表示耗電的快慢。
符號(hào):P
單位:瓦(watt,W),常見(jiàn)單位是千瓦(kW),1kW=103W
電功率的定義:P=W/tW=Ptt=W/P
第一單元:
P——電功率——瓦(W);
W——電功率——焦耳(J);
t——通電時(shí)間——秒(s)。
第二單元:
P——電功率——千瓦(kW);
W——電功率——千瓦時(shí)(kW·h);
t——通電時(shí)間——小時(shí)(h)。
電功率估算公式:
P——電功率——瓦(W);
U——電壓——伏特(V);
I——電流——安培(A);
R - 電阻 - 歐姆 (Ω)。
2 串并聯(lián)電路的電力特性
④串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中,總功率等于各家用電器功率之和;
⑤串聯(lián)電路中,各家用電器的電功率與其內(nèi)阻成反比,即P1/P2=R1/R2
⑥并聯(lián)電路中,各家用電器的電功率與其內(nèi)阻成正比,即P1/P2=R2/R1。
3 家用電器的額定功率和實(shí)際功率
額定電流:電器正常工作時(shí)的電流稱為額定電流。
額定功率:家用電器在額定電流下的功率稱為額定功率。
額定電壓:家用電器正常工作時(shí)的電壓稱為額定電壓。
使用家電實(shí)際工作時(shí)的三種情況:
① U 實(shí)際值 ② U 實(shí)際值 > U 金額 P 實(shí)際值 > P 金額——家電無(wú)法正常工作,可能會(huì)被燒毀。 (如果是燈泡,則表現(xiàn)為極亮、刺眼、發(fā)白或快速燃燒的鎢絲);
③ U實(shí)際=U金額 P實(shí)際=P金額——使用家電正常工作。
燈泡上的“”表示額定電流為220V,額定功率為25W。
燈泡的色溫是由其實(shí)際消耗的電功率決定的,與額定電流、額定功率無(wú)關(guān)。
對(duì)于額定電流相同但額定功率不同的燈泡,鎢絲越粗,功率越大。
如果這兩個(gè)燈泡串聯(lián),則額定功率較高的燈泡實(shí)際功率較低; 如果這兩個(gè)燈泡并聯(lián),則額定功率較高的燈泡實(shí)際功率較高。
串并聯(lián)電路中P、R的關(guān)系
檢測(cè)小燈泡的電功率
伏安法測(cè)量小燈泡的功率
實(shí)驗(yàn)原理:P=UI
實(shí)驗(yàn)設(shè)備:電源、開(kāi)關(guān)、電線、小燈泡、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器。
實(shí)驗(yàn)電路圖:
實(shí)驗(yàn)步驟:
①按照電路圖連接實(shí)物。
②檢查無(wú)誤后,合上開(kāi)關(guān)。 連接滑塊使小燈泡以額定電流發(fā)光,觀察小燈泡的色溫,記錄電流表和電壓表的讀數(shù),代入公式P=UI即可估算出小燈泡的額定功率小燈泡。
③調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使小燈泡兩端電流約為額定電流的1.2倍,觀察小燈泡的色溫,記錄電流表和電壓表的讀數(shù),代入公式P=UI估計(jì)小燈泡的電流。 實(shí)際功率。
④調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使小燈泡兩端電流大于額定電流,觀察小燈泡的色溫,記錄電流表和電壓表的讀數(shù),代入公式P=UI來(lái)估算此時(shí)小燈泡的實(shí)際功率。
實(shí)驗(yàn)形式:
防范措施:
①接通電源前,開(kāi)關(guān)應(yīng)處于斷開(kāi)狀態(tài)電功電功率焦耳定律熱功率,并將滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)至最大;
②電路連接好后,通過(guò)試觸的方式選擇電流表和電壓表的電阻值;
③滑動(dòng)變阻器的作用:改變電阻兩端的電流和通過(guò)的電壓; 保護(hù)電路;
④ 無(wú)需估計(jì)電功率的平均值。
焦耳定理及其應(yīng)用
當(dāng)電壓通過(guò)導(dǎo)體時(shí),電能轉(zhuǎn)化為熱能(電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能)。 這種現(xiàn)象稱為電壓的熱效應(yīng)。
焦耳定理:電壓通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電壓的平方成反比,與導(dǎo)體內(nèi)阻成反比,與通電時(shí)間成反比。 (日本化學(xué)家焦耳)
定義公式:
進(jìn)口類型:
Q——熱量——焦耳(J);
I——電流——安培(A);
R——電阻——?dú)W姆(Ω);
t——通電時(shí)間——秒(s);
P——電功率——瓦(W);
U——電壓——伏特(V)。
焦耳定理注釋:
對(duì)于純內(nèi)阻電路,電壓做功所消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能(Q=W)。 此時(shí),成立如下公式 Q=UItQ=(U2/R)t (2為平方)Q=Pt;
對(duì)于非純內(nèi)阻電路,電能不僅轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,還轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。 求Q時(shí),只能用Q=I2Rt(2為指數(shù))
電加熱的反例:飲水機(jī)、電飯鍋、電熨斗、電加熱保溫箱等。
避免電加熱的反例:電視機(jī)外殼散熱窗; 計(jì)算機(jī)中的冷卻吊扇、電機(jī)外殼的散熱器等。
串并聯(lián)電路的電力特性:
①串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中,電壓產(chǎn)生的總熱量等于部分電熱之和;
②串聯(lián)電路中,電路各部分的發(fā)熱與其內(nèi)阻成反比,即Q1/Q2=R1/R2;
③并聯(lián)電路中,電路各部分的發(fā)熱與其內(nèi)阻成正比,即Q1/Q2=R2/R1(各路通電時(shí)間相同)。
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