电功率及测定 章末复习
学习目标要求:
1、掌握电功率的概念。理解什么是额定功率、什么是实际功率。
2、知道测定小灯泡功率的实验目的和原理。
3、会测定小灯泡的额定功率和小灯泡不在额定电压下的实际功率。加深对额定功率和实际功率的理解。
4、进一步提高使用电流表、电压表和滑动变阻器的能力。
知识要点:
1、电功率
电流在单位时间内所做的功叫做电功率,电功率是表示电流做功快慢的物理量。电功率与电功是不一样的,电流做功多,电功率不一定大;电功率大,电流做的功也不一定多。
2、电功率的计算公式
和P=UI是两个最基本的计算公式,结合欧姆定律
可以推导出
和P=I2R,这两个公式仅适用于纯电阻电路。
3、电功率的单位
瓦特,符号W。比瓦特大的单位有千瓦,符号kW,1kW=1000W。
4、串、并联电路中电功率的特点
(1)串联电路中,I1=I2,故
,即串联电路中用电器的电功率与电阻成正比;P=UI=(U1+U2)I=U1I+U2I=P1+P2,即串联电路的总功率等于各串联用电器的功率之和。
(2)并联电路中,U1=U2,故
5、额定功率与实际功率的关系 ,即并联电路中用电器的电功率和电阻成反比;P=UI=U(I1+I2)=UI1+UI2=P1+P2,即并联电路中的总功率等于各并联用电器的功率之和。
用电器的铭牌上一般标着它的额定电压和额定功率,它们是用电器的技术指标,是在设计用电器时就确定了的。用电器制成后,它的额定电压和额定功率就是个定值。用电器正常工作时需要满足的电压为额定电压,此时用电器的功率为额定功率。实际电压是指用电器实际工作时两端的电压,实际功率是指用电器实际消耗的电功率,它随实际电压的变化而变化,反映了用电器实际工作的情况。当U实=U额时,P实=P额;当U实<U额时,P实<P额;当U实>U额时,P实>P额。
6、测定小灯泡功率的实验原理
伏安法测小灯泡功率的原理是利用电压表测电压,利用电流表测电流,利用公式P=UI计算功率,在额定电压下测出的功率就是额定功率。
7、实验电路图如图所示
电路中的滑动变阻器可以调节小灯泡两端的电压,使之等于、略高于、略低于灯泡的额定电压,观察实验过程中灯泡的亮度,并计算出相应的功率。
8、在连接实物电路时,要注意电路中的开关始终是断开的,电流表和电压表的正负接线柱不能接错,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应放在阻值最大处。
典型例题:
例1、一只灯泡接在220V的电路上,通电5min灯丝消耗的电能是3300J,求:(1)该灯的电功率为多大?(2)通过该灯的电流为多大?
解析:U=220V,W=3300J,t=5min=300s
(1)
(2)由P=UI 得
答:(1)该灯的电功率为11W;(2)通过该灯的电流为0.05A。
例2、一只电灯上标有“220V 100W”字样,其中220V表示________,100W表示_________。它正常工作时通过灯丝的电流是_________A。当加在它上面的电压为额定电压的一半时,电灯的电功率是_________W。
解:额定电压,额定功率
I=P
/U =100W/220V=0.45A
=U /2,据I=U/R,则
I
/2=P =U /R=(1/2)×
U
/R=I /2 电灯电阻不变,且
U
P
=I
U =(
U /2)×
I
/4=100W/4=25W
分析:本题考查的知识点是用电器的铭牌,解题的关键是知道用电器铭牌上标的是额定电压和额定电功率,并且理解额定电压、额定功率的意义,当此用电器接入电路未接通电路时,实际功率为0;当接通电路,而两端电压达不到220V时,实际功率小于额定功率100W,电灯不能正常发光。
例3、如图所示是张梦设计的测定额定电压为2.5V的灯泡额定功率的电路图,请你回答下列各题:
(1)由图可知a是________表,b是_________表。
(2)测量前,开关应_________,滑片应滑至_________端。
(3)若小灯泡的电阻值约为10Ω,电源由两节干电池串联组成,电流表有0~0.6A和0~3A两个量程,电压表有0~3V和0~15V两个量程,则a表量程应选_________,b表量程应选________。
