第十五章 电能与电功率 15.2 探究灯泡的电功率
一、从认识电器铭牌开始 灯泡 25W
额定电压 220V 额定频率 50Hz 额定功率 1000kW 吹风机
电风扇
电饭煲
铭牌上的“220–25”是什么意思吗? 额定电压是指用电器或电学仪表 正常工作时的电压。 功率是指用电器在额定电压下 正常工作时的功率。
二、电功率 想一想:将标有“220V 15W”和“220V 100W”的两只灯泡同时接到家庭电路中哪一只灯泡更亮? 1.电功率的概念 物理学中,把用电器单位时间内所做的电功叫做电功率。 电功率是表示消耗电能快慢的物理量
2.电功率计算公式 P = —— W t W=UIt P=UI 3.电功率的单位 瓦特(W)(J/s)千瓦(kW) 1 kW=1000 W
常见用电器的功率
三、探究灯泡的电功率跟哪些因素有关 我能行 猜想 电功与哪些因素有关呢? 你需要哪些器材? 画出你设计的电路图 交流评价!
结论:当电流相同时,电压越大,电功率就越大。 三、探究灯泡的电功率跟哪些因素有关 1.当电流相同时: L2 L1 电压 灯泡亮度 灯L1 1.1 暗 灯L2 5.2 亮 结论:当电流相同时,电压越大,电功率就越大。
结论:当电压相同时,电流越大,电功率就越大。 2.当电压相同时: L1 L2 电流 灯泡亮度 灯L1 0.18 亮 灯L2 0.08 暗 结论:当电压相同时,电流越大,电功率就越大。 ★实验表明:P=UI 单位:W
例1.如图所示小灯泡两端电压是6V,通过的电流是2A,这时小灯泡的电功率是多少? 解:根据P=UI得 P=UI=6V×2A =12W 若电源电压为6V,能求出多少相关物理量的值?
解:P=UI=220V×0.068A=15W W=Pt =15W×3.6×105s=5.4×106J 例2.一盏电灯连在电压是220V的电路中,电灯中通过的电流是68mA,这个灯泡的电功率是多少瓦?一个月总共通电100h,电流所做的功是多少? 解:P=UI=220V×0.068A=15W W=Pt =15W×3.6×105s=5.4×106J 或W=Pt=0.015kW×100h=1.5kW·h =1.5度电
练习: 电流通过洗衣机的电动机,通电0.5小时做功180000焦;电流通过电动车的电动机,通电2秒钟做功120000焦。问(1)电流通过哪个电动机做功多?(2)电流通过哪个电动机做功快呢?
巩固练习: 1、电功:当______能转化为其它形式的能时,我们就说做了电功,用字母符号____表示,国际单位是________。生活中常用的单位是________,1kW•h=____________J。 2、电功可用__________测量。 电 W J kW·h 3.6×106 电能表
3、电功率:电功率的物理意义是表示_______的物理量;电功率大,表示电流做功________。 电功率定义是:电流在__________所做的功,叫做电功率,用字母____表示,它的主单位是_____,常用单位还有___________,换算关系是___________________。 电流做功快慢 越快 单位时间内 P W kW 1kW=1000W
4、电功率的计算公式:______和______。 5、计算用电器消耗的电能(电流做的电功)用公式W=_______和W= ________ 6、额定电压:用电器________的电压叫额定电压,用电器上标明的电压值是 ________。 P=UI Pt UIt 正常工作 额定电压
8、实际功率是在_________下的功率,可以大于、等于或小于额定功率。 7、额定功率:用电器在_____电压下消耗的功率叫做额定功率,用电器上标明的功率值就是______。如灯泡上标出“220V 40W”,220V表示_____________,40W表示_____________。 8、实际功率是在_________下的功率,可以大于、等于或小于额定功率。 额定 额定功率 额定电压是220V 额定功率是40W 实际电压
8、把标有“36V 15W” 的甲灯和标有“36V 5W ”的乙灯串联后接在电压是36V的电路中,则( ) A. 因为甲灯额定功率较大,所以甲灯较亮 B. 因为通过它们的电流相等,所以一样亮 C. 因为甲灯的电阻较小,所以甲灯较亮 D. 因为乙灯实际功率较大,所以乙灯较亮 D
9、清华大学的虞昊教授致力于第三代照明技术——LED灯的普及工作。LED灯的能耗小,造价低廉,使用寿命长。虞昊自制的LED台灯,用电压为6伏的电源供电,正常工作电流为300毫安。那么,此LED台灯正常工作时的功率为( ) A.1.8瓦 B.18瓦 C.180 瓦 D.1800 A
10、将两只额定电压相同的小灯泡L1、L2串联在如图1所示的电路中,闭合开关后,发现灯L1较亮,灯L2较暗,其原因可能是( ) A.灯L1额定功率较大 B.灯L2两端电压较大 C.灯L1的电阻较大 D.通过灯L1的电流较大 C
