高中物理第二章电路25电功率素材粤教版选修3-1

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1、第五节电功率问题探究川电器通电后，可将电能转化为其他形式的能量•请你列举牛活屮常用的用电器，并说明其能量转化情况.答案：电灯把电能转化成内能和光能，电动机把电能转化为机械能，电磁炉将电能转化为内能.自学导引1.电功是指通过一段电路时，自由电荷在的作用下做时，电场力对自由电荷做的功，电功的计算公式是.答案：电流电场力定向移动W=uit2.单位时间内电流所做的功叫，电功率的计算公式是.答案：电功率P二UI3.电场力对电荷做功的过程是电能转化为的过程，在一段只有电阻元件的屮，电能将转化为热量，热量的计算公式是,这就

2、是.与电阻发热对应的功率叫,其计算公式是答案:其他形式的能纯电阻电路Q二『Rt焦耳定律热功率P=I2R4.在一般的用电器工作的电路中,用电器实际消耗的功率不能用公式计算,而应该用公式计算，这是因为一般用电器不一定是,它的主耍功能也并非将电能转化为•答案:P二你P=U1纯电阻元件热能5.在包含电源在内的闭合电路中，电源工作时，电路中消耗的总功率是,它表明，电源提供的能量一部分消耗在,转化为其他形式的能，另一部分消耗在，转化为内能.答案:EI=U外I+U内I外电路上内电路上疑难剖析电功和电功率的计算【例1］关于计

3、算电功率的三个公式P二UI,P二『r,P=u2/R的适用范围，以下说法中正确的是（）A.这三个公式的适用范围相同B.第一个公式普遍适用，后两个公式只适用于纯电阻电路C.第一个公式只适用于纯电阻电路,后两个公式普遍适用D.三个公式的适用范围与电路的连接方式无关分析：三个计算电功率的公式中,P二UI是普遍适用的，在任何电路中，均可以用该公式计算电功率，而P二和p二护/R只适用于纯电阻电路.另外，电路的连接方式并不影响电路中用电器的性质，选项BD正确.答案：BD温馨提示:弄清电功率计算公式的物理意义是判断的关键，明

4、确三个公式的相互联系是确定答案的基础.电功率和热功率的计算【例2】一接在220V电压的电路小正常工作的电风扇，通过风扇电动机的电流为0.5A,测得风扇电动机线圈电阻为5Q.求：（1）电风扇的输入功率；(2)电风扇每分钟消耗的电能；(3)电动机工作吋，因导线发热损失的功率；(4)它的最人输出功率.解析：电风扇工作时将电能人部分转化为机械能，同时由于导线发热转化为热能.(1)电风扇的输入功率P输入二UI二220X0.5W二110W.(2)电风扇每分钟消耗的电能E电=W=UIt=l10X60J=6.6X103J.(

5、3)发热功率P^=l2r=0.52X5W二1.25W.(4)最大输出功率P输出二P电功-P热二110W-1.25W二108.75W.温馨提示：这是一道含电动机的题目，属于非纯电阻电路，电功率、热功率、输出功率的数值不等，耍注意它们的算法的区别.P电功〉P热，P电功丹输岀.闭合电路中有关功率的计算【例3】如图2-5-1所示,R)=8Q,电源的电动势E=8V,内阻r=2Q.R2为变阻器.问：R、R2H]r~^i—图2-5-1(1)耍使变阻器获得的电功率最大，R2的值应是多大？这时R2的功率是多大？(2)要使Ri得

6、到最大的电功率，R2的取值是多大？R】的最大功率是多大？这时电源的效率为多少？(3)调节&的阻值，能否使电源有最人的功率E'/4r输出？为什么？解析：(1)变阻器阻值R2=Ri+r=10Q时，获得授大电功率E2硕W”.F⑵当20时，通过乩的电流最人，D得到最人电功率Pml=()2R}=5.12W.这时电源的效率77==80%・/?i+r(3)不能.因为即使R2=0,外电路电阻Ri也大于r,所以电源不可能有E2/4r的功率输出.在木题中，当R?二0时电源的输出功率即为能输出的最大功率.答案：(1)10Q1.6W

7、(2)05.12W80%(3)不能理由略温馨提示:①电源的输出功率厲=I2R=R=；.当RT吋，P(R+川(尺一厂广+分R出有最大值匕二_E2E2'4R~4r^②讨论R2的功率时，可将R】看作内阻.用电器最佳连接方式【例4】额定电压都是110V,额定功率Pa=100W,Pb=40W的A、B两灯,接在220V的电路中，使电灯均正常发光・R是变阻器，能使电路消耗的电功率最小的电路是图2-5-2中的()A4BB—0—0-^HgHo-A-0-HgH

8、Rb,根据串联分压,A图中有Ua<110V、Ub>110V,两灯不能正常工作，所以A错.B图中A和变阻器并联后的电阻比A的电阻还要小，即仍有U«<110V.Ub=110V,所以B错.C和D图中两灯电压均冇町能为110V,此时再看电路消耗的功率，C图中灯A消耗功率100W,灯B和变阻器并联示的阻值与灯A相等，所以电路消耗的总功率为200W,D图中A、B两灯并联后的阻值与变阻器相等，所以变阻器消耗的功率