(4)闭合开关,发现小灯泡两端电压只有1.5V,滑动变阻器的滑片应向_________端移动才能使电压表示数为________V,此时灯泡的实际功率就是额定功率。
(5)要测量的实验数据是_________和________,计算灯泡的额定功率的公式是________。 答:
(1)因a表与灯泡串联,所以它应是电流表,b表与灯泡并联,所以它是电压表。
(2)测量前开关应断开,这是为了避免接线失误,而损坏电器,滑片P应处于A端,这是因为与小灯泡串联一个滑动变阻器是为了起分压作用,可以保证小灯泡的安全使用角度考虑,测量前滑动变阻器连入电路的电阻应达最大值。
(3)因电源是用两节电池串联而成的,其电源电压为3V,且小灯泡的额定电压是2.5V,所以电压表即b表应选0~3V量程;小灯泡正常工作电流约为
所以a表即电流表应选0~0.6A量程。
(4)闭合开关,发现小灯泡两端电压为1.5V,而它的额定电压是2.5V,为使小灯泡正常发光,必须提高它的电压以达到2.5V,所以要减小滑动变阻器连入电路的电阻,以减小滑动变阻器两端的电压,故滑片P应向B端移动。
(5)要测量的实验数据有两个,一个是灯泡两端的电压U(对于测额定功率来说,U等于
2.5V),第二个是灯泡中的电流I,然后依据公式P=UI来计算。
例4、如图所示电路中,滑动变阻器的滑片P向右移动时,电压表示数_________,电流表示数_________(填“变大”“变小”或“不变”),电灯亮度_________。
解: 当滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,由于它与电灯是串联的,则电路的总电阻也变小,在电源电压不变的情况下,电路中电流I变大。因为电灯两端电压
UL=IRL,所以电灯的电压UL变大,而电压表测量的恰是电灯两端的电压。由于电灯的电压UL和电流I均变大,据P=ULI,它的电功率P变大,电灯变亮。
答案:变大;变大;变亮。
例5、两只外形相同额定功率不同的普通白炽灯泡,在它们的铭牌上只能看清“220V”的字样,怎样确定哪只灯泡的额定功率较大?请写出你所知道的方法。(要求写出两种方法) 方法一:_________________________________________________________
方法二:__________________________________________________________
解:本题具有一定的开放性,重点考查电功率、串并联电路的特点、电阻的决定因素等知识点。由电功率的计算公式
可知:在额定电压相同时,电功率与电阻成反比。灯丝较粗的电阻小,额定功率就大,并联在电路中电压相等,额定功率大的灯泡较亮。若串联在电路中,电流相等,由公式P=I2R可知在:电阻小的实际功率小,额定功率大的灯泡灯丝电阻小,所以额定功率大的灯泡串联时发光较暗。
答案:方法一:用眼睛观察灯丝较粗的灯泡额定功率大。
方法二:将两盏灯串联在电路中,发光较暗的灯泡额定功率较大。
方法三:将两盏灯并联在电路中,发光较亮的灯泡额定功率较大
巩固练习:
1、将标有“6V 3W”的灯泡接到9伏电源上,要使其正常发光,需__________联一个_____________电阻。
2、额定电压相同的A、B两盏电灯,其额定功率之比是3:2,如果将它们并联接入实际电压为额定电压一半电路中,则它们消耗的实际功率之比是___________。
3、1度电能使“220V,200W”的电灯正常工作________h。若使电灯两端电压变为原来的1/4后,1度电能供它工作_________h。
4、某电路中安装的电能表上标有“220V 5A”字样,那么该电路中最多可接“220V 100W”灯泡_______盏。
5、某同学观察两只额定电压相同,但额定功率模糊不清的灯泡,发现甲灯灯丝粗而短,乙灯灯丝细而长,那么这两个灯泡的额定功率( )
A、甲灯大 B、乙灯大 C、一样大 D、无法判断
6、如图所示,当开关S闭合后滑动变阻器的滑片P向右移动过程中,电压表V1的示数________,电流表的示数_______,电压表V2________的示数,电灯的亮度________。
7、有甲乙两只串联小灯泡,其上分别标有“3V 1.5W”和“6V 1.8W”字样,为使其中一只灯泡能持续正常发光,加在灯泡两端总电压应是多少?