B 11、如图2所示,电源电压保持不变,当变阻器滑片P滑到A端时,闭合开关S1和S2,灯泡L恰好正常发光,以下说法正确的是( ) A、滑片P仍在A端,开关S1断开,S2闭合,灯泡L仍正常发光 B、滑片P仍在A端,开关S1闭合,S2断开,灯泡L仍正常发光 C、滑片P滑到B端,同时闭合开关S1和S2,灯泡L仍正常发光 D、滑片P滑到B端,开关S1闭合,S2断开,灯泡L仍正常发光 B
12、某实验小组在做“探究串联电路的电压规律”实验时,连好了如图3所示的电路,闭合开关S后发现L2正常发光,L1只能微弱发光。以下对于这一现象产生的原因分析中,合理的是( ) A.灯L1发生断路 B.灯L1发生短路 C.由于灯L1的电阻较大,实际功率较小 D.由于灯L1的电阻较小,其实际功率较小 D
13、在做“测定小灯泡的电功率”实验时,选用的器材有电压为6V的电源,额定电压为2 13、在做“测定小灯泡的电功率”实验时,选用的器材有电压为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡,以及滑动变阻器、电流表、电压表、开关和导线等。图4是没有连接完的实物电路。 (1)请你用笔画线代替导线,将实物电路连接完整并在右边方框中画出电路图。
14、在做“测定小灯泡的电功率”实验时,选用的器材有电压为6V的电源,额定电压为2 14、在做“测定小灯泡的电功率”实验时,选用的器材有电压为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡,以及滑动变阻器、电流表、电压表、开关和导线等。图4是没有连接完的实物电路。 (2)连好电路闭合开关,发现电压表指针偏转很小,其原因可能是_______________________________ (写出一种即可)。 滑动变阻器的电阻很大
15、在做“测定小灯泡的电功率”实验时,选用的器材有电压为6V的电源,额定电压为2 15、在做“测定小灯泡的电功率”实验时,选用的器材有电压为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡,以及滑动变阻器、电流表、电压表、开关和导线等。图4是没有连接完的实物电路。 (3)经适当调整后,闭合开关,移动滑片P到某处,发现电压表的示数为2.2V,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向_____端滑动。 右
16、在做“测定小灯泡的电功率”实验时,选用的器材有电压为6V的电源,额定电压为2 16、在做“测定小灯泡的电功率”实验时,选用的器材有电压为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡,以及滑动变阻器、电流表、电压表、开关和导线等。图4是没有连接完的实物电路。 (4)通过移动滑片P,测得多组数据,绘制成U - I,图像如图4。据此可计算出小灯泡正常发光时消耗的功率是______ W。 0.5
17、在如图所示的电路中,R1=10Ω ,R2=20Ω ,闭合开关后,电流表的示数为0.3A.求: (3)电路消耗的总功率. 解(1)U=I1R1=0.3A×10Ω=3V (2) =0.15A (3)I=I1+I2=0.3A+0.15A=0.45A P=UI=3V×0.45A=1.35W 答:(1)电阻R1两端的电压是3V,(2)通过电阻R2的电流是0.15A,(3)电路消耗的总功率是1.35W。
(2)灯L1、L2是否能正常发光,请通过计算说明。 18、(选做题)如图所示,灯L1、L2分别标有“6V 6W”、“6V 3W”的字样,电源电压为9V(两只灯的电阻值不变)。当开关S闭合时,灯都能发光,则: (1)灯L1、L2的电阻各是多少? (2)灯L1、L2是否能正常发光,请通过计算说明。 解(1) =6Ω =12Ω (2)R=R1+R2= 6Ω+ 12Ω=18Ω =0.5A U1=IR1=0.5A×6Ω=3V U2=IR2=0.5A×12Ω=6V 答:(1)L1、L2的电阻分别是6Ω和12Ω (2)L1不能正常工作,L2能正常工作
小 结 一、从用电器的铭牌说起 二、电功率 1.电功率是描述电流做功快慢的物理量。 2.电功率计算公式: P= 3.电功率的单位 小 结 一、从用电器的铭牌说起 二、电功率 1.电功率是描述电流做功快慢的物理量。 2.电功率计算公式: P= 3.电功率的单位 主单位瓦特,简称瓦,用符号W表示 其他单位 1kW=1000W 1W=1000mW 三、探究小灯泡的功率与哪些因素有关 1.当电流相同时,电压越大,电功率就越大。 当电压相同时,电流越大,电功率就越大。 2.实验表明:P=UI