恒定电流中电功与电功率教案

第十二章 恒定电流

第二课时  部分电路的基本规律

电功与电功率

制定人：时荣春  审核人：殷裕华   时间：2006年11月23日

【学习目标】

1、掌握电功、电功率、电热的计算

2、理解电阻的串联、并联关系，并掌握串联电路的分压作用及并联电路的分流作用

3、理解串并联电路电功、电功率的分配规律

【知识要点】

1．电功

（1）电功：________________。

（2）电热：电流流过导体时，导体上产生的热量。焦耳定律：_______________________

（3）电功和电热关系：在纯电阻电路中，电功______电热；在非纯电阻电路中，电功_____电热。

2．电功率

（1）电功率的计算公式_____________________。

（2）上式中各物理量的单位应分别用_______________表示，适用于一切电路。

（3）用电器的额定功率是指用电器在额定电压下工作时消耗的功率；而用电器的实际功率是指用电器在实际电压下工作时消耗的功率．

3．串、并联电路的特点：

    (1)串联电路的特点：

    ①各处的电流强度相等_______________________________

    ②分压原理_______________________________

    ③电路的总电阻_______________________________

    ④电路两端电压_______________________________

    (2)并联电路的特点：

    ①各支路电压相等_______________________________

    ②分流原理_______________________________

    ③电路的总电阻_______________________________

4．串、并联电路的功率分配

    （1）串联电路功率与电阻成正比．即_________________________

    （2）并联电路的功率与电阻成反比．即__________________________

    （3）无论串联电路还是并联电路，电路的总功率等于各用电器功率之和．即________

一、热身训练：

1、三个电阻之比为R₁:R₂:R₃=1:2:5，将这三个电阻并联，则通过这三支路的电流强度I₁:I₂:I₃之比为(    )

A．1:2:5     B．5:2:1    C．10:5:2    D．2:5:10

2、如图2-8所示,4只电阻串联于某电路中.已测出U_AC=9V， U_BD=6V， R₂=R₄则U_AE为（    ）

A．3V     B．7.5V     C．15V    D．无法确定

3．在某段电路中，其两端电压为U，通过的电流为I，通电时间为t，若该电路电阻为R，则关于电功和电热的关系，下列结论正确的是（      ）

A．在任何电路中，电功W=UIt= I²Rt

B．在任何电路中，电功为UIt，电热为 I²Rt

C．在纯电阻电路中，UIt= I²Rt

D．在非纯电阻电路中，UIt≥ I²Rt

4.一台电动机额定电压为220 V，线圈电阻R=0.5 Ω,电动机正常工作时通过电动机线圈的电流为4 A，电动机正常工作10 min，求

（1）消耗的电能.（2）产生的热量.（3）发热功率。 5.28×10⁵J   4800J

二、讲练平台：

1、一台直流电动机额定电压为100V，正常工作时的电流为20A，线圈内阻为0．5Ω，那么在1分钟内，下列说法错误的是（　　　）

A．该电动机线圈产生热量1．2×10⁵J　　　　 B．电动机消耗电能为1．2×10⁵J

C．该电动机的机械功率不大于1．8×10³W　　D．电源输入给电动机的功率为2．0kW

2、理发用的电吹风机中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风将头发吹干。设电动机线圈电阻为R₁ ，它与电热丝电阻值R₂ 串联后接到直流电源上，吹风机两端电压为U，电流为I消耗的功率为P，则有（    ）

A．B．

C． D．

3、两个白炽灯泡，一个标有“220V  100W”，另一个标有“220V  60W”．假如灯丝的电阻不变，先把它们串联起来接到220V电源上，再把它们并联起来接到220V电源上．以下说法正确的是（   ）

A、串联比并联消耗的总功率大          B、并联比串联消耗的总功率大

C、串联时60W灯泡消耗的电功率较大    D、并联时100w灯泡消耗的电功率较大

4、一台电动机额定电压是220V，额定功率是1.1W，线圈的电阻是6   

  （1）电动机正常工作时电流是多少安？

  （2）电动机起动时电流是多少安？

（3）电动机发生“堵转”时最易烧毁原因是什么？

.解析：（1）电动机正常工作时，是非纯电阻电路，计算电流时，应该用公式  ，不能用公式 。所以正常工作时电流强度：A

（2）电动机刚起动时，转子尚未转动，此时可以看成是纯电阻电路，可以用欧姆定律求电流A

（3）电动机发生堵转时，就是纯电阻电路，流过的电流比正常工作时的电流大得多，因此，堵转时电动机容易被烧毁坏

三、拓展提升：

1．如图5-7所示的电路，电池组的电动势V，内电阻，定值电阻，为可变电阻，其阻值在0~10范围内调节。

（1）R₂取何值时， R₂ 消耗的电功率最大？

（2） R₂ 取何值时，R₁消耗的电功率最大？

15．解析：（1）在考虑 R₂ 取值时，可把定值电阻R₁视为电池内阻的一部分，与内阻r组成等效内电阻 。当时， R₂ 有最大电功率：W

（2）在考虑 R₂ 取值时，使定值电阻 R₁的消耗电功率最大，由，可知I 必须最大，显然当时，R₁有最大电功率：W.

2、如图所示为测定电动机输出功率的装置，在电动机的转轴上有一半径r=0．2m转轮．在转轮上套有一条皮带，皮带一端挂一重力G=50N的物体，皮带的另一端挂一个弹簧测力计，当电动机以n=50r／s的转速转动时，弹簧测力计的示数为F=85.0N,弹簧测力计自重不计，如果电动机工作电压为220V，则它的工作电流至少为多少？ 4.2×10^－4A

四、益智演练：

1、如图所示，R₁=8Ω、R₂=2Ω、R₃=3.2Ω通以电流,各个电阻电压之比U₁:U₂:U₃=____13∶2∶2______，各电阻电流强度之比I₁:I₂:I₃=____13∶8∶5_____ 。

3、在图示电路中，电源的电动势为，内阻为．滑动变阻器的总电阻为，为定值电阻， R.>R₀+r．当滑动变阻器的滑片由a端移向b端时（    ）

A、消耗的电功率增大       B、消耗的电功率逐渐增大

C、电源消耗的总电功率增大    D、电源输出的电功率增大

4．电饭锅工作时有两种状态:一种是锅内水烧干前的加热状态，另一种是锅内水烧干后的保温状态.如图所示是电饭锅电路的示意图，S是用感温材料制造的开关，R₁是电阻，R₂是供加热用的电阻丝.

(1)试判断开关S接通时和断开时，电饭锅分别处于哪种工作状态，说明你的理由.

(2)如果要使R₂在保温状态时的功率是加热状态时的一半，R₁/R₂应是多大?

2. (1)电键S闭合时，电饭锅处于加热状态.电键S断开时，电饭锅处于保温状态(2)0.414  

5、如图所示，E =6V，r =4Ω，R₁=2Ω，R₂的阻值变化范围是 0~10Ω