2019-2020年新课标粤教版3-1 选修三2.5《电功率》 WORD教案2.doc

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2019-2020年新课标粤教版3-1 选修三2.5电功率 WORD教案2【教学结构】 一、电功电功、电功率、电热是本章书的重要概念,也是学生学习的难点,教学过程中必须给以足够的重视。1.复习电场力做功:W=Uq,U为电场中两点间电势差,在电路中即为导体两端电压,q为电量,电路中为流过导体截面电量。2.电功:电流做的功简称电功。导体两端加上电压,导体内建立电场,在电场力作用下自由电子定向移动,形成电流,电场力做功,又说成电流做功。W=UIt,电流在一段电路上所做的功,跟这段电路两端电压、电路中的电流强度和通电时间成正比。3.电流做功,把电能转化为其它形式的能(1)电流通过纯电阻(电灯,电炉子等)电路做功,把电能转化为内能。(2)电流通过电解液做功,把电能转化为化学能。(3)电流通过电动机做功,把电能一部分转化为内能,一部分转化为机械能。二、电功率1.定义:电流所做的功跟完成这些功所用时间的比值叫电功率,用p表示电功率则 ,p的单位:瓦特W,U:伏特V I:安培A。2.物理意义:电功率表示电流做功的快慢,亦为单位时间电流做的功。灯越亮电功率越大。3.额定电压:用电器安全正常工作的最大电压。日常照明灯泡额定电均为220V,机床上用的灯泡额定电压为36V。额定功率:用电器安全正常工作的最大功率。照明灯泡上标有220V 60W,60W即为额定电功率。额定电功率是根据用电器自身结构而决定的。4.注意区别额定功率和实际功率。实验:把“220V 30W”和“220V 100W”的灯泡并联在220V电路上和串联后接入220V电路上,观察灯泡发光情况,并接在220V电路上时,两个灯的电压都是额定电压,电功率均为额定功率,100W的灯比30W的灯亮很多,串联后接在220V电路上,观察到的现象是两个灯都不如并联时亮,且30W灯比100W灯亮,由此可知:两个灯的电功率都不是额定功率,都小于额定功率,应称为实际消耗功率,额定功率大的灯实际消耗功率不一定大,应由灯两端实际电压和流过灯的实际电流决定。三、焦耳定律1.定义:电流通过导体产生的热量,跟电流强度的平方、导体电阻和通电时间成正比 即:Q=I2Rt 单位:Q:焦耳J I:安培A R:欧姆 t秒s2.纯电阻电路 电路中只含有纯电阻元件,电动W=UIt=Q U=IRQ=I2Rt=,注意:此关系只适用纯电阻电路。 电流通过纯电阻电路做功,把电能转化为内能,而产生热量,电功又称为电热。3.含有电动机的电路,不是纯电阻电路。电功W=UIt 电流通过电动机做功,把电能一部分转化为内能,绝大部分转化为机械能。 电动机线圈有电阻R,电流通过而产生热,Q=I2Rt不等于UIt,而只是UIt的一部分。原因是对于非纯电阻UIR且UIR。 转化为机械能部分:UItI2Rt=转化的机械能 即电动机输出的机械能。实际需要更多的是:发热功率:I2R 转化为机械能功率UII2R,目前是我们计算电动输出机械功率的唯一方法。4.含有电解液的电路:电流做功把电能转化为化学能电流做功可把电能转化为内能、机械能、化学能等,只有把电能转化为内能的电功叫电热,转化其它形式能均不能称为电热。【课余思考】1.写出在纯电阻电路中计算电功、电功率的公式。写出发热功率公式。2.焦耳定律计算的Q,就是电功对吗?为什么?3.电动机输出的机械功、机械功率如何计算?【解题点要】例一.一条电阻丝加上电压U后,经t s后放出热量为Q,若得电阻丝截成等长的三段并且关联在一起,再加上电压U,需经多长时间放出热量仍为Q?解:电阻丝是纯电阻,计算热量三个公式都适用,结合题目给定的条件,电压不变,使用,Q=,计算方便。