2019-2020年高中物理第二章电路第五节电功率教学案粤教版选修3-1

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1、2019-2020年高中物理第二章电路第五节电功率教学案粤教版选修3-1　　　　　　　　　　　　　　1.电功的普适公式W＝UIt。2．电功率的普适公式P＝＝UI。3．焦耳定律即求解电热的表达式Q＝I2Rt可适用于任何电路。4．热功率的普适公式P热＝I2R。一、电功和电功率1．电功(1)定义：电流通过一段电路时，自由电荷在电场力的推动下作定向移动，电场力对自由电荷所做的功。(2)表达式：W＝UIt。2．电功率(1)定义：单位时间内电流所做的功。(2)表达式：P＝＝UI。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

2、阻及通电时间成正比。(2)公式：Q＝I2Rt。2．热功率(1)定义：单位时间内的发热量。(2)公式：P＝＝I2R。三、闭合电路中的功率(1)闭合电路中能量转化关系：EI＝U外I＋U内I。(2)电源提供的能量一部分消耗在外电路上，转化为其他形式的能量；另一部分消耗在内电阻上，转化为内能。(3)电动势反映了电源把其他形式的能量转化为电能的能力。1．自主思考——判一判(1)电功越大，电功率就越大。(×)(2)只有纯电阻电路中，电热的表达式是Q＝I2Rt。(×)(3)非纯电阻电路中，电热的表达式是Q＝I2Rt。(√)(4)电动机工作时，消耗的电能大于产生的电热。(√)(5)

3、电源的功率越大，其输出功率越大。(×)2．合作探究——议一议(1)根据我们的生活、生产经验列举一些常见的用电器，并说明电能主要转化为什么能？提示：①电灯，把电能转化为光能。②电热毯、电熨斗、电饭煲、电热水器，把电能转化为内能(热能)。③电动机，把电能转化为机械能。④电解槽，把电能转化为化学能。(2)用电器铭牌上所标的功率有何意义？提示：用电器铭牌上所标功率指的是用电器的额定功率，即用电器能长时间正常工作时的最大功率，用电器实际工作时，其功率不一定等于额定功率，一般要小于或等于额定功率。(3)电功率与热功率的含义分别是什么，计算公式分别是什么？提示：电功率是指某段电路

4、的全部电功率，或这段电路上消耗的全部电功率，计算公式P＝IU；热功率是指在这段电路上因发热而消耗的功率，计算公式P＝I2R。(4)对一个电动势为E和内电阻一定的电源，在对外供电的过程中，什么情况下电源的总功率最大？什么情况下电源内部的发热功率最大？提示：由P总＝IE，P内＝I2r可知，当流过电源的电流最大时，即回路中电阻值最小时，电源的总功率和电源内部的发热功率最大。电功、电功率的计算1．串、并联电路中的功率关系串联电路并联电路功率分配＝＝功率关系P＝P1＋P2＋…＋PnP＝P1＋P2＋…＋Pn2．额定功率和实际功率(1)用电器正常工作时所消耗的功率叫做额定功率。当

5、用电器两端电压达到额定电压U额时，电流达到额定电流I额，电功率也达到额定功率P额，且P额＝U额I额。(2)用电器的实际功率是用电器在实际工作时消耗的电功率。为了使用电器不被烧毁，要求实际功率不能大于其额定功率。[典例]　额定电压都是110V，额定功率P甲＝100W，P乙＝40W的电灯两盏，若接在电压是220V的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是(　　)[思路点拨][解析]　对灯泡有P＝UI＝，可知：R甲U甲，且有U乙>110V，乙灯被烧毁，U甲<110V不能正常发光，A错误。对于B电路，由于R乙

6、>R甲，甲灯又并联变阻器，并联电阻更小于R乙，所以U乙>U并，乙灯被烧毁。对于C电路，乙灯与变阻器并联电阻可能等于R甲，所以可能U甲＝U乙＝110V，两灯可以正常发光。对于D电路，若变阻器的有效电阻等于甲、乙的并联电阻，则U甲＝U乙＝110V，两灯可以正常发光。比较C、D两个电路，由于C电路中变阻器功率为(I甲－I乙)×110，而D电路中变阻器功率为(I甲＋I乙)×110，所以C电路消耗电功率最小。[答案]　C1．当电阻两端加上某一稳定电压时，通过该电阻的电荷量为0.3C，消耗的电能为0.9J。为在相同时间内使0.6C的电荷量通过该电阻，在其两端需加的电压和消耗的电

7、能分别是(　　)A．3V　1.8J　　　　　　　B．3V　3.6JC．6V　1.8JD．6V　3.6J解析：选D　设两次加在电阻R上的电压分别为U1和U2，通电的时间都为t。由公式W1＝U1q1和W1＝t可得：U1＝3V，＝0.1s·Ω－1。再由W2＝U2q2和W2＝t可求出：U2＝6V，W2＝3.6J，故选项D正确。2．一只规格为“220V　2000W”的电炉，它在正常工作时的电阻是多少？若电网电压为200V，电炉工作时的实际功率是多少？在220V电压下，如果平均每天使用电炉2h，求此电炉一个月(按30天计算)要消耗多少度电？解析：设电炉的电阻为R，由P＝得R