1、高考资源网（） 您身边的高考专家2.5 电功率 学案（粤教版选修3-1）一、电功和电功率1电功是指_的功，电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的_、电路中的_和_三者的乘积，表达式W_.2电功率是指_，P_.二、焦耳定律和热功率1在一段只有电阻元件的纯电阻电路中，电场力所做的功W等于电流通过这段电路时发出的_，即QW_，由欧姆定律UIR，热量Q_，这就是焦耳定律2一段电路因发热而消耗的功率P热_，称为热功率纯电阻电路上的热功率可表示为P热_.3如果不是纯电阻电路，电能除一部分转化为内能外，其他部分转化为机械能、化学能等，这时的电功仍然等于_，电阻上产生的热量仍为_，此时电功比电阻上产生的热
2、量_三、闭合电路中的功率1EIU外IU内I，反映了闭合电路中的能量转化关系_表示电源提供的电功率，_和_分别表示外电路和内电路上消耗的电功率公式表明，电源提供的能量一部分消耗在_上，转化为其他形式的能量；另一部分消耗在_上，转化为内能2电动势反映了电源把_转化为电能的能力当电源流过单位电时，若电源电动势越大，则电源提供的_越大，电源把其他形式的能转化为电能的能力越强.一、电功和电功率问题情境在日常生活中，经常会用到家用小电器，例如电吹风、电熨斗等，它们都会分为几档，像电吹风可以吹凉风、暖风和热风你知道如何计算它们消耗的电能吗？1电流做功的实质是什么？2设加在一段电路两端的电压为U，流过电路的电
3、流为I，试推导电流做功的表达式要点提炼1电功的计算式：_.2电功率的计算式：_.二、焦耳定律和热功率问题情境随着家用电器的增多，特别是空调，电热器等大功率用电器的使用，引发的火灾事故越来越多据统计很大一部分火灾的事故原因是导线、插座或开关等元件温度升高而导致的电流通过导体为什么会发热，产生的热量与哪些因素有关呢？1什么样的电路是纯电阻电路？来源:学,科,网2电功和电热相等吗？3比较非纯电阻电路中电功与电热的关系 要点提炼1焦耳定律的表达式：_.2电功与电热的关系：纯电阻电路中：_，非纯电阻电路中： _.三、闭合电路中的功率问题情境1.闭合电路中电源电动势和内、外电压的关系是怎样的2推导闭合电路
4、中能量的转化关系并解释各项的物理意义来源:高.考.资.源.网要点提炼1闭合电路中的能量转化关系：_，对于纯电阻电路该式可写为_2电动势反映了电源把_转化为_的能力问题延伸1什么是电源的输出功率？在一个闭合回路中电源的输出功率与外电阻之间有怎样的关系(纯电阻电路)?2电源的效率如何计算？它与外电阻有怎样的关系？例1有一个直流电动机，把它接入0.2 V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4 A若把它接入2 V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1 A.(1)求电动机正常工作时的输出功率(2)若在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率为多大？变式训练1某吸尘器中的电动机
5、线圈电阻为1 ，接在220 V的直流电压下，工作电流为1 A，则吸尘器消耗的电功率为_；发热损耗的功率为_；转化为机械能的功率为_例2图1如图1所示，线段A为某电源的UI图线，线段B为某电阻R的UI图线，由上述电源和电阻组成闭合电路时，则：(1)电源的输出功率P出是多大？(2)电源内部损耗的电功率P内是多少？变式训练2电路图如图2甲所示，图乙中的图线是电路中的电源的路端电压随电流变化的关系图象，滑动变阻器的最大阻值为15 ，定值电阻R03 .图2(1)当R为何值时，R0消耗的功率最大？最大值为多少？(2)当R为何值时，电源的输出功率最大？最大值为多少？来源:高.考.资.源.网思路点拨求解本题应
