《电功和电功率》PPT课件

一 、 电 功 和 电 功 率思 考 ： （ 1） 电 场 力 的 功 的 定 义 式 是 什 么 ? （ 2） 电 流 的 定 义 式 是 什 么 ?（ 1） 电 场 力 的 功 的 定 义 式 W=qU（ 2） 电 流 的 定 义 式 I= tq 在 时 间 t内 ， 通 过 这 段 电 路 上 任 一 横 截 面 的电 荷 量 q=It。 在 这 一 过 程 中 ， 电 场 力 做 的 功 W=qU=IUt 。 1、 电 功 ： 在 一 段 电 路 中 电 场 力 所 做 的 功 ， 也 就是 通 常 所 说 的 电 流 所 做 的 功 ， 简 称 为 电 功 。UItW 电 流 在 一 段 电 路 上 所 做 的 功 等 于 这 段电 路 两 端 的 电 压 U、 电 路 中 的 电 流 I 和 通 电时 间 t 三 者 的 乘 积 。 在 国 际 单 位 制 中 电 功 的 单 位 是 焦 （ J） ， 常 用 单 位有 千 瓦 时 （ kWh） 。 1kWh 3.6 106J使 用 电 功 的 定 义 式 计 算 时 ， 要 注 意 电 压 U的 单 位用 V， 电 流 I的 单 位 用 A， 通 电 时 间 t的 单 位 用 s，求 出 的 电 功 W的 单 位 就 是 J。 二 、 电 功 率 和 热 功 率 （ 1） 定 义 ： 单 位 时 间 内 电 流 所 做 的 功 叫 做 电 功 率 。用 P表 示 电 功 率 。（ 3） 单 位 ： 瓦 （ W） 、 千 瓦 （ kW）（ 2） 定 义 式 ： P = =IUtW 设 在 一 段 电 路 中 只 有 纯 电 阻 元 件 ， 其 电 阻 为 R，通 过 的 电 流 为 I， 试 计 算 在 时 间 t 内 电 流 通 过 此电 阻 产 生 的 热 量 Q。 提 示 ： 在 纯 电 阻 元 件 中 ， 电 能 完 全 转 化 成 内 能 。做 一 做 2、 焦 耳 定 律 ： 电 流 通 过 导 体 时 产 生 的 热 量 Q等 于电 流 I 的 二 次 方 、 导 体 的 电 阻 R 和 通 电 时 间 t 三 者 的 乘 积 。 RtIQ 2 热 功 率 ： 单 位 时 间 内 导 体 的 发 热 量 叫 做 热 功 率 。 RItQP 2热 功 率 等 于 通 电 导 体 中 电 流 I 的 二 次 方 与 导 体电 阻 R 的 乘 积 。 取 一 个 玩 具 小 电 机 ， 其 内 阻 R=1.0， 把 它 接 在如 图 所 示 的 电 路 中 。（ 1） 先 夹 住 电 动 机 轴 ， 闭 合 电 键 ， 电 机 不 转 。调 整 滑 动 变 阻 器 的 阻 值 ， 使 电 压 表 的 示 数 为 0.50 V， 记 下 电 流 表 的 示 数 ， 算 出 小 电 机 消 耗 的 电 功率 和 热 功 率 ， 并 加 以 比 较 。实 验 ： 探 究 电 功 率 与 热 功 率 的 区 别 和 联 系 （ 2） 再 松 开 夹 子 ， 使 小 电 机 转 动 ， 调 整 滑 动 变 阻器 的 阻 值 ， 使 电 压 表 的 示 数 为 2.0 V（ 此 电 压 为 小电 机 的 额 定 电 压 ） ， 记 下 电 流 表 的 示 数 ， 算 出 小电 机 消 耗 的 电 功 率 和 热 功 率 ， 并 加 以 比 较 。 运行 情 况物 理 量卡 住 转 动 热 功 率 I2R（ W）总 功 率电 功 率 （ UI）（ W） 电 阻 R（ ） 电 流 I（ A） 电 压 U（ V） 纯 电 阻 电 路 : 电 能 内 能 QI2Rt WUIt = I=U/RM非 纯 电 阻 电 路 :电 能 内 能 +其 它 形 式 的 能W W其 他 QUIt I 2Rt I U/R说 明 ： 欧 姆定 律 不 适 用于 非 纯 电 阻电 路 ！ 纯 电 阻 电 路 : 电 能 内 能 QI2Rt WUIt I=U/R电 功 = 电 热 ： W=Q = UIt =I2Rt =U2t/R电 功 率 =热 功 率 ： P =P热 = UI = I2R = U2/R 电 功 ： W= UIt 电 热 ： Q=I2Rt电 功 率 ： P=UI 热 功 率 ： P热 =I2RM非 纯 电 阻 电 路 :电 能 内 能 +其 它 形 式 的 能W W其 他 UIt I2Rt I U/RQ 电 功 率 是 指 某 段 电 路 的 全 部 电 功 率 ， 或 这段 电 路 上 消 耗 的 全 部 电 功 率 ， 决 定 于 这 段 电 路两 端 电 压 和 通 过 的 电 流 强 度 的 乘 积 ； 热 功 率 是 指 在 这 段 电 路 上 因 发 热 而 消 耗 的功 率 。 决 定 于 通 过 这 段 电 路 电 流 强 度 的 平 方 和这 段 电 路 电 阻 的 乘 积 。3、 电 功 率 与 热 功 率（ 1） 区 别 ： （ 2） 联 系 ： 对 纯 电 阻 电 路 ， 电 功 率 等 于 热 功 率 ； 对 非 纯 电 阻 电 路 ， 电 功 率 等 于 热 功 率 与 转化 为 除 热 能 外 其 他 形 式 的 功 率 之 和 。 思 考 ：我 们 知 道 白 炽 灯 是 纯 电 阻 器 件 ，但 是 我 们 日 常 生 活 中 的 的 确 确看 到 白 炽 灯 发 出 光 。 这 不 是 矛盾 吗 ？ 其 工 作 原 理 是 ： 电 流 通 过 灯 丝 （ 钨 丝 ， 熔 点 达3000 以 上 ） 时 产 生 热 量 ， 螺 旋 状 的 灯 丝 不 断 将热 量 聚 集 ， 使 得 灯 丝 的 温 度 达 2000 以 上 ， 灯 丝在 处 于 白 炽 状 态 时 ， 就 发 出 光 芒 。 从 能 量 的 转 换 角 度 看 ， 电 灯 发 光 时 ， 大 量 的电 能 将 转 化 为 热 能 ， 只 有 极 少 一 部 分 可 以 转 化 为有 用 的 光 能 。 目 前 在 所 有 日 常 生 活 的 用 电 照 明 灯 具 中 ， 白 炽 灯的 效 率 是 最 低 的 ， 白 炽 灯 会 把 消 耗 能 量 中 的 大 部分 （ 超 过 90%） 转 化 成 无 用 的 热 能 ， 只 少 于 10%的能 量 会 成 为 光 能 。 2011年 8月 ， 发 改 委 公 布 中 国 淘 汰 白 炽 灯 路 线图 （ 征 求 意 见 稿 ） ， 从 2016年 10月 1日 起 ， 禁止 销 售 和 进 口 15瓦 及 以 上 普 通 照 明 用 白 炽 灯 。