设电阻丝电阻为R,Q=,截成等三段,每段电阻为R,并联后电阻为,则Q=。例二.用6600V和用220V两种电压输电,若输送功率相同,输电线的长短,粗细和电阻率都相同,用低压输电与用高压输电,在输电线上损失的功率之比是( )A 1:900 B 900:1 C 1:30 D 30:1解:输电线是纯电阻,在输电线上损失的功率是发热功率,P损=I2R输送电流强度由输送功率和输送电压决定,设输送功率为P,高压输电时电流为 I高=P6600,低压输电时电流为I低=P220,由于输送电线长短,粗细和电阻率都相同,它们输电阻相同,都为R,则 应选B解答本题时必须注意输送电流I,输送电压U应是输电线上电压与用电器上电压之和,故此输送电流的正确计算成为解答此种类型题的关键之一。例三.A、B、C三个电阻的UI图象如图1所示,若三个电阻加相同电压,则 的功率最大,若三个电阻通过相同的电流强度,则 的功率最大。解:第一空的解答:对于纯电阻,可在电压一定的情况下,电功率跟电阻成反比,电阻最小的电功率最大,而电阻的确定要依据图象决定,斜率最小的图象所表示的电阻越小,所以RARBRC,电阻C的电功率最大。第二个空的解答:P=I2R,三个电阻通过电流相等,电功率与电阻成正比,电阻大,功率大,电阻A的电功率最大。例四.一台直流电动机的额定电压为U,额定功率是P,电动机内电枢导线的电阻为R,那么它正常工作时的电流强度是( )A、等于UR B、等于PU C、大于UR D、大于PU解:含电动机电路不是纯电阻电路,UIR,所以A,C选项不正确,电动机的额定功率P是电动机的输出的机械功率,而电路给电动机的输入功率P=IU,所以I=,选项B不正确。因为PP热=P,且I=,所以选项D是正确的。在含电动机的电路中,电路给电动机输入功率P,电动机输出机械功率P,电动机的发热功率P热是三个关键,概念,必须搞清楚,P=IU,P热=I2R,它们之间的关系是P=PI2R。例五.一台电阻为2的电动机,接在110V电路中工作时,通过电动机的电流强度为10A,求这台电动机消耗的电功率,发热功率,转化成机械功率,电动机的效率。解:电动机消耗电功率即电路输入给电动机的功率 P=IU=10110=1100W。 发热功率:P热=I2R=1022=200W 转化成机械功率:P=PP热=1100200=900W 机械效率:=【同步练习】1.一台电动机输出功率是10KW,这表明这台电动机正常工作时( )A.每秒钟消耗电能10KWB.每秒钟对外做功10KWC.每秒钟对外做功10JD.每秒钟对外做功1000J2.额定电压为U,额定功率为P的电灯,接在电压为U(UU,不计温度对电阻的影响)的电路中,则该电灯的实际功率P应为( )A.UPU B.UPU C.(UU)2P D.(UU)2P3.风力发电机的风轮旋转时扫过的面积为S,当地风速为,如果该发电机把通过风轮的风的部分动能转化为电能,设风能的利用率为,空气的密度为p,则风力发电机的功率为( )A.pS 32 B.pS22 C.pS32 D.pS244.一只“220V 100W”电灯,220V、100W分别表示电压和电功率的 值,它的电阻为 ,正常工作时的电流强度为 A,若电阻不变接入110V的电路中,则实际电流为 A,实际功率为 W,一般只要该灯泡未损坏,它的额定电压,电流,功率是 (填会或不会)改变。5.如图2所示为用直流电动机提升重物的装置,重物m=50kg,电源电压为U=110V不变,不计各种摩擦,当电动机以=0.9ms的恒定速度向上提升重物时,电路中的电流强度I=5A,试求电动机电枢线圈电阻R。【参考答案】 1.D 2.C 3.A 4.额定 484 0.45 0.227 25 不会 5.4.4
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