答案:
1、串,6欧 2、3:2 3、5,80 4、11 5、A 6、增大;增大;减小;变大。
7、解析:甲灯正常发光电流
乙灯正常发光电流
不难看出,要使其中一灯正常发光,这只灯应是乙灯,若是甲灯,则串联电路中电流为0.5安,这个电流超过了乙灯正常工作时的电流,乙灯会被烧坏。
为使其中一灯能持续正常发光,串联电路中电流I=I乙=0.3安
则U甲=I R甲=0.3安×6欧=1.8伏
电路两端总电压U=U甲+U乙=1.8伏+6伏=7.8伏
答:为使其中一灯能持续正常发光,加在甲乙两灯两端总电压应是7.8伏。
电功率及测定 章末复习
学习目标要求:
1、掌握电功率的概念。理解什么是额定功率、什么是实际功率。
2、知道测定小灯泡功率的实验目的和原理。
3、会测定小灯泡的额定功率和小灯泡不在额定电压下的实际功率。加深对额定功率和实际功率的理解。
4、进一步提高使用电流表、电压表和滑动变阻器的能力。
知识要点:
1、电功率
电流在单位时间内所做的功叫做电功率,电功率是表示电流做功快慢的物理量。电功率与电功是不一样的,电流做功多,电功率不一定大;电功率大,电流做的功也不一定多。
2、电功率的计算公式
和P=UI是两个最基本的计算公式,结合欧姆定律
可以推导出
和P=I2R,这两个公式仅适用于纯电阻电路。
3、电功率的单位
瓦特,符号W。比瓦特大的单位有千瓦,符号kW,1kW=1000W。
4、串、并联电路中电功率的特点
(1)串联电路中,I1=I2,故
,即串联电路中用电器的电功率与电阻成正比;P=UI=(U1+U2)I=U1I+U2I=P1+P2,即串联电路的总功率等于各串联用电器的功率之和。
(2)并联电路中,U1=U2,故
5、额定功率与实际功率的关系 ,即并联电路中用电器的电功率和电阻成反比;P=UI=U(I1+I2)=UI1+UI2=P1+P2,即并联电路中的总功率等于各并联用电器的功率之和。
用电器的铭牌上一般标着它的额定电压和额定功率,它们是用电器的技术指标,是在设计用电器时就确定了的。用电器制成后,它的额定电压和额定功率就是个定值。用电器正常工作时需要满足的电压为额定电压,此时用电器的功率为额定功率。实际电压是指用电器实际工作时两端的电压,实际功率是指用电器实际消耗的电功率,它随实际电压的变化而变化,反映了用电器实际工作的情况。当U实=U额时,P实=P额;当U实<U额时,P实<P额;当U实>U额时,P实>P额。
6、测定小灯泡功率的实验原理
伏安法测小灯泡功率的原理是利用电压表测电压,利用电流表测电流,利用公式P=UI计算功率,在额定电压下测出的功率就是额定功率。
7、实验电路图如图所示
电路中的滑动变阻器可以调节小灯泡两端的电压,使之等于、略高于、略低于灯泡的额定电压,观察实验过程中灯泡的亮度,并计算出相应的功率。
8、在连接实物电路时,要注意电路中的开关始终是断开的,电流表和电压表的正负接线柱不能接错,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应放在阻值最大处。
典型例题:
例1、一只灯泡接在220V的电路上,通电5min灯丝消耗的电能是3300J,求:(1)该灯的电功率为多大?(2)通过该灯的电流为多大?
解析:U=220V,W=3300J,t=5min=300s
(1)
(2)由P=UI 得
答:(1)该灯的电功率为11W;(2)通过该灯的电流为0.05A。
例2、一只电灯上标有“220V 100W”字样,其中220V表示________,100W表示_________。它正常工作时通过灯丝的电流是_________A。当加在它上面的电压为额定电压的一半时,电灯的电功率是_________W。
解:额定电压,额定功率
I=P
/U =100W/220V=0.45A
=U /2,据I=U/R,则
I
/2=P =U /R=(1/2)×
U
/R=I /2 电灯电阻不变,且
U
P
=I
U =(
U /2)×
I
/4=100W/4=25W
分析:本题考查的知识点是用电器的铭牌,解题的关键是知道用电器铭牌上标的是额定电压和额定电功率,并且理解额定电压、额定功率的意义,当此用电器接入电路未接通电路时,实际功率为0;当接通电路,而两端电压达不到220V时,实际功率小于额定功率100W,电灯不能正常发光。
例3、如图所示是张梦设计的测定额定电压为2.5V的灯泡额定功率的电路图,请你回答下列各题:
(1)由图可知a是________表,b是_________表。
(2)测量前,开关应_________,滑片应滑至_________端。
(3)若小灯泡的电阻值约为10Ω,电源由两节干电池串联组成,电流表有0~0.6A和0~3A两个量程,电压表有0~3V和0~15V两个量程,则a表量程应选_________,b表量程应选________。
