5.1 电路中的能量 电功和电功率 一、电功 1.定义:电流通过一段电路时,自由电荷在 的推动下做定向移动,电场力对自由电荷所做的功,称为电功. 2.公式:W= ,单位: ,符号:J. 二、电功率 1.定义:电流做功与完成这些功 之比叫作电功率. 2.公式:P= =UI,单位: ,符号: ,1 kW=1×103 W. 三、串、并联电路中的功率关系 项目 串联电路 并联电路 功率 分配 P1∶P2∶P3=R1∶R2∶R3 P1∶P2∶P3=∶∶ 功率 关系 P=P1+P2+…+Pn P=P1+P2+…+Pn 四、额定功率和实际功率 1.用电器正常工作时所消耗的功率叫作额定功率.当用电器两端电压达到额定电压U额时,电流达到额定电流I额,电功率也达到额定功率P额,且P额=U额I额. 2.用电器的实际功率是用电器在实际工作时消耗的电功率.为了使用电器不被烧毁,要求实际功率不能大于其额定功率. 【典例突破】 [典例1] (2024年第一次广东合格性考试)LED灯是一种新型半导体节能灯.已知某型号的LED灯珠正常工作时,两端电压为1.4 V,电流为20 mA.一广告牌用该型号LED灯珠的总数量为40 000颗,那么该广告牌上的灯珠全部点亮正常工作时,消耗的电功率为( ) A.500 W B.800 W C.1 120 W D.1 500 W [典例2] (2023年第二次广东合格性考试)太阳能路灯利用太阳能转化的电能提供照明,可有效地减少二氧化碳的排放.设太阳能电池板对蓄电池一天充电9 h,充电的平均功率为10 W;蓄电池的利用效率是80%,供给LED路灯的电压是24 V,电流是0.5 A.太阳能电池板一天产生的电能可供路灯照明的时长为( ) A.4 h B.5 h C.6 h D.7 h [典例3] (2022年第一次广东合格性考试)某插座的额定电流为10 A.以下电器单独使用该插座时,安全的是( ) ①额定功率为60 W,额定电压为220 V的电风扇 ②额定功率为1 200 W,额定电压为220 V的洗衣机 ③额定功率为3 000 W,额定电压为220 V的取暖器 ④额定功率为4 500 W,额定电压为220 V的电热水器 A.①或② B.仅① C.③或① D.仅④ 焦耳定律 一、焦耳定律的内容 1.电流通过导体产生的热量与电流的 成正比,与 及 成正比. 2.表达式为Q= . 二、热功率 1.热功率的定义 一段电路因发热而消耗的功率,公式P= . 2.电阻为R的电路上的热功率P= . 三、电功与热量的关系 1.对于纯电阻电路,电功W=UIt,热量Q=I2Rt,二者相等,电能完全转化为内能;对于非纯电阻电路,电功W=UIt=I2Rt+E其他,热量Q=I2Rt,二者不再相等. 2.电功与电热的计算公式比较 项目 纯电阻电路 非纯电阻电路 电功 W=UIt=I2Rt=t W=UIt 电热 Q=UIt=I2Rt=t Q=I2Rt 电功率 P=UI=I2R= P=UI 热功率 P=UI=I2R= P=I2R 【典例突破】 [典例4] (2023·河北学业考试)电炉丝通电一段时间后,会变得很烫,而电炉丝与电源间的导线却不怎么热,其主要原因是( ) A.导线有绝缘皮,隔热效果好 B.导线比电炉丝散热快 C.导线的电阻远小于电炉丝的电阻 D.通过导线的电流小于通过电炉丝的电流 [典例5] (2023·江苏学业考试)某电阻的阻值为5 Ω,通过的电流为2 A,则它在10 s内产生的热量为( ) A.100 J B.200 J C.10 J D.20 J [典例6] (2023年第二次广东合格性考试)(多选)某电动机在正常工作时的电压为220 V,电流为4 A,线圈电阻为1 Ω.只考虑线圈发热所造成的能量损失,该电动机正常工作时( ) A.对外做功的功率为880 W B.消耗的电功率为880 W C.线圈发热的功率为16 W D.线圈发热的功率为48 400 W 闭合电路中的能量 一、闭合电路中的能量转化关系 1.即EI=U外I+ ,电源提供的电功率等于外电路和 电路消耗的电功率之和. 2.实质 电源提供的能量一部分消耗在外电路上,转化为其他形式的能;另一部分消耗在内阻上,转化为 能. 二、电源的几种功率计算 1.电源的总功率:P总= ... ...
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