6、把握以下三点：(1)由UI图象求电源的电动势和内阻(2)电路中的电流最大时，R0消耗的功率最大(3)利用电源有最大输出功率的条件，求电源的最大输出功率【即学即练】1下列求解电热的公式中，对所有电路均适用的是()AQUIt BQI2RtCQt DWPt2一台电动机的输出功率是10 kW，这表明该电动机工作时()A每秒消耗10 kW电能B每秒对外做10 kW功C每秒消耗10 kJ电能D每秒对外做10 kJ功3电动机的电枢阻值为R，电动机正常工作时，两端的电压为U，通过的电流为I，工作时间为t，下列说法中正确的是()A电动机消耗的电能为UItB电动机消耗的电能为I2RtC电动机线圈产生的热量为I2R
7、tD电动机线圈产生的热量为4电源的电动势和内阻都保持一定，在外电路的电阻逐渐变小的过程中，下列说法错误的是()A路端电压一定逐渐变小B电源的输出功率一定逐渐变小C电源内部消耗的电功率一定逐渐变大D电源的输出电流一定变大参考答案课前自主学习一、1电流所做电压U电流I通电时间tUIt2单位时间内电流所做的功UI二、1热量QUItI2Rt2.Q/tI2R3UItI2Rt大三、1EIU外IU内I外电路内电路2其他形式的能量电功率核心知识探究一、问题情境1因电流是自由电荷在电场力作用下定向移动形成的，电流做的功，实质上是电场力对自由电荷做功2推导：t时间内流过电路的电荷总量qIt，电场力移动电荷做的功为
8、WqU，所以t时间内电流做功WUIt.要点提炼1WUIt2.PUI二、问题情境1只含白炽灯、电炉等电热元件的电路是纯电阻电路电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的内能2在纯电阻电路中，两者相等；在非纯电阻电路中，两者不相等3非纯电阻电路中，电能一部分转化为内能，其他部分转化为机械能、化学能等其他形式的能，这时电功仍然等于UIt，电热仍为I2Rt，此时电功大于电热要点提炼1QI2Rt2.WQWQ三、问题情境1EU内U外2根据EU内U外可得EIU内IU外I，式中EI表示电源提供的电功率，U外I表示外电路上消耗的电功率；U内I表示内电路上消耗的电功率要点提炼1EIU内IU外IEII2rI2R
9、2其他形式的能电能问题延伸1电源的输出功率是指外电路消耗的功率当外电路为纯电阻电路时，(1)电源的输出功率P出I2RR，由此可知当Rr时，电源有最大输出功率P出max.(2)P出与外电阻R的函数关系图象如图所示，从图中看出当Rr时，若R增大，P出增大；当Rr时，若R增大，P出减小对一个确定的电源，除Rr外，外电阻有两个值对应的输出功率相等，即()2R1()2R2，化简后得到这两个阻值的关系为R1R2r2.2，可见，外电阻R越大，电源的效率越高，当电源有最大输出功率时，50%，此时电源的效率并不是最高解题方法探究例1(1)1.5 W(2)8 W解析(1)电动机不转时，说明电动机无机械能输出，它消
10、耗的电能完全转化为内能，此时电动机可看做纯电阻电路，则R0.5 当加电压为2 V、电流为1 A时，电动机正常工作，有机械能输出，此时电动机为非纯电阻电路，消耗的电能等于转化的机械能和内能之和转化的热功率为P热I2R0.5 W总功率P总UI2 W，则输出功率P出P总P热1.5 W.(2)若在电动机正常工作时被卡住，电动机无机械能输出，看做纯电阻电路，此时的电热功率为：P热 W8 W.变式训练1220 W1 W219 W例2(1)4 W(2)2 W解析(1)根据题意，从图线A可读出E3 V，r 0.5 .从图线B可读出R1 .由电源E3 V，r0.5 与电阻R1 组成的闭合电路中，I A2 A，则P出I2R4 W.(2)P内I2r2 W.变式训练2(1)010.9 W(2)4.5 13.3 W即学即练1BA、D两选项适合于任何电路电功的计算B选项适合于任何电路电热的计算C选项只适合于纯电阻电路电热的计算2D输出功率是指电动机单位时间内对外所做的功，D项正确3AC电动机为非纯电阻元件，由电功、电热的计算公式知A、C正确4B外电路的电阻逐渐变小的过程中，由U外E知，路端电压一定逐渐变小内电压变大，输出电流一定变大，电源内部消耗的电功率一定逐渐变大，但输出功率不一定变大- 6 - 版权所有高考资源网