(4)闭合开关,发现小灯泡两端电压只有1.5V,滑动变阻器的滑片应向_________端移动才能使电压表示数为________V,此时灯泡的实际功率就是额定功率。
(5)要测量的实验数据是_________和________,计算灯泡的额定功率的公式是________。 答:
(1)因a表与灯泡串联,所以它应是电流表,b表与灯泡并联,所以它是电压表。
(2)测量前开关应断开,这是为了避免接线失误,而损坏电器,滑片P应处于A端,这是因为与小灯泡串联一个滑动变阻器是为了起分压作用,可以保证小灯泡的安全使用角度考虑,测量前滑动变阻器连入电路的电阻应达最大值。
(3)因电源是用两节电池串联而成的,其电源电压为3V,且小灯泡的额定电压是2.5V,所以电压表即b表应选0~3V量程;小灯泡正常工作电流约为
所以a表即电流表应选0~0.6A量程。
(4)闭合开关,发现小灯泡两端电压为1.5V,而它的额定电压是2.5V,为使小灯泡正常发光,必须提高它的电压以达到2.5V,所以要减小滑动变阻器连入电路的电阻,以减小滑动变阻器两端的电压,故滑片P应向B端移动。
(5)要测量的实验数据有两个,一个是灯泡两端的电压U(对于测额定功率来说,U等于
2.5V),第二个是灯泡中的电流I,然后依据公式P=UI来计算。
例4、如图所示电路中,滑动变阻器的滑片P向右移动时,电压表示数_________,电流表示数_________(填“变大”“变小”或“不变”),电灯亮度_________。
解: 当滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,由于它与电灯是串联的,则电路的总电阻也变小,在电源电压不变的情况下,电路中电流I变大。因为电灯两端电压
UL=IRL,所以电灯的电压UL变大,而电压表测量的恰是电灯两端的电压。由于电灯的电压UL和电流I均变大,据P=ULI,它的电功率P变大,电灯变亮。
答案:变大;变大;变亮。
例5、两只外形相同额定功率不同的普通白炽灯泡,在它们的铭牌上只能看清“220V”的字样,怎样确定哪只灯泡的额定功率较大?请写出你所知道的方法。(要求写出两种方法) 方法一:_________________________________________________________
方法二:__________________________________________________________
解:本题具有一定的开放性,重点考查电功率、串并联电路的特点、电阻的决定因素等知识点。由电功率的计算公式
可知:在额定电压相同时,电功率与电阻成反比。灯丝较粗的电阻小,额定功率就大,并联在电路中电压相等,额定功率大的灯泡较亮。若串联在电路中,电流相等,由公式P=I2R可知在:电阻小的实际功率小,额定功率大的灯泡灯丝电阻小,所以额定功率大的灯泡串联时发光较暗。
答案:方法一:用眼睛观察灯丝较粗的灯泡额定功率大。
方法二:将两盏灯串联在电路中,发光较暗的灯泡额定功率较大。
方法三:将两盏灯并联在电路中,发光较亮的灯泡额定功率较大
巩固练习:
1、将标有“6V 3W”的灯泡接到9伏电源上,要使其正常发光,需__________联一个_____________电阻。
2、额定电压相同的A、B两盏电灯,其额定功率之比是3:2,如果将它们并联接入实际电压为额定电压一半电路中,则它们消耗的实际功率之比是___________。
3、1度电能使“220V,200W”的电灯正常工作________h。若使电灯两端电压变为原来的1/4后,1度电能供它工作_________h。
4、某电路中安装的电能表上标有“220V 5A”字样,那么该电路中最多可接“220V 100W”灯泡_______盏。
5、某同学观察两只额定电压相同,但额定功率模糊不清的灯泡,发现甲灯灯丝粗而短,乙灯灯丝细而长,那么这两个灯泡的额定功率( )
A、甲灯大 B、乙灯大 C、一样大 D、无法判断
6、如图所示,当开关S闭合后滑动变阻器的滑片P向右移动过程中,电压表V1的示数________,电流表的示数_______,电压表V2________的示数,电灯的亮度________。
7、有甲乙两只串联小灯泡,其上分别标有“3V 1.5W”和“6V 1.8W”字样,为使其中一只灯泡能持续正常发光,加在灯泡两端总电压应是多少?
答案:
1、串,6欧 2、3:2 3、5,80 4、11 5、A 6、增大;增大;减小;变大。
7、解析:甲灯正常发光电流
乙灯正常发光电流
不难看出,要使其中一灯正常发光,这只灯应是乙灯,若是甲灯,则串联电路中电流为0.5安,这个电流超过了乙灯正常工作时的电流,乙灯会被烧坏。
为使其中一灯能持续正常发光,串联电路中电流I=I乙=0.3安
则U甲=I R甲=0.3安×6欧=1.8伏
电路两端总电压U=U甲+U乙=1.8伏+6伏=7.8伏
答:为使其中一灯能持续正常发光,加在甲乙两灯两端总电压应是7